关于沉船问题的讨论 - 冯汝贵名师工作室

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冯汝贵

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王明珍2017/5/16 21:26大家好！有一个问题要向大家请教。题目是：一般轮船在海上航行，突遇风暴，轮船下沉，问轮船从开始下沉到全部浸没，其浮力怎样变化。谢谢大家帮助！

保仕云2017/5/16 22:09浮力逐渐增大

唐双飞 2017/5/16 22:09@似水微澜王老师：我认为浮力先变大后不变，不知道其他老师

李海燕 2017/5/16 22:09我觉得是浮力增大，因为V排增大。

王明珍 2017/5/16 22:12首先谢谢！我先也这样认为。

孙黎 2017/5/16 22:12全部浸没后，V 排不变

孙黎 2017/5/16 22:12单纯只讨论从开始下沉到全部浸没，V排先增大后不变

王明珍 2017/5/16 22:14但当时有水灌进船里了，怎么考虑

余文安2017/5/16 22:14V排会减小。感觉。全部浸没后。如碗。

李海燕 2017/5/16 22:14当已经灌水了，V排反而减小，F浮<G

王明珍 2017/5/16 22:14我跟老余的想法差不多

保仕云2017/5/16 22:14问问冯老师嘛，有点麻人

余文 2017/5/16 22:16:37

@王明珍
保仕 2017/5/16 22:16:38

没有提到灌水啊
王明 2017/5/16 22:17:06

开始下沉
孙 2017/5/16 22:17:10

你是要讨论水进入船里后，船从开始下沉到全部浸没的情况？之前没有提到啊
2017/5/16 22:18:02
王明 2017/5/16 22:18:02

提了
孙 2017/5/16 22:19:06

隐藏条件啊，灌了水才会下沉
孙 2017/5/16 22:19:25

确实提了
王明 2017/5/16 22:19:27

是的
2017/5/16 22:23:18
王明 2017/5/16 22:23:18

浮力的变化，不是与重力的关系
2017/5/16 22:32:38
王明 2017/5/16 22:32:38

确实麻人。但希望大家帮帮我，我还的跟学生解释啊！
王明 2017/5/16 22:34:28

答案是增大，但我不能说服自己
2017/5/16 22:38:23
余文 2017/5/16 22:38:23

那就是讨论的是刚好浸没的情况就符合要求了。
2017/5/16 22:42:32
王明 2017/5/16 22:42:32

也就是说，像压碗水没进去是的过程。
王明 2017/5/16 22:43:25

那船怎么沉的呢！
2017/5/16 22:52:35
刁梦 2017/5/16 22:52:35

那得看下沉是因为船里落入雨水还是因为船舱破洞
根据题意来看更像是雨水落到了船里，那样的话在不考虑水的密度随深度变化的情况下，在吃水线没过船舷之前浮力逐渐变大，没过时浮力猛然变小，之后在没顶之前再逐渐变大，没顶后不再改变。

2017/5/16 22:53:35
刁梦 2017/5/16 22:53:35

或者是
刁梦 2017/5/16 22:55:06

浮力将变大，因为船体排开水的体积变大，液体密度不变，所以浮力变大。那么问题来了，为什么船体渐渐沉下海底，浮力变大却不会浮起来呢？这是因为船体可以看为一个空心物体，因为海水进入船舱导致船体整体的重力变大，当船体自身重与进入船舱海水的重力之和大于船体受到的最大浮力时，因重力大于浮力，那么船体将会沉底
2017/5/16 23:00:01
王明 2017/5/16 23:00:01

长见识了，都说人多力量大，我信了。
王明 2017/5/16 23:01:55

谢谢大家的帮助，至少让我有跟学生讨论的底气了！
2017/5/16 23:23:02
李仲 2017/5/16 23:23:02

如果是我，我会按余老师所说的方法，用漂浮的碗向碗中加水来做比喻跟学生解释。至于为什么只增大而没有减小，你跟余老师所说的一样，题目只分析到船刚好浸没不包含浸没。
2017/5/16 23:37:01
刘 2017/5/16 23:37:01

物体所受到的浮力：F浮=G排=ρ液·g·V排液.
依据题目应该是增大再减小然后恒定的过程。
因为没完全沉入，那么排开水的体积是增大的过程，完全沉入后，排开水的体积会减少，此时的体积是船本身实际所用材料的体积，这个很好理解，注意排开水和船里进水是两个概念。

1:55:05
冯汝贵 2017/5/17 1:55:05

刚才一直在追剧《人民的名义》。从题目意思来看，是由于暴雨导致沉船，所以仲朝说的例子就和沉船情形一样，浮力是会逐渐增大。如果沉船情况不是平稳下沉，就如“泰坦尼克”一般，就是世纪难题，因为船浮于水面时船内是空的而且船内没有水，在不平稳下沉时水可能注入船里且可能导致原来中空的部分破损，排开水的体反而会减小。综合考虑，此题应该是平稳下沉的情况，在浸没之前浮力逐渐变大，浸没后马上减少，且在沉底过程中船体未破损前浮力不变，破损后又会减小。
6:39:04
王明 2017/5/17 6:39:04

谢谢大家的支持！谢谢！谢谢！谢谢！

阅读：5641 回复：11 2017-05-17 10:21:22 举报

2楼

冯汝贵

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今天早上我又看了一遍题目，发现昨晚的分析不太妥当。题目中的关键词“突遇风暴”，说明船可能是被暴风吹翻后才开始下沉的，而且只需要从下沉时开始考虑。船在下沉的过程中，不管船进不进水，其排开液体的体积都是越来越大，浮力也会逐渐增大。在船下沉到一定程度后，船体肯定会有破损，所以浸没以后，浮力也不是一点都不变，而是有减小的可能。

