第三节 物体浮沉条件及其应用
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第十章浮力第三节物体的浮沉条件及应用知识点及练习本节知识点:物体的浮沉条件及应用⑴前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
⑵说明:①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为2/3ρ。
分析:F浮=G 则:ρ液V排g =ρ物Vg ρ物=(V排/V)·ρ物=2/3ρ液③悬浮与漂浮的比较相同:F浮=G 不同:悬浮ρ液=ρ物;V排=V物漂浮ρ液>ρ物;V排<V物④判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。
⑤物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为:ρ物=Gρ/(G-F)。
⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。
漂浮问题“五规律”:一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;二:同一物体在不同液体里,所受浮力相同;三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;即:V排:V物=ρ物:ρ液五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
练习一、单选题1.农村常用盐水选种,它的依据是下列物理量中的哪一个物理量的不同而区分种子的优劣()A.形状B.密度C.体积D.质量2.如图所示,一个中学生佩戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上。
该同学受到水的浮力大小符合实际的是()A.50N B.150NC.500N D.5000N3.将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的()A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等C.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差不等D.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差相等4.同一支密度计分别放在甲、乙两种不同的液体中,静止后如图所示,密度计受到的浮力分别为F甲、F乙,液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,则()A.F甲=F乙,ρ甲>ρ乙B.F甲=F乙,ρ甲<ρ乙C.F甲<F乙,ρ甲=ρ乙D.F甲>F乙,ρ甲=ρ乙5.悬浮在水中的潜水艇能够上浮,是通过下列哪种方法来实验的?()A.减小浮力B.增大浮力C.减小自身重力D.增加自身重力6.将一枚鸡蛋放入均匀盐水溶液中,静止时如图所示。
§10.3 物体的浮沉条件及应用课前预习学案一、预习目标:1、能根据二力平衡条件和里德运动关系描述物体的浮沉条件,并能通过改变物体所受到的重力或复利的大小,使物体在液体或气体中处于不同的浮沉状态.。
2、运用物体浮沉条件解释生产\生活中的一些现象,人士复利只是在生产\生活中的应用价值.二、预习内容:(预习要求:请同学们根据“预习目标”,仔细阅读课本第57页-59页的相关内容,简要回答以下几个问题,请将你的答案写在题目下面的空白处,并保证在20分钟之内独立完成。
)1、物体的浮沉条件是什么?2、利用空心的办法增大浮力的原理是什么?3、轮船、潜水艇、气球和飞艇的工作原理是什么?三、在你预习的过程中,你还有哪些自己不能解决的疑问,请记录下来。
(每人至少要提出一个问题)课内探究学案一、预习生疑生成目标:小组内交流预习内容,展示预习疑点。
(请四人一组交流“预习导学案”中的问题,将在预习过程中自己解决不了的疑问在小组内汇总起来,将小组解决不了的问题写到黑板上)二、合作探疑展示释疑:(一)物体的浮沉条件:问题1:物体浮沉与物体和液体密度关系?将你的答案写在空白处,然后小组内交流,互相补充、完善。
问题2:漂浮与悬浮区别是什么?问题3:盐水选种的原理是什么?(据57页想想做做回答)(二)浮力的应用交流1:上浮的最终状态是什么?下沉的最终状态是什么?交流2:轮船是怎样浮在水面上?排水量是什么意思? 交流3:潜水艇是怎样实现上浮和下潜?交流4:简述气球和飞艇的工作原理?三、训练化疑反馈拓展:交流一:浮力与物体重力的关系?交流二:说出在轮船\潜水艇气球的工作原理.四、检测查疑梳理巩固:1、为探究物体的浮沉和有关因素的关系,小刚将一个鲜鸡蛋先放入一个装有大杯清水的玻璃杯中,鸡蛋沉入杯底,然后向杯中逐渐加盐,在此过程中,下列分析正确的是A、鸡蛋所受的浮力不变B、鸡蛋所受的重力不变C、杯底所受的压强不变D、鸡蛋可能会慢慢上浮2、某农户种绿豆芽时,将绿豆芽到入盛水的容器中,发现成熟饱满的绿豆芽沉入水底,干瘪虫蛀的绿豆漂浮在水面上,产生这一现象的原因是A、沉底的绿豆受到的浮力小于重力,漂浮在液面的绿豆受到的浮力大于重力。
日期:________ 班级:__________ 姓名:________________☆课堂笔记☆§10-3物体的浮沉条件及其应用一、物体的浮沉条件1.比较浮力与重力的大小关系判断浮沉:下沉:______;悬浮:______;上浮:______;漂浮:______。
