2021年暑假 新初二科学 第5讲 水的浮力 物体的浮沉条件与应用（知识讲解+针对练习）（无答案）

2021年暑假
新初二科学
第5讲
水的浮力
物体的浮沉条件与应用
【学习目标】
1.掌握物体的浮沉条件的分析方法。
2.掌握物体浮沉条件的在生产生活中的应用。
一、物体的浮沉条件分析
分析：对浸没在液体中的物体，静止后进行受力分析可能出现三种不同情况:
（填“＞”、“＜”或“=”
）
（1）当F浮_____G物
，物体上浮，当部分体积露出液面时，排开水体积减小，受到浮力减小，最后如A状态:F浮_____G物，物体处于________状态。此时ρ物_____ρ液
（2）当F浮__G物，物体悬浮，此时物体可以停留在液体内部任一位置，如B状态，此时ρ物__ρ液
（3）当F浮____G物，物体下沉，最后物体与容器底接触，物体受浮力、重力和支持力三个力作用静止，如C状态，即F浮+N支持____
G物。此时ρ物_____ρ液
例：鸡蛋放入清水中时会下沉，原因是F浮_____G蛋，但在清水逐渐放入食盐并搅拌，使盐溶解，鸡蛋会慢慢上浮，其原因是盐溶解在水中后，盐水的密度逐渐变_____，根据阿基米德原理，V排水不变，受到的浮力也逐渐变________，使F浮_____G蛋，鸡蛋便浮了上来。最后漂浮在水面时，F浮_____G蛋
。
【随堂练习】
1．如图所示，A、B、C是三个用不同材料制成的体积相同的实心物体。现将它们用相同的弹簧连接于容器底部，然后在容器中注入水使A、B、C三物体浸没于水中，三物体静止时的位置如图所示，则(　
　)
A．A物体的密度最大　　　
B．B物体的密度最大
C．C物体的密度最大
D．三物体密度相等
2．在家庭实验室中，小明把鸡蛋放入盛水的杯中，鸡蛋沉在杯底如图；向杯中加盐，鸡蛋悬浮；再加盐鸡蛋漂浮。三种情况下，各物理量间的关系正确的是(鸡蛋质量不变)(　
)
A．液体的密度ρa＝ρb＜ρc
B．鸡蛋排开液体的质量ma＝mb＞mc
C．鸡蛋受到的浮力Fa＜Fb＝Fc
D．液体对容器底的压强pa＝pb＞pc
3.浸没在水中的皮球，放手后，从它刚露出水面到最后漂浮在水面上不动的过程中（
）
A、浮力变大，重力变小
?
?B、浮力不变，重力不变?
C、浮力变小，重力变小?
?D、浮力变小，重力不变?
4.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?
5.水平桌面上放置一底面积为S的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为mA、mB、mC,密度分别为ρA、ρB、ρC的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A球漂浮，B球悬浮，C球下沉，如图所示，它们所受的浮力分别为FA、FB、FC。下列选项不正确的是?(　
　)
A.若mA=mB=mC,则FA=FB>FC
B.将C球截去部分后,剩余部分可能上浮
C.只取出A球,容器中液面的高度降低了?
D.三球放入液体前后，液体对容器底部的压强变化了
6.如上图所示，质量相同的A、B两个实心小球静止在水中，A球处于漂浮状态，B球处于悬浮状态，分别用FA、FB表示A、B两球受到的浮力，那FA_______
FB，ρA
ρB（填“＞”、“＜”或“=”
）。
7.一个物体分别放在水、酒精、煤油这三种不同的液体中，并在液面静止，受到的浮力分别F1.F2.F3，则F1.F2.F3，的大小关系是（
??）
?
A、F1＞F2＞F3
?B、F1=F2=F3?
?
C、F1＞F2=F3?
D、F1＜F2＜F3?
Z
8.小刚同学为了比较两种液体的密度，将同一物块先后放入甲、乙两杯不同的液体中。物块在甲杯处于悬浮状态，而在乙杯处于漂浮状态，则下列判断正确的是（????）??
A、甲杯液体的密度比乙杯液体的密度小??B、甲杯液体的密度跟乙杯液体密度一样大?
