3.4
物体沉浮条件及其应用
学习重难点
1、知道物体的浮沉条件;
2、知道浮力的利用;
3、了解轮船的漂浮原理、潜水艇的浮沉原理、气球飞艇的升降。
知识点梳理
知识点梳理一、物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。而物体的运动状态取决于受力情况,物体的浮沉就取决于它所受的浮力与重力的关系。
1.浮力与重力对于物体运动状态的影响:
当F浮>G时,合力方向竖直向上
上浮
当F浮=G时,合力为零
悬浮
当F浮下沉
2.对于实心物体的判断:
对于实心的物体,由,,浸没时,所以当时,
F浮>G
物体上浮;当时,
F浮=G,
物体悬浮;当,F浮物体下沉。
3.合力对物体运动的影响:
物体上浮、下沉是运动过程,在此过程中受非平衡力作用,下沉的最终状态是沉到液体底部;上浮的最终状态是浮出液面,最后漂浮在液面,漂浮和悬浮的共同特点都是浮力等于重力(F浮=G)。在平衡力作用下静止不动,不同点是排开液体的体积不同,漂浮时物体的体积大于排开液体的体积;悬浮时,物体的体积等于排开液体的体积。
4.物体浮沉各种状态比较表
浮沉状况
物理现象
运动状态
条件
物液密度关系
与的关系
浮
上浮
在液体中向上运动
向上运动
漂浮
浮在液面上
静止在液面上
悬
悬浮
停留在液体中任何深度的地方
静止在液体中
沉
下沉
在液体中向下运动
向下运动
沉底
停留在容器底部
静止在容器底部
知识点梳理二、物体浮沉条件的应用
从浮力利用的角度看,采用“空心”的办法可以增加可利用的浮力。即使现代化的轮船,也采用的是这种古老的办法。
浮力在几种常见物体中的应用:
轮船
①轮船浮于水面,它们受到的浮力等于船的总重。
②轮船的大小通常用排水量来表示,排水量是指轮船满载时排开的水的质量,根据漂浮条件知,排水量=船自身的质量+满载时货物的质量。
2.潜水艇
潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的,潜水艇为了实现升降,必须使浮力大小不等于重力,潜水艇在水下时,由于艇壳不能任意改变,因此浮力是不变的,要想控制上浮、下沉就只有改变自重,潜水艇两侧都有水舱,与高压气舱相连,高压气体能将水从水舱内排出,减小潜水艇重力,当其小于浮力时潜水艇就上浮;当浮力大小等于重力,潜水艇可在水中任一位置保持静止,即悬浮;关闭高压气舱使进水口打开,在水压作用下水舱进水,自重增大到大于浮力时,潜水艇开始下沉。
3.气球和飞艇
气球和飞艇是漂浮在空中的,内部所充气体的密度必须小于空气的密度,一般充有氢气或氦气,充气时体积增大,浮力增大,当浮力增大到大于其重力时,气球和飞艇就上升;反之,排出一部分氢气或氦气时,气球和飞艇就下降,因此它们是通过改变体积来实现上升和下降的。
热气球是通过加热的方式使气球内气体热膨胀,从而减小气体的密度,因此热气球只要停止加热,气球体积就会缩小,浮力减小,降回地面。
三.典型例题
考点1:物体的浮沉条件
【例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
【变式1-1】
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半杯清水的玻璃杯中,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.鸡蛋所受浮力不变
B.鸡蛋所受重力变大
C.杯底所受的压强不变
D.鸡蛋可能会慢慢上浮
【变式1-2】
用手将一重为8N的物体全部压入水中,物体排开的水重为10N,此时物体受到的浮力为
N;放手后物体将
(选填上浮、下沉或悬浮);待物体静止时所受浮力为
N。
【变式1-3】
把体积为2×10-3m3、重为12N的物块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g取10N/kg)( )
A.漂浮,F浮=20N
B.漂浮,F浮=12N
C.沉底,F浮=20N
D.沉底,F浮=12N
【变式1-4】
一只鸡蛋沉没在杯中水底,添加下列哪种物质并搅拌,能使鸡蛋浮起来(
)
A.食盐
B.水
C.酒精
D.食用油
考点2:浮沉条件的应用
【例2】
体积为7×103m3的潜水艇悬浮在海水中时,所受的浮力是
N(g=10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3);把水舱中的水排出一部分后,潜水艇将上浮,在未露出水面之前,潜水艇所受的浮力
(填“变大”“变小”或“不变”),潜水艇上浮的原因是
。
【变式2-1】
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
【变式2-2】
在三个相同的烧杯里装入质量相等的甲、乙、丙三种不同的液体,把一支装有适量铁砂的平底试管先后放入这三个烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是( )
A.试管在甲液体中受到的浮力最大
B.甲液体的密度最大
C.丙液体对烧杯底部的压强最小