2.比较实心物体密度与液体密度的大小关系判断浮沉:下沉:______;悬浮:______;上浮:______;漂浮:______。
讨论:(1)用比较浮力与重力的关系判断浮沉时,______与______情况相同。
用比较密度关系判断浮沉时,______和______的情况相同。
(2)______和______受非平衡力,______和______时受平衡力。
沉底时重力、______、______三力平衡,沉底并底部密合时重力、______、______三力平衡。
(3)______时可以停留在液体任何深度处,______是上浮过程的最终状态,______是下沉过程的最终状态。
二、浮力的应用1.轮船:(1)原理:利用______工作。
钢铁密度大于液体密度,将钢铁制为成______,增大__________的体积,以增大___________。
(2)排水量(m排):轮船按照设计要求,______时______的质量。
(3)载重线(吃水线):轮船船舷外一道线,标志着轮船____________,超过这道线船就会沉没。
注意:①______和______物体的质量等于其排开水的质量,即m=m排。
②曹冲称象利用了______条件和___________研究方法。
2.潜水艇:原理是通过______吸水和排水方式,改变_________实现下潜和上浮。
3.气球和飞艇:原理是内部充有______空气密度的气体,改变______________,利用_________实现升空。
4.密度计(1)用途:测量_____密度(2)原理:利用______条件工作。
第3节物体的浮沉条件及应用第1课时物体的浮沉条件知识梳理:物体的浮沉条件(1)比较物体重力G物与浮力F浮上浮:当F浮G物时,物体上浮,并最终漂浮在水面上,此时F′浮=G物.悬浮:当F浮G物时,物体受力平衡,可以悬浮在液体内任何地方.下沉:当F浮G物时,物体下沉,直至到达液体底部,受到容器的支持力作用,停留在容器底.(2)比较物体的密度ρ物与液体密度ρ液漂浮:ρ物ρ液.悬浮:ρ物ρ液.下沉:ρ物ρ液.注意:在讨论或计算浮力时,应先根据物体的浮沉条件判断浮沉情况,确定物体排开液体的体积,再根据阿基米德原理求解.练习:1.冲泡茶叶时,一开始茶叶漂在水面上,过一段时间后又沉入水底.下列对茶叶的分析正确的是()A.茶叶漂浮时,重力小于浮力B.茶叶沉底时,重力大于浮力C.茶叶下沉时,重力小于浮力D.茶叶上浮时,重力等于浮力2.在一个装满水的容器中,放入一质量为20 g的物块,从容器中溢出15 g的水,则该物块在水中的浮沉情况应该是()A.下沉B.上浮C.漂浮D.悬浮3.用手将一重为5 N的物体全部压入水中,物体排开的水重8 N,此时物体所受到的浮力为N;放手后物体将_(填“上浮”“下沉”或“悬浮”) ,待物体静止时所受到浮力为N.4.一个小球悬浮在容器内的盐水中,如果不断往容器中加水,则该球将(ρ盐水>ρ水)()A.上浮至水面B.下沉至水底C.仍然悬浮D.先下沉后上浮5.为了延长水果的存放时间,果农先将水果浸没到自己配制的保鲜液中.再用保鲜纸包住就能存放比较长的时间.若将同一个苹果先后放入甲、乙两个容器的保鲜液中静止后苹果的浮沉情况如图所示,则甲乙两容器中保鲜液的密度大小比较正确的是()A.甲中的大B.乙中的大C.一样大D.条件不够,不能比较6.如图所示,A、B两物体静止在水中,下列判断正确的是()A.两物体受到的浮力一定相等B.两物体的密度不等,A物体的密度大C.两物体的密度不等,B物体的密度大D.两物体的重力不等,B物体的重力大7.油漂浮在静止的水面上,说明油的密度_ _(填“大于”“等于”或“小于”)水的密度.一实心物体刚好能悬浮在水中,将该物体放入足够多的油中时,物体将(填“漂浮”“悬浮”或“下沉”).8.把重5 N、体积为6×10-4 m3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是()A.物体漂浮,F浮=6 NB.物体悬浮,F浮=5 NC.物体漂浮,F浮=5 ND.物体沉在水底,F浮=6 N9.饺子在古代被称为“娇耳”,是我国传统美食之一,饺子刚下锅时沉在水底,排开水的体积为V1;煮熟后会漂浮在水面上,排开水的体积为V2,此时受到的浮力为F,重力为G.下列关系正确的是()A.F=G V1>V2 B.F>G V1>V2C.F>G V1<V2 D.F=G V1<V210.如图所示,a、b是两种物质质量与体积的关系图象,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中.松手稳定后()A.乙漂浮,乙受到的浮力小B.甲漂浮,甲受到的浮力大C.乙沉底,甲受到的浮力大D.甲沉底,乙受到的浮力大11.将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中,鸡蛋漂浮,然后逐渐向杯中加入清水,当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水,如图所示,下列图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是()12.新旧两只鸡蛋放入水中的状态如图所示.两只鸡蛋的体积分别是V A、V B,质量分别是m A、m B,两只鸡蛋受到的浮力分别为:F A=_ ,F B=(已知水的密度为ρ).13.