内容正文:
第3节 物体的浮沉条件及应用
双基过关
知识点一、物体的浮沉条件:
1.物体浮沉的原因
力是改变物体运动状态的原因,浸没在液体中的物体,受到两个力的作用:竖直向下的重力和竖直向上的浮力。物体在液体中是上浮还是下沉,取决于二者之间的大小关系。
2.物体在液体中浮沉时的各种状态
(1)上浮
①状态描述:浸没在液体中的物体,由于浮力大于重力,使物体逐渐向上移动的过程,物体处于非平衡状态。
②受力分析如图所示:
③受力关系:F浮> G
④密度关系:ρ液>ρ物
⑤体积关系:V排=V物
(2)下沉
①状态描述:浸没在液体中的物体,由于浮力小于重力,使物体逐渐向下移动的过程,物体处于非平衡状态。
②受力分析如图所示:
③受力关系:F浮< G
④密度关系:ρ液<ρ物
⑤体积关系:V排=V物
(3)悬浮
①状态描述:浸没在液体中的物体,由于浮力等于重力,使物体停留在液体中的任意位置,物体处于平衡状态。
②受力分析如图所示:
③受力关系:F浮= G
④密度关系:ρ液=ρ物
⑤体积关系:V排=V物
(4)漂浮
①状态描述:物体浮在液体的表面,是上浮过程的最终状态,浮力等于重力,物体处于平衡状态。
②受力分析如图所示:
③受力关系:F浮= G
④密度关系:ρ液=ρ物
⑤体积关系:V排=V物-V露
(5)沉底
①状态描述:物体沉在容器的底部,是下沉过程的最终状态,浮力等于重力与容器底部支持力的合力,物体处于平衡状态。
②受力分析如图所示:
③受力关系:F浮= G+F支
④密度关系:ρ液=ρ物
⑤体积关系:V排=V物
3.两种方式比较物体的浮沉条件
(1)比较浮力与重力的大小
①F浮> G时,物体上浮;
②F浮< G时,物体下沉,直至沉底;
③F浮= G时,物体悬浮或漂浮。
(2)比较液体密度和物体密度的大小
①ρ液>ρ物时,物体上浮,直至漂浮状态;
②ρ液<ρ物时,物体下沉,直至沉底状态;
③ρ液=ρ物时,物体悬浮在液体中的任意位置。
基础自测:
1.探究物体的沉浮条件时,将重为10N的物体放入盛满水的盆中时,溢出水重为9N,则( )
A.物体会浮在水面上 B.物体会悬浮在水中
C.物体会沉入盆底 D.不能判定物体的沉浮情况
2.将A、B、C 三个体积相同的小球投入到某液体中,静止时所处的位置如图所示,则三球 所受浮力大小关系是( )
A.A、B、C 三球所受浮力相等
B.B、C 两球所受浮力相等,A 球所受浮力小于 B、C 球
C.A、B 两球所受浮力相等,C 球所受浮力小于 A、B 球
D.A 球所受浮力大于 B 球,B 球所受浮力大于 C 球
3.如图所示,把一个苹果放入浓盐水中,苹果处于漂浮状态。如果把水面以上的部分切去,则余下的部分( )
A.沉入水底 B.仍然漂浮 C.刚好悬浮 D.无法判断
4.俗话说“瓜浮李沉”,是指西瓜投入水中会漂浮在水面,李子投入水中会下沉。如图,若西瓜和李子都保持静止状态,则下列各个量中,李子一定比西瓜大的是( )
A.密度 B.浮力 C.质量 D.压力
5.如图所示,在水平面上有两个相同的溢水杯,分别装满不同的液体,将同一个小球A分别放入两个溢水杯中静止时,从甲杯中溢出液体的重力是G甲,从乙溢水杯中溢出液体的重力是G乙,此时两溢水杯中液面相平。下列说法中正确的是( )
A.小球在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
B.甲杯中溢出液体重力G甲小于乙杯中溢出液体重力G乙
C.未放入小球时,甲杯中液体的质量大于乙杯中液体的质量
D.放入小球后,两溢水杯对水平桌面的压强相等
6.把重8 N,边长为0.1 m的正方体物块投入装有足够多水的大容器中,当物块静止时,处于_____________(填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态,此时物体所受浮力大小为__________N
7.在课外小组活动中,小刚将一挂在弹簧测力计下的形状不规则的石块浸没在水中,弹簧测力计的示数如图所示,石块在水中所受到的浮力为______N。如果直接将该石块放入水中,该石块将______(选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
8.春节是中华民族的传统节日,年夜饭“吃饺子”是一种习俗。
(1)饺子面和好后需要醒面,醒面过程中为防止面团发硬,需要盖上保鲜膜,原因是保鲜膜可以______;
(2)包饺子时,用力捏出褶边,说明力可以______;
(3)饺子刚下锅时会立即沉人锅底,此时它所受的浮力______( 大 于小于/等于)重力,将熟时会浮出水面,浮在水面上的饺子所受的浮力______( 大于/小于/等于 )重力。
9.甲、乙两个容器中分别盛有适量的水,物块A的体积为1×10-3m3、B的质量为0.5kg,现将A、B放入两容器内的水中,如图所示,则ρA______ρB(选填“>”“<”或“=”),物块B所受浮力为______N。