?C、物块在甲杯中受到的浮力比乙杯中小
D、无法确定
9.用手将重4.9牛的空心金属球浸没在水中，体积是3dm3，它所受的浮力是______牛，此球在水中将______（填“上浮”、“下沉”、“悬浮”），放手后，球在水中静止时的浮力为______牛。
10.一个物体的质量是6kg,密度是0.8g/m3,若将它全部浸没入水中,受到的浮力是多少？放手后物体的将会怎样运动-?最后处于什么状态？最后的浮力是多少？
11.密度为0.5×103
kg/m3,质量为1
kg的正方体木块,静止漂浮在密度为1.0×103
kg/m3的水面上。求:(g=10
N/kg)
(1)木块浸在水中的体积;
(2)把密度为9.0×103
kg/m3,质量未知的正方体铜块轻轻放在正方体木块的中央,过一会儿,其整体静止悬浮在水中时,铜块对木块的压强。
二、物体浮沉条件的应用
太空行走训练：
航天员在太空中处于失重状态，与人在水中处于__________状态的感受一样。为了使航天员能够适应太空的特殊环境，科学家们设计了在大型水池中对航天员进行太空行走模拟训练的方法。为了保证航天员在水中处于________状态，应使航天员自身及所携带的装备受到的_____力等于_____力。
密度计：
（1）.密度计利用
原理，F浮_____G计
。它是竖直的漂浮。
（2）.一支密度计分别放入两种不同液体中，则密度计所受浮力F甲
F乙，两种液体密度ρ甲
ρ乙。（填“＞”、“＜”或“=”）
（3）.密度计刻度特点：密度计在各种不同的液体中所受浮力是______（相同、不同）的，在密度_____（大、小）的液体中露出液面的体积较大，故密度计的刻度是上___下____（大、小）。刻度上疏下密。
如右图所示，同一密度计放在水中时，水面在A处，放在另一种液体中时，液面在B处，则密度计在两液体中所受浮力的大小关系是FA___FB，另一液体的密度与水的密度关系是ρ液____ρ水。（填“大于”、“小于”或“等于”）。
例2：如图所示，在细木棍下端缠一些铁丝，使木棍能竖直的漂浮在液体中，依次放入深度相同的A、B、C三种液体里。下列说法中错误的是（
）
A、比较木棍在三种液体里所受的浮力，C最大，A最小
B、比较三种液体的密度，C最大，A最小
C、比较液体对杯底的压强，C最大，A最小
D、比较杯底对桌面的压强，C最大，A最小
3、轮船：
（1）.轮船原理：采用________的办法，增大了___________________，从而增大了________，使密度大于水的钢铁轮船能_________在水面上。
（2）.轮船的大小通常用_______来表示，排水量就是轮船___________时排开水的_______。
（3）.轮船总是漂浮在水面上，一艘轮船从海洋驶向长江，它受到的重力大小
；它受到的浮力大小
；它排开水的体积
；轮船是下沉些还是上浮些？_________。
例.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,有（
）
A、浮力增大,ρ1＝ρ2
B、浮力减小,ρ1＝ρ2
C、浮力不变,ρ1>ρ2
D、浮力不变,ρ1<ρ2
4、潜水艇
（1）.潜水艇原理：潜水艇是靠改变________________实现上浮和下沉的。
潜在水下的潜水艇受_____力和______力作用。
（2）.画出潜水艇上浮、下沉、悬浮、漂浮的受力示意图。
??
上浮F浮______G；
下沉
F浮______G；
悬浮F浮______G
；
漂浮F浮______G
（3）.
潜在水面下的潜水艇在上浮和下沉的过程中受到的浮力是否变化？(写出判断依据)
例.潜水艇体积是30m3,它的自身的重力是2×105N，若充入的水重1.5×105N，这艘潜艇受到的最大浮力为______________牛。则这艘潜艇将________（上浮或下沉）。
5、气球和飞艇
（1）.气球和飞艇充入气体的密度
空气的密度，使它在空气中上浮．（填“＞”、“＜”或“=”）。
例.有一飞艇,体积是500米3,在地面附近的空中静止时,空气对它的浮力是　　　
牛顿,飞艇的自重是______________牛顿。(
ρ空气=1.29千克/米3)
【随堂练习】
1.