如图所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,此时小球所受的浮力(填“大于”“小于”或“等于”)小球的重力,剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力(填“变大”“变小”或“不变”,下同),水对烧杯底部的压强.14.小美用手把一个重为0.4 N,体积是2.7×10-5 m3的玩具球完全浸没到水中,玩具球受到的浮力是N,放手后玩具球将(填“上浮”“下沉”或“悬浮”).(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3) 15.如图所示,请画出热气球在竖直方向加速上升时的受力示意图(忽略空气阻力).16.一个不规则的实心物体,质量为55 g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.05 kg的水.然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止.求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)(1)物体在纯水中所受的浮力.(2)物体的体积.(3)物体悬浮时盐水的密度.17.蓝莓被誉作“水果皇后”.蓝莓果实中含有丰富的花青素、鞣花酸及多种微量元素,具有明目、抗癌、预防动脉硬化等作用.如图所示是麻江蓝莓果实图片,小明同学将几颗蓝莓放到水中,发现每颗蓝莓有110的体积露出水面,则蓝莓的密度是kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3)第2课时物体浮沉条件的应用知识梳理:1.轮船漂浮原理:采用“空心”的办法增大浮力.排水量:指轮船满载货物时的质量.说明:轮船漂浮在水面上,F浮G.2.潜水艇浮沉原理:潜水艇是通过,从而实现上浮和下潜的.说明:当潜水艇在水面下潜行时,它受到的浮力不变.3.气球和飞艇浮沉原理:内充气体的密度外部空气的密度.4.密度计原理:它利用了漂浮原理,G密度计=F浮=ρ液V排g,即ρ液大,V排就小,密度计露出部分就大,所以大的刻度值在下面,小的刻度值在上面.练习:1.中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304 m、舰宽70.5 m,满载时排水量达67 500 t.(1)它满载时,船所受的重力为N,所受的浮力为N.(g取10 N/kg)(2)当舰载机着舰后,航空母舰受到的浮力将(填“不变”“变小”或“变大”).2.某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标,有时要上浮或下潜,但都未露出水面.若该潜水艇下潜时所受的重力为G1,浮力为F1,上浮时所受的重力为G2,浮力为F2,下列对力之间大小关系的判断,正确的是()A.F1=F2,G1>G2B.F1=F2,G1=G2C.F1<F2,G1=G2D.F1>G1,F2<G23.2017年5月30日,“蛟龙”号载人潜水器在世界最深处的马里亚纳海沟下潜,最大潜深6 699 m.在同一深度,液体向各个方向的压强大小(填“相同”或“不同”),潜水器在海面以下下潜过程中浮力(填“变大”“不变”或“变小”),下潜到水下6 000 m时,受到海水的压强为Pa(海水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg).4.如图所示是体育、娱乐活动用的热气球,球内充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气.要使已经升空的热气球上升或下降,下列说法正确的是()A.继续对热空气加热可以使热气球上升B.继续对热空气加热可以使热气球下降C.停止对热空气加热可以使热气球上升D.热气球停在空中静止不动时,球内空气的密度与球外空气的密度一样大5.把两个完全相同的密度计分别放入盛有不同液体的甲、乙两个烧杯中,静止时的状态如图.甲、乙两杯中液体的密度ρ甲_ ρ乙. 密度计在两杯中所受浮力F甲F乙.(填“大于”“等于”或“小于”)6.如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球后只有氢气气球升上空中,若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空,则下列说法中正确的是()A.F氢>F空B.F氢=F空C.F氢<F空D.条件不足,无法比较7.一艘轮船从大海中行驶入江河中时(不计燃料损失),下列说法正确的是()A.轮船的排水量变大B.轮船所受的浮力变小C.轮船所受的浮力变大D.轮船排开水的体积变大8.水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体,将一支密度计分别放入这两种不同液体中,静止后的情形如图所示,两液面相平.则下列判断正确的是()A.甲液体的密度比乙液体的密度小B.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强大C.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大D.密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小9.