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《浮力》复习
第二课时
2.2 机械运动和力
2. 2.9 通过实验,认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。知道阿基米德原理,能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。
例10 了解潜水艇的浮沉原理。
课标要求
知识梳理
浮力三要素
浮力
浮力的作用点
浮沉条件
实质
液体向上和向下压力差
浮力的方向
浮力的大小
称重法测浮力
阿基米德原理
状态分析
浸没时浮力
与重力比较
F浮=G物
悬浮
下沉
上浮
漂浮
沉底
悬浮
F浮>G物
F浮浮沉条件应用
潜水艇、密度计等
G
F浮
F浮
G
G
F浮=G物
物体悬浮;
F浮< G物
物体下沉
F浮>G物
物体上浮
F
物体的浮沉与状态
F浮/= G物
G物= F浮+F
漂浮
沉底
F浮
F浮/
物体的浮沉决定于物体______液体中时,所受的_______和______的大小。
结论:
浸没
浮力
重力
知识回顾
F浮
G物
下沉
上浮
<
>
=
悬浮
知识回顾
物体的浮沉条件
由物体密度与液体密度大小关系推断出物体的浮沉
F浮
ρ液V排液g
G物
ρ物V物g
浸没
V排液
V物
ρ液
ρ物
<
>
=
物体的浮沉决定于物体_______在液体中时,所受的______和________。
浸没
浮力
重力
ρ液
ρ物
悬浮
漂浮
沉底
<
>
=
由实心物体的密度与液体密度大小关系判断物体的浮沉
2.(2023 扬州模拟)如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有三种不同的液体,将三个完全相同的长方体A分别放入三种液体中,静止时三个容器的液面恰好相平。则下列判断正确的是( )
①物体A受到的浮力F甲浮=F乙浮=F丙浮
②容器对桌面的压力F甲<F乙<F丙
③液体的密度ρ甲>ρ乙>ρ丙
④液体对容器底的压强p甲<p乙=p丙
A.只有①② B.只有②④ C.只有①③ D.只有③④
1.(2022 常州)2022年1月,海啸导致南太平洋岛国汤加淡水紧缺,为实施人道主义救援,中国海军五指山舰日夜兼程抵达汤加之后,停泊于码头旁并通过管道向陆地输送550t淡水,如图所示,输水过程中,五指山舰( )
A.舰体略上浮,受到浮力不变 B.舰体略上浮,受到浮力变小
C.舰体略下沉,受到浮力不变 D.舰体略下沉,受到浮力变大
典型试题
浮力大小
D
A
2.(2023 宿迁模拟)如图两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体。把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底如图甲所示;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,图乙小球A受到的浮力 ________(大于/小于/等于)A受到的重力,小球A的质量________(大于/小于/等于)小球B的质量,小球A在甲液体中受到的浮力________(大于/小于/等于)在乙液体中的浮力。
1.(2023 南通模拟)甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静止放置在水平桌面上。将同种材料制作的实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,如图所示。则( )
A.A的重力等于B的重力
B.甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
C.甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力
D.两容器底部所受液体压强相等
典型试题
浮力大小
C
小于
小于
等于
浮 力 重 力 应 用
1
2
3
4
改变排开的体积
改变液体的密度
改变
不变
改变
不变
轮船
改变
改变
选种
潜水艇
打捞沉船
知识回顾
改变浮沉的方法及其的应用
2.(2023 常州模拟)如图是我国自主研发的“极目一号”T型浮空艇示意图。艇体采用轻质材料制成,浮空艇有两个气囊,一个是主气囊,下边腹部还有一个小的副气囊,副气囊内充有空气,通过调节副气囊中的空气实现上升(图甲)、下降(图乙),且上升下降过程中艇体总体积不变。下列有关说法正确的是( )
A.浮空艇上升过程中受到的浮力变大
B.浮空艇上升下降过程中自身重力不变
C.浮空艇上升过程中受到的大气压强变大
D.浮空艇受到的浮力等于排开空气的重力
1.(2023 泰州)用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,制作
如图所示的潜水艇模型(不计进排气管体积),然后将模型放入水中,使其
上浮或下沉。下列说法正确的是( )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将变小
D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少
典型试题
浮沉条件应用
D
D
3.(2023 无锡一模)如图所示,是某远洋轮船的船舷上标的“吃水线”,又称“载重线”,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”。若此远洋轮船在海面航行时的排水量为1×106kg,g取10N/kg,则远洋轮船此时受到的浮力为_________N;当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时,远洋轮船在北大西洋受到的浮力F1______(选填“大于”、“等于”或“小于”,下同)在印度洋受到的浮力F2;北大西洋的海水密度ρ1______印度洋的海水密度ρ2。
典型试题
1×107
等于
大于
浮沉条件应用
4.(2023 连云港一模)如图所示为用竹篾和薄纸做成的孔明灯。点燃孔明灯下端小碟内的松脂后,松脂加热灯内空气,孔明灯所受的浮力________(选填“变大”、“不变”或“变小”)(假设灯笼外的空气密度不变),当浮力________(选填“大于”、“小于”或“等于”)重力时,孔明灯就开始上升了。
不变
大于
等效替代
2. 当______________时,曹冲在与水面相平处做下标记,目的:___________________________.