D.试管在三种液体中排开液体的重力一样大
【变式2-3】
用塑料瓶、透明胶带、螺母、麦管(或塑料管)、容器和水等,按图制作了一只潜水艇模型。为使潜水艇下沉,则必须从进排气管处
(填“吹气”或“吸气”),潜水艇在下沉的过程中所受到水的压强
(填“减小”“不变”或“增大”),浮力
(填“减小”“不变”或“增大”)。
【变式2-4】
如图,体积相同的氢气球和空气球,释放前它们所受浮力的大小关系是
;刚释放时,氢气球上浮,而空气球却浮不起来,这是因为氢气球所受浮力
它所受重力,空气球所受浮力
它所受重力。(后两空选填“大于”“等于”或“小于”)
【变式2-5】
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,轮船受到的浮力变化以及北大西洋与印度洋的海水密度和的关系有(
)
A.浮力增大
B.浮力减小
C.浮力不变
D.浮力不变
【变式2-6】
如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A.先下沉然后上浮
B.浮力变小,一直下沉
C.先上浮然后下沉
D.浮力变大,一直上浮
考点3:密度计和浮力秤
【例3】
将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个很有用的土仪器.将它分别放到盛有不同液体的杯中,静止时的情景如右图所示.
对于这个土仪器所运用的知识或用途,下列说法中不正确的是(???
)
A.?运用了二力平衡的知识??????????????B.?运用了物体的漂浮条件
C.?液体甲的的密度大于液体乙的密度?????????D.?用它可比较不同液体密度的大小
【变式3-1】
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,甲、乙两种液体对容器底的压强分别为p甲和p乙,密度计受到的浮力分别为F甲和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
【变式3-2】
小金用一个瓶身为圆柱体的空饮料瓶(图中零刻度线以上部分为圆柱体)制作浮力秤。剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,就制成了浮力秤,此时水面处即为该浮力秤的零刻度线,如图所示。若向饮料瓶内放入物体的质量为m,水面到浮力秤零刻度线之间的距离为h,则图中能正确表示两者关系的是(???
)
?
B.?
C.?
D.?
【变式3-3】
小王在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝,制成一支密度计。
(1)当密度计在杯中漂浮时,液面高度在
A
处,此时,密度计受到的浮力________重力(选填“>”、“=”或“<”)。
(2)使用中,小王发现细铁丝很容易滑落,于是他取下铁丝,改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度,杯中液面将________。
【变式3-4】
小科在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝(体积忽略不计),制成一支自制密度计,用它来测量液体密度,测量过程中杯内液体总量没有变化。
(1)当密度计在杯中漂浮时,液面高度在A处(如图甲)。此时,密度计受到的浮力________重力(选填“<”、“=”或“>”)。
(2)使用中,小科发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度(如图乙),杯中液面将________(填“上升”、“下降”或“仍在A处”)。
11.小明自制土密度计并测定盐水的密度。
实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤:
①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计;
②用刻度尺测出竹筷的长度L;
③把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1
(如图所示);
④把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2。
请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:
(1)竹筷一端缠上铅丝,是为了________。
(2)被测液体的密度越大时,密度计排开液体的体积________(选填“越小”、“越大”或“不变”,下同),所受液体的浮力________。
(3)被测盐水的密度表达式:ρ盐水=________(请用符号表示,不计铅丝体积)。
四.课堂训练
1.小明分别拿着体积相同的木块和石块,把它们都浸没到水中,同时松开手时,他看到木块上浮,石块下沉,在木块未露出水面前,下列说法正确的是( )
A.木块受到的浮力等于自身重力
B.石块受到的浮力等于自身重力
C.木块受到的浮力等于石块受到的浮力
