10.3 物体的浮沉条件及应用
10.3 .1物体的浮沉条件
考点一 物体的浮沉条件
典型例题:
1.物体的浮沉条件:浸没在液体中的物体,如果F浮 G物,物体上浮;如果F浮 G物,物
体下沉;如果F浮 G物,物体可以悬浮在液体中的任何位置。
2.完全相同的三个小球A、B、C放在盛有不同液体的甲、乙、丙容器中保持静止状态。如图所示,A球漂浮,B球悬浮,C球沉底,三个球所受的浮力分别为FA、FB、FC,液体的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙,则ρ甲 ρ乙 ρ丙;FA FB FC(选填“>”、“<”或“=”)。
3.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系为FA<FB<FC
B.三个物体的密度大小关系是ρA>ρB>ρC
C.容器对桌面的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙
变式练习:
1.如图所示,在跳水运动员身体全部入水后继续下沉过程中,所受的浮力 ________,受到水的压强 ________.(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
2.如图所示,一端缠有铁丝的木棍先后放入两种不同的液体中,木棍在两种液体中所受浮力分别为F甲、F乙,两种液体密度分别为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
考点二 物体浮沉状态的判定
典型例题:
1.“五·一”黄金周期间,小明与家人到“死海”游玩,这“死海”其实就是咸水湖,当人完全浸没水中时,人受到的浮力________人受到的重力,所以人就会自然向上浮起;当人漂浮在水面上静止不动时,人受到的浮力_________人受到的重力。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
2.质量为50g的实心铁球放人水中时会 ,因为铁球受到的浮力 它受到的重力;将该铁球放人水银中,最终铁球会 的,因为铁球的密度 水银的密度。(ρ水银>ρ铁>ρ水)
3.一个物体所受的重力为15N,将其全部浸没在水中时,它所排开的水所受的重力为25N,此时它所受的浮力为 N,放开手后物体将 上浮 (选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)
变式练习:
1.小灿将一个质量为50g的鸡蛋放入一杯均匀盐水静止时,如图所示,然后向杯子里加入一些食盐搅拌后,则鸡蛋最终( )
A.所受浮力小于0.5N B.所受浮力大于0.5N
C.所受浮力等于0.5N D.浮力大小无法确定
2.用手将一质量为1.5kg的物体浸没在水中,物体排开的水所受重力的大小为12N.此时,物体受到的浮力大小为 N,松手后,物体将 (选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。
考点三 浮沉条件的应用
1.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.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
B.鸡蛋在甲杯中排开的盐水的重力与在乙杯中排开的盐水的重力相等
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
2.a、b是两种不同的物质,其质量与体积的关系图象如图所示,分别用物质a、b制成质量相等的实心球甲、乙,和体积相等的实心球丙、丁,即m甲=m乙,V丙=V丁,ρ甲=ρ丙=ρa,ρ乙=ρ丁=ρb,将四个实心球都浸没在水中。松手稳定后它们所受浮力大小关系正确的是( )
F甲=2F乙 B.3F甲=F乙 C.F丙=3F丁 D.2F丙=3F丁
3.一物体浮在水面上,露出液面的体积占物体总体积的,则该物体的密度为( )
A.0.8×103kg/m3 B.1.25×103kg/m3
C.0.25×103kg/m3 D.1.75×103kg/m3
变式练习:
1.将鸡蛋放入清水中时沉入水底,今将清水中加盐后鸡蛋浮出水面,由以上现象,下列判断中不正确的是( )
A.浮在盐水中的鸡蛋所受的浮力比沉在清水中所受浮力大
B.浮在盐水中的鸡蛋的重力小于在盐水中所受的浮力
C.鸡蛋的密度小于最终盐水的密度
D.一开始在清水中时,鸡蛋的重力大于所受的浮力
2.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系为FA<FB<FC
B.三个物体的密度大小关系是ρA>ρB>ρC
C.容器对桌面的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙
10.3 .2物体的浮沉条件的应用
考点一 轮船问题
典型例题:
轮船从海里驶入河中,轮船要 (选填“上浮”或“下沉”)一些,轮船的质量大小 ,受到的浮力大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
2.一艘远洋货轮在黄浦江中满载航行,它的排水量为6×103t,该货轮受到浮力大小为 N,这艘货轮驶入东海(已知海水的密度大于江河的密度),此时货轮受到的浮力将 (填“增大”、“减小”或“不变”),货轮将 一些(选填“下沉”或“浮起”)。
变式练习:
渔民出海捕捞,常常满舱而归。在平静的海面上,一艘空船受到的浮力是F1,装满鱼后受到的浮力是F2,则F1 F2.(选填“>”、“<”或“=”),若该船从海中运动到淡水河中,船体会 一些。(选填“上浮”或“下沉”)。
一艘轮船当它从长江航行进入东海时,所受浮力 (选填“变大”、“变小”、“不变”),船身会 。(选填“上浮一些”、“保持原来的深度”、“下沉一些”)
考点二 潜水艇问题
典型例题:
如图所示,正在上浮的潜水艇受到15N的浮力和10N的重力的作用下正在上浮,请作出潜水艇所受浮力和重力的图示。
2.有一潜水艇悬浮在水中,如右图所示.当用压缩气体把水舱中的水排出一部分时,潜水艇将________(选填“上浮”或“下沉”),在未露出水面之前,潜水艇所受的浮力将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