海权握,国则兴,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程.下列对此潜艇分析正确的是()A.上浮过程中所受浮力逐渐变大B.悬浮和漂浮时所受的浮力相等C.漂浮时排开的海水所受的重力最小D.漂浮时潜艇底部所受海水的压强最大10.一艘轮船的排水量是50 000吨,当它满载在长江内河航行时,排开水的体积是m3.一艘潜水艇从长江内河潜行(潜行:指潜水艇浸没)到海洋时,潜水艇受到的浮力_ (填“变大”“不变”或“变小”).(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ海水=1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)11.如图所示是国产航母效果图,中国国产航母2018年试水,国产航母全长315 m,最大宽度为75 m,排水量约为5×104t,是常规动力型航母,是中国自行设计建造的新型航母.(海水的密度近似为1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)问:(1)满载时,该航母受到的浮力是多少?(2)若舰底某处距海面10 m,则该处受到海水的压强是多少?(3)质量为350 t的歼-20飞离航母后,航母排开水的体积减小多少?12.半潜船通过压水舱的吸水和排水,实现其上浮和半潜(甲板潜入水中).现有一艘半潜船,前去执行运输一艘受损船舶的任务.如图甲所示,当该半潜船不装货物时排开水的体积为4×104 m3,则半潜船的质量为_ _ kg.如图乙所示,当压水舱吸水时实现半潜.如图丙所示,将质量为4.7×104t的受损船舶移动到半潜船甲板上方后,半潜船通过排水上浮,当半潜船浸入海水中的体积为9×104m3时,甲板完全露出水面,则此时半潜船中剩余水的体积为m3.(ρ海水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)参考答案:第1课时物体的浮沉条件知识梳理:物体的浮沉条件(1)比较物体重力G物与浮力F浮上浮:当F浮__>__G物时,物体上浮,并最终漂浮在水面上,此时F′浮=G物.悬浮:当F浮__=__G物时,物体受力平衡,可以悬浮在液体内任何地方.下沉:当F浮__<__G物时,物体下沉,直至到达液体底部,受到容器的支持力作用,停留在容器底.(2)比较物体的密度ρ物与液体密度ρ液漂浮:ρ物__<__ρ液.悬浮:ρ物__=__ρ液.下沉:ρ物__>__ρ液.注意:在讨论或计算浮力时,应先根据物体的浮沉条件判断浮沉情况,确定物体排开液体的体积,再根据阿基米德原理求解.练习:1.冲泡茶叶时,一开始茶叶漂在水面上,过一段时间后又沉入水底.下列对茶叶的分析正确的是(B)A.茶叶漂浮时,重力小于浮力B.茶叶沉底时,重力大于浮力C.茶叶下沉时,重力小于浮力D.茶叶上浮时,重力等于浮力2.在一个装满水的容器中,放入一质量为20 g的物块,从容器中溢出15 g的水,则该物块在水中的浮沉情况应该是(A)A.下沉B.上浮C.漂浮D.悬浮3.(2020·毕节赫章县期末)用手将一重为5 N的物体全部压入水中,物体排开的水重8 N,此时物体所受到的浮力为__8__N;放手后物体将__上浮__(填“上浮”“下沉”或“悬浮”) ,待物体静止时所受到浮力为__5__N.4.一个小球悬浮在容器内的盐水中,如果不断往容器中加水,则该球将(ρ盐水>ρ水)(B)A.上浮至水面B.下沉至水底C.仍然悬浮D.先下沉后上浮5.为了延长水果的存放时间,果农先将水果浸没到自己配制的保鲜液中.再用保鲜纸包住就能存放比较长的时间.若将同一个苹果先后放入甲、乙两个容器的保鲜液中静止后苹果的浮沉情况如图所示,则甲乙两容器中保鲜液的密度大小比较正确的是(A)A.甲中的大B.乙中的大C.一样大D.条件不够,不能比较6.如图所示,A、B两物体静止在水中,下列判断正确的是(C)A.两物体受到的浮力一定相等B.两物体的密度不等,A物体的密度大C.两物体的密度不等,B物体的密度大D.两物体的重力不等,B物体的重力大7.油漂浮在静止的水面上,说明油的密度__小于__(填“大于”“等于”或“小于”)水的密度.一实心物体刚好能悬浮在水中,将该物体放入足够多的油中时,物体将__下沉__(填“漂浮”“悬浮”或“下沉”).8.把重5 N、体积为6×10-4 m3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是(C) A.物体漂浮,F浮=6 NB.物体悬浮,F浮=5 NC.物体漂浮,F浮=5 ND.物体沉在水底,F浮=6 N9.饺子在古代被称为“娇耳”,是我国传统美食之一,饺子刚下锅时沉在水底,排开水的体积为V1;煮熟后会漂浮在水面上,排开水的体积为V2,此时受到的浮力为F,重力为G.下列关系正确的是(D) A.F=G V1>V2B.F>G V1>V2C.F>G V1<V2D.F=G V1<V210.如图所示,a、b是两种物质质量与体积的关系图象,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中.松手稳定后(A)A.乙漂浮,乙受到的浮力小B.甲漂浮,甲受到的浮力大C.乙沉底,甲受到的浮力大D.甲沉底,乙受到的浮力大11.