分析:
1.船此时处于________状态,船所受浮力等于:
________________________
3.第3幅图中船受到的浮力______第1幅图中船受到的浮力,判断的依据:_____________________。
1
2
3
4.曹冲称象的原理_____________。
曹冲用________替代_________,它们使船排开的水的体积______,即效果是______。
漂浮
船与大象的总重力
大象在船上
便于比较船排开的水的体积
等于
两次船排开的水体积相等
漂浮的条件
石头
大象
相等
相同
等效替代法
知识回顾
漂浮条件的应用
密度计:
原理: ____________________。
密度计______在不同液面上,密度计受到的浮力______密度计的重力,即密度计在不同液体中所受浮力________。由此可知:密度计在密度越小的液体中,排开的液体体积________。因此图中密度计A处的读数______B处的读数。
漂浮
相等
越大
等于
大于
分析:
F浮1 = F浮2
ρ水V排液1g = ρ液2V排液2g
如果密度计为柱体:
ρ水SHg = ρ液Shg
h =
ρ水H/ρ液
物体漂浮的条件
密度计的刻度分布________均匀的。
不是
甲
乙
B
A
知识回顾
典型试题
漂浮条件的应用
例题.(2023 苏州)综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。
制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的位置并标上密度值。
使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)O位置处的刻度值为_________g/cm3;
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h=_________(用ρ水、ρ液、H表示);
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离_________(相等/不相等);
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果_________(偏大/偏小/无变化);
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将_________。
1.0
提高
偏大
不相等
2.(2020 常州)一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后饮料瓶的状态如图所示,饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙.甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。则( )
A.F浮甲>F浮乙,ρ甲>ρ乙 B.F浮甲<F浮乙,ρ甲<ρ乙
C.F浮甲=F浮乙,ρ甲>ρ乙 D.F浮甲=F浮乙,ρ甲<ρ乙
1.(2022 扬州模拟)甲、乙两只完全相同的杯子里盛有水和盐水。将一只鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两杯中液面相平,鸡蛋所处的位置如图所示。甲、乙两杯底部所受液体的压强分别为p甲、p乙,鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力分别为F甲、F乙,则( )
A.p甲>p乙,F甲=F乙 B.p甲<p乙,F甲=F乙
C.p甲>p乙,F甲>F乙 D.p甲<p乙,F甲<F乙
检测反馈
B
C
检测反馈
3.(2023 扬州模拟)随着我国第三艘航母“福建舰”下水,人民海军正式迈入“三航母时代”。该舰满载时的排水量约为8×104t,则它满载时停靠在港口所受浮力约为_____________N;当航母从密度较小的港口驶达密度较大的远海时,其所受浮力________(变大/变小/不变)。
8×108
不变
4.(2021 镇江)我国“奋斗者”号成功下潜至10909米的深海处,达到了全球深海探测的制高点。如图所示,某潜水器由舱体和油囊两部分构成,质量为M、体积为V,悬停在深海中甲处。从舱内向油囊注入质量为m的油后,潜水器的体积增大了0.1V,此时潜水器将________(填“上浮”或“下沉”),最终悬停在乙处,则潜水器在乙处所排开海水的质量为_______,乙处海水的密度为______。(上述过程无其他动力)
5.(2023 徐州)如图所示,用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料软管制作潜水艇模型,潜水艇在水中受到浮力的方向是_____________,潜水艇通过改变_____________来实现浮与沉,因此需要选择质量合适的螺母作为配重。如果塑料瓶的容积为V,水的密度为ρ水,铁的密度为ρ铁,要让瓶内有一半水时,潜水艇恰能在水中悬浮,则所选螺母质量的表达式为m=_____________。
竖直向上
自身重力
M
上浮
检测反馈
6.(2023 扬州)如图,作出漂浮在水面上的物体所受的重力和浮力的示意图。
7.(2023 镇江模拟)如图所示,杯中装有水,水中的乒乓球正在上浮,请画出重力和浮力的示意图。
F浮
F浮
G
G
检测反馈
8.(2023 淮安)小明同学用吸管制作了一个简易的密度计。(1)他取来一根长度为20.00cm的吸管并将底端密封,将一定数量的小钢珠放入吸管内作为配重,使其能够竖直漂浮在水中,如图甲所示。在吸管上标出水面的位置,测出该位置到吸管底端的距离为H=10.00cm。(2)吸管横截面积为S,在水中漂浮时它所受重力与浮力相等,所以G=ρ水gSH;
若漂浮在其他液体中,则浸入的深度为h,此时G=ρ液gSh,由以上两式可得:
(3)根据上式的数量关系,补全表格中的数据。(结果保留两位小数,ρ水=1.0g/cm3)
(4)根据表中的数据,小明在吸管上标出对应的刻度线,刻度线分布 (选填“是”或“不是”)均匀的,此密度计所能标注的最小密度值为 g/cm3。(5)为了检验小明制作的密度计是否准确,小华将密度计放在密度为0.8g/cm3的煤油中,为了用更少的煤油完成实验,小华应该选择图乙四种圆柱形容器(已知A和B容器的深度为10cm,C和D容器的深度为22cm。容器的横截面积均满足测量需求)中的____容器。在密度计逐渐浸入煤油的过程中,密度计底端所受压强越来越 。(6)利用多种液体检验后,小华认为小明制作的密度计比较准确,于是用另一根长度相同且较细的吸管制作了等质量的密度计。小华直接将小明的数据标在自己制作的密度计上,若用小华的密度计来测量液体密度,测量值将 (选填“大于”“等于”或“小于”)液体密度的真实值。
液体密度ρ液/(g cm﹣3) 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入深度h/cm 12.50 11.11 10.00 9.09
8.33
不是
0.5
D
大
小于