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初中物理解题技巧——怎样解浮力问题——浮力的生活应用
基础篇
浮力的生活应用
空心漂浮模型——轮船
原理：把钢材做成空心结构，增大排开水的体积，从而获得足够浮力；航行时始终漂浮，满足F浮=G总（船 + 货物总重力）。
河水驶入海水：总重力不变，浮力不变；海水密度更大，由F浮=ρ液GV排可知，排开液体体积减小，船身略微上浮。
吃水线（载重线）：船身侧面标记的多条水平线，代表轮船在不同海域、不同季节允许达到的最大吃水深度。一旦水面超过吃水线，轮船排开水的体积超出安全范围，容易进水沉没。海水密度大，同一艘船在海水中的安全吃水线位置更低；淡水区域对应的吃水线位置更高。
补充：当轮船驶入水域深度不足的浅滩，水底对船底产生向上的支持力。此时F浮+F支=G总，浮力小于总重力。船底接触河床无法正常航行，这种现象就是搁浅。
搁浅本质不是浮力变小，而是水太浅，V排被限制，同时河床提供支持力分担重力。轮船超载，吃水深度变大，更容易在浅水区发生搁浅。
搁浅和沉船对比
①搁浅：水域深度不足，船底接触河床 / 海底，水底产生向上支持力。
受力关系：F浮+F支=G总。此时船体结构完好，空心结构没有破损，浮力依然存在，只是浮力不足以单独支撑船的总重力。将船拖到深水区域，船可以重新漂浮。超载会增大吃水深度，提升搁浅概率。
②沉船：船体破损，海水大量灌入船舱，轮船空心结构被水填满，平均密度大于海水密度，重力大于浮力，船沉入水底。
受力关系：G总＞G浮。船体空心结构被破坏，无法依靠自身浮力重新浮起。
排水量定义：轮船满载时排开水的质量。
补充：排水量m排，满载浮力F浮=G排=m排g；m排=m船+m货。排水量越大，轮船能承载的货物越多，载货能力越强
拓展：轮船卸货，总重力减小，浮力减小，排开水体积变小，船身上浮；装货则船身下沉。
改变自重模型——潜艇
原理：通过水舱吸水、排水改变自身总重力，以此改变重力与浮力大小关系，实现上浮和下沉。
关键点：完全浸没在水下时，排开水的体积等于潜水艇体积，V排不变，液体密度不变，因此浮力大小恒定不变。
补充：
水舱充水：自重变大，G＞F浮，潜水艇下沉；
水舱向外排水：自重变小，G＜F浮，潜水艇上浮；
悬浮状态：G=F浮，可停留在水下任意深度。
拓展：深海载人深潜船（如奋斗者号）
深潜船不是潜水艇，原理存在差别。
深潜船整体外壳体积固定，完全下潜后V排同样不变；但它不依靠水舱吸水排水调节自重。深潜船携带压载铁，下潜时释放压载铁的固定卡扣，压载铁挂载增加总重力，G＞F浮，实现下潜；需要上浮时抛掉压载铁，总重力减小，G＜F浮从而上浮。
注意：深潜船一旦抛掉压载铁，压载铁无法回收；潜水艇的水舱水可以反复吸入、排出，能够多次切换上浮下沉，二者调节自重的方式不同，常作为辨析选项。
定值漂浮模型——密度计
原理：密度计在任何液体中永远漂浮，浮力恒等于自身重力，F浮=G密度计，浮力大小保持不变。
刻度规律：液体密度越大，所需V排越小，浸入液体的体积越小。
刻度特点：上小下大、上疏下密；没有零刻度，不能测量密度小于密度计本身的液体（会沉底）。
补充：密度计重力固定，拿到不同液体，浮力永远不变，只改变浸入深度。
空气浮力模型——气球和飞艇
原理：利用空气浮力，内部充入密度小于空气的气体（氦气、热空气，一般不考氢气，氢气易燃易爆）
升降控制
热气球：改变球内气体温度，温度升高，气体膨胀，自重减小，浮力大于重力，气球上升；降温则下降；
飞艇：通过充、放气改变气囊体积，改变排开空气体积，从而改变空气浮力，实现升降。
补充：气球飞艇靠改变浮力实现升降；潜水艇浸没后浮力不变，靠改变自重浮沉，二者模型极易混淆。
常见误区
误区 1：轮船从河里驶入海里，浮力变大。
正解：始终漂浮，总重力不变，浮力不变，只是排开液体体积改变。
误区 2：密度计浸入液体越深，液体密度越大。
正解：密度计浮力恒定，浸入越深，排开体积越大，液体密度越小。
误区 3：潜水艇上浮是因为浮力变大。
正解：潜水艇完全浸没后\(V_\text{排}\)不变，浮力不变；靠减小自身重力实现上浮。
误区 4：热气球上升，是因为球内气体质量消失了。
正解：加热，气体受热膨胀溢出，球内总质量减小，自重减小，浮力大于重力上升。
误区 5：轮船搁浅和沉船是一回事。
正解：搁浅船体完好，只是水浅，海底提供支持力，深水可重新浮起；沉船是船体破损进水，空心结构失效，重力大于浮力，无法自行上浮。
误区 6：奋斗者号深潜船原理和潜水艇完全相同。
正解：二者都是改变自重浮沉；潜水艇用水舱反复吸水排水，深潜船依靠挂载、抛弃压载铁，压载铁抛掉后不能重复使用
口诀
轮船漂浮浮等重，空心增大排液容；
载重吃水看标线，搁浅沉船要分清；
潜艇水舱调自重，深潜抛铁来下冲；
密度计漂重力定，上小下大刻度容；
气球飞艇调浮力，浮沉模型记分明。
学以致用
1、轮船从长江驶入东海，船身会怎么变化？浮力怎么变？
【解析】
始终漂浮，浮力等于总重力，浮力不变；海水密度大，排开体积变小，船身上浮。
【答案】
答：船身上浮；浮力不变。
2、密度计放入甲、乙两种液体中，甲中浸入更深，则两种液体密度关系？
【解析】
浮力相等，浸入越深，排开体积越大，液体密度越小；甲密度小于乙。
【答案】
答：ρ甲＜ρ乙
3、关于潜水艇与深潜船，说法正确的是（ ）
A. 潜水艇下潜时，浮力不断减小
B. 深潜船抛掉压载铁上浮，是增大浮力
C. 二者浸没在海里时，排开海水体积不变
D. 深潜船可以像潜水艇一样，反复多次上浮下沉
【解析】
浸没后V排不变，浮力不变，A、B 错；深潜船抛掉压载铁后无法回收，不能反复使用，D 错。
【答案】
C
4、关于轮船搁浅和沉船，下列说法正确的是（ ）
A. 搁浅时轮船没有受到浮力
B. 沉船后轮船不再受到浮力
C. 搁浅时船体完好，换到深水中有可能重新浮起
D. 沉船是因为海水密度变小
【解析】
搁浅、沉底的船都会受到浮力；搁浅船体完好，深水可再次漂浮；沉船是船体破损进水，平均密度变大。ABD 错误。
【答案】
C
下篇预告
漂浮密度比例公式
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