将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中,鸡蛋漂浮,然后逐渐向杯中加入清水,当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水,如图所示,下列图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是(C)12.新旧两只鸡蛋放入水中的状态如图所示.两只鸡蛋的体积分别是V A、V B,质量分别是m A、m B,两只鸡蛋受到的浮力分别为:F A=__m A g__,F B=__ρV B g__(已知水的密度为ρ).13.如图所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,此时小球所受的浮力__大于__(填“大于”“小于”或“等于”)小球的重力,剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力__变小__(填“变大”“变小”或“不变”,下同),水对烧杯底部的压强__变小__.14.小美用手把一个重为0.4 N,体积是2.7×10-5 m3的玩具球完全浸没到水中,玩具球受到的浮力是__0.27__N,放手后玩具球将__下沉__(填“上浮”“下沉”或“悬浮”).(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3) 15.如图所示,请画出热气球在竖直方向加速上升时的受力示意图(忽略空气阻力).解:16.一个不规则的实心物体,质量为55 g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.05 kg的水.然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止.求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)(1)物体在纯水中所受的浮力.(2)物体的体积.(3)物体悬浮时盐水的密度.解:(1)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开的水的重力:F浮=G排=mg=0.05 kg×10 N/kg=0.5 N(2)根据F浮=ρ液gV排可得,物体排开的水的体积:V 排=F 浮ρ水g =0.5 N 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg=5×10-5 m 3 浸没时物体的体积: V 物=V 排=5×10-5 m 3(3)因为物体悬浮在盐水中,所以盐水的密度:ρ盐水=ρ物=m 物V 物=0.055 kg5×10-5 m3=1.1×103 kg/m 3 17.蓝莓被誉作“水果皇后”.蓝莓果实中含有丰富的花青素、鞣花酸及多种微量元素,具有明目、抗癌、预防动脉硬化等作用.如图所示是麻江蓝莓果实图片,小明同学将几颗蓝莓放到水中,发现每颗蓝莓有110的体积露出水面,则蓝莓的密度是__0.9×103__kg/m 3.(ρ水=1.0×103 kg/m 3)第2课时物体浮沉条件的应用知识梳理:1.轮船漂浮原理:采用“空心”的办法增大浮力.排水量:指轮船满载货物时__排开水__的质量.说明:轮船漂浮在水面上,F浮__=__G.2.潜水艇浮沉原理:潜水艇是通过__改变自身的重力__,从而实现上浮和下潜的.说明:当潜水艇在水面下潜行时,它受到的浮力不变.3.气球和飞艇浮沉原理:内充气体的密度__小于__外部空气的密度.4.密度计原理:它利用了漂浮原理,G密度计=F浮=ρ液V排g,即ρ液大,V排就小,密度计露出部分就大,所以大的刻度值在下面,小的刻度值在上面.练习:1.中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304 m、舰宽70.5 m,满载时排水量达67 500 t.(1)它满载时,船所受的重力为__6.75×108__N,所受的浮力为__6.75×108__N.(g取10 N/kg)(2)当舰载机着舰后,航空母舰受到的浮力将__变大__(填“不变”“变小”或“变大”).2.某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标,有时要上浮或下潜,但都未露出水面.若该潜水艇下潜时所受的重力为G1,浮力为F1,上浮时所受的重力为G2,浮力为F2,下列对力之间大小关系的判断,正确的是(A) A.F1=F2,G1>G2B.F1=F2,G1=G2C.F1<F2,G1=G2D.F1>G1,F2<G23.2017年5月30日,“蛟龙”号载人潜水器在世界最深处的马里亚纳海沟下潜,最大潜深6 699 m.在同一深度,液体向各个方向的压强大小__相同__(填“相同”或“不同”),潜水器在海面以下下潜过程中浮力__不变__(填“变大”“不变”或“变小”),下潜到水下6 000 m时,受到海水的压强为__6×107__Pa(海水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg).4.如图所示是体育、娱乐活动用的热气球,球内充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气.要使已经升空的热气球上升或下降,下列说法正确的是(A)A.继续对热空气加热可以使热气球上升B.继续对热空气加热可以使热气球下降C.停止对热空气加热可以使热气球上升D.热气球停在空中静止不动时,球内空气的密度与球外空气的密度一样大5.