10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用

【知識(shí)點(diǎn)回顧】

1.物體的浮沉條件

上浮

下沉

懸浮

漂浮

沉底

F浮_____G

F浮_____G

F浮_____G

F浮_____G

F浮_____G

ρ液_____ρ物

ρ液_____ρ物

ρ液_____ρ物

ρ液_____ρ物

ρ液_____ρ物

動(dòng)態(tài)過(guò)程，受非平衡力作用

處于靜態(tài)，受平衡力作用

2.浮力的應(yīng)用：

（1）輪船：采用“空心”的方法來(lái)增大排開(kāi)水的____________，從而增大____________，使其漂浮在水面上.（2）潛水艇：通過(guò)向水艙中充水或排水來(lái)改變____________，從而實(shí)現(xiàn)上浮、懸浮或下潛.（3）氣球和飛艇：其氣囊中充的是密度____________空氣的氣體(氫氣、熱空氣或氦氣)，因而能夠升空；可以通過(guò)改變氣球或氣囊中氣體的____________來(lái)改變氣球和飛艇受到的浮力大小，從而實(shí)現(xiàn)升降.（4）密度計(jì)：

①定義：密度計(jì)是用來(lái)測(cè)定液體密度的儀器；

②原理：它根據(jù)物體漂浮時(shí)的受力平衡及阿基米德原理制成的.密度計(jì)在待測(cè)液體中呈漂浮狀態(tài)，所受的浮力大小____________，都等于它所受的____________.根據(jù)浮力公式，液體的密度較大的時(shí)候，密度計(jì)露出的部分多，反之就少.所以密度計(jì)上的刻度數(shù)是上面較____________而下面較____________.【例題講解】

例1.一塊馬鈴薯恰好能在鹽水中懸浮，現(xiàn)將它切成大小不等的兩塊，仍放回到鹽水中，則（）

A.大的一塊下沉，小的一塊漂浮

B.兩塊都下沉

C.兩塊都上浮

D.兩塊都懸浮

例2.如圖10-3-1所示，A、B體積相同，B、C質(zhì)量相等，將他們放入水中靜止后，A漂浮、B懸浮、C沉底.下列說(shuō)法中正確的是（）

A.A所受浮力可能大于B所受浮力

B.C所受浮力一定小于A所受浮力

C.B物體所受浮力一定是最大的D.A下表面所受壓力可能大于B下表面所受的壓力

例3.圖10-3-2小華用牙膏探究物體的沉與浮.如圖10-3-2所示，牙膏懸浮在水中，牙膏所受浮力____________(填“小于”“等于”或“大于”)重力.向水中加入食鹽并使其溶解，牙膏將____________(填“上浮”或“下沉”).如果不加食鹽，將牙膏內(nèi)部分空氣排出，再次放入水中后，牙膏將____________(填“上浮”或“下沉”).例4.圖10-3-3在木棒的一端纏繞一些銅絲制成兩個(gè)完全相同的簡(jiǎn)易密度計(jì)，現(xiàn)將它們分別放入盛有不同液體的兩個(gè)燒杯中，如圖10-3-3所示，當(dāng)它們豎直靜止在液體中時(shí)，液面高度相同.從觀察到的現(xiàn)象可以判斷：兩個(gè)簡(jiǎn)易密度計(jì)所受浮力F甲_________F乙、兩杯液體的密度ρ甲________ρ乙、兩個(gè)燒杯底部所受液體的壓強(qiáng)p甲____________p乙.（均填“大于”“小于”或“等于”）

【舉一反三】

1.雞蛋在清水中沉在杯底，向清水中加入鹽后，雞蛋就浮上來(lái)了.對(duì)此，下列解釋正確的是（）

A.雞蛋在鹽水中浸泡時(shí)變輕了

B.鹽能夠產(chǎn)生較大的浮力

C.雞蛋受到的浮力比原來(lái)大了

D.雞蛋在鹽水中浸泡時(shí)體積變大了

2.下列說(shuō)法中正確的是（）

A.如果物體浸在液體中受的浮力等于重力，物體一定懸浮在液體中

B.只要物體在液體中是靜止的，則它所受的浮力就一定等于它的重力

C.一個(gè)物體從液體中上浮，當(dāng)它露出液面繼續(xù)上浮時(shí)，所受浮力將漸漸變小

D.如果物體在液體中勻速地豎直下沉，說(shuō)明它所受的重力大于浮力

3.潛水艇能在水下航行，也能浮出水面，下列說(shuō)法正確的是（）

A.潛水艇從漂浮在水面上的狀態(tài)下潛到水面下航行的狀態(tài)，排開(kāi)水的體積不變

B.潛水艇漂浮在水面上的狀態(tài)從河里開(kāi)到海里時(shí)，潛艇會(huì)下沉一些

C.潛水艇在水面下航行狀態(tài)時(shí)，下潛越深，所受水的壓強(qiáng)不變

D.潛水艇靠改變自身的重力來(lái)控制浮沉

4.小明用飲料吸管制作了一支簡(jiǎn)易密度計(jì)（如圖10-3-4），將其放入水中時(shí)，密度計(jì)不能直立，應(yīng)___________（填“增加”或“減少”）吸管中鐵絲的質(zhì)量.改進(jìn)后，分別用它測(cè)量水和鹽水的密度時(shí)，吸管浸入的深度分別為h1和h2，則h1____________h2，用它測(cè)量可樂(lè)密度時(shí)，吸管上“沾”上許多小氣泡，測(cè)得的密度偏___________.【知識(shí)操練】

