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。

🌊

实验一:沉还是浮?

点击下方物体放入水中,观察它是上浮下沉还是悬浮

物体密度 ρ物
kg/m³
水的密度 ρ水
1000kg/m³
重力 G
N
浮力 F浮
N
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)
🎚️

实验二:密度决定浮沉

用滑块自由调节物体密度液体密度,观察物体的浮沉状态如何变化。

物体密度
500kg/m³
液体密度
1000kg/m³
状态
漂浮
浸入比例
50%
物体密度 (kg/m³) 500 — 比木头轻
液体密度 (kg/m³) 1000 — 水
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?
⚖️

实验三:阿基米德原理

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
重力 G
4.9N
浮力 F浮
0.0N
排开水的体积
0cm³
排开水的重力
0.0N
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。
🚢

实验四:潜水艇原理

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。

水舱注水
0%
平均密度
600kg/m³
重力 G
5.9N
状态
上浮
水舱注水量 0% — 排空水舱
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
💡

本章要点

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