把两个完全相同的密度计分别放入盛有不同液体的甲、乙两个烧杯中,静止时的状态如图.甲、乙两杯中液体的密度ρ甲__小于__ρ乙. 密度计在两杯中所受浮力F甲__等于__F乙.(填“大于”“等于”或“小于”)6.如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球后只有氢气气球升上空中,若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空,则下列说法中正确的是(B)A.F氢>F空B.F氢=F空C.F氢<F空D.条件不足,无法比较7.一艘轮船从大海中行驶入江河中时(不计燃料损失),下列说法正确的是(D)A.轮船的排水量变大B.轮船所受的浮力变小C.轮船所受的浮力变大D.轮船排开水的体积变大8.水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体,将一支密度计分别放入这两种不同液体中,静止后的情形如图所示,两液面相平.则下列判断正确的是(B)A.甲液体的密度比乙液体的密度小B.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强大C.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大D.密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小甲乙9.海权握,国则兴,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程.下列对此潜艇分析正确的是(C)A.上浮过程中所受浮力逐渐变大B.悬浮和漂浮时所受的浮力相等C.漂浮时排开的海水所受的重力最小D.漂浮时潜艇底部所受海水的压强最大10.一艘轮船的排水量是50 000吨,当它满载在长江内河航行时,排开水的体积是__5×104__m3.一艘潜水艇从长江内河潜行(潜行:指潜水艇浸没)到海洋时,潜水艇受到的浮力__变大__(填“变大”“不变”或“变小”).(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ海水=1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)11.如图所示是国产航母效果图,中国国产航母2018年试水,国产航母全长315 m,最大宽度为75 m,排水量约为5×104t,是常规动力型航母,是中国自行设计建造的新型航母.(海水的密度近似为1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)问:(1)满载时,该航母受到的浮力是多少?(2)若舰底某处距海面10 m,则该处受到海水的压强是多少?(3)质量为350 t的歼-20飞离航母后,航母排开水的体积减小多少?解:(1)当满载时,该航母受到海水的浮力:F浮=G排=mg=5×104×103 kg×10 N/kg=5×108 N(2)若舰底某处距海面10 m,则该处受到海水的压强:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 m=1×105 Pa(3)因为航母漂浮在水面上,则F浮=G当歼-20飞离航母后,航母仍漂浮,浮力仍等于重力,所以减小的浮力等于歼-20的重力,即ΔF 浮=G 机=m 机g根据F 浮=ρ液gV 排可得排开水减小的体积:ΔV 排=ΔF 浮ρ海水g =m 机g ρ海水g =m 机ρ海水=350×103 kg 1.0×103 kg/m 3=350 m 312.半潜船通过压水舱的吸水和排水,实现其上浮和半潜(甲板潜入水中).现有一艘半潜船,前去执行运输一艘受损船舶的任务.如图甲所示,当该半潜船不装货物时排开水的体积为4×104 m 3,则半潜船的质量为__4×107__ kg.如图乙所示,当压水舱吸水时实现半潜.如图丙所示,将质量为4.7×104 t 的受损船舶移动到半潜船甲板上方后,半潜船通过排水上浮,当半潜船浸入海水中的体积为9×104m 3时,甲板完全露出水面,则此时半潜船中剩余水的体积为__3_000__m 3.(ρ海水=1.0×103 kg/m 3,g 取10 N/kg)。
第三节物体浮沉条件及其应用一、知识梳理1、物体的浮沉条件2、浮力的应用(1)轮船(漂浮):用密度大于水的材料做成,使它能排开更多的水。
这就是制成轮船的原理。
轮船的载重大小是用它的来表示。
轮船的排水量=轮船满载时货物的质量+船身质量。
(2)潜水艇(悬浮):通过向水舱中充水或排水来改变,从而实现上浮、悬浮或下潜。
(3)气球和飞艇(悬浮):其气囊内充的是密度空气密度的气体(氢气、热空气或氦气),因而能够升空;可以通过改变气球或气囊中气体的来改变气球和飞艇受到的浮力大小,从而实现升降。
3、密度计(1)定义:密度计是用来测定液体密度的仪器。
(2)原理:它根据物体漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成。
密度计在待测液体中呈现漂浮状态,所受浮力的大小,都等于它所受到的。
根据浮力公式,液体的密度较大时,它露出液面的部分多,反之则少。
