第2课时 控制沉与浮
控制沉与浮
1.人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船(如图甲),它的做法是:首先把几个浮筒灌满水,沉到水底,潜水员用钢索把它们拴在沉船的两侧。然后打捞船上的机器开动起来,把空气压进浮筒,将筒内的水排出去,沉船便可以浮起来。原理分析:将沉船与浮筒看作一个整体,当浮筒内的水未排出时,整体所受的重力 (选填“大于”“小于”或“等于”)浮力,所以船不会浮起,而当浮筒内的水排出后,整体所受的重力 (选填“大于”“小于”或“等于”)浮力,这样沉船与浮筒都将浮出水面。用“浮筒打捞法”打捞沉船的原理,相当于图乙中 (选填“向外拉”或“向内推”)注射器活塞。
热气球
2.(2024邯郸期末)如图所示是体育、娱乐活动用的热气球,充有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密度一样大
3.旅游景区的“热气球”升空是利用了空气产生的 。
密度计
4.(2024安阳期中)将密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中,密度计静止时的状态如图所示,则下列说法正确的是( )
A.密度计在甲液体中所受浮力大于在乙液体中所受浮力
B.密度计在乙液体中所受浮力大于在甲液体中所受浮力
C.甲液体的密度大于乙液体的密度
D.甲液体的密度小于乙液体的密度
5.用密度计测量液体密度时,如图所示,它的重力和浮力大小 ;液体的密度越大,它排开液体的体积越 ,密度计的位置也就越 (选填“高”或“低”)。
1.关于同学们去游览桂林两江四湖,登上游船后,船会下沉一些,那么 ( )
A.船的重力将减小
B.水对船的浮力将减小
C.水对船的浮力将增大
D.水对船的浮力将保持不变
2.如图,把一小球先后放入盛有不同液体的甲、乙两个容器中,在甲容器中小球漂浮在液面上,在乙容器中小球加速下沉到容器底部。已知:小球在甲容器中受到的浮力为F甲,在乙容器中受到的浮力为F乙;甲容器中的液体密度为ρ甲,乙容器中的液体密度为ρ乙。下列判断正确的是 ( )
A.F甲C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙
3.刘星取一只空牙膏皮,一次将它挤瘪,一次将它撑开,两次都拧紧盖后,先后放入桌面上同一杯水中,结果如图甲、乙所示。下列说法正确的是 ( )
A.牙膏皮在甲中受到的浮力大
B.牙膏皮在乙中受到的浮力大
C.牙膏皮在甲、乙中受到的浮力一样大
D.牙膏皮在甲、乙中受到的浮力无法比较
4.柱状容器内加入浓盐水,把一枚土豆轻轻放入其中,静止时土豆漂浮在水面上,如图甲所示;向容器中缓慢注入清水,土豆逐渐下沉;注入适量清水时,土豆悬浮在盐水中,如图乙所示;继续注入清水,土豆沉到容器底部,如图丙所示。下列说法正确的是 ( )
A.漂浮在水面上时,土豆受到的浮力比重力大
B.悬浮在盐水中时,土豆的密度比此时盐水的密度小
C.沉到底部后,土豆受到的浮力小于漂浮时受到的浮力
D.沉到底部后,继续注入清水,土豆受到的浮力不再变化
5.检测海水水位变化的浮标如图所示,从夏季至冬季,海水温度下降,体积缩小导致海水密度变大,此过程中,浮标的体积保持不变,下列关于浮标的说法正确的是 ( )
A.所受浮力变大,露出海面体积变大 B.所受浮力变小,露出海面体积变大
C.所受浮力不变,露出海面体积变大 D.所受浮力变大,露出海面体积变小
6.(2024秦皇岛期末)轮船从大海驶入长江,轮船受到的浮力 ,排开水的体积 (以上两空选填“变大”“变小”或“不变”),整个船身将 (选填“上浮”或“下沉”)。
7.将一个苹果放入盛有200 mL水的量杯后漂浮在水面上,此时量杯中的水面如图所示(苹果未画出)。则这个苹果排开水的体积为 cm3,受到的重力为 N。(已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
8.如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮 (选填“>”“<”或“=”)G总;若水温升高,石块将 (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。