1.把乒乓球完全浸沒(méi)在水中，放手后，球從運(yùn)動(dòng)到靜止的過(guò)程中，其浮力大小變化情況（）

A.浮力不斷變大，但小于重力

B.浮力不變，但浮力大于重力

C.浮力先不變，后變小，先浮力大于重力，后浮力等于重力

D.浮力先大于重力，后小于重力

2.將細(xì)木棍下部纏上鐵絲后放入水中能直立漂浮，如圖10-3-5所示.若將露出水面的部分木棍剪斷，則剩余部分將（）

A.保持不動(dòng)

B.下沉一點(diǎn)

C.上浮一點(diǎn)

D.不好判斷

3.將適量的橡皮泥捏黏在鉛筆的一端(能使鉛筆豎直漂浮在液體中),這就制成了一個(gè)很有用的土儀器.將它分別放入盛有不同液體的燒杯中，靜止時(shí)的情景如圖10-3-6所示，對(duì)這個(gè)土儀器所運(yùn)用的知識(shí)和用途，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.運(yùn)用了二力平衡的知識(shí)

B.運(yùn)用了物體的浮沉條件

C.用它可以比較不同液體密度的大小

D.用它可以測(cè)出液體密度的大小

4.游泳時(shí)佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法，質(zhì)量為50

kg的小蓉佩戴游泳圈后，能靜靜地漂浮在水面上，如圖10-3-7所示，游泳圈對(duì)她的作用力大小最符合實(shí)際的是（）

A.5

000

N

B.500

N

C.50

N

D.5

N

5.測(cè)量液體密度的儀器叫密度計(jì).現(xiàn)將同一支密度計(jì)分別放入裝有甲、乙兩種液體的容器中，結(jié)果如圖10-3-8所示，則（）

A.密度計(jì)在甲液體中所受的浮力較大

B.密度計(jì)在乙液體中所受的浮力較大

C.甲液體的密度較大

D.乙液體的密度較大

6.人們?cè)诙宋绻?jié)會(huì)吃粽子，康康把粽子放入盛有適量水的鍋中，發(fā)現(xiàn)粽子完全浸沒(méi)水中且沉在鍋底，這說(shuō)明粽子的密度_____水的密度，此時(shí)粽子對(duì)鍋底的壓力__________粽子受到的重力(前兩空均填“大于”“等于”或“小于”)，若粽子的體積為150

cm3，則它受到的浮力為_(kāi)_________N.(g取10

N/kg,ρ水=1.0×103

kg/m3)

7.用彈簧測(cè)力計(jì)在空氣中稱一實(shí)心正方體重物，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5

N；把物體一半體積浸入在水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖K10-3-4所示，此時(shí)物體所受浮力為_(kāi)_________N，當(dāng)把物體從彈簧測(cè)力計(jì)上取下，放入水中靜止時(shí)，物體所處的狀態(tài)是__________（填“漂浮”“懸浮”或“下沉”）．

8.彈簧測(cè)力計(jì)下掛一個(gè)體積為200

cm3的實(shí)心金屬球（金屬的密度是8×103

kg/m3），則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為_(kāi)___________N.將球的一半浸入水中，球受到浮力____________N，此時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為_(kāi)___________N.（g取10

N/kg）

9.質(zhì)量為270

g的鋁球懸浮于水中.（g取10

N/kg，ρ鋁=2.7

g/cm3）求：

（1）球受到的浮力.（2）球的體積多少？

（3）球中間的空心部分體積是多少？

10.為了探究物體的浮沉條件，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：彈簧測(cè)力計(jì)、量筒、金屬塊、細(xì)線、水及其他簡(jiǎn)單輔助器材.實(shí)驗(yàn)步驟如下：(g取10

N/kg)

(1)按如圖10-3-9甲的方法測(cè)出金屬塊受到的重力，大小為_(kāi)___________N.(2)按如圖10-3-9乙的方法測(cè)出金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)排開(kāi)水的體積，大小為_(kāi)___________cm3.(3)浸沒(méi)在量筒中的金屬塊向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，金屬塊所受的浮力________（填“變大”“變小”或“不變”）.(4)用公式F浮=ρ水gV排計(jì)算金屬塊浸沒(méi)在水中受到的浮力，大小為_(kāi)___________N.11.圓柱形容器置于水平地面（容器重忽略不計(jì)），容器的底面積為0.2

m2，內(nèi)盛30

cm深的水.現(xiàn)將一個(gè)底面積為400

cm2、體積為4

000

cm3的均勻?qū)嵭膱A柱體放入其中.如圖K10-3-5甲所示，物體漂浮在水面，其浸入水中的深度為5

cm；當(dāng)再給物體施加一個(gè)豎直向下大小不變的力F以后，物體最終恰好浸沒(méi)于水中靜止，如圖K10-3-5乙所示.（ρ水=1.0×103

kg/m3，g取10

N/kg）求：

（1）物體受到的重力是多少？

（2）物體浸沒(méi)水中靜止時(shí)容器對(duì)

地面的壓強(qiáng)是多少？