二、基础小测1.某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件”时,将重为100g的物体放入盛满水的盆中,有90g水溢出,则()A.物块会浮在水面上B.物块会悬浮在水中C.物块会沉入盆底D.不能据此判断出物块的沉浮2.下图所示的现代交通工具中没有利用浮力的是()A.气球的升空B.轮船浮在水面上C.潜水艇上浮D.大型客机的升空3、一个小朋友正套着救生圈漂浮在河水中,此时他所受的浮力为F1,若他套着同一个救生圈漂浮在海水中,所受的浮力为F2,则F1、F2大小关系是A、F1>F2B、F1=F2C、F1<F2D、无法确定4、放在水中的物体甲上浮是由于浮力重力;物体乙悬浮是由于浮力重力;物体丙下沉是由于浮力重力。
若甲、乙、丙三个物体体积相等,物体静止时所受到的浮力(“相等”或“不相等”)。
5、一个物体所受的重力为10N,将其全部浸没在水中,所排开的水所受的重力为20N,此时它所受的浮力为,放手后物体将(“上浮”、“下沉”或“悬浮”),物体静止时所受的浮力为。
6、船是通过做成空心来增大,从而增大所受到的浮力来浮到水面上的,当同一只船只从河水行驶入海水的过程中,其受到的浮力大小;潜水艇是靠改变来上浮或下沉的,潜艇在水中继续向下潜的过程中,受到的浮力大小。
7、一个油轮满载时的排水量为5800t,它受到的浮力为N,排开水的体积为m3(g=10N/kg)三、典型例题题型一物体的浮沉条件例1、李明和王聪做了如下实验:他们分别把一木块和一铁块同时浸没在水中,松手后发现木块上浮,铁块下沉,对上述现象他俩展开了讨论,你认为他们的说法正确的是()A.木块受到的浮力比铁块受到的浮力大B.铁块受到的浮力比木块受到的浮力大C.木块受到的浮力大于木块的重力,铁块受到的浮力小于铁块的重力D.木块的密度小于水的密度,铁的密度大于水的密度例2、端午节那天,小明发现煮熟后的咸鸭蛋有的沉在水底,有的浮在水面(如图所示)。
若甲的体积比乙小,则下列分析合理的是()A.甲的质量比乙大B.甲受到的浮力等于重力C.甲的密度比乙大D.乙受到的浮力大于重力例3、把重为6N、体积为0.8dm3的物体投入水中,当物体静止时(g取10N/kg),则()A.物体漂浮,F浮=8N B.物体漂浮,F浮=6NC.物体悬浮,F浮=8ND.物体沉底,F浮=6N例4、某一物体的体积为100cm3,密度为0.8×103kg/m3,把它浸没在水中后放手,它将______(选填“上浮”或“下沉”或“悬浮”),它最终静止时所受到的浮力为______ N.(水的密度为1×103kg/m3,g取10N/kg)[变式] 一块密度为2.7 ×103kg/m3的铝块,重为27N 把它放到密度为13.6×103kg/m3水银里,静止后,铝块受到的浮力是______ N.例5、同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯不同浓度的盐水中,鸡蛋在甲杯处于悬浮状态,如图甲;在乙杯处于漂浮状态,如图乙.可以肯定的是()A.甲杯盐水密度比乙杯盐水密度小B.甲杯盐水密度比乙杯盐水密度大C.甲图鸡蛋受到的浮力比乙图鸡蛋受到的浮力小D.甲图鸡蛋受到的浮力比乙图鸡蛋受到的浮力题型二利用浮力公式进行计算例6、如图(甲)所示,弹簧测力计示数为5N。
如图(乙)所示,小球一半浸在水中,测力计示数为2N。
则小球受到的浮力为________N,小球的体积为________cm3。
剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为________N。
(g取10N/kg)例7、质量为5kg,体积为6dm3的铁球放入水中,用绳子系在水中,求:(1)静止时铁球受到的浮力为多大?(2)当把绳子剪断后,物体的运动状态不变时受到的水的浮力是多少?(g取10N/kg)题型三浮力大小的比较例8、两个体积相同的实心铁球,木球放入水中时,铁球沉底,木球漂浮.则铁球受到的浮力______(填写“大于”“小于”或“等于”)木球受到的浮力.若将两球都放入水银中,两球都漂浮,则铁球受到的浮力______(填“大于”“小于”或“等于”)木球受到的浮力.例9、两个质量相同的实心铁球,木球放入水中时,铁球沉底,木球漂浮.则铁球受到的浮力______(填写“大于”“小于”或“等于”)木球受到的浮力.若将两球都放入水银中,两球都漂浮,则铁球受到的浮力______(填“大于”“小于”或“等于”)木球受到的浮力.[变式] 质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球,分别静止在水中的不同深度处,如右图所示,则这4个小球在水中所受浮力最小的是()A.甲B.乙C.丙D.丁题型四浮力的应用例10、关于潜水艇的上浮和下沉,下列说法正确的是()A.潜水艇是通过改变自身重力达到上浮和下沉的B.潜水艇是通过改变浮力达到上浮和下沉的C.潜水艇下沉越深,所受浮力越大D.潜水艇浮出水面的过程中,所受浮力不变例11、在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”如图所示,其中标有W 的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线,当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系正确的是()A.浮力增大,ρ1=ρ2B.浮力减小,ρ1=ρ2C.浮力不变,ρ1>ρ2D.浮力不变,ρ1<ρ2例12、某同学制作了如图所示的潜水艇模型,下列说法错误的是( )A.潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的B.向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜艇下沉C.向外拉注射器活塞,试管内水量适当时,可实现潜艇悬浮D.潜艇模型的试管上绕些铁丝,可保持试管稳定例13、小明在“造船比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成小船,把它们放在盛有水的水槽中,然后往小船内放入不同质量的物体,它们均能漂浮在水面上,如图所示。
