内容正文:
第15讲 物体的沉浮条件及应用
一、知识点梳理
1、物体的浮沉条件
浮沉状况
物理现象
运动状态
条件
物液密度关系
V排与V物的关系
浮
上浮
液体中向上运动
向上运动
F浮>G物
ρ液>ρ物
V排=V物
漂浮
浮在液面上
静止在液面上
F浮=G物
ρ液>ρ物
V排<V物
悬
悬浮
停留在液体中任何深度的地方
静止在液体中
F浮=G物
ρ液=ρ物
V排=V物
沉
下沉
在液体中向下运动
向下运动
F浮<G物
ρ液<ρ物
V排=V物
沉底
停留在容器底部
静止在容器底部
F浮+FN=G物
ρ液<ρ物
V排=V物
2、浮力的应用
(1)密度计:测量时,它漂浮在被测液体中,液体密度越大,它排开液体的体积越小,密度计的位置也就越高。
(2)轮船:利用密度大于水的材料制成能够浮在水面的物体。
(3)潜水艇:通过压载水改变自身的重力。
(4)气球和飞艇:利用充气或放气来控制体积的变化可实现升降。氢气球上浮到空中,因为氢气密度比空气小。
3、浮力的计算
(1)压力差法:根据浮力产生的原因求浮力,公式F浮=F2-F1。
(2)称重法:把物体挂在弹簧测力计上,测出物体受到的重力G,再把物体浸入液体中,记下刺水弹簧测力计的示数F拉,那么物体受到的浮力F浮=G-F拉。
(3)阿基米德原理法:F浮=G排=ρ液gV排,求浮力大小,适用于液体和气体。
(4)平衡法:只适用于漂浮和悬浮状态,当物体处于漂浮或悬浮状态时,F浮=G物。
二、课堂练习
1. 关于物体沉浮条件及应用实例,下列分析合理的是( )
A.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同
B.轮船从长江驶入东海,吃水深度变大
C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现的
D.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉
2.网上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性,小亮买了些新鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置 50 天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙),看来网传是真的。下列分析正确的是 ( )
甲 乙
A.鸡蛋两次所受的浮力一样大 B.甲图中鸡蛋排开水的重力大
C.乙图中鸡蛋所受浮力大于重力 D.放置 50 天后的鸡蛋密度变大
3.小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时,先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中,静止时如图甲所示,然后逐渐向杯中添加清水,直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水过程中,下列说法不正确的是( )
A.鸡蛋受到的浮力不变 B.盐水的密度变小
C.盐水对烧杯底的压强逐渐变小 D.盐水对烧杯底的压力逐渐变大
4.两手分别拿着一小木块和一大石块,把它们都浸没到水中,同时松开手,小木块上浮,大石块下沉,则它们受到的浮力( )
A.因为木块上浮,所以木块受到的浮力较大 B.因为石块下沉,所以石块受到的浮力较小
C.因为木块体积较小,所以木块受到的浮力较大 D.因为石块体积较大,所以石块受到的浮力较大
5.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
6. 如图所示,木块下面悬挂一个实心铁球,放入水中,铁球浸没水中,而木块仍浮在水面,下面受力分析正确的是( )
A. 木块的重力等于木块受到的浮力
B. 铁球的重力等于铁球受到的浮力
C. C.木块和铁球重力之和等于木块和铁球受到的浮力之和
D.铁球的重力一定大于木块的重力
7. 某同学制作了如图所示的潜艇模型,下列说法错误的是( )
A.潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的
B.向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜艇下沉
C.向外拉注射器活塞,试管内水量适当时,可实现潜艇悬浮
D.潜艇模型的试管上绕些铁丝,可保持试管稳定
8.AB两个实心球,已知ρA:ρB=4:3,VA:VB=1:2现将两球放入水中后,静止时受到的浮力之比为FA:FB=5:6,则两球在水中静止时所处状态可能是( )
A.两球均漂浮 B.两球均浸没 C.A球浸没B球漂浮 D.B球浸没A球漂浮
9.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正