平衡移动真实问题

在分析物体的起伏时，要注意三个平衡的状态和两个不平衡的过程。

如图，浸在液体中的物体受到两个力的作用:一个是垂直向下的重力；一个是垂直浮力。一个物体在液体中是浮还是沉取决于它受到的重力和浮力。

①浮——(不平衡过程)浮力大于重力时，即F浮>；g、物体漂浮；此时物体的合力方向是垂直向上的，物体在液体中向上运动。

②下沉——(不平衡过程)当浮力小于重力时，F浮< G，物体下沉；此时物体的合力方向是垂直向下的，物体在液体中向下运动。

(3)悬浮——(平衡态)此时，当浮力等于重力，即F浮=G时，合力为零，物体悬浮在液体中，可以在液体中的任意位置。

④浮——(平衡状态)此时物体的浮力等于重力，即F浮=G时，合力为零，物体浮在液体中。

⑤下沉——(平衡状态)此时浮力小于重力，即F浮+N=G(N为物体的支撑力)，合力为零，物体沉入容器底部。

★了解:

①，所以物体的起伏也可以写成:

当f浮动>:G，ρ液体>；当ρ object时，对象浮动；

当F float =G，ρ liquid = ρ object时，物体悬浮在液体中；

当f浮动时

②悬浮和漂浮

悬浮:物体完全浸没在液体中。如果浮力等于重力，两个力就平衡了，合力为零。物体处于平衡状态，物体可以静止在液体中的任何位置。我们说物体“悬浮”在液体中；

漂浮:物体完全浸没在液体中，如果浮力大于重力，两个力的合力向上，物体向上运动。随着物体继续上升，物体的一部分体积会开始浮出液面，物体的浮力也会减小。直到与重力相等，物体受到的浮力和重力的合力为零，因此不再漂浮，物体的漂浮运动结束，即漂浮在液面上。

相同——所有物体都处于平衡状态，物体的重力G和浮力是一对平衡力。

不同之处在于它们在液体中的位置不同。悬浮物体完全进入液体，可以在液体中的任何地方静止，其体积等于物体所排开的液体体积；漂浮是指物体仍在液体表面，其体积大于物体所排开的液体体积；

二、浮力的应用

(1)船:它是由实心钢制成的空心物体，实心钢增加了它所排开的液体体积，使它能浮在水面上。

(2)潜艇:潜艇浸在液体中的浮力不变，但艇内有两个水箱随时注水或排水，改变了潜艇的重力，使其可以漂浮、下沉或悬浮。

(3)热气球:通过加热气球内部的空气，使其密度小于外部空气的密度，使其浮力大于其重力，就可以发射热气球。

(4)飞艇:如果飞艇的气囊中充有密度小于空气的气体，飞艇就可以像热气球一样升空。

实例分析

例1:如图，纵坐标表示物体的质量，横坐标表示物体的体积。图像分别表示物体A和b的质量和体积之间的关系，下列说法是正确的。

A.把物体A放入水中，它会浮在水面上。

B.把物体B放入水中，它一定会沉入水底。

C.把体积相等的物体A和B绑在一起，放入水中，必然沉入水底。

D.将体积相等的物体A和B绑在一起，放入水中浮在水面上。

解析:从图像中可以求出两个物体的密度:可以看出，如果将物体A和B放入水中，A会沉入水底，B会悬浮在水中。从图中我们可以看到，如果两个体积相同的物体ab绑在一起，它们的密度为:

所以它会沉入水底。

正确答案:c。

通过比较物体的重力和浮力，可以判断物体在液体中的起伏，也可以通过物体和液体的密度来判断物体在液体中的起伏。

例2:木块和铁块，实心立方体，边长2cm，木块密度为0.6×103kg/m3。放入水中，静止时分别计算木块和铁块的浮力(g=10N/kg)。

分析:木块放入水中，会浮在水面上，它排开的液体体积比木块小。当它在水中时，会受到重力和浮力的作用，利用两个力的平衡可以计算出它的浮力。铁块会沉入水底，在水中受到三个力的作用。它所排开的液体体积等于铁块的体积，浮力可以用阿基米德原理求解。

解:∵ ρ木

f浮木=G=mg=ρ木GV = 0.6×103kg/m3×10n/kg×8×10-6 m3 = 0.048n。

∵ ρ铁>ρ水，∴铁下沉；

f浮铁= ρ水gV排= 1.0×103kg/m3×10n/kg×8×10-6 m3 = 0.08n。

将物体放入液体中，首先要判断物体在液体中的起伏，然后根据具体情况计算浮力。

例3:简答:船从河里入海后会飘一点。为什么？众所周知，海水的密度大于河水的密度。

答:船舶无论在海水还是河流中，都是浮在水面上的，其浮力与船舶的重力相等，即船舶的浮力不变。根据力平衡的条件可以看出，船所排开的液体体积与液体的密度成反比。因为海水的密度大于河水的密度，所以船排开的海水的体积小于船排开的河水的体积，所以船从河里入海后会浮一点。

这是物体浮沉条件在现实生活中的具体应用，需要掌握船浮在水面上的原理。

例4:如图，是小明为了防止家里断水而设计的储水罐。当水箱中的水深达到1.2m时，浮子A刚好堵住进水管，向水箱中放水。此时，浮子A具有暴露于水面的体积(浮子A只能在图中所示的位置垂直移动)。如果进水口的压力为1.2×105Pa，则喷嘴的截面积为2.5㎝2，储水箱的底面积为0.8m2，浮子A的重量为10N。问:

(1)储水箱能装多少水？

(2)浮子A的体积是多少？

解析:水箱的储水容量可以通过水箱的进水体积来计算，根据力的平衡条件和阿基米德原理可以计算出它的体积。

解法:(1) V = SH = 0.8m2× 1.2m = 0.96m3。

m =ρV = 1.0×103౿/m3×0.96 m3 = 960౿

(2)当浮子刚好堵住出水管时，

F浮动=GA+F压力

f压力= PS = 1.2×105 pa×2.5×10-4 m2 = 30n。

ρ水Vg= GA+F压力=10N+30N。

V=6×10-3m3 .

这也是一个实际问题，其中不仅考察了浮力，还考察了密度和压强的概念，比较全面，所以在解题时要注意把几部分知识很好地结合起来。

例5:一艘质量为2.0×106kg的运输船在一次沉船事故中沉入海底，打捞船用超声波测得沉船到海面的距离约为100m；潜水员潜入海底，找到一个沉船的舱口盖，面积约0.5m2，打开后进入船舱，以便制定打捞方案。打捞沉船的方案之一是在船体上绑上许多浮力袋，每个浮力袋的体积约为10m3，利用这些浮力袋所受到的浮力使船漂浮起来(海水的密度为1.03x103kg)。

解析:根据液体压力的公式，可以计算出作用在舱盖上的压力，利用阿基米德原理，可以计算出袋子的浮力、船的重力和作用在舱盖上的压力。。。。。

解决方法:(1)舱口盖压力:

(2)载体的重量:

海水对舱口盖的压力；

每个漂浮袋都被海水浮起。

这个问题的第二个问题很开放，可以求解的物理量很多，也给了学生更多的空间。

...

这是我网校的V。别人找钱。

......

如果你不给我这个，你会感到内疚吗？