2017-05-17 10:33:32 举报

3楼

冯汝贵

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姚正伟认为：浮以应该减小。以下是他的观点：

2017/5/17 20:40:45
姚正 2017/5/17 20:40:45

我个人的观点：浮力应该是减小。

首先一种情况：船没进水，没被吹翻（侧翻），那绝对不会沉，故这种情况排除。第二种情况：船没损坏，仍然“竖立”在海面上，暴风把海上“吹”到船上，把船舱灌满了（船没破损），这个时候船的重力增大，开始下沉，排开水的体积增大，故浮力增大。但出现这种情况，不管你们信不信，反正我不信。

那只有一种情况了：船下沉必定是因为进水了，就算暴风把船吹翻了，它也要进水（注意这种进水跟潜水艇的不一样）。我们都知道，船的设计都是采用中空设计，这样的设计是为了增大排开水的体积，当船进水了，它排开水的体积是要减小的，既然排开水的体积减小了，船所受的浮力也要减小。

2017-05-18 09:32:19 举报

4楼

冯汝贵

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2017/5/17 21:37:14
冯汝贵 2017/5/17 21:37:14

“问轮船从开始下沉到全部浸没，其浮力怎样变化。”这是题目的又一个关键点。也就是说不把船沉之前和之后进行比较，只从沉船时刻往后考虑。在下沉的过程中不考虑船的破损，浮力越来越大；考虑破损的话，船的空心部分会有所减小，这样问题就复杂了，需要思考船的中空部分体积的减少量与因船体下沉浸入水中的体积的增加量之间谁大？如此一来，就和船体的材质、结构等方面都有关系。解决本题就需要结合水的深度与压强的关系考虑，船体中空部分的减少量（破损程度）是与下沉的深度有关的，也可以认为中空部分的体积是在下沉的过程中逐渐减少的。因此，我认为如果复杂问题简单化考虑，可以认为船体下沉浸入水中的体积增大得快一些，所以，浮力应该是变大。

2017-05-18 09:32:58 举报

5楼

冯汝贵

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2017/5/17 21:45:31
李海 2017/5/17 21:45:31

我觉得可以这样考虑。
不管他进不进水。总之，在轮船从开始下沉到全部沉没期间，船完全沉没之前。船的V排在增大。船漏水啦或者灌水了，增加的是船的自重，但是V排仍在增大，浮力仍在增大。
如果船刚好完全沉没瞬问，V排减小很多。

2017-05-18 09:33:23 举报

6楼

冯汝贵

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2017/5/17 22:20:35
王明 2017/5/17 22:20:35

我觉得大家的观点都有道理，我也是一下觉得变大，一下觉得变小，无法绝对的说服自己。
2017/5/17 22:23:01
王明 2017/5/17 22:23:01

但无论怎样，身后有一个专家团队，就是踏实。

2017-05-18 09:33:37 举报

7楼

冯汝贵

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2017/5/17 22:26:12
冯汝贵 2017/5/17 22:26:12

真理越辩越明。大家相互学习。

2017-05-18 09:33:50 举报

8楼

冯汝贵

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0:18:39
李仲朝 2017/5/18 0:18:39

题目是:一艘轮船在海上航行，突遇风暴，轮船下沉，问轮船从开始下沉到全部浸没，其浮力怎样变化。
如果是我，我会按余老师所说的方法，用漂浮的碗向碗中加水来做比喻跟学生解释。至于为什么只增大而没有减小，也跟余老师所说的一样，题目只分析到船刚好浸没不包含浸没。
如果学生还喜欢讨论，喜欢打破砂锅问到底，我们就以理服人！虽然我们是教“无理”的。
首先，船能够全部浸没，说明造船的材料的平均密度不比水的密度小，排除木船塑料船泡沫船等。
然后再来分析沉船的三种情况
第一种情况:下雨使船装水，风浪使船进水，都相当于给船装载货物，由二力平衡法可知，船全部浸没（前）浮力增大。
第二种情况:狂风风暴让船侧翻，侧翻前也就是水还没有进入船舷之前，二力平衡法浮力不变，但这不是答案，因为船还不属于下沉，题目所说的是从下沉开始，也就是从水进入船舷开始。水进入船胘后，直到船完全浸没前，V排增大浮力增大。
第三种情况:船遇到风暴时恰好撞冰山，撞上礁岛。水从船底进入船内船开始下沉，给我们的感觉是浮力一下就减小了，事实也是如此。但题目的要求是从船下沉开始，我们都知道浮力不减小船是不会下沉的。所以我们的答题要从浮力减小后才开始分析，也就是船底破洞之后才开始，然后船开始下沉，V排增大浮力增大直到船完全浸没（前）。
以上三种情况从船开始下沉到船完全浸没（前）浮力都是逐渐变大的。
当然我们都知道出题目的人应该没有考虑第三种情况，也没有考虑船舱的问题，就连船完全浸没（前）都是隐藏的。所以才有了我们今天的讨论。如果出题人看到我们今天的讨论，他一定会感到荣幸的，他一定没想到他的一个简单的想法，会引出这么多的讨论。
空闲时乱码了几字如有不同意见请别较真，期待大家一起分析讨论考虑船舱的情况。

2017-05-18 09:34:16 举报