D.木块受到的浮力大于石块受到的浮力
2.小关与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
3.为了来昆明过冬的红嘴鸥不饿着,每年都要用鸥粮喂它们。以前的鸥粮投入水中后一部分由于海鸥不能及时吃到而迅速沉入水里,既浪费粮食又污染了水体。2017年,一厂家对鸥粮进行了“膨化”处理,使其投入水中后能够漂在水面上较长时间,海鸥几乎能吃完它。膨化后的鸥粮能够漂在水面上是因为它的( )
A.质量变大
B.体积变小
C.密度变大
D.密度变小
4.一支密度计分别放入甲乙两种液体中,静止时位置如图所示。若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲,F乙,甲乙两种液体的密度分别为ρ甲,ρ乙.下列说法正确的是( )
A.F甲<F乙
B.F甲>F乙
C.ρ甲<ρ乙
D.ρ甲>ρ乙
5.海权握,国则兴。建设一支强大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”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜水艇分析正确的是( )
A.悬浮和漂浮时受到的浮力相等
B.漂浮时排开的海水所受的重力最小
C.上浮过程中所受浮力逐渐变大
D.漂浮时潜水艇底部所受海水压强最大
6.如图所示,若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江,下列分析正确的是( )
A.浮力变小,舰体上浮一些
B.浮力变大,舰体下沉一些
C.浮力不变,舰体下沉一些
D.浮力不变,舰体上浮一些
7.圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的2种液体中,均处于漂浮状态,如图所示。圆柱体在两液体中所受浮力依次是F1和F2,则( )
A.ρ1>ρ2
F1>F2
B.ρ1<ρ2
F1<F2
C.ρ1<ρ2
F1=F2
D.ρ1>ρ2
F1=F2
8.如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体,现将密度为0.6×103kg/m3的正方体木块A放入容器中,木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1:3;在木块上表面轻放一个物块B(VA=2VB),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示。若将物块B单独放入此液体中,它静止时将( )
悬浮
B.漂浮
C.沉底
D.无法判断
9.在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的烧杯中,它会竖直立在液体中,由观察到的现象可以判断,下列烧杯中的液体密度最大的是( )
A
B.B
C.C
D.D
10.下列关于浮力说法正确的是( )
A.轮船从长江驶人东海,吃水深度将变大
B.悬浮在液体中的物体所受的浮力大小等于物体的重力
C.放人水中的石子会沉在杯子底部是因为石子在水中不受浮力
D.潜水艇漂浮在水面时浮力大于重力,下沉时浮力小于重力
11.漂浮在海面的潜水艇受到的浮力为F1,该艇下潜到海面下受到的浮力为F2,则F1
F2;若该艇从海中潜行进入长江后,受到的浮力为F3,已知海水的密度大于江水的密度,则F3
F2.(均选填“>”“=”或“<”)
12.2018年5月13日,中国首艘国产航母(如图所示)赴相关海域执行海上试验任务,国产航母满载时排水量为67000t,舰长约315m、宽约75m,舰体比辽宁舰稍大一些,它满载时受到海水的浮力是
N,如果它从东海驶入长江,舰身会
(选填“上浮一些”、“下沉一些”或“保持不变”)。(g取10N/kg)
13.2018年6月4日上午8点半,中国载人潜水器“深海勇士”号结束为期2个多月的南海试验性应用科考航次,返回三亚。本次科考任务成果丰硕,最大下海度达到3407.7m。潜水器下潜时,浮力
重力(选填“>”,“=”或“<”)。它下潜到3km深处时,受到海水的压强是
Pa.(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/g)
14.一个体积为4×10﹣5m3,密度为0.5×103kg/m3的物体,用手抓住它将其浸没在水中,它受到的浮力是
N.松开手后,物体将
(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),在此过程中,物体受到水的压强
(选填“变大”、“变小、”或“不变”)。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
15.水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球A、B分别放入两烧杯中,当两球静止时,两液面高度相同,球所处的位置如图所示两小球;甲所受浮力的大小关系为FA