针对此现象,下列说法正确的是()A.三只小船受到的浮力相等B.三只小船底面受到的压力相等C.小船所装物体越重,受到的浮力越大D.小船所装物体越轻,受到的浮力越大例14、如图所示,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,它们所受到的浮力分别为F甲和F 乙,则F甲 F乙;若两液体深度相同,则两液体对容器底部的压强关系是P甲 P乙(选填“<”、“=”或“>”)。
[变式]如图所示,中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304 m、舰宽70.5 m,满载时排水量达67500 t。
(1)它满载时所受的浮力为牛(取g=10N/kg)。
(2)2012年9月25日,该舰正式加入中国海军序列。
2012年11月23日,中国航母舰载机歼-15着舰成功。
当舰载机着舰后,浮力将(选填“不变”、“变小”、“变大”)。
培优训练1、有一体积为0.1m3的冰块漂浮在水面上(ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg),则该冰块()A.总重量是1×103N B.浸入液面以下的体积是0.08 m3C.水上部分体积占总体积的1/9 D.受到的浮力是900N2、某物理兴趣小组在研究物体沉浮条件时做过一个小实验,他们将一土豆放入水槽中发现其在水中悬浮,然后将几枚大头针完全插入土豆中后发现土豆()A.下沉B.上浮C.悬浮D.漂浮3、为了延长水果的存放时间,果农先将水果浸没到自己配制的保鲜液中,再用保鲜纸包住就能存放比较长的时间。
若将同一个苹果先后放入甲乙两个容器的保鲜液中,静止后苹果的浮沉情况如右下图所示,则甲乙两容器中保鲜液的密度大小比较,正确的是()A.甲中的大 B.乙中的大 C.一样大 D.条件不够,不能比较4、分别用木头、铜、铁制成甲、乙、丙三个小球,将它们放入水中,三个小球静止时位置如图所示,以下判断正确的是()A.甲小球一定是空心的B.乙小球一定是空心的C.丙小球一定是空心的D.三个小球都是实心的5、“小明同学将一只苹果放入水中,苹果在水里处于悬浮状态,则此苹果的密度为________kg/m3。
小明从水中取出苹果,切成一小片和一大块。
再将其中的小片放入水中,发现小片沉入水底,据此现象可以推断:若将大块浸没水中,松手后大块将会_______ (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”),则大块的密度_______小片的密度(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
物体浮沉条件及应用提升训练1.小晴在清洗苹果和梨子时,发现苹果漂浮在水面,而梨子却沉到水底。
对此,她做出了如下推断,其中正确的是()A. 梨子所受的浮力一定比梨子所受的重力大B. 梨子所受的浮力一定比梨子所受的重力小C. 苹果所受的浮力一定比苹果所受的重力大D. 苹果所受的浮力一定比苹果所受的重力小2.如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态。
下列判断正确的是A.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度B.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度C.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力D.鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力3 .2013年5月31日,我区首艘千吨级维权执法专用海监船“中国海监1118”号在梧州顺利下水,这将增强海监队伍在北部湾海域的执法能力.当海监船从河里驶入海里时,下列说法正确的是()A. 船所受的浮力大于重力B. 船体下沉一些C. 船所受的浮力小于重力D. 船体上浮一些4.2012年6月30日,“蛟龙号”成功挑战7000m深度。
不考虑海水密度的变化及水的阻力,关于“蛟龙号”的下列说法正确的是()A.下潜过程中所受压强增大B.下潜过程中所受浮力增大C.匀速下潜时,其重力大于浮力D.下潜过程中蛟龙号受到的压力不变5.如图所示,将同一个小球分别放入甲、乙、丙三种液体中,静止时小球漂浮在甲液面上,小球悬浮在乙液体里,小球则沉入丙液体的底部,则小球在三种液体中所受浮力的关系,正确的是()A.F甲>F乙>F丙B.F甲= F乙>F丙C.F甲>F乙= F丙D.F甲<F乙<F丙6.(2013·潍坊中考)密度计是用来测量液体密度的仪器,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,密度计静止时,两种液体的深度相同,如图所示。