我心决觉
当物体悬浮在液体中时，物体排开液体的体积V排＝V物，由ρ知ρ物＝ρ
液
物
gV物＝ρ
液
gV排可
当物体沉到容器底时，可知G物＞F浮，而V物＝V排，ρ
物
物
gV物＞ρ
液
gV排，可知ρ
＞ρ液。由上所述，可得出结论 当ρ物＜ρ液时，物体漂浮 当ρ物＝ρ液时，物体悬浮 当ρ物＞ρ液时，物体下沉
应该看到，上浮和下沉都是动态过程，浮力大于重力时，当物体在水中的上浮过程
中，其受力情况是不变的，但当物体部分露出水面后，其所受浮力随其露出水面部分体积的增加而减小，直至浮力与重力平衡，物体飘浮在水面上。若物体所受浮力小于重力，物体将下沉，在水中下沉过程中物体受力情况也不变，直到物体与容器底部接触，此时物体受到浮力与容器底部对物体托力之和跟物体重力平衡。 8、 排水量的含义
轮船的大小通常用排水量来表示，排水量是个专有名词，它是指船满载时排开的水的质量。如将上述质量算成重量也就是船满载后受到的水的浮力（即船受到的最大浮力）。根据物体漂浮在液体的条件，可得如下的计算公式： 排水量＝船自身的质量＋满载时货物的质量
例如：某轮船的排水量是22000t，船自身质量为8000t，则它最多可装 22000t—8000t＝14000t的货物
9、气球和飞艇
气球和飞艇在空气中受力情况：向上的浮力F浮，向下的气囊壳体重力G壳和内中气体的重力G气（壳体中装的是密度比空气小的气体）。
⑴由于G气很小，使F浮＞G气＋G壳，气球上升； ⑵高空处空气密度渐小，浮力F浮＝ρ定高度；
⑶要继续上升，只需减小G壳（将原来装在气囊壳体中的重物抛掉）。使
F浮＞G空＋G壳，当达到某一高度时，ρ空减小使F浮减小到F浮＝G空＋G壳，由于气球悬浮于又一高度；
⑷要下降时，将气囊中气体放出一些，使气囊体积V排变小，使变小，致使 F浮＜G空＋G壳，到某一高度，空气密度ρ空增大到使ρ
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空
空
gV排变小，当F浮＝G空＋G壳时，气球悬浮于一
gV排＝G空＋G壳，再需下降，
我心决觉
就再放出气体。
【例题选讲】
例1： 已知木块重力为G，所受作用力F，问在图中支持面MN所受压力各为多大？
解 在图a中，MN所受的压力Fa=G，b中MN所受的压力Fb=F+G，c中MN所受的压力Fc=F
评注 压力和重力是两种不同的力，压力和重力在数值上不一定相等，在有些情况 下压力和重力相等（如图a），有些情况下压力大于重力（如图b），有些情况一下压力小于重力（如放在斜面上的物体对斜面的压力），有些情况下甚至与重力毫无关系（如图c）。 例2： 把一 长10cm、宽10cm，厚 5cm的铁块，平放在 1m2的水平桌面上，求桌面受到的压强。如果把铁块沿着如图所示的虚线纵向锯掉一半，那么铁块对桌面的压强和压力有何变化？如果将铁块水平横向截去一半，情况又如何？
解 铁的密度ρ=7.8×103kg／m3
所以铁块的质量m=ρv=7.8×103kg／m3×0.1m×0.1m×0.5m=3.9kg 铁块对桌面的压力F＝G＝mg＝3.9kg×9.8N／kg=38.22N 压强p＝F/S＝38.22N/(0.1m×0.1m) ＝3.822×103Pa
把铁块沿虚线纵向锯掉一半，铁块的重力减少一半，对桌面的压力也减小一半，铁块的体积减小一半，它与桌面的接触面积也减小一半，根据公式p＝F/S，其对桌面的压强不变。 把铁块水平横向截去一半，铁块的重力减小一半，对桌面的压力小也减小一半，但它与桌面的接触面积未变，根据公式p＝F/S，其对桌面的压强亦减小一半．
评注 抓住公式p＝F/S了，明确F、S的变化情况，便可对p的变化情况作出正确判断． 例3 向墙壁上按图钉，已知图钉帽的面积是1cm2图钉尖的面积是0.05mm2，手对图钉帽的压强是2×105Pa ，求图钉尖对墙壁的压强．
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我心决觉
解 手对图钉巾的压F帽＝p帽·S帽＝2×105Pa×10-4m2=20N
手对图钉帽的压力等于图钉尖对墙壁的压力，即 F顶＝F帽＝20N 从而，图钉尖对墙壁的压强
p尖＝F尖/ S尖＝20N/(0.05×10-6m2) ＝4×108Pa 评注 由此题可以看出，使用图钉时，手对图钉帽的压力和图钉尖对墙壁的压力是相等的，但分别作用在不同的受力面上，压力产生的效果大不一样．图钉尖对墙壁产生很大的压强，所以图钉能按进墙壁里；图钉帽对手的压强不是很大的，所以手不会感觉扎疼． 例4：封冻的江河水面能够承受的最大压强是7?10Pa，一辆20t的坦克能够在冰面上行驶吗？（每条履带跟地面的接触面积是2m2） 解：坦克对冰面的压力F=G=mg=20?10?9.8N?1.96?10N。 受力面积S=2?2m2=4m2 对冰面的压强
