浮力、密度与浮沉
一块物体能否浮起，为什么主要看密度比，而不是只看重量？
改变液体密度、物体密度与体积，比较重力和浮力，观察物体浮起、悬浮或下沉时排开多少液体。
学习目标
- 用 F浮 = ρ液gV排 解释浮力。
- 比较物体与液体密度，预测浮起、悬浮或下沉。
- 计算漂浮平衡时的浸没比例与排液体积。
开始前
- 理解密度 = 质量 ÷ 体积，认识 kg、m³、L 与 N。
- 会比较比值并进行小数乘除。
浮力与浮沉实验
- 1水中漂浮
- 2改变液体
- 3悬浮
- 4下沉
边观察，边解释
依次完成四步。按钮会把互动模型切换到对应观察状态。
-
物体密度小于水时，只需浸入一部分就能排开足够液体，使浮力等于重力。
你的任务: 设液体 1000 kg/m³、物体 600 kg/m³，核对浸没 60%。
-
物体不变时，密度更大的液体每单位排液体积提供更大浮力，因此漂浮所需浸没比例更小。
你的任务: 把液体密度从 800 调到 1200 kg/m³，比较排液体积。
-
物体完全浸没且密度与液体相同时，浮力与重力相等。理想模型中没有净竖直力，物体可保持悬浮。
你的任务: 把两种密度都设为 1000 kg/m³，比较两个力。
-
完全浸没时可达到的浮力小于重力，合力向下。体积增大时两个力同比增大，但密度比不变，所以浮沉判断不变。
你的任务: 设物体 1300 kg/m³，再改变体积，观察状态为什么不变。
把现象连成解释
浮力来自压力差
静止液体的压强随深度增加。物体下表面通常承受比上表面更大的向上合力；对完全或部分浸入的物体，净效应等于所排液体的重量。
漂浮平衡给出密度比
均匀物体漂浮时，ρ液gV排 = ρ物gV物，因此 V排/V物 = ρ物/ρ液。质量或总体积会改变力的大小，却不会单独改变这一比例。
悬浮不等于静止在底部
悬浮指完全浸没时浮力与重力平衡且没有接触支撑。沉底后还会受到容器底部支持力，受力情况不同。
检查理解
可打印练习纸
先独立完成练习页；答案和解释在单独一页。
物理
浮力、密度与浮沉
一块物体能否浮起，为什么主要看密度比，而不是只看重量？
- 密度 750 kg/m³ 的均匀物体漂浮在密度 1000 kg/m³ 的液体中，浸没比例是多少？
A. 25% B. 75% C. 100%
- 2.0 L 物体完全浸没在 1000 kg/m³ 液体中，取 g = 10 N/kg，浮力是多少？
A. 2 N B. 20 N C. 2000 N
- 均匀物体完全浸没并悬浮时，哪项正确？
A. 物体密度等于液体密度，浮力等于重力 B. 物体密度一定为零 C. 浮力一定大于重力
- 保持物体与液体密度不变，把均匀物体体积加倍，会怎样？
A. 重力和完全浸没浮力都加倍，浮沉判断不变 B. 只有重力加倍 C. 一定从下沉变为漂浮
答案页
浮力、密度与浮沉
- 75%
漂浮时 V排/V物 = ρ物/ρ液 = 750/1000 = 0.75。
- 20 N
2.0 L = 0.002 m³，F浮 = 1000 × 10 × 0.002 = 20 N。
- 物体密度等于液体密度，浮力等于重力
完全浸没时两力之比由两种密度决定；密度相等时大小相等，理想模型合力为零。
- 重力和完全浸没浮力都加倍，浮沉判断不变
两个力都与总体积成正比；决定浮沉的是 ρ物/ρ液，密度比没有改变。