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如图,当我们把物体浸没在液体中,他可能是上浮的,比如木块;最终木块会漂浮在液体表面。
又比如铁块,浸没在液体中会下沉,最终沉底。
当然还有一种特殊情况,就是浸没在液体中任何位置,既不上浮、也不下沉,这种状态我们叫做悬浮。
在上述状态中,我们会发现两个运动的状态,即:
三个静止状态,即
其中漂浮是上浮的结果,沉底是下沉的结果。
五种状态下的受力分析利用“合力”的观点,我们可以找到五种状态的形成原因。
【1】上浮
如图,浸在液体的物体受到重力和浮力,只有当浮力>重力的时候,才能使物体上浮,最终漂浮。
这是一个加速上升的过程,此时物体受非平衡力的作用,合力不为0N。
【2】漂浮
当物体最终漂浮在液体表面时,此时物体处于静止状态。
根据二力平衡的观点,此时重力=浮力,物体受到的合力为0N。
【3】下沉
如图,浸在液体的物体受到重力和浮力,只有当浮力<重力的时候,才能使物体下沉,最终沉底。
这是一个加速下降的过程,此时物体受非平衡力的作用,合力不为0N。
【4】沉底
当物体沉底之后,物体也是处于静止状态,一样受到平衡力的作用,且合力为0N。
但是此时物体除了受到了重力、浮力之外,还要受到容器底部施加竖直向上的支持力。
也就是说,此时物体是三力平衡,即:
F浮=G物-N支
【5】悬浮
如图,浸在液体的物体受到重力和浮力,此时F浮=重力。
物体浮沉的原因请同学们先看一下这个视频:
从这个实验,我们可以看到:当改变液体的密度时,鸡蛋便可以实现上浮、漂浮、下沉、沉底、悬浮五中运动状态。
看来,真正影响物体浮沉的原因是物体与液体密度的关系。
实际上,当物体密度>液体密度的时候,物体就会下沉,最终沉底;当物体密度<液体密度的时候,物体就会上浮,最终漂浮;当物体密度=液体密度的时候,物体就会悬浮在液体中。
总结如图,是物体五种状态的受力分析、形成原因。
需要注意的是,五种情况下,只有浸没在液体中的情况才有V物=V排的结论,当物体漂浮时V物<V排。
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