亲手实验:把物体放进水里
点下面的材质按钮,或拖动密度滑块,观察水里的物体怎么动。蓝色箭头是向上的浮力,红色箭头是向下的重力,箭头越长力气越大。
把物体放进水里,看看它会漂还是会沉
💡 水里轻轻一托,就能「托起」一个沉甸甸的物体——这股托力就是浮力。
浮力大小 = 物体排开的水的重量(阿基米德原理)。密度比水小就浮,比水大就沉,和水多水少无关。
为什么会这样?
- 重力把物体往下拉,浮力把物体往上托。浮力 = 排开的水的重量 = 水的密度 × 浸没体积 × g。
- 物体全部浸没时,排开的水体积就是它自己的体积:浮力 = 水的密度 × 物体体积 × g。
此时若浮力 > 重力(物体密度 < 水),就上浮;反之则下沉。
- 物体浮到水面后不再全部浸没:浸没的那部分排开的水正好和整个物体的重量相等。
所以浸没比例 = 物体密度 ÷ 水的密度。冰山密度 0.92,所以约 92% 藏在水面下——「冰山一角」就是这么来的。
- 轮船是空心的,平均密度很小,所以能载着货物浮起来;潜水艇通过进/排水改变平均密度,实现上浮和下沉。
- 同一个物体放进不同液体:盐水密度大,浮力大,鸡蛋能在浓盐水里「站」起来(著名的死海实验)。
小测验:你懂浮力了吗?
1. 一块铁丢进水里,为什么沉下去?
✅ 沉浮看的不是「重不重」,而是密度。铁密度 7.8 > 水 1.0,同体积的水的浮力撑不住它的重力。
2. 木头浮在水上,它浸在水里的体积大概占多少?
✅ 浸没比例 = 物体密度 ÷ 水的密度。木头 0.6 → 约 60% 浸在水里,40% 露在外面。
3.(进阶)铁船能浮在水上,为什么?
✅ 浮力看的是平均密度。船虽然用铁造,但船体空腔占了大体积,平均密度 < 水,所以能浮起。