355F1.96?105N45P=??4.9?10Pa?7?10Pa，所以坦克能冰面上行驶。 2S4m例5：如图所示，甲、乙、丙三个完全相同的圆柱体竖放在水平地面上，若把乙、丙中的阴影部分切除后，试比较甲、乙、丙对水平地面的压强大小？ 解：圆柱体对地面的压强： P=
abced甲乙图3丙FG?sgh????gh SSS从上式可知截面积不变的柱体对水平支承面的压强与柱体的体积粗细、重量等无关，只与柱体的高度、密度有关：
甲、乙、丙是同种物质，密度相同，高度相同，由P=?gh可知甲、乙对地面的压强相等，丙中的柱体（部分）bcde产生的压强与甲、乙相等，但acde部分产生的压强大于bcde部分产生的压强。由此可知：P甲=P乙 例6：如图所示的容器内装有水，试比较A、B、C各点由液体产生的压强p A、pB、pC的大小。 解：由于液体的密度相同，本题关键是弄清A、B、C各点的深度。深度是指从自由液面到该处的竖直距离，从图中可知： h4=15cm－５cm＝10cm=0.1m hB=15cm=0.15cm 15厘米AB5厘米C10厘米图4 8 我心决觉 hC=15cm－10cm＝５cm＝0.05m 故pB> p A>pC 例７：在马德堡半球实验中，若每个半球的截面积Ｓ＝1.4?10cm，那么拉开马德堡半球至少要用多大外力Ｆ？（大气压强Ｐ０＝1.01?10Pa） 解：由公式Ｐ＝ 54２ F可知大气对半球面的压力 S54２ Ｆ＝ＰS=N＝1.01?10Pa ×1.4?10cm＝1.414?10N 例8：在一个大气压下将一根玻璃管灌满水银后倒置在水银槽中，管高出水银面h=50cm，如图所示，问：⑴管内顶部受到多大的压强？方向如何？⑵如果在管顶部开一个出现什么情况？（大气压为76cm汞柱） 解：⑴管内顶部受到的压强为：76cmHg－50cmhg＝26cmHg 方向是竖直向上。 ⑵如果在管顶部开一个小孔，管内外相通都为一个大气压，水银柱下降到管内外水银面一样高。 例9：如图所示，密度为0.6×103kg/m3的正方体木块，放入盛有水的容器中，此时，木块的下表面距水面3cm，请根据所学的物理知识，至少计算出与木块有关的8个物理量。（g取10N/kg） ?2解：⑴木块下表面受到水的压强p下??水gh?1?10kg/m?10N/kg?3?10m 335h=50厘米图8?300Pa ?木0.6?103kg/m33???，⑵木块的边长：因为木块漂浮，所以F浮?G木，则33V木?水1.0?10kg/m5V排h13?，h?5cm。 h5⑶木块的底面积：S木?h??5cm??25cm 222⑷木块的体积：V?h??5cm??125cm 333 9 我心决觉 ⑸木块排开水的体积：V排?V木=?125cm3?75cm3 ⑹木块受到的浮力F浮??水gV排?1?10kg/m?10N/kg?75?10m?0.75N ⑺木块的物重：G木?F浮?0.75N ⑻木块的质量：m木?33?633535G木g?0.75N?0.075kg 10N/kg例10：“曹冲称象”运用了等效替代的方法，巧妙地测出了大象的体重。下面是初中物理学习过程中遇到的几个研究实例：①在研究物体受几个力时，引入合力；②在研究光时，引入“光线”概念；③在研究多个电阻串联或并联时，引入总电阻；④在研究磁现象时，引入“磁感线”的概念。在上述几个实例中，采用了等效法的是_______和______。（填序号） 解：等效的意思是，等效后的物理量应与等效前的物理量在性质及效果上相同。光线和磁感线是想象的线，并非真实的等效。故填①、③。 例11：春天我们都喜欢放风筝，请你找出放风筝运用我们所学过的物理知识的两个地方，并分别说明这是哪个物理知识点的运用。 答：①浮力的知识；②气体压强和流速的关系的知识。 例12：海洋研究人员进行水下探测，当他穿上潜水服浸没入水中后，受到的浮力大小跟他下潜的深度有没有关系？最好采用原理不同的方法检验你的方案。 要求：⑴请用三种方法；⑵写出实验所需器材并简述实验步骤。 解：方法一：平衡力。器材：弹簧、测力计、石块、烧杯、水、细线。步骤：用弹簧、测力计测出石块重G，读出石块浸没在水中不同深度时弹簧测力计的示数F，则石块的浮力 F浮?G?F。 方法二：阿基米德原理。器材：溢水杯、弹簧测力计、量筒、小桶、石块、烧杯、水、细线。步骤：将石块浸没在盛满水的溢水杯中，用弹簧测力计称出石块在不同深度处排入小桶中的水重G排，则石块受到的浮力F浮?G排。用量筒测出石块浸没在水中不同深度处排开水的体积V排，则石块的浮力F浮??水gV排。 方法三：物体间力的作用是相互的。器材：天平、石块、水、烧杯、细线。步骤：用天平称出装有适量水的烧杯的质量m1，将石块浸没在水中不同深度处（石块不接触底和侧壁），测出此时烧杯的总质量m2，石块对杯内水的压力F??m1?m2?g。 10