内容正文:
专题10.3 物体的浮沉条件及应用
一、浮沉条件
上 浮
下 沉
悬 浮
漂 浮
沉 底
_____
F浮<G
_______
F浮=G
F浮+N=G
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用。
可以停留在液体的任何深度处。
是“上浮”过程的最终状态。
是“下沉”过程的最终状态。
处于静态,受平衡力作用。
二、浮力的应用
1.密度计:测量液体密度的仪器。密度计在不同的液体中所受的浮力________。
2.轮船原理:物体漂浮条件的应用。轮船在不同的液体中(如:江水、海水)所受浮力________。轮船排水量是指轮船排开水的_________。
3.潜水艇的原理:是通过改变自身的________来实现浮沉的。
4.气球和飞艇的原理:是通过改变自身的______来实现浮沉的。
知识点1:物体的浮沉条件
1.物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部,上浮的结果是浮出液面,最后漂浮在液面。如表:
浮力与物重的关系
液体密度与物体密度
物体运动状态
ρ液>ρ物
物体上浮
ρ液<ρ物
物体下沉
ρ液=ρ物
物体悬浮在液体中任何深度处
2.漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力,在平衡力的作用下静止不动。但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。如表:
物体所处状态
浮力与物重的关系
液体密度与物体密度的关系
F浮=G物
ρ液>ρ物
F浮=G物
ρ液=ρ物
F浮<G物
ρ液<ρ物
3.物体下表面与容器底紧密接触,沉底:F浮=0N
【例题1】(2019山东枣庄)在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲乙两种液体的烧杯中处于静止状态,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.则( )
A.F甲<F乙
B.F甲>F乙
C.ρ甲>ρ乙
D.ρ甲<ρ乙
知识点2:物体的浮沉条件的应用
1.轮船:
(1)原理:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积增大,从而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水面上。
(2)排水量:轮船满载时排开的水的质量。
2.潜水艇:
原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水、排水来改变重力,使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。
3.气球和气艇:
原理:气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气)。
【例题2】北方人有吃饺子的习惯,刚包好的饺子,为什么放入水中会下沉,而过一会儿饺子会浮起来?
一、选择题
1.(2019山东临沂)将两个完全相同的小球分别放入装有不同液体的甲、乙两烧杯中,球静止时两烧杯液面相平,如图所示。下列判断正确的是( )
A. 两小球所受浮力大小相等
B. 乙烧杯中液体的密度大
C. 乙烧杯中小球排开的液体质量大
D. 甲烧杯底部受到液体的压强小
2.(2019山东泰安)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,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在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中( )
①F1>F2
②ρ1>ρ2
③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强
④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
A.只有②③正确
B.只有①②正确
C.只有③④正确
D.只有①③④正确
3.(2019山东威海)一个质量为80g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶,内装10cm高的水密封后放在水平地面上,如图甲所示,再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后,瓶内、外液面的高度差如图乙和图丙所示(ρ水=1×103kg/m3,g=10Nkg,瓶壁厚度忽略不计)。下列说法正确的是( )
A.玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液体中受到的浮力
B.玻璃瓶底的面积为50cm2
C.未知液体的密度为0.75g/cm3
D.玻璃瓶在水中受到的浮力为4.8N
二、填空题
4.(2019湖北荆州)2018年10月20日,全球最大水陆两栖飞机“鲲龙”AG600在湖北荆门成功实现水上首飞起降。若某次AG600漂浮停在水面上时,飞机排开水的体积为45m3,飞机底部距水面2m深处受到水的压强为 Pa,飞机所受重力为 N.(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
5.(2019湖南怀化)一个重为0.5 N的木块放入装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态,则木块受到的浮力是 N;若再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水,则木块受到的浮力将
(选填“变大”、“不变”或“变小