9.在一次抗洪救灾行动中,一名质量为60 kg的武警战士登上一艘自重为540 kg的冲锋舟准备抢险救灾,此时漂浮在水面上的冲锋舟排开水的体积为 m3,若满载时排开水的体积为1.2 m3,最多还能装载质量为 kg的人和物资。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
10.(科学思维)实验小组制作简易密度计:在吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来。
(1)如图甲所示,这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它露出液面部分的长度越
(选填“长”或“短”)。
(2)如图乙所示为设计好的密度计的一部分,其刻度线上至A下至C,量程是1 g/cm3~1.6 g/cm3。若把这个密度计放入某种液体中,液面位置恰好在AC的中点B,则这种液体的密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)1.3 g/cm3。
(3)若只增加配重,该密度计C处对应的刻度值将变 ;在配重不变的情况下,选用细的吸管,测量误差将会 一些。(均选填“大”或“小”)
【详解答案】
课堂达标
1.大于 小于 向内推
2.A
3.浮力
4.D
5.相等 小 高
课后提升
1.C 解析:根据题意知道,当同学们登上游船后,船和人的总重力变大而下沉了一些,故A错误;登上游船过程中,游船一直处于漂浮状态,由漂浮条件知道,此时F浮=G,所以游船受到的浮力变大,故B、D错误,C正确。
2.C 解析:AB.由甲图可知,小球在甲容器的液体中漂浮,则浮力F甲=G球,由乙图可知,小球在乙容器的液体中下沉,则浮力F乙F乙,故A、B错误;CD.由甲图可知,小球在甲容器的液体中漂浮,则ρ甲>ρ球,由乙图可知,小球在乙容器的液体中下沉,则ρ乙<ρ球,所以ρ甲>ρ乙,故C正确,D错误。
3.B 解析:牙膏皮的形状发生变化,但质量不变,所以m甲=m乙;故甲、乙图中的牙膏皮重力相等都为G,甲下沉,
F甲浮4.C 解析:A.土豆漂浮在水面上,由漂浮条件可知,土豆的浮力等于它的重力,故A错误;B.土豆悬浮在盐水中,由悬浮条件可知,土豆的密度等于盐水的密度,故B错误;C.沉到底部后,土豆受到的浮力小于它的重力,漂浮时土豆受到的浮力等于它的重力,沉到底部后,土豆的重力不变,土豆受到的浮力小于漂浮时受到的浮力,故C正确;D.沉到底部后,继续注入清水,盐水的密度变小,土豆排开盐水的体积不变,可知土豆受到的浮力变小,故D错误。
5.C 解析:浮标始终处于漂浮状态,所受浮力等于自身重力,故所受浮力不变,但由于海水密度变大,根据F浮=
ρ液gV排知,排开海水体积变小,所以露出海面的体积变大,故C正确,ABD错误。
6.不变 变大 下沉 解析:轮船从大海驶入长江后,船的质量不变,所以船的重力不变。轮船始终漂浮,所以轮船受长江水和海水的浮力都等于轮船受到的重力G,即所受浮力不变。由阿基米德原理可知ρ液gV排=G,所以排开水的体积V排=,因为ρ江水<ρ海水,所以轮船从大海驶入长江,排开水的体积V排变大,船身相对于水面将下沉一些。
7.200 2 解析:由题图知,量杯的分度值为25 mL,苹果和水的总体积为400 mL,则苹果排开水的体积为:V排=400 mL-200 mL=200 mL=200 cm3;苹果受到的浮力:F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×200×10-6 m3=
2 N;因为苹果处于漂浮状态,所以苹果的重力G=F浮=2 N。
8.< 上浮 解析:气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。则F浮气球+F浮石块=G总,所以气球受到的浮力F浮气球9.0.6 600 解析:因为冲锋舟漂浮在水面上,所以受到的浮力F浮=G=(m人+ m舟)g=(60 kg+540 kg)×10 N/kg=
6 000 N,因为F浮=ρ液gV排,所以其排开水的体积V排===0.6 m3;冲锋舟满载时受到的浮力F浮'=ρ液gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.2 m3=12 000 N,设人和物资的总重为G最大,则有G舟+G最大=F浮',即
540 kg×10 N/kg+G最大=12 000 N,解得G最大=6 600 N,故m最大===660 kg,所以最多还能装载的人和物资的质量为660 kg-60 kg=600 kg。
