内容正文:
1.3 水的浮力(2)
学习目录
目录
模块一 知己知彼 1
模块二 知识掌握 1
知识点一、物体浮沉的条件 1
知识点二、物体浮沉条件的应用 4
模块三 巩固提高 7
知识重点
模块一 知己知彼
学习目标
目标解读
1.能用力和运动关系推导出物体在液体中浮沉条件。
2.会用物体的浮沉条件解释有关现象和解决简单的实际问题。
应用物体的浮沉条件辨别物体的浮沉或者利用浮沉条件求解浮力或其他力大小,常见题型为填空题、选择题、计算题等,难度较大。
模块二 知识掌握
知识点一、物体浮沉的条件
1.放在水中的物体会出现五种情形: 。
2.受力分析
物体全部浸人液体中时,受到两个力,一个是重力G,方向竖直向下;另一个是浮力F,方向竖直向上,这两个力的大小关系决定了物体的浮沉情况
3.物体的浮沉条件及物体密度与液体密度的关系
上浮
下沉
漂浮
悬浮
沉底
F浮+N=G
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液>ρ物
V排<V物
ρ液=ρ物
V排=V物
ρ液<ρ物
处于动态(运动状态不断改变),受力不平衡
是“上浮”过程的最终状态
可以停留在液体的任何深度处
是“下沉”过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
物体在液体中受到的浮力和它的重力的大小关系决定了物体的浮沉状态,我们既可以根据受力分析判断物体的浮沉,也可以根据物体的浮沉来判断浮力和重力的大小关系
【能力拓展】
悬浮和漂浮有相似之处,也有重要区别。
相同点:悬浮和漂浮时,物体都处于平衡状态,物体所受的浮力和重力是一对 ,F浮=G。
不同点:悬浮时,物体浸没在液体中,V排液=V物,根据F浮=G即ρ液gV排液=ρ物gV物可知,ρ液=ρ物;漂浮时,物体部分浸入液体中,V排液<V物,得ρ液>ρ物
[例题1] (2023•临海市模拟)小金将一个鸡蛋放入清水中,鸡蛋沉入水底,如图甲,此时鸡蛋受到的浮力为F甲;逐渐向水中加盐,鸡蛋悬浮于水中静止,如图乙,此时鸡蛋所受浮力大小为F乙;继续往水中加盐直到鸡蛋上浮至部分露出水面,如图丙,此时鸡蛋受到的浮力为F丙。下列说法正确的是( )
A.F甲>F乙>F丙 B.F甲>F乙=F丙
C.F甲=F乙=F丙 D.F甲<F乙=F丙
[例题2] (2023•柯桥区一模)生活中鸡蛋放置时间越久越不新鲜,不同新鲜程度的鸡蛋在水中的浮沉情况如图(鸡蛋表面有气孔)下列判断正确的是( )
A.新鲜的鸡蛋在水中浮力等于重力
B.三个容器中鸡蛋的浮力越来越大
C.鸡蛋由于呼吸作用导致密度变小而上浮
D.鸡蛋在放置过程中、因体积变大而上浮
[例题3] (2023•湖州模拟)如图所示,是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰。据科学分析,全球气候变暖会导致冰山熔化,海平面升高。下列判断正确的是( )
A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力
B.冰山所受的重力小于它排开水所受的重力
C.冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上
D.冰山熔化一部分后排开水的体积不变
[例题4] (2023•鹿城区模拟)如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为50cm3。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是( )
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B.图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
知识点二、物体浮沉条件的应用
1.密度计
密度计是测量液体密度的工具。它是一根上部标有刻度,形状特殊的玻璃管,管下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞,用它测液体密度时,它始终处于 状态,所受的浮力总是等于它受到的重力。用同一支密度计测量不同液体密度时,由于重力相同,所以密度计所受浮力相同。根据F=ρgV可知,F相同,ρ不同,V不同,密度计浸入液体中的深度不同,液体密度越大,V越小,浸人液体中的深度越小,故密度计的刻度值“ ”。密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数。如“1.8”表示该液体的密度是1.8x103千克/米3。
2.轮船
采用“空心”的方法来增大排开水的体积,从而增大所受浮力使其漂浮在水面上。
3.潜艇
潜艇是通过改变 来实现上浮和下沉的。
当水舱充满水时,潜艇受到的重力大于浮力,潜艇下沉;当用压缩空气将水舱里的水排出一部分,潜艇受到的重力小于浮力时,潜艇上浮;当水舱里留有适量的水,潜艇受到的重力等于浮力时,潜艇就会停留