轮船的浮沉与载重线

实验目的

理解轮船漂浮的原因，会用浮力知识解释载重线和排水量。

实验原理

轮船漂浮时，浮力等于船和货物的总重力，即 F浮 = G。浮力大小 F浮 = ρ液gV排。排水量是轮船满载时排开水的质量，等于满载时船和货物的总质量。船从河里驶入海里，重力不变，浮力不变，海水密度较大，排开水的体积变小，船身会上浮一些。

实验器材

• 轮船模型
• 载重线标志
• 淡水
• 海水（盐水）
• 货物

实验步骤

1. 观察空载轮船在水中的吃水深度和船身载重线的位置。
2. 逐步增加货物，观察吃水深度变大。
3. 对照载重线，观察满载时水面到达的位置。
4. 把船从淡水换入海水，比较吃水深度的变化。
5. 用 F浮=G 和 F浮=ρ液gV排 分析每次变化的原因。

实验现象与结论

装货越多，船下沉越深，排开水的体积越大，浮力越大，但浮力始终等于总重力。从淡水进入海水，浮力不变，排开水的体积变小，吃水变浅。结论：轮船漂浮时 F浮=G，载重线依水域不同设定，用来防止超载。

注意事项

• 实际航行中不得超过载重线，超载有沉没危险

常见问题

什么是排水量？

排水量是轮船满载时排开水的质量，常用吨作单位，等于满载时船与货物的总质量。

钢铁做的船为什么能浮在水面？

船做成空心，排开水的体积大，受到的浮力足以等于船的总重力，所以能漂浮。