FB,两小球所排开液体重力的大小关系为GA
GB,两种液体对烧杯底的压强的大小关系为p甲
p乙(均选填“>”、“=”或“<”)。
16.今年3月,武船集团打造的世界上最大的矿砂船圆满完工。这艘矿砂船的排水量为40万吨,它在海水中满载航行时,船及所装货物总重G为
N,所受浮力F浮
(选填“大于”“等于”或“小于”)G,它由密度较小的水域驶向密度较大的水域时,船身会
。
17.把重10N,密度为0.9×103kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于
(漂浮/悬浮/沉底)状态,物体所受浮力为
N,排开水的体积是
m3.(g取10N/kg)
18.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
小球的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”),剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力
(选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),水对烧杯底部的压强
。
19.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。从观察到的现象可以判断:两个简易密度计所受浮力F甲
F乙、两杯液体的密度ρ甲
ρ乙、两个烧杯底部所受液体的压强p甲
p乙(选填”大于”、“小于”或”等于“)3.4
物体沉浮条件及其应用
学习重难点
1、知道物体的浮沉条件;
2、知道浮力的利用;
3、了解轮船的漂浮原理、潜水艇的浮沉原理、气球飞艇的升降。
知识点梳理
知识点梳理一、物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。而物体的运动状态取决于受力情况,物体的浮沉就取决于它所受的浮力与重力的关系。
1.浮力与重力对于物体运动状态的影响:
当F浮>G时,合力方向竖直向上
上浮
当F浮=G时,合力为零
悬浮
当F浮下沉
2.对于实心物体的判断:
对于实心的物体,由,,浸没时,所以当时,
F浮>G
物体上浮;当时,
F浮=G,
物体悬浮;当,F浮物体下沉。
3.合力对物体运动的影响:
物体上浮、下沉是运动过程,在此过程中受非平衡力作用,下沉的最终状态是沉到液体底部;上浮的最终状态是浮出液面,最后漂浮在液面,漂浮和悬浮的共同特点都是浮力等于重力(F浮=G)。在平衡力作用下静止不动,不同点是排开液体的体积不同,漂浮时物体的体积大于排开液体的体积;悬浮时,物体的体积等于排开液体的体积。
4.物体浮沉各种状态比较表
浮沉状况
物理现象
运动状态
条件
物液密度关系
与的关系
浮
上浮
在液体中向上运动
向上运动
漂浮
浮在液面上
静止在液面上
悬
悬浮
停留在液体中任何深度的地方
静止在液体中
沉
下沉
在液体中向下运动
向下运动
沉底
停留在容器底部
静止在容器底部
知识点梳理二、物体浮沉条件的应用
从浮力利用的角度看,采用“空心”的办法可以增加可利用的浮力。即使现代化的轮船,也采用的是这种古老的办法。
浮力在几种常见物体中的应用:
轮船
①轮船浮于水面,它们受到的浮力等于船的总重。
②轮船的大小通常用排水量来表示,排水量是指轮船满载时排开的水的质量,根据漂浮条件知,排水量=船自身的质量+满载时货物的质量。
2.潜水艇
潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的,潜水艇为了实现升降,必须使浮力大小不等于重力,潜水艇在水下时,由于艇壳不能任意改变,因此浮力是不变的,要想控制上浮、下沉就只有改变自重,潜水艇两侧都有水舱,与高压气舱相连,高压气体能将水从水舱内排出,减小潜水艇重力,当其小于浮力时潜水艇就上浮;当浮力大小等于重力,潜水艇可在水中任一位置保持静止,即悬浮;关闭高压气舱使进水口打开,在水压作用下水舱进水,自重增大到大于浮力时,潜水艇开始下沉。
3.气球和飞艇
气球和飞艇是漂浮在空中的,内部所充气体的密度必须小于空气的密度,一般充有氢气或氦气,充气时体积增大,浮力增大,当浮力增大到大于其重力时,气球和飞艇就上升;反之,排出一部分氢气或氦气时,气球和飞艇就下降,因此它们是通过改变体积来实现上升和下降的。
热气球是通过加热的方式使气球内气体热膨胀,从而减小气体的密度,因此热气球只要停止加热,气球体积就会缩小,浮力减小,降回地面。
三.典型例题
考点1:物体的浮沉条件
【例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
【答案】A
【解析】AB、物体在甲中漂浮,所以物体的密度小于甲盐水的密度;在乙中悬浮,所以物体的密度等于乙盐水的密度,所以甲盐水的密度大于乙盐水的密度.则A正确,B错误;
CD、鸡蛋在甲中漂浮,所以浮力等于重力,在乙中悬浮,所以浮力等于重力,所以甲乙中受到的浮力相等,则C、D错误。
【变式1-1】
