重难点14 物体的浮沉条件及其应用-2022年中考物理【热点•重点•难点】专练

专项三 力学 重难点14 物体的浮沉条件及其应用 【重点知识梳理】 14.1物体的浮沉条件 物体的浮沉条件 浮沉情况 物体的重力与所受浮力的关系 物体的密度与液体密度的关系 上浮 G物＜F浮 ρ物＜ρ液 漂浮 G物＜F浮 ρ物＜ρ液 悬浮 G物=F浮 ρ物=ρ液 下沉 G物＞F浮 ρ物＞ρ液 14.2物体浮沉条件的应用 1.轮船；采用“空心”的方法，增加可利用的浮力。轮船的排水量m排=m船+m物。 2.潜艇：通过改变自身重力实现上浮和下沉。 3.密度计：当物体漂浮时，有F浮=G物。同一只密度计的重力一定，由F浮 =G物ρ液gV排，可得：ρ液= ，G物一定，所以ρ液与V排成反比，即密度计的刻度是由下至上依次减小的，越靠近下端，刻度值越大，露出液面越多，液体密度越大。 4.飞艇、热气球：在内部填充密度比空气密度小的气体，使其受到的浮力大于或等于自身的重力。 5.盐水（泥浆）选种：利用盐水（泥浆）的密度比水大，使不合要求的种子漂浮，符合要求的种子沉底，从而选出符合要求的种子。 【难点知识突破】 14.1判断物体的浮沉情况 1.判断浮沉情况，根据题目的已知条件，灵活选用判断依据：若知道重力、浮力，比较二者大小来判断，这里计算浮力时，一定要假设V排=V物。若果已知二者的密度，通过比较密度更直接。若果需要判断是漂浮，还是悬浮，通过比较密度更容易一些，因为当物体漂浮或悬浮时都有G物=F浮，不好判断。 2.比较浮力大小，最好用公式F浮=ρgv排，分析F浮、ρ、V排三者之间的变化关系。判断液体密度，可以计算出密度，也可以比较物体的浮沉状态，应用浮沉条件来判断。 【例题分析】 【例1】（2021凉山）如图所示，将一个空心铁球浸没入水中，放手后铁球恰好悬浮，若沿虚线方向将铁球切成大小不等的两块，则（　　） A．大块的将下沉，小块的将上浮 B．大块的将上浮，小块的将下沉 C．两块都将上浮 D．两块都将下沉 【答案】B 【解析】空心铜球悬浮在某液体中，说明物体的密度与液体的密度相同，将它沿图示虚线切为大小不等的两块后，小块为实心，小块密度大于液体的密度，大块仍为空心，切除部分实心后密度减小，密度小于液体的密度，所以大块将上浮，小块将下沉，B正确。选B。 14.2根据浮沉条件浮力的几个典型题型 1.已知漂浮物体排开（或露出）液体部分的比值，求液体或物体的密度。 一般解法是：利用漂浮时，有F浮= G物，变形得ρ液gV排=ρ物gV物，根据此公式变形，可求物体或液体的密度，还可以求比值等。 【例题分析】 【例2】一个体积为500cm3的长方体实心木块漂浮在水面上时，有3/5的体积在水下。当在木块上放置一个体积为50cm3的物块后，木块刚好浸没在水中，求（1）木块的密度；（2）若将该物块单独放与水中，静止后它受到的浮力是多少？（g取10N/kg） 【答案】（1）0.6×103kg/m3 （2）0.5N 【解析】（1）因为木块漂浮在水面上，所以有F浮= G木，即ρ水gV排=ρ木gV木。 ρ木= = ×ρ水= ×ρ水=0.6×103kg/m3 （2）木块的重力G木=ρ木×V木g=0.6×103kg/m3×500×10-6m3×10N/kg=3N；浸没时，木块受到的浮力F浮木=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×500×10-6m3×10N/kg=5N；所以物块的重力为G块=F浮木-G木=5N-3N=2N；物块的密度ρ块= = = =4×103kg/m3。所以若将该物块单独放于水中静止时，物块将沉底，它受到的浮力F浮块=ρ水gV块=1.0×103kg/m3×50×10-6m3×10N/kg=0.5N。 2.比例问题 这类问题，要综合运用密度计算、浮沉条件的判断分析综合求解。注意结合已知的比值，联系公式 F浮=ρ水gV排和当漂浮或悬浮时有F浮= G物，变形公式为ρ液gV排=ρ物gV物，分析问题。 【例题分析】 【例3】（2021泰安）两个体积相同的实心正方体A和B，静止在水槽内如图所示位置。正方体A有 的体积浸入水中，正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同。设两正方体密度分别为 和 ，所受浮力分别为 和 ，所受重力分别为 和 ，下表面所受水的压强分别为 和 ，下列说法中（ ） ① ② ③ ④ A．只有①②正确 B．只有③④正确 C．只有②④正确 D．只有①②③正确 【答案】A 【解析】因为正方体A和B体积相同，所以两个正方体边长相等，又因为正方体A有4/5的体积浸入水中，所以A受到的浮力为：FA= ρ液gV排 =；B全部浸入水中，所以B受到的浮力为：FB=ρ液gV排=ρ水gVB。所以FA:FB=4:5。 又因为A自由漂浮在水中，所以A受到的浮力等于自身的重力，即GA