揭示规律。小试身手
【方法点拨】涉及物体沉浮状态的浮力问题时，往往要对不同状态下的物体分别进行受力分析，根据力的平衡原理，列出两个方程，通过解方程得出结果。

【变式训练】

1、质量均匀的物体悬浮于某种液体中，如果此物体被截成大小不等两部分，则这两部分将( )
A.质量较大的部分下沉，较小的部分上浮
B.大、小两部分都下沉
C.大、小两部分都上浮
D.大、小两部分都悬浮

1、D；【分析】：物体浸没在液体中处于悬浮状态，则物体所受到的浮力与物体所受到的重力大小相等。当物体被截成大小不同的两部分后，对于每一部分来说，质量都减小，所受到的重力也减小。但是，物体质量减小，则其体积也相应减小（在密度一定的情况下，物体的质量与物体的体积成正比）。根据浮力公式，物体所受到的浮力减小，即对于被截取后的任意一块来说，浮力的大小仍然等于物体所受到的重力，两物体仍然处于悬浮状态。
但是如果利用物体的密度来判断的话，就很容易得到正确答案。处于悬浮状态的物体的密度等于液体的密度。设物体的密度为ρ物，液体的密度为ρ液，那么ρ物=ρ液。当物体被截取为大小不同的两块后，根据密度的概念，物质的密度与物体的质量和体积无关，即ρ物的大小不变，仍有ρ物=ρ液成立，物体仍然处于悬浮状态。
方法指导：第二种方法是不是比第一种方法更易理解呢？有同学在利用第一种方法比较的过程中易出现一些错误理解，错误原因是考虑问题片面性，将物体截取为大小不同的两块后，没有考虑到物体受到的重力减小，同时，物体的体积也减小。错认为大块受到的重力大于物体受到的浮力，小块受到的重力小于所受到的浮力，以至于错选A。错选B是只考虑物体体积减小，而没有考虑到物体的质量也相应减小，错认为物体被截取为两部分后，每一部分的体积都减小，则所受到的浮力减小。因而，两物体都下沉。选C也是犯同样的错误，认为物体被截取为两部分后，每一部分的质量减小，受到的重力减小，得出大、小两部分都上浮。从以上分析可知，决定物体处于何种状态要认真分析物体所受到的合外力，物体所受到的合外力是改变物体运动状态的原因。

2、为什么用钢铁制成的金属块在水中会下沉，而用钢铁材料制成的轮船却能漂浮在水面上？请你用所学的物理知识进行解释。（ρ钢铁=7.9×103kg/m3）

1、【解析】由于钢铁的密度大于水的密度，在水中，用钢铁材料制成的金属块能够排开水的重力（或所受浮力）小于它的重力，所以用钢铁材料制成的金属块在水中会下沉。
用钢铁材料制成的轮船形状不同于钢铁材料制成的金属块，与同质量的金属块相比，在水中轮船能够排开水的重力（或所受浮力）大大增加，可以大于或等于轮船所受重力。所以轮船会漂浮在水面上。

【方法点拨】技术上为了实现浮沉总是设法改变重力与浮力的“力量对比”,来达到目的.若保持浮力不变,可改变自身的重力,实现沉浮；若保持重力不变,可改变排开液体(气体)的体积来实现沉浮.
【变式训练】
3、泡茶中的物理现象， "茶叶"，这个名字家喻户晓，我国人民有饮茶的习惯，但你想过没有，"泡茶"里边有很多物理学问，不知道你仔细观察过没有，泡茶时，开始时茶叶浮在水面上，过一段时间，茶叶开始下沉，可再过一会，茶叶又上浮，再过一会，茶叶又下沉，这样经几次后，茶叶最后沉在杯底。你不仿可以在家里泡杯茶，仔细观察一下，你从观察到的现象中，想到了什么？你能解释这个现象吗？

3、茶叶开始在水中漂浮，原因是茶叶受到的重力大小等于它受到的浮力。为什么茶叶过一段时间会下沉呢？因为买来的茶叶脱过水，质量很小，茶叶在水中很快吸水，茶叶受到的重力不断增大，当重力大于浮力时，茶叶就会下沉。最后沉到水底。可过一会为什么茶叶又上浮呢？茶叶在水底被泡开了，展开成了一片叶子，体积比原来大了，浮力也变大了，当浮力大于重力时，茶叶又浮起来了。那过一会，为什么茶叶又下沉呢？茶叶浮在水面上时要继续吸水，当它吸足了水，重力又大于浮力，于是茶叶又下沉了。
【解析】浸入液体中的物体都要受到向上的浮力，不管是体积大的、体积小的、很重的石块、很轻的木块等等。当：G＞F浮时，物体下沉，G＜F浮时，物体上浮，G=F浮时，物体在水中静止，（悬浮）。
以上讨论的三种情况是物体浸没时的情况，需要说明的是，下沉、上浮是动态过程，下沉即向下运动，它的最终状态是沉底。（静止在水底）。上浮是向上运动，它的最终状态是漂浮，（静止在水面），漂浮时，物体在水面上受到两个力F浮和G是平衡力，即大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。　　
可见，茶叶在水中是浮还是沉取决于它受到的浮力和它本身受到的重力的大小。你清楚茶叶的故事了吗？泡一杯茶水等于上了一堂物理课！不单是泡茶，我们身边很多现象，都与学到的物理知识有关，请你仔细观察，认真思考。一定会收益非浅。