10.(1)长 (2)小于 (3)大 小
解析:(1)密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,保持不变,如果液体的密度越大,则密度计浸入液体中的体积越小,即越往上浮,则露出液面部分的长度越长;(2)由F浮=ρ液gV排,得ρ液=,S为管底面积,h为浸入深度,液体密度与吸管浸入深度成反比,刻度不均匀且上疏下密,若把这个密度计放入某种液体中,液面位置恰好在AB的中点C,则这种液体的密度小于1.3 g/cm3;(3)若只增加配重,则所受浮力变大,根据F浮=ρ液gV排,得V排=,液体密度一定,密度计排开液体的体积变大,即浸入液体的体积变大,浸入液体的深度增加,C处位置对应的刻度值变大。在配重不变的情况下,选用细的吸管,吸管浸入水中深度增加,刻度变稀疏,测量误差将会小一些。第4节 沉与浮
第1课时 物体的沉浮条件
物体的沉浮条件
1.如图所示,某些鱼的沉浮靠鳔的胀缩实现,下列说法正确的是 ( )
A.当鳔膨胀时,鱼会上浮
B.当鳔收缩时,鱼的浮力不变
C.鱼的浮沉是通过改变自身重力实现的
D.当鳔膨胀时,鱼排开水的重力变小
2.(物理学与日常生活)小丽在洗苹果和梨时,发现苹果漂浮在水面,而梨却沉到水底。对此,她做出了如下推断,其中正确的是( )
A.梨受到的浮力大于重力 B.梨受到的浮力小于重力
C.苹果受到的浮力大于重力 D.苹果受到的浮力小于重力
3.如图所示,新鲜鸡蛋沉在盛有纯水的容器底部,若要其上浮,可加(已知ρ酒精<ρ植物油<ρ浓盐水) ( )
A.清水 B.食用油 C.盐 D.酒精
4.质量为0.1 kg的物体,放入盛满水的容器中,溢出了0.08 kg的水,则此物体在水中的状态是( )
A.下沉 B.悬浮
C.漂浮 D.无法判断
5.(2024辽阳二模)如图所示,白玛用手将重1.5 N,体积为1.6×10-4 m3的苹果压入水中(手未画出),请在图中画出苹果所受浮力的示意图,并标明浮力的大小。她松手后苹果将 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
6.油漂浮在静止的水面上,说明油的密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度;一实心物体刚好能悬浮在水中,将此物体放入足够多的油中时,物体将 (选填“漂浮”“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
7.小滨在物理课上体验“物体的沉浮”时,将一个体积为200 cm3、质量为160 g的梨子,浸没在水中后放手。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)请用两种方法判断放手后梨子的浮沉状态。
(2)放手后梨子最终静止时,受到的浮力多大
1.(2024龙东中考)将两个完全相同的小球,分别放入装有不同液体的甲、乙两个完全相同的烧杯中,小球静止时两烧杯液面相平,如图所示,下列判断正确的是 ( )
A.甲烧杯中液体的密度小
B.乙烧杯底部受到液体的压强小
C.甲烧杯中小球受到的浮力大
D.甲、乙两烧杯对桌面的压力相等
2.如图所示,重为5 N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3 N。若绳子突然断了,木块A在露出水面之前,所受浮力的大小和方向分别是 ( )
A.5 N,竖直向下 B.8 N,竖直向上
C.2 N,竖直向上 D.8 N,竖直向下
3.(2024长沙期末)某小组在探究物体的浮沉条件时,将同一个鸡蛋分别放入密度不同的甲、乙两杯盐水中,静止时的位置如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大 B.鸡蛋的密度等于甲杯中盐水的密度
C.鸡蛋的密度大于乙杯中盐水的密度 D.鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力一样大
4.将一块实心物体放入盛水的烧杯中,物体静止时如图所示。若将该物体分成大小不同的两块,仍然放在盛水的烧杯中,则 ( )
A.大块沉入杯底,小块漂在水面上 B.大块、小块都沉入杯底
C.大块、小块都漂在水面上 D.大块、小块都悬浮在水中
