内容正文:
第十章 压强和浮力
10.5 物体的浮与沉
--浮沉条件的应用 考点训练
用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,制作如图所示的潜水艇模型(不计进排气管体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉.
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下列说法正确的是( )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将
变小
D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少
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【点拨】
当模型漂浮于水面时,它受到的浮力等于重力,故A错误;向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,瓶内的水变少,总重力变小,模型上浮,故B错误;从瓶中抽气时,瓶内气体压强变小,瓶内的水变多,总重力变大,模型下沉;此时它排开水的体积不变,由阿基米德原理知它受到的浮力不变,故C错误;
让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,先向外抽气,使瓶内气压减小,让水进入瓶中,使潜艇受到的重力大于浮力,实现下潜,然后停止抽气,再适当充气,向外排水使重力等于浮力而悬浮,故D正确.
【答案】D
2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习.如图所示为参加演习的我国山东号航空母舰,当战斗机从军舰上起飞后( )
A.舰体略上浮,受到浮力不变
B.舰体略上浮,受到浮力变小
C.舰体略下沉,受到浮力不变
D.舰体略下沉,受到浮力变大
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【点拨】
军舰漂浮,受到的浮力等于重力.当战斗机从军舰上起飞后,舰体的重力变小,舰体受到的浮力变小,根据F浮=ρ液gV排可知舰体排开水的体积变小,舰体会上浮.
【答案】B
[2023·本溪]2022年5月,全球首艘智能型无人系统航母船“珠海云”号(如图所示)在广州下水.“珠海云”号排水量为2 000 t,满载时受到的浮力为________N,船上的无人机起飞后船身受到的浮力________(填“变大”“变小”或“不变”),无人机受到重力的方向是________.(g取10 N/kg)
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2×107
变小
竖直向下
【点拨】
根据阿基米德原理可知,满载时“珠海云”号受到的浮力F浮=G排=m排g=2 000×103 kg×10 N/kg=2×107 N,因为船漂浮,所以F浮=G总,船上的无人机起飞后,船受到的总重力变小,因此船受到的浮力变小.
三国时期的诸葛亮发明的孔明灯是我国古代除风筝以外另一种能飞上天空的人造物体.下面关于孔明灯的说法中不正确的是( )
A.孔明灯在上升过程中受浮力与重力的作用
B.孔明灯匀速上升时,其浮力逐渐变大
C.孔明灯加速上升,说明其受到的不是平衡力
D.重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上
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B
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[2023·成都]如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,其内部有两个气囊,主气囊内充满氦气(密度小于空气),副气囊内充有空气.当驻空的浮空艇要上浮时,排出副气囊内的部分空气,
使浮空艇受到的重力________
浮力,实现上浮.
小于
许多舰船都有排水量的标记,“青岛号”驱逐舰满载时的排水量是4 800 t,表示它浮在海面上排开的海水质量是4 800 t,此时舰船所受的浮力是________N(g取
10 N/kg).若该舰船从大海驶入内河,舰船受到的浮力大小________(填“变大”“变小”或“不变”),由于河水密度比海水密度小,因此舰船要________(填“上浮一些”或“下沉一些”).
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4.8×107
不变
下沉一些
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【点拨】
驱逐舰满载时排开水的质量m排=4 800 t=4.8×
106 kg,由阿基米德原理可得,驱逐舰受到的浮力F浮=m排g=4.8×106 kg×10 N/kg=4.8×107 N.驱逐舰在大海中行驶时,处于漂浮状态,浮力等于重力;驱逐舰在内河中行驶时,仍然处于漂浮状态,浮力等于重力,可见驱逐舰从大海驶入内河时,所受的浮力不变;由于液体的密度变小,由阿基米德原理知,驱逐舰排开液体的体积将增大,驱逐舰将下沉一些.
如图为中国通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰.其满载时的排水量约为7×103 t,当驱逐舰以72 km/h的速度匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01.(海水密度近
似取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
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(1)在水面下3 m深处,船体受到的海水的压强.
【解】在水面下3 m深处,船体受到的海水的压强p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3 m=3×104 Pa.
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力.
【解】由阿基米德原理可知,驱逐舰满载时,受到的浮力F浮=G排=m排g=7×103×103 kg×10 N/kg=7×107 N.
(3)驱逐舰满载时,排开海水的体积.
(4)驱逐舰满载时以72 km/h的速度