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半杯清水的玻璃杯中,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.鸡蛋所受浮力不变
B.鸡蛋所受重力变大
C.杯底所受的压强不变
D.鸡蛋可能会慢慢上浮
【答案】D
【变式1-2】
用手将一重为8N的物体全部压入水中,物体排开的水重为10N,此时物体受到的浮力为
N;放手后物体将
(选填上浮、下沉或悬浮);待物体静止时所受浮力为
N。
【答案】10,上浮,8
【解析】物体排开的水重就是它的浮力,因此,F浮=10N,大于重力8N,放手后物体将上浮。待物体静止时,会漂浮在水面上,物体的重力等于浮力,为8N,故答案为:10,上浮,8。
【变式1-3】
把体积为2×10-3m3、重为12N的物块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g取10N/kg)( )
A.漂浮,F浮=20N
B.漂浮,F浮=12N
C.沉底,F浮=20N
D.沉底,F浮=12N
【答案】B
【解析】由阿基米德原理可知,当物体浸没在水中,受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N>12N,根据浮沉条件可知:物体会上浮,最后漂浮在水面上;根据漂浮的条件知:受到的浮力F浮?=G=12N。故选B。
【变式1-4】
一只鸡蛋沉没在杯中水底,添加下列哪种物质并搅拌,能使鸡蛋浮起来(
)
A.食盐
B.水
C.酒精
D.食用油
【答案】A
考点2:浮沉条件的应用
【例2】
体积为7×103m3的潜水艇悬浮在海水中时,所受的浮力是
N(g=10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3);把水舱中的水排出一部分后,潜水艇将上浮,在未露出水面之前,潜水艇所受的浮力
(填“变大”“变小”或“不变”),潜水艇上浮的原因是
。
【答案】7.21×107;不变;排出水后,潜水艇的重力小于浮力。
【解析】潜水艇在海水中所受浮力F=ρ海水gV=1.03×103kg/m3×10N/kg×7×103m3=7.21×107N;将水排出一部分后,由于潜水艇的重力减小,浮力大于重力,故潜水艇上浮;潜水艇之所以能上浮是因为将水舱内的水排出后,潜水艇自身的重力减小,浮力大于重力,故上浮。
【变式2-1】
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
【答案】A
【解析】AB、物体在甲中漂浮,所以物体的密度小于甲盐水的密度;在乙中悬浮,所以物体的密度等于乙盐水的密度,所以甲盐水的密度大于乙盐水的密度,则A正确,B错误;CD、鸡蛋在甲中漂浮,所以浮力等于重力,在乙中悬浮,所以浮力等于重力,所以甲乙中受到的浮力相等,则CD错误;故选A。
【变式2-2】
在三个相同的烧杯里装入质量相等的甲、乙、丙三种不同的液体,把一支装有适量铁砂的平底试管先后放入这三个烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是( )
A.试管在甲液体中受到的浮力最大
B.甲液体的密度最大
C.丙液体对烧杯底部的压强最小
D.试管在三种液体中排开液体的重力一样大
【答案】D
【变式2-3】
用塑料瓶、透明胶带、螺母、麦管(或塑料管)、容器和水等,按图制作了一只潜水艇模型。为使潜水艇下沉,则必须从进排气管处
(填“吹气”或“吸气”),潜水艇在下沉的过程中所受到水的压强
(填“减小”“不变”或“增大”),浮力
(填“减小”“不变”或“增大”)。
【答案】吸气
;增大
;不变
【变式2-4】
如图,体积相同的氢气球和空气球,释放前它们所受浮力的大小关系是
;刚释放时,氢气球上浮,而空气球却浮不起来,这是因为氢气球所受浮力
它所受重力,空气球所受浮力
它所受重力。(后两空选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】相等;大于
;小于
【变式2-5】
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,轮船受到的浮力变化以及北大西洋与印度洋的海水密度和的关系有(
)
A.浮力增大
B.浮力减小
C.浮力不变
D.浮力不变
【答案】C
【解析】轮船在北大西洋和印度洋中均漂浮在海水面上,满足F浮=G,轮船重力不变,从北大西洋驶向印度洋所受浮力相等。由图可知,北大西洋载重线W在印度洋载重线S下方,即轮船在北大西洋中排开海水的体积小于在印度洋中排开海水的体积。由公式,,得。
【变式2-6】
如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A.先下沉然后上浮
B.浮力变小,一直下沉
C.先上浮然后下沉
D.浮力变大,一直上浮
【答案】C
考点3:密度计和浮力秤
【例3】
将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个很有用的土仪器.将它分别放到盛有不同液体的杯中,静止时的情景如右图所示.
