施霜霜

一、浸在與浸沒的區(qū)別

阿基米德原理內(nèi)容為：浸在液體中的物體會受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力，即F浮=p液gV排.物體排開液體的體積即為物體浸在液體中的體積，根據(jù)阿基米德原理，浸在液體中的物體包含兩種狀態(tài)：一是物體全部浸在液體中，即“浸沒”.此時物體排開的液體的體積等于物體的體積，即v排=v物，如圖1所示：二是物體只有部分浸在液體中，另一部分露在液面以上，此時物體排開液體的體積小于物體的體積，其大小等于物體在液面下那部分的體積，如圖2所示.

可見“浸在”與“浸沒”是大概念與小概念的關(guān)系，它們之間是包含與被包含的關(guān)系：“浸在”可以指物體全部浸在液體中，也可以指物體部分浸在液體中，如物體漂浮在液面上：而“浸沒”是指物體全部浸在液體中.因而在解決實際問題時.辨清“浸在”與“浸沒”的區(qū)別，正確確定物體排開液體的體積大小.是利用阿基米德原理解題的一個關(guān)鍵，

例1如圖3甲所示.彈簧測力計示數(shù)為7N.如圖3乙所示，小球一半浸在水中，彈簧測力計示數(shù)為4N，則小球受到的浮力為_____N，小球的體積為______cm3.剪斷懸吊小球的細線，小球在水中穩(wěn)定時受到的浮力為_____N.（取g=10N/kg）

分析：由圖3可知，小球自重為7N，一半浸在水中時所受的拉力為4N，則小球所受的浮力F浮=G-F拉=7N-4N=3N.根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=p液gV排，得v排=.此時，小球一半浸在水中.所以小球的體積v球=600Cm3.剪斷懸吊小球的細線，小球在水中穩(wěn)定時有三種可能性：漂浮、懸浮和沉底.將小球浸沒在水中，如果F浮>G，則小球會上浮，直至最后漂浮在水面上；如果F浮=G，則小球懸浮在水中；如果F浮

答案：3 600 6

二、浸在液體中的物體所受的浮力

把金屬塊掛在彈簧測力計上.將它分別浸入水中的不同位置.如圖4所示.改變金屬塊浸在水中的深度.可以發(fā)現(xiàn)物體所受浮力的大小與它浸在液體中的深度關(guān)系.

從圖4a、b、c可以看出，物體浸在液體中所受浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)：從圖4c和圖4d可以看出.物體“浸沒”在液體中不同深度處所受的浮力相等，即以物體是否“浸沒”為臨界點，如果物體沒有“浸沒”，則隨著物體進入液體中的體積的增大，物體排開液體的體積也增大，浮力也增大；如果已經(jīng)“浸沒”.物體排開液體的體積與物體體積相等，即使深度增加浮力也不變.

例2-金屬塊用細繩拴好后.浸在某種液體中.當(dāng)金屬塊靜止在圖Sa、b、c所示的位置時，金屬塊所受的拉力分別為Fi、F2和F3，它們的大小關(guān)系為（）.

A.FI

B.F1=F2=F3

C.FI>F2>F3

D.F1

分析：由圖5可知，圖a中物體浸沒在液體中，V排=V物；圖b、c中物體部分浸在液體中，V排V2排>V3排，根據(jù)F浮=p液gv排得，圖a中物體受到的浮力最大，圖c中物體受到的浮力最小.再對物體進行受力分析，已知拉力F=G-F浮，G相同，所以圖a中物體受到的拉力最小，圖c中物體受到的拉力最大.故選A.

答案：A

學(xué)即用，練一練：

1.如圖6所示，一長方體鐵塊，從下表面與液面剛剛接觸時.下放至圖中虛線位置.能大致反映鐵塊下降過程中所受浮力的大小F浮與鐵塊下表面浸入液體中深度h關(guān)系的圖象是圖7中的（）.

參考答案：1.B