内容正文:
第九讲 浮力
第二节 物体的浮沉条件
一、知识点梳理
1.物体的浮沉条件:
(1) F浮与G物的大小分析:
①F浮>G物,甲物体上浮,最终漂浮,F浮=G物,V排<V物
②F浮=G物,乙物体悬浮,V排=V物
③F浮<G物,丙物体下沉,最终沉底,F浮+F支=G物,V排=V物
(2) 总结:
①物体上浮:F浮 > G物,ρ物<ρ液
②物体漂浮:F浮=G物,ρ物<ρ液
③物体下沉:F浮<G物,ρ物>ρ液
④物体沉底:F浮<G物,ρ物>ρ液
⑤物体悬浮:F浮=G物,ρ物=ρ液
2.浮力的应用:
(1)轮船:轮船的大小通常用排水量来表示,轮船排水量是指轮船装满货物时排开水的 。
(2)潜水艇:原理是通过改变自身的 来实现浮沉的。
(3)气球和飞艇:原理是通过改变气囊里气体的 来实现浮沉的。
3.密度计:在测量时处于漂浮状态,浸入液体的体积越大,液体的密度越 。
4.浮力的判断:
例题1:容器中盛有密度为ρ的液体,将同一只碗放入容器中,它可以漂浮在水面上,也可以沉入水底。如图所示,请你完成下列分析过程:
(1) 沉入水底时比漂浮在水面上时重力 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2) 碗沉入水底时受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)它的重力。
(3) 碗沉入水底时与漂浮时所受的浮力相比F底浮 F漂浮。
(4) 碗沉入水底时相比漂浮时容器底部受到水的压强是 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
例题2:如图所示,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三个体积相同的正方体分别放入容器内,静止时如图所示。
(1) 根据图示直接观察正方体排开液体的体积V排A、V排B、V排C的大小关系为 ;
(2) ρ液相同,判断所受浮力:FA、FB、FC的大小关系为 ;
(3) 根据浮沉条件进行判断:正方体的质量mA、mB、mC的大小关系为 ;
(4) 根据浮沉条件进行判断:正方体的密度ρA、ρB、ρC的大小关系为 ;
(5) 液体对容器底部的压强P甲、P乙、P丙的大小关系为 ;
(6) 容器对桌面的压力F甲、F乙、F丙的大小关系为 。
例题3:将质量相同的两个实心正方体,分别放入两个装有适量水的烧杯中,静止时液面相平,如图所示,请回答下列问题:(均选填“>”“<”或“=”)
(1) 根据密度公式比较密度大小:ρ甲 ρ乙;
(2) 根据浮沉条件比较浮力大小:F浮甲 F浮乙;
(3) 根据阿基米德原理比较排开水的体积:V排甲 V排乙;
(4) 根据P=ρgh判断水对烧杯底部的压强:P甲 P乙;
(5) 判断烧杯对桌面的压力:F甲 F乙;
(6) 判断烧杯对桌面的压强:P甲′ P乙′。
例题4:两个相同的容器中分别盛有密度为ρ甲、ρ乙的液体,将同一小球分别放入两个容器中,静止时两容器中液面相平,如图所示,请你完成下列分析过程:(比较类均选填“>”“<”或“=”)
(1) 小球在甲液体中静止时处于 状态,在乙液体中静止时处于 状态;
(2) 比较F浮与物体重力的关系:根据浮沉条件,F浮甲 G球,F浮乙 G球;
(3) 比较F浮大小关系:F浮甲 F浮乙;
(4) 比较排开液体的质量:m甲 m乙;
(5) 比较ρ物与液体密度的关系:根据浮沉条件,ρ甲 ρ物,ρ乙 ρ物;
(6) 比较ρ液大小关系:ρ甲 ρ乙;
(7) 通过观察图形比较V排:V排甲 V排乙;
(8) 比较液体对容器底部的压强:根据液体压强公式P=ρgh,P甲 P乙;
(9) 比较液体对容器底部的压力:根据P=FS,F甲 F乙;
(10) 比较容器对桌面的压力:F甲 F乙;
(11) 比较容器对桌面的压强:P甲 P乙。
2、 真题练习
选择题
1.潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.始终不变 D.先增大后不变
2.如图所示,用量筒和水测量小石头体积时,小石头在水里下沉的过程中,下列判断正确的是( )
A.水的密度变大 B.水对小石头的压强不变
C.小石头受到的浮力不变 D.量筒对桌面的压力变大
3.某核潜艇完全潜入海水中,受到的浮力是F1,上表面受到的压强是P1。排出一部分水后,潜艇缓慢上浮,但未露出水面,受到的浮力是F2,上表面受到的压强是P2。则(