5.(2024德州中考)如图所示,水平桌面上有A、B两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器液面相平,A、B两容器对桌面的压力分别为F1、F2,则ρ1 ρ2,F1 F2。(均选填“>”“ <”或“=”)
6.一个小球质量为0.2 kg,漂浮在水面上,它受到的浮力是 N,排开水的体积是
m3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
7.在水中放入质量为3 kg的木块,木块静止时有的体积浸入水中。(g取10 N/kg)求:
(1)木块静止时所受的浮力。
(2)木块的体积。
8.(科学思维)(2024贵州中考)如图甲所示,将两实心正方体金属块A和B(mA=mB,VA【详解答案】
课堂达标
1.A 2.B 3.C 4.A
5.如图所示:
上浮
6.小于 下沉
7.解:(1)①梨子的密度为:ρ===0.8 g/cm3<ρ水=1 g/cm3,
放手后该梨子将上浮,最终静止时漂浮在水面上。
②梨子浸没在水中,V排=V=200 cm3=2×10-4 m3,
放手前梨子受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×10-4 m3=2 N,
梨子的质量m=160 g=0.16 kg,
梨子的重力G=mg=0.16 kg×10 N/kg=1.6 N,
因为F浮>G,所以,放手后该梨子将上浮,最终静止时漂浮在水面上。
(2)梨子最终静止时漂浮在水面上,则梨子所受浮力F浮'=G=1.6 N。
课后提升
1.B 解析:AB.由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件可知,ρ甲>ρ球,ρ乙=ρ球,所以ρ甲>ρ乙,小球静止时两烧杯液面相平,根据p=ρ液gh可知,乙烧杯底部受到液体的压强小,故A错误,B正确;C.小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,浮力都等于重力,所以浮力相等,故C错误;D.甲液体密度大于乙液体密度,从图中可知,甲液体的体积大于乙液体的体积,根据m=ρV可知,甲液体的质量大于乙液体的质量,烧杯质量相同,小球质量相同,根据F=G=m总g,可知,甲烧杯对桌面的压力较大,故D错误。故选B。
2.B 解析:对图中静止的木块进行受力分析可知,受到竖直向上的浮力,竖直向下重力和绳子的拉力,由力的平衡条件可得,木块受到的浮力:F浮=G+F拉=5 N+3 N=8 N,若绳子突然断了,木块A在露出水面之前,排开水的体积不变,受到的浮力不变。故B正确,A、C、D错误。
3.D 解析:AD.由图可知,同一个鸡蛋在甲、乙两杯盐水中分别处于漂浮和悬浮状态,由于物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一个鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,故A错误,D正确;BC.鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,鸡蛋的密度小于甲杯中盐水的密度,鸡蛋在乙杯中处于悬浮状态,鸡蛋的密度等于乙杯中盐水的密度,故B、C错误。故选D。
4.D 解析:如题图所示,将一块实心物体放入盛水的烧杯中,物体静止时处于悬浮状态,则该实心物体的密度等于液体的密度,将该物体切成大小不等的两块后,每一块的密度不变,仍等于液体的密度,所以大块、小块都悬浮在水中。故D正确,A、B、C错误。
5.> > 解析:小球在A容器中漂浮,则ρ1>ρ球,小球在B容器中悬浮,则ρ2=ρ球,综上可得ρ1>ρ2;两容器液面相平,由图可知,两容器中液体的体积关系为VA>VB,根据ρ=可得,两容器中液体的质量关系为mA>mB,桌面水平,两容器对桌面的压力F1=G总=(m容+mA+m球)g,F2=G总'=(m容+mB+m球)g,综上可得F1>F2。
6.2 2×10-4
解析:一个小球质量为0.2 kg,根据G=mg可得小球的重力G=2 N。因为小球漂浮在水面上,所以F浮=G=2 N。由阿基米德原理可得V排===2×10-4 m3。
7.解:(1)因为木块漂浮在水中,所以F浮=G=mg=3 kg×10 N/kg=30 N。
(2)V排===0.003 m3,
V木=V排=×0.003 m3=0.005 m3。
8.如图所示:
解析:两实心正方体金属块A和B(mA=mB,VA
