中小学教育资源及组卷应用平台 第3节 水的浮力2-浮沉条件的应用 考点一、物体的沉浮条件（受力分析） 条 件：浸没在液体中物体受到重力和浮力，物体在液体中的浮沉状况取决于重力和浮力的大小。 (1)F浮 < G， 物体下沉； (2)F浮 > G， 物体上浮； (3)F浮 ＝ G， 物体悬浮，此时V排 ＝ V物； (4)上浮的物体露出液面后，浮力会减小。 当F浮 ＝ G时，物体漂浮，此时V排 < V物。 拓 展：对于实心物体： (1)当ρ液>ρ物时，物体上浮(最终漂浮)； (2)当ρ液<ρ物时，物体下沉； (3)当ρ液＝ρ物时，物体悬浮。 说 明：(1)上浮和下沉都是不稳定状态，上浮的物体最终会浮出液面，处于漂浮状态；下沉的物体 最终则会沉到液底处于静止状态(沉到水底时：F浮＋F支持力＝G)； (2)漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而处于平衡状态，F浮＝G。 注 意：(1)“浸没”是指物体全部浸入液体中，被液体全部包围，V物＝V排； (2)“浸入”是指物体部分或全部浸在液体中，部分或全部被液体包围； (3)“漂浮”是物体浮在液面上，只有部分浸入液体中，V物＞V排； (4)“悬浮”是指物体全部浸入液体中，并且可以停留在液体中的任何深度，V物＝V排； (5)“上浮”和“下沉”是物体在重力和浮力共同作用下，物体向上或向下运动的过程， 即F浮＞G，物体上浮；F浮＜G，物体下沉。 典例1：（2024八上·期末） 体积相同的铜、铁、铝三个小球，放入水中静止后，如图所示，已知这三种物质的密度关系是ρn>ρn，则下列判断正确的是（ ） A．铝球一定是实心的，铜、铁两球一定是空心的 B．三个小球受到的浮力关系F铅＜F铁＜F铜 C．三个小球的重力关系G铝＞G铁=G铜 D．三个小球的质量关系m铝＞m铁＞m铜 【答案】D 【解析】（1）当物体的密度大于液体的密度时物体会下沉，当物体的密度小于液体的密度是物体上浮或悬浮，据此判断三个小球的空心问题。 （2）已知三个小球的体积相同，根据阿基米德原理并结合图中排开液体的体积判断三个小球所受的浮力关系。 （3）根据当浮力大于重力时物体上浮，当浮力小于重力时物体下沉，当浮力等于重力时，物体处于悬浮或漂浮状态，结合浮力关系求出三个小球的重力关系，进一步根据G=mg得出质量关系。 【解答】由图可知铜球漂浮、铁球悬浮，二者一定是空心的；铝球下沉，可能实心、也可能是空心，故A错； 因为F浮=ρ水gv排，排开水的体积，v铜＜v铁=v铝，所以受到的浮力：F铜＜F铁=F铝，故B错； 因为铜球漂浮，所以F铜=G铜，即ρ水gv排=ρ铜球gv， 因为v排＜v，所以ρ水＞ρ铜球；--① 因为铁球悬浮，所以F铁=G铁，即ρ水gv排=ρ铁球gv， 因为v排=v，所以ρ水=ρ铁球；--② 因为铝球下沉到水底，所以F铝＜G铝，即ρ水gv排＜ρ铝球gv， 因为v排=v，所以ρ水＜ρ铝球；--③ 由①②③可知：ρ铜球＜ρ铁球＜ρ铝球， 因为m=ρv，体积相同，所以三球的质量：m铜球＜m铁球＜m铝球，故D正确； 因为G=mg，所以三球的重力：G铜球＜G铁球＜G铝球，故C错； 故答案为：D。 变式1：（2024八上·诸暨月考）如图所示，质量相等的实心木块、铝块和铁块均静止于水中，已知ρ水<ρ铝<ρ铁，则受到浮力最小的是（ ） A．木块 B．铝块 C．铁块 D．无法确定 【答案】C 【解析】根据浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力的大小关系。 【解答】木块漂浮在水面上，则它受到的浮力等于重力；铝块在水里下沉，则它受到的浮力小于重力。因为木块和铝块的重力相等，所以浮力F木>F铝。 铝块和铁块都浸没在水中，排开水的体积V铝>V铁，阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它们受到的浮力F铝>F铁。 那么三者受到的浮力F木>F铝>F铁。则浮力最小的是铁块。 变式2：（2024九下·柯桥月考）将两个完全相同的小球 ... ...
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