内容正文:
10.3 物体的浮沉条件及应用(知识解读)(原卷版)
•知识点1 浮力的利用
•知识点2 物体的浮沉条件及其应用
•作业 巩固训练
知识点1
浮力的利用
1、调节浮力的大小:采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上。2、轮船采用了把它做成空心的办法,使它能够排开更多的水,增大浮力,使轮船能漂浮在水面上。
3、潜水艇:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。
4、气球和气艇:气球和飞艇,体内充有密度小于空气的气体(氢气、氦气、热空气),从浮力与重力的大小关系来解释气球升空。
5、密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的。
6、浮力的利用:汤圆刚放入水中时,汤圆受到的浮力小于重力;汤圆煮熟时,它的体积增大,浮力也随之增大。
【典例1-1】(2023春•郑州月考)生活中应用浮力的例子很多,关于浮力的应用,下列说法正确的是( )
A.同一个密度计分别在水和酒精中漂浮时,浮力大小不同
B.潜水艇从淡水区域潜行(未露出水面)到海水区域时,受到的浮力大小不变
C.饺子最初沉在锅底,后来膨胀后平均密度变小,于是浮了起来
D.悬浮的潜水艇排出水舱中的一部分水后将下沉
【典例1-2】(2023•长沙模拟)(多选)浮力的应用非常广泛。下列有关说法正确的是( )
A.液体密度越大,密度计所受的浮力越大
B.气球是因为充入了密度比空气大的气体而上升
C.潜水艇是通过改变自身所受重力来实现沉浮
D.航母是通过空心的办法来增大可利用的浮力
【变式1-1】(2023春•儋州期末)如图,是巧用物理知识将帽子送到楼上的情景,此过程中应用的关键知识是( )
A.气球受到的重力
B.帽子的质量大于气球的质量
C.帽子的密度大于气球的密度
D.空气对帽子和气球有浮力作用
【变式1-2】(2023春•合阳县期末)有一块体积为2.7×10﹣5m3、质量为54g的橡皮泥,浸没在水中,橡皮泥受到的浮力为 N;若把这块橡皮泥捏成一只小船,使其漂浮在水面上,橡皮泥受到的浮力为 N;通过以上计算说明可采用 的方法能增大浮力,人们利用这种方法制造了 。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
知识点2
物体的浮沉条件及其应用
1、前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
2、物体在液体中的浮沉条件
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G。
下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G。
3、如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮 ②ρ物=ρ液,悬浮 ③ρ物>ρ液,下沉。
4、冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变;冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。
5、漂浮问题的几个规律
规律1:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力。
规律2:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同。
规律3:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小。
规律4:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几。
规律5:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
【典例2-1】(2023•长沙模拟)小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,西红柿沉在盆底。她用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力大于它受到的重力
B.茄子受到的浮力一定大于西红柿受到的浮力
C.西红柿排开水的重力等于自身的重力
D.茄子的密度小于西红柿的密度
【典例2-2】(2023春•郑州月考)600年前,我国明代航海家郑和从南京开始了下西洋的壮举,郑和使用的名为“宝船”的大帆船从长江驶入海洋时,若船上载重不变,则船所受的浮力 ,轮船的吃水深度 ,该轮船在码头装货物的过程中,轮船受到的浮力将 。(三空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【典例2-3】(2023春•兴宁区校级月考)如图所示,底面积为200cm2的圆柱形容器内盛有一定量的水,将一重力为6N的木块A放入水中,再将另一重力为2N的合金块B放在木块A的上方,此时木块A恰好有的体积浸入水中(ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)此时木块A受到的浮力大小;
(2)木块A浸入水中的体积;
(3)木块A的密度;
(4)若取走合金块B,水对容器底部压强的变化量。
【变式2-1】(2023春•崂山区校级月考)如图,碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,下列说法正确的是( )
A.碗沉入水底时比漂浮在水面上时的浮力大
B.碗沉入水底时受到的浮力等于它的重力
C.碗沉入水底时比漂浮时排开的水更多
D.碗沉入水底时容器底部受到水的