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浮沉条件的五种情况推导

发表时间：2024-07-31 10:09:21 来源：网友投稿

放在液体中的物体平衡有三种情况。

一是物体漂浮在液面上,如漂浮在水面上的木块;

二是物体悬浮在液体中,既不露出液面,也不沉到容器底。如酒精和水按一定比例混和后,橄榄油会成球状悬浮在混和液中;

三是物体沉到容器底部,如下沉到容器底部的实心铁球。当物体漂浮或悬浮时,根据物体受力平衡,它所受重力和浮力平衡。若下沉,则物体所受浮力小于其重力,物体下沉到容器底部后,物体所受容器底对其弹力,浮力和它的重力平衡。从物体与液体的密度关系来看,当物体漂浮在液面上时,物体排开液体的体积必然小于物体本身体积,V排物,而G=F浮,则ρ物gV物=ρ液gV排可知ρ物<ρ液。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物gV物=ρ液gV排可知ρ物=ρ液当物体沉到容器底时,可知G物>F浮,而V物=V排,ρ物gV物>ρ液gV排,可知ρ物>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。

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