3.潜水艇悬浮在海水中,如果此时向水舱内注水,使潜水艇下潜,下列说法中正确的是( )
A、潜水艇受到的重力小于浮力
B、海水对潜水艇的压力逐渐减小
C、海水对潜水艇的浮力不变
D、潜水艇的下潜速度逐渐减小
变式练习:
1.我国自主设计、研发的载人潜水器“蛟龙号”在2017年5月挑战了世界最深处的马里亚纳海沟,当“蛟龙号”完全浸没,在下潜过程中,下列说法正确的是( )
A、所受浮力变大,压强变大
B、所受浮力变大,压强变小
C、所受浮力不变,压强变大
D、所受浮力不变,压强不变
2.潜水艇在根据不同的任务需求,会下潜至海面下不同深度,海水密度不变,悬浮时潜水艇的浮力与重力大小 ;悬浮在不同深度的潜水艇的重力大小 (均选填“相同”或“不同”)。
3.(多选)一艘潜水艇在长江中潜行,接到任务后秘密潜入东海,比较潜艇在长江与东海里所受的浮力,下列说法中正确的是( )
A、潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力
B、潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力
C、潜水艇在海水中潜行时所受的重力等于在江水中潜行时所受的重力
D、潜水艇在海水中潜行时所受的重力大于在江水中潜行时所受的重力
考点三 计算题
典型例题:
1.有一正方体物块A,它的体积为V=0.4×10﹣3m3,用弹簧测力计测出此物块A的重力为G=10N,如图甲所示,然后将物块A浸没在水中,如图乙所示,g取10N/kg,求:
(1)物块A浸没在水中时受到的浮力的大小;
(2)物块A浸没在水中时弹簧测力计的示数。
2.如图所示,一个质量为0.5kg,边长为0.1m的正方体物块A静止浮在水面。求:
(1)物块所受浮力;
(2)物块下表面所受水的压强。
3.一个不规则的实心物体,质量为55g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.05kg的水。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止。求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/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。
变式练习:
1.将一石块挂在弹簧测力计的挂钩上,测力计的示数为14N,当将该石块完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数为10N,g=10N/kg,水的密度为1×103kg/m3,求:
(1)该石块浸没在水中时受到的浮力;
(2)该石块的体积;
(3)该石块的密度。
2.如图所示,质量为600g的正方体木块漂浮在水面上,其下表面距水面6cm,试求:
(1)木块上、下表面受到的水的压力差。
(2)木块排开的水的质量。
(3)木块的密度。
考点三 实验探究题
典型例题:
1.有一个物理兴趣小组的同学,在学完浮力知识后做了“盐水浮鸡蛋”的实验。如图所示,在水平桌面上放一个底面积为50cm2的圆柱形容器,将一个质量为55g,体积为50cm3的鸡蛋放入其中,然后逐渐向容器中倒入一瓶500mL的纯净水,鸡蛋沉底,如图甲所示。向水中加盐并搅拌直到鸡蛋恰好悬浮在盐水中(加入盐的体积忽略不计),如图乙所示。请回答下列问题:(ρ水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)在容器放入鸡蛋后逐渐向容器中倒入一瓶500mL的纯净水,这个过程中鸡蛋受到的浮力的大小 。
A.先逐渐减水后逐渐增大
B.先逐渐增大后逐渐变小
C.先逐渐增大后保持不变
D.一直保持不变
(2)鸡蛋在图甲中沉底是因为受到的浮力 鸡蛋的重力;从图甲鸡蛋沉底到图乙中悬浮是因为鸡蛋受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)图乙中鸡蛋受到的浮力大小是 ,盐水的深度是 ,盐水对圆柱形容器底部的压强是 。
变式练习:
1.测量液体密度的仪器叫做密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(图甲)。图乙和图丙是自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铅丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,由观察到的现象可以判断哪杯液体的密度大。
请回答下列问题:
(1)木棒一端缠上铅丝,是为了 。
(2)密度计是利用 条件工作的。被测液体的密度越大,那么密度计排开液体的体积 (选填“越小“或“越大”)。
(3)乙、丙两容器中液体密度较大的是 (选填“乙“或“丙”)。
第三节 物体的浮沉条件
考点一 物体的浮沉条件
典型例题:
< < =
> > = >
A
变式练习:
不变 增大
A
考点二 物体浮沉状态的判定
典型例题:
大于 等于
下沉 小于 漂浮 小于
25 上浮
变式练习:
C
12 下沉
考点三 浮沉条件的应用
B
D
A
变式练习:
B
A
物体的浮沉条件的应用
考点一 轮船问题
典型例题:1.下沉;不变;不变 2. 6×107;不变;浮起
变式练习:1.<;下沉 2. 不变;上浮一些
考点二 潜水艇问题
典型例题:
1.
上浮 不变
C
变式练习:1.C 2.相同 3.BD
考点三 计算题
典型例题:1.(1)物块A浸没在水中时受到的浮力为4N;
物块A浸没在水中时弹簧测力计的示数为6N。
2.(1)物块所受浮力为5N;
(2)物块下表面所受水的压强为500Pa。
3.(1)物体在纯水中所受的浮力为0.5N;
(2)物体的体积为5×10﹣5m3;
(3)物体悬浮时盐水的密度1.1×103kg/m3。
变式练习:1.(1)该石块浸没在水中时受到的浮力为4N;
(2)该石块的体积为4×10﹣4m3;
(3)该石块的密度为3.5×103kg/m3。
2.(1)木块上、下表面受到的水的压力差为0.6N。
(2)木块排开的水的质量为600g。
(3)木块的密度为0.6×103kg/m3。
考点四 实验探究题
典型例题:1.(1)C;(2)小于;变大;(3)0.55N;0.11m;1210Pa
变式练习:1.(1)降低重心,使密度计竖直立在液体中 (2) 漂浮 越小(3)丙