初中物理竞赛基础教程：浮力的应用

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约9640字。
　　第21讲浮力的应用
　　21.1学习提要
　　21.1.1 计算浮力的推导公式
　　（仅使用于物体漂浮或悬浮状态)
　　这是一个经常在浮力计算中用到的公式，熟练掌握这个公式，许多问题就可以迎刃而解。公式的推导过程如下
　　以物体漂浮为例，如图21 - 1所示。
　　图21-1
　　F浮= G物
　　ρ液gV排= ρ物gV物
　　故
　　物体如果处于悬浮状态，同理可证。
　　21.1.2 浮沉条件的应用
　　1. 轮船
　　轮船漂浮在水面，受到两个力的作用，根据漂浮条件，F浮=G总=G船+G货。轮船是用钢板焊成的空心体，比起相同质量的实心钢材，能排开更多的水，从而产生巨大的浮力来平衡船体和所载的货物所受的重力。例如一艘排水量为30万吨的油轮，如果油轮自身质量为6万吨，那么它最多可装载24万吨的原油。
　　图21-2                        图21-3                 图21-4
　　2. 潜水艇
　　如图21 - 2所示，当改变自重至F浮<G总时，潜水艇下潜；当F浮>G总潜水艇上浮。其自重的改变是通过压缩空气跟水舱组合工作而实现的。
　　3. 气球和飞艇
　　如图21 - 3所示，气球和飞艇的升空和下降，主要是靠改变它们所受到的浮力大小和自重大小来实现的。它的主要部分是气囊，其内充的是密度较小的热空气或氦气。
　　4. 密度计
　　如图21 -4所示，密度计可直接测量液体的密度，它根据漂浮条件F浮=G物而工作，所以它在不同的液体中受到的浮力都相等，其排开液体的体积与液体密度之间的关系为。
　　密度计的刻度有两个特点：第一，刻度越髙，密度越小；第二，刻度的间距不均匀，上面疏，下面密。可概括为八个字“上小下大，上疏下密”。
　　密度计分为两种：一种叫比轻计，用于测定比水的密度小的液体密度；另一种叫比重计，用于测定比水的密度大的液体密度。
　　5. 其他应用
　　（1）利用盐水选种
　　适当调配盐水的密度，这样使密度大于盐水的种子下沉，使密度小于盐水的种子漂浮，达到选种的目的。
　　（2）测定血液密度
　　取一滴血液滴入硫酸铜溶液里，若悬浮，则血液的密度等于该溶液的密度。
　　（3）打捞沉船
　　如图21 - 5所示，打捞沉船时利用体积巨大的密封钢筒（浮筒）来打捞，往浮筒里注水使它下沉，若把浮筒与沉船拴牢后，将浮筒中的水排出，使所受浮力大于船重，沉船就可上浮了。