第10.2讲：物体的浮沉条件、压强和浮力的综合应用【教材为纲·探题源】-2024年中考一轮复习讲义

第10-2讲 物体的浮沉条件、压强和浮力的综合应用 知识点1：物体的浮沉条件 浸没在液体中的物体，受到两个力：竖直向下的重力和竖直向上的浮力。根据浮力跟重力的大小的关系，物体的浮沉存在三种情况。 浮力大于重力时，物体上浮。 浮力等于重力时，物体受力平衡，可以悬浮在液体内任何地方。 浮力小于重力时，物体下沉。 由于浸没在液体中的物体，其排开液体的体积跟物体自身的体积相等，因此物体所受的浮力跟重力的大小的关系，也可以用物体的密度跟液体密度的大小关系来描述。 浸没在液体中的物体，如果它的密度小于液体的密度，物体上浮；如果它的密度等于液体的密度，物体可以悬浮在液体内任何地方；如果它的密度大于液体的密度，物体下沉。人们正是根据这个原理，在用盐水选种时，把漂浮的种子清除掉，保留下沉的饱满种子。 浮力的应用：（1）轮船：轮船漂浮在水面上，浮力和重力相等。轮船的大小通常用排水量来表示。排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。 （2）潜水艇：潜水艇通过改变自身的重力，实现上浮和下沉的。 【典例探究1】放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体，现将两个相同的物块分别放入两容器中。当两物块静止时，两容器中液面恰好相平，两物块所处的位置如图所示，则（ ） A ．甲容器中液体的密度较小 　　　　 B．乙容器底部受到液体的压强较小 　　　　 C ．甲容器所盛液体的质量较大 　　　　 D．乙容器中物块受到液体的浮力较大 【解题思路】解题口诀技巧“低调，物大液小”。 在比较物体或液体密度的大小关系时，首先找到位置偏低的状态（低调）若相同液体比较物体密度，则位置偏低的物体密度大（物大）；若相同物体比较液体密度，则位置偏低的物体所在液体密度小（液小）。 【答案】A 【解题大招】A．甲容器中物块的位置偏低，则根据“低调，物大液小”可知，甲容器中液体密度较小，故 A 正确； B．由于乙容器中液体密度较大，深度相同，根据 p＝ρ液gh可知，乙容器中液体压强较大，故 B错误； C．由图可知，甲、乙容器中液体的体积关系是 V甲<V乙，则根据m=ρV可知，甲乙容器中液体的质量关系是m甲<m乙，故C错误； D．甲容器中物块悬浮，则 F甲浮=G物，乙容器中物块漂浮，则 F乙浮=G物，则甲、乙容器中物块受到的浮力相等，故 D错误。 故答案为A。 【典例探究2】如图甲所示，圆柱形容器中盛有适量的水，其内底面积为100cm2。弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩，将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中，弹簧测力计的示数F与花岗岩下表面距容器底部的距离h的关系如图乙所示。则花岗岩露出水面前所受水的浮力为____N；从开始提起到花岗岩完全离开水面，水对容器底部减小的压强为_______Pa（g取10 N/kg）。 【解题思路】 当遇到水平面上的柱形容器中液体对容器底部压强的变化量问题时，可以用大招求解。具体推导如下：；由压强公式可知，故。 【答案】2 200 【解析】由图像可知，花岗岩露出水面前所受的浮力为 F浮=5.6N-3.6N=2N 水对容器底部减小的压强，根据大招可得 故水对容器底部减小的压强为200Pa。 【典例探究3】学习了浮力知识后，小明利用电子来测量小木块的密度：①在称盘中放置装有水的烧杯；②将小木块轻轻放入装水的烧杯中；③用细针压住小木块，使其恰好浸没在水中。实验中水均未溢出，g=10 N/kg，电子秤对应的示数如图所示，则小木块的质量是______g，小木块的密度是______g/cm3，若小木块吸水，则密度测量值_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【解题思路】台秤浮力问题 在利用台秤或者天平测量时，天平的示数本质是托盘所受的压力除以g。 利用以下口诀可以快速得出物体所受浮力或重力的信息。 （1）有外力变数是浮力：有外力（拉力、压力）作用时，台示数的变化乘以g对应的是物体所受浮力。 求出浮力后，可通过F浮 =ρ液gV排得出物体体积或液体密度。 （2）无外力变数是重力：无外力（拉力、压力）作用时，台示数的变化乘以g对应的是物体的重力。（有时直接判断质量） 【答案】12；0.6；偏大 【解题大招】：图①和图②示数之差是无外力的情况，显示了小木块的质量，质量为12 g；图①和图③示数之差是有外力的情况，乘以g为浮力，根据F浮 =ρ液gV排，由于小木块恰好全部浸入水中，V排即为小木块体积，计算得20cm3根据求出密度为0.6 g/cm3；若小木块吸水，则把小木块按入水中时，小木块排开的水的体积会减小，使得测量的排开的水的质量减小，小木块的体积偏小，根据可知密度会偏大。故答案为：12；0.6；偏大。 知识点2：压强和浮力的综合应用 一、如何计算及分析浮力综合题？ 【方法技巧】浮力综合题是指某两种或某几种计算浮力的方法