对于这个土仪器所运用的知识或用途,下列说法中不正确的是(???
)
A.?运用了二力平衡的知识??????????????B.?运用了物体的漂浮条件
C.?液体甲的的密度大于液体乙的密度?????????D.?用它可比较不同液体密度的大小
【答案】C
【变式3-1】
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,甲、乙两种液体对容器底的压强分别为p甲和p乙,密度计受到的浮力分别为F甲和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
【答案】A
【变式3-2】
小金用一个瓶身为圆柱体的空饮料瓶(图中零刻度线以上部分为圆柱体)制作浮力秤。剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,就制成了浮力秤,此时水面处即为该浮力秤的零刻度线,如图所示。若向饮料瓶内放入物体的质量为m,水面到浮力秤零刻度线之间的距离为h,则图中能正确表示两者关系的是(???
)
?
B.?
C.?
D.?
【答案】B
【变式3-3】
小王在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝,制成一支密度计。
(1)当密度计在杯中漂浮时,液面高度在
A
处,此时,密度计受到的浮力________重力(选填“>”、“=”或“<”)。
(2)使用中,小王发现细铁丝很容易滑落,于是他取下铁丝,改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度,杯中液面将________。
【答案】(1)=;(2)不变
.
【变式3-4】
小科在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝(体积忽略不计),制成一支自制密度计,用它来测量液体密度,测量过程中杯内液体总量没有变化。
(1)当密度计在杯中漂浮时,液面高度在A处(如图甲)。此时,密度计受到的浮力________重力(选填“<”、“=”或“>”)。
(2)使用中,小科发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度(如图乙),杯中液面将________(填“上升”、“下降”或“仍在A处”)。
【答案】(1)=;(2)仍在A处
.
11.小明自制土密度计并测定盐水的密度。
实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤:
①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计;
②用刻度尺测出竹筷的长度L;
③把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1
(如图所示);
④把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2。
请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:
(1)竹筷一端缠上铅丝,是为了________。
(2)被测液体的密度越大时,密度计排开液体的体积________(选填“越小”、“越大”或“不变”,下同),所受液体的浮力________。
(3)被测盐水的密度表达式:ρ盐水=________(请用符号表示,不计铅丝体积)。
【答案】(1)使密度计直立(竖直漂浮)在液体中;(2)越小;不变;(3)ρ水(L-h1)/(L-h2);(4)20克.
四.课堂训练
1.小明分别拿着体积相同的木块和石块,把它们都浸没到水中,同时松开手时,他看到木块上浮,石块下沉,在木块未露出水面前,下列说法正确的是( )
A.木块受到的浮力等于自身重力
B.石块受到的浮力等于自身重力
C.木块受到的浮力等于石块受到的浮力
D.木块受到的浮力大于石块受到的浮力
【答案】C
2.小关与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
【答案】C
3.为了来昆明过冬的红嘴鸥不饿着,每年都要用鸥粮喂它们。以前的鸥粮投入水中后一部分由于海鸥不能及时吃到而迅速沉入水里,既浪费粮食又污染了水体。2017年,一厂家对鸥粮进行了“膨化”处理,使其投入水中后能够漂在水面上较长时间,海鸥几乎能吃完它。膨化后的鸥粮能够漂在水面上是因为它的( )
A.质量变大
B.体积变小
C.密度变大
D.密度变小
【答案】D
4.一支密度计分别放入甲乙两种液体中,静止时位置如图所示。若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲,F乙,甲乙两种液体的密度分别为ρ甲,ρ乙.下列说法正确的是( )
A.F甲<F乙
B.F甲>F乙
C.ρ甲<ρ乙
D.ρ甲>ρ乙
【答案】C
5.海权握,国则兴。建设一支强大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”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜水艇分析正确的是( )
A.悬浮和漂浮时受到的浮力相等
B.漂浮时排开的海水所受的重力最小
C.上浮过程中所受浮力逐渐变大
D.漂浮时潜水艇底部所受海水压强最大
【答案】B
6.如图所示,若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江,下列分析正确的是( )
