内容正文:
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专题四 浮力
训练三 浮力简答
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方法技巧 1.比较浮力的大小:
方法一:若已知液体的密度及排开液体的体积关系,用阿基米德原理判断。
方法二:若已知不同物体的质量或重力大小关系,并明确物体的浮沉状态,通过比较浮力与重力的大小判断。
2.判断物体的浮沉:
方法一:比较物体的重力与所受浮力的大小关系。利用阿基米德原理先求出物体完全浸没时受到的浮力大小,然后与物重比较。
方法二:比较物体的密度与液体密度的大小关系。利用密度公式先求出实心物体(若是空心物体可假设为实心)的密度,然后与液体的密度比较。
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(1题图)
1.如图所示,冬天在广场上有很多小朋友喜欢吹泡泡,留心观察的小明发现,当小朋友沿水平方向吹泡泡时,飞出的气泡会先上升,过一会儿又会下降,请你用所学的物理知识来解释这一现象。
[答案] 冬天,气温较低,吹气时,泡泡内充满热空气,泡泡的体积大,泡泡内的气体的密度小于外部空气的密度,泡泡所受的浮力大于重力,因此会上升;在上升的过程中,泡泡内部气体的温度降低,泡泡的体积变小,所受的浮力减小,而重力不变,泡泡会因为受到的浮力小于重力而下降。
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2.在我国宋代,采用“莲子试卤法”来检验盐水的浓度。将五颗莲子(密度有差别)投入盐水中,可将盐水分为四个等级:五颗莲子全部浮于盐水表面,表示浓度为最高等级;三颗或四颗莲子浮于盐水表面,表示浓度次之;两颗或一颗浮于盐水表面,表示浓度稀;全部莲子沉于盐水底部,表示浓度更低,不能用于熬制食盐。请解释:
(1)其中某一颗莲子浮于盐水表面和沉于盐水底部时所受浮力的大小关系。
[答案] 莲子浮于盐水表面时,所受浮力的大小等于莲子重力的大小,沉于盐水底部时,浮力的大小小于重力的大小;莲子重力不变,因此莲子浮于盐水表面时所受的浮力大于沉于盐水底部时所受的浮力。
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(2)五颗莲子全部浮于盐水表面时,表示盐水浓度高的原因。
[答案] 五颗莲子全部浮于盐水表面时,受到总的浮力等于总重力,其余情况浮力均小于或等于总重力;根据阿基米德原理 <m></m> ,可知此时 <m></m> 最小、 <m></m> 最大,所以 <m></m> 最大,表示盐水浓度高。
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(3题图)
3.如图所示,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上。矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封。用力挤压矿泉水瓶侧面时,小玻璃瓶开始下沉,改变手的用力情况,小玻璃瓶也会悬浮在水中。松手后小玻璃瓶会上浮,请分析小玻璃瓶上浮、下沉的原因。
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[答案] 未挤压矿泉水瓶时,玻璃瓶漂浮,玻璃瓶和瓶中的水的重力与其所受的浮力平衡。当用力挤压水瓶侧壁时,大瓶内水面上方的空气被压缩,气压增大,大于瓶内气体的压强,水被压入小玻璃瓶内。小玻璃瓶整体所受的重力大于它受到的浮力。小玻璃瓶下沉,同时小玻璃瓶内的空气也被压缩。松手后,大瓶内水面气压减小,小玻璃瓶内的水被压出,当小玻璃瓶整体所受的重力小于它受到的浮力时,小玻璃瓶上浮。
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4.在我国海军建军70周年阅兵仪式上,我国094新型战略核潜艇接受了检阅,如图所示。请回答:
(4题图)
(1)核潜艇在水中是如何实现浮沉的?
[答案] 核潜艇是靠改变自身的重力来实现上浮和下沉的。
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(2)某次一艘核潜艇在长江某基地出东海某地执行紧急任务,核潜艇在江面下和海面下都悬浮时,所受浮力的大小相等吗?为什么?
[答案] 不相等。由题可知, <m></m> ,排开水的体积不变,根据阿基米德原理 <m></m> ,可知潜水艇在海面下和在江面下受到的浮力不相等,在海面下受到的浮力大。
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