漂浮在水面上的潜水艇从水面向下匀速潜行的过程中，下列关于它所受到的海水浮力和自身重力的变化情况的分析，正确的是(
)
第1题图
第2题图
第3题图
A.
从a到b的过程中，浮力增大，自重变大
B.
从b到c的过程中，浮力不变，自重变大
C.
从a到c的过程中，浮力变大，自重不变
D.
从a到c的过程中，浮力逐渐减小，自重逐渐变大
2．甲、乙两个完全相同的杯子内盛有不同浓度的盐水，将同一个鸡蛋先后放入其中，当鸡蛋静止时，两个杯子中的液面恰好相平，鸡蛋所处的位置如图所示，则(
)
A.
甲杯中的盐水密度较大
B.
乙杯底部所受的液体压强较大
C.
甲杯底部所受的液体压力较大
D.
鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
3．在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝，把它放到甲、乙、丙三种密度不同的液体中，木棍浸入液体中的情况如图所示，则木棍在三种液体中受到的浮力及三种液体的密度之间的关系是(C)
A.
F甲＞F乙＞F丙，ρ甲＞ρ乙＞ρ丙
B.
F甲＜F乙＜F丙，ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
C.
F甲＝F乙＝F丙，ρ甲＞ρ乙＞ρ丙
D.
F甲＝F乙＝F丙，ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
4．取一片金属箔做成一个中空的桶，它可以漂浮在水面上；将此金属箔揉成团，它会沉入水中。比较上述两种情况，下列说法中，正确的是(
)
A.
金属箔漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小
B.
金属箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大
C.
金属箔沉底时排开水的体积比它漂浮时排开水的体积大
D.
金属箔沉底时受到的浮力等于它的重力
5．如图所示，一艘远洋轮船上标有在不同海域航行时的吃水线，当这艘满载的船在不同海域航行时，下列说法中，正确的是(
)
A.
这艘船受到的浮力
F印度洋＜F北大西洋
B.
这艘船排开海水的质量
m印度洋＝m北大西洋
C.
印度洋和北大西洋海水的密度ρ印度洋＞ρ北大西洋
D.
这艘船排开海水的体积
V印度洋＝V北大西洋
6．俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中时可以漂浮，李子投入水中时会下沉，则漂浮的西瓜受到的浮力__
__(填“大于”“小于”或“等于”，下同)西瓜受到的重力，下沉的李子受到的浮力__小于__李子受到的重力，西瓜的密度__
_李子的密度。
7．我国某型号潜水艇水舱未充水时总质量为9.27×105千克，它漂浮在海面上受到的浮力为__
__牛，向潜水艇的水舱中充入适量海水后，潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮，在此过程中潜水艇受到的浮力将__
__(填“变大”“变小”或“不变”)。要令该潜水艇由海中潜入长江后仍然保持悬浮，应该__
_(填“增加”或“减少”)潜水艇水舱中液体的质量。(ρ海水＞ρ水，g取10牛/千克)
8．在青少年科技创新大赛中，某同学的作品“浮力秤”参加展评，该秤可方便地称量物体的质量，其构造如图所示。已知小筒底面积为10平方厘米，总长为20厘米，盘中不放物体时，小筒浸入水中长度为8厘米。问：(g取10牛/千克)
(1)小筒和秤盘的总重力是多少？
(2)该秤的最大测量值是多少？
9.有一木块，把它浸在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出10g水，若把它浸在盛满酒精的溢水杯中，会从杯中溢出多少克酒精？所受浮力的大小是多大？（ρ酒=0.8×103㎏/m3，ρ水=1.0×103㎏/m3，ρ木=0.5×103㎏/m3）
10．港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成，隧道由钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，如图所示，沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，再用船将密封沉管拖运到预定海面，向其内部灌水，使之沉入海底，并在水中进行对接。某一节密封长方体沉管的长、宽、高分别是180米、40米、10米，总质量为7×107千克。(海水密度取1.0×103千克/立方米，g取10牛/千克)
(1)求密封沉管漂浮在海面上时受到的浮力。
(2)若要让密封沉管浸没在海水中，至少需要注入质量为多少的海水？
(3)当向密封沉管中灌水使其下沉到海底后，将其下半部分埋入海底的泥沙中，再将灌入其中的海水全部抽出，此时空心密封沉管不会再上浮，请用浮力的知识来解释其原因。