A.浮力变小,舰体上浮一些
B.浮力变大,舰体下沉一些
C.浮力不变,舰体下沉一些
D.浮力不变,舰体上浮一些
【答案】C
7.圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的2种液体中,均处于漂浮状态,如图所示。圆柱体在两液体中所受浮力依次是F1和F2,则( )
A.ρ1>ρ2
F1>F2
B.ρ1<ρ2
F1<F2
C.ρ1<ρ2
F1=F2
D.ρ1>ρ2
F1=F2
【答案】D
8.如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体,现将密度为0.6×103kg/m3的正方体木块A放入容器中,木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1:3;在木块上表面轻放一个物块B(VA=2VB),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示。若将物块B单独放入此液体中,它静止时将( )
悬浮
B.漂浮
C.沉底
D.无法判断
【答案】B
9.在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的烧杯中,它会竖直立在液体中,由观察到的现象可以判断,下列烧杯中的液体密度最大的是( )
A
B.B
C.C
D.D
【答案】C
10.下列关于浮力说法正确的是( )
A.轮船从长江驶人东海,吃水深度将变大
B.悬浮在液体中的物体所受的浮力大小等于物体的重力
C.放人水中的石子会沉在杯子底部是因为石子在水中不受浮力
D.潜水艇漂浮在水面时浮力大于重力,下沉时浮力小于重力
【答案】B
11.漂浮在海面的潜水艇受到的浮力为F1,该艇下潜到海面下受到的浮力为F2,则F1
F2;若该艇从海中潜行进入长江后,受到的浮力为F3,已知海水的密度大于江水的密度,则F3
F2.(均选填“>”“=”或“<”)
【答案】<;<.
12.2018年5月13日,中国首艘国产航母(如图所示)赴相关海域执行海上试验任务,国产航母满载时排水量为67000t,舰长约315m、宽约75m,舰体比辽宁舰稍大一些,它满载时受到海水的浮力是
N,如果它从东海驶入长江,舰身会
(选填“上浮一些”、“下沉一些”或“保持不变”)。(g取10N/kg)
【答案】6.7×108;下沉一些
13.2018年6月4日上午8点半,中国载人潜水器“深海勇士”号结束为期2个多月的南海试验性应用科考航次,返回三亚。本次科考任务成果丰硕,最大下海度达到3407.7m。潜水器下潜时,浮力
重力(选填“>”,“=”或“<”)。它下潜到3km深处时,受到海水的压强是
Pa.(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/g)
【答案】小于;3.09×107.
14.一个体积为4×10﹣5m3,密度为0.5×103kg/m3的物体,用手抓住它将其浸没在水中,它受到的浮力是
N.松开手后,物体将
(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),在此过程中,物体受到水的压强
(选填“变大”、“变小、”或“不变”)。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】0.4;上浮;变小.
15.水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球A、B分别放入两烧杯中,当两球静止时,两液面高度相同,球所处的位置如图所示两小球;甲所受浮力的大小关系为FA
FB,两小球所排开液体重力的大小关系为GA
GB,两种液体对烧杯底的压强的大小关系为p甲
p乙(均选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】=;=;>.
16.今年3月,武船集团打造的世界上最大的矿砂船圆满完工。这艘矿砂船的排水量为40万吨,它在海水中满载航行时,船及所装货物总重G为
N,所受浮力F浮
(选填“大于”“等于”或“小于”)G,它由密度较小的水域驶向密度较大的水域时,船身会
。
【答案】4×109;等于;上浮.
17.把重10N,密度为0.9×103kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于
(漂浮/悬浮/沉底)状态,物体所受浮力为
N,排开水的体积是
m3.(g取10N/kg)
【答案】漂浮;10;1×10-3.
18.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
小球的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”),剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力
(选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),水对烧杯底部的压强
。
【答案】大于;变小;变小.
19.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。从观察到的现象可以判断:两个简易密度计所受浮力F甲
F乙、两杯液体的密度ρ甲
ρ乙、两个烧杯底部所受液体的压强p甲
p乙(选填”大于”、“小于”或”等于“)
【答案】等于;小于;小于.