苏科版八年级 · 第十章
浮力
为什么铁做的轮船能浮在水面,而铁块会沉?
答案藏在阿基米德原理里。
点击下方物体放入水中,观察它是上浮、下沉还是悬浮。
浮沉条件:
ρ物 < ρ液 → 上浮(漂浮在液面,只有部分浸入)
ρ物 = ρ液 → 悬浮(静止在液体中任意位置)
ρ物 > ρ液 → 下沉(沉到底部)
用滑块自由调节物体密度和液体密度,观察物体的浮沉状态如何变化。
为什么铁船能浮? 铁的密度 7800 kg/m³ 远大于水,但船是空心的 — 船的平均密度(铁壳 + 空气)远小于水。
试试把物体密度调到 7800,然后想想:如果这个铁块做成空心的船,平均密度会变成多少?
把物体慢慢推入水中(拖拽物体上下移动),观察浮力如何随浸入深度变化。
↕ 上下拖拽物体
阿基米德原理:F浮 = ρ液 · g · V排
浮力等于物体排开液体的重力。浸入越深,V排越大,浮力越大。
完全浸没后,再往下推浮力不再增加 — 因为 V排 不再变化。
潜水艇通过注水/排水改变自身重力来控制浮沉。拖拽滑块控制水舱进水量。
潜水艇的秘密:浮力不变(体积不变),通过改变重力控制浮沉。
注水 → 重力增大 → G > F浮 → 下沉
排水 → 重力减小 → G < F浮 → 上浮
微调 → G = F浮 → 悬浮在任意深度
- 浮力的产生: 液体对浸在其中的物体向上和向下的压力差,产生了浮力。方向:竖直向上。
- 阿基米德原理: F浮 = ρ液gV排 — 浮力等于排开液体的重力,与物体密度无关。
- 浮沉条件: 比较 ρ物 和 ρ液 — 密度小于液体就浮,大于就沉,等于就悬浮。
- 漂浮时: F浮 = G,浸入比例 = ρ物/ρ液。冰在水中浮出 1/10(ρ冰/ρ水 = 0.9)。
- 潜水艇原理: 体积不变(浮力不变),通过注水/排水改变重力来控制浮沉。
- 轮船原理: 空心结构使平均密度远小于水。排水量 = 船的总重力。
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