知识全解。吃透教材
【知识点1】物体的沉浮条件是什么
(1)前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。
1.上升: 物体在液体中向液面运动的过程.
2.下沉: 物体在液体中向容器底部运动的过程.
3.漂浮: 物体独自静止地浮在液面上,有一部分体积在液面下为V排,有一部分体积在液面上为V露.
4.悬浮: 物体独自静止地悬在液体中任何位置,此时V排＝V物.
5.沉底: 物体在液体中沉到容器底,容器底对它有一个支持力.
6.浸没: 物体全部浸在液体中,此时V排＝V物.
7.浸入: 物体部分或全部浸在液体中.
8.浮体: 凡是漂浮或悬浮在液体中的物体.
(2)物体的沉浮情况

(3)、说明：
① 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的1/3，则物体密度为(2/3)ρ
分析：F浮 = G 则：ρ液V排g =ρ物Vg
ρ物=（ V排／V）·ρ液= 2 3ρ液
③ 悬浮与漂浮的比较

相同： F浮 = G
不同：悬浮ρ液 =ρ物 ；V排=V物
漂浮ρ液 <>
④判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F浮 与G或比较ρ液与ρ物 。
⑤ 物体吊在测力计上，在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中，示数为F则物体密度为：ρ物= Gρ/ (G-F)
⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。

(3)求解浮力问题的一般步骤
a 明确研究对象
b 明确研究对象所处的运动状态.(漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等)
c 对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图.(除分析重力、浮力外,还要注意是否有其它相关联的物体对它有拉力、压力等)
d 列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程(在展开方程时,应注意抓住题中的关键字“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等)
e 解方程求出未知量.

【例1】（多选）向一个质量可以忽略不计的塑料瓶中装入密度为ρA的液体后密闭，把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中，所受浮力分别为F甲、F乙，如图所示，下列判断正确的是（　）

A．ρ甲大于ρ乙 F甲大于F乙
B．ρ甲小于ρ乙 F甲等于F乙
C．ρ甲大于ρ乙 ρ乙小于ρA
D．ρ甲小于ρ乙 ρ乙大于ρA
【分析】塑料瓶在两种液体中均漂浮，其所受浮力均等于“自身”的重力，即F甲等于F乙且都等于塑料瓶内所装液体受到的重力。根据阿基米德原理有：F甲=ρ甲gV排，而瓶内所装液受到的重力为：GA=ρAVAg，由于F甲等于GA，所以有：ρ甲V排=ρAVA。由图甲易知V排＞VA，所以ρ甲＜ρA。同理可知，ρ乙＞ρA。综上有：ρ甲＜ρA＜ρ乙，F甲=F乙=GA，故选项B、D正确。

【答案】BD；
【知识点2】沉浮条件中技术上的应用
(1)、轮船：
工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。
排水量：轮船满载时排开水的质量。单位 t 由排水量m 可计算出：排开液体的体积V排= ；排开液体的重力G排 = m g ；轮船受到的浮力F浮 = m g 轮船和货物共重G=m g 。
(2)、潜水艇：
工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
(3)、气球和飞艇：
工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。
(4)、密度计：
原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。
构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。
刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大

【例2】“曹冲称象”．曹冲运用了等效替代的方法，巧妙地测出了大象的体重．请你写出他运用的与浮力相关的两条知识．
（1）_______________________；
（2）_______________________．
　　
图1—5—5
　【分析】此题考查学生通过对图形的观察，了解此图中G象＝G石的原理．
　　当大象在船上时，船处于漂浮状态，F浮′＝G船＋G象，曹冲在船上画出标记，实际上记录了当时船排开水的体积为V排．
用这条船装上石头，船仍处于漂浮状态，F浮′＝G船＋G石，且装石头至刚才画出的标记处，表明此时船排开水的体积V排′＝V排．根据阿基米德原理，两次浮力相等．两次浮力相等．便可以推出：G象＝G石．
　　【答案】（1）漂浮条件　　（2）阿基米德原理

【例3】农业生产中，人们常用盐水洗种，吴明同学根据选种时空瘪的种子漂浮在水面，饱满的种子沉在水底这一现象，猜想“浮力的大小可能跟物体重力的大小有关”.
请你设计一个简单的实验方案(包括实验器材的选用，实验步骤和实验现象或数据的分析论证等)说明物体所受浮力大小不是由自身重力决定的.
【解析】可以从在相同重力条件下比较浮力或在相同浮力情况下比较重力等角度进行实验，选择的器材应与设计的方案吻合.如：选择橡皮泥，盛水容器进行实验，将同一块橡皮泥先捏成船形，橡皮泥能浮在水面，此时浮力与重力相等；再将橡皮泥捏成一团，橡皮泥将沉入水底，此时浮力小于重力，这个实验说明当物体重力相同时，浮力不同，由此可见物体所受浮力大小不是由物重决定的.