内容正文:
第十四讲 物体的浮沉条件及应用
疑难点突破
1. 影响浮力大小的因素:
浮力的大小与 液体的密度 和物体 排开液体的体积 有关,借助阿基米德原理 F浮=G排=ρ液gV排 来理解。
2.物体的浮沉条件:
(1)对物体进行受力分析(有且仅受 重力 和 浮力 ):
F浮 > G 时,物体上浮,最终物体处于漂浮状态,F’浮 > G ;
F浮 = G 时,物体悬浮;
F浮 < G 时,物体下沉。
(2)利用阿基米德原理和重力的展开式分析比较:F浮= G排=ρ液gV排 G= mg=ρVg 。
ρ液 > ρ时,物体上浮,; ρ液 = ρ时,物体悬浮; ρ液 < ρ时,物体下沉。
3.浮沉条件的应用:
(1)鸡蛋的浮沉: G 不变 ,F浮 改变 (ρ液 改变 ,V排 不变 ),实现浮沉;
(2)鱼的浮沉: G 不变 ,F浮 改变 (ρ液 不变 ,V排 改变 ),实现浮沉;
(3)潜水艇的浮沉: G 改变 ,F浮 不变 (ρ液 不变 ,V排 不变 ),实现浮沉;
(4)热气球的浮沉: G 改变 (ρ 改变 ),F浮 不变 (ρ液 不变 ,V排 不变 ),实现浮沉。
4.密度计测量液体密度的原理:
密度计的状态: 漂浮 ,F浮 = G ,G 不变 ,F浮 不变 ,ρ液与V排 成 反比 ,即V排 小 时,ρ液 大 ,密度计的大刻度在 上小下大 。
说明:轮船的吃水线问题类似于密度计,水的密度小,吃水线在 上面 。
[例题1] 关于物体受到的浮力,下面说法中正确的是( )
A.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
C.物体没入水中越深受到的浮力越大
D.物体的密度越大受到的浮力越小。
解析:答案A中物体不同重力不一定相同,漂浮时V排不一定小于沉在水底时的,故无法判断;答案B中液体同为水,V排越大浮力越大,故B正确;答案C中液体同为水,没入水中的物体V排相同,所以浮力相同,故C不正确;答案D中物体的密度只会影响物体的重力,与浮力无关,故D不正确。
[例题2] 网上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜.为了验证其真实性,小亮买了一些新鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验.第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置50天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙),看来网传是真的,下列分析正确的是( )
A. 鸡蛋两次所受的浮力一样大 B. 甲图中鸡蛋排开水的重力大
C. 乙图中鸡蛋所受浮力大于重力 D. 放置50天后的鸡蛋密度变大
解析:答案A中ρ液相同,V排甲 > V排乙,F浮甲 > F浮乙,故A错误;答案B中V排甲 > V排乙,甲图中鸡蛋排开水的重力大,故B正确;答案C中鸡蛋处于漂浮状态,F浮乙=G,故C不正确;答案D中F浮甲 >F浮乙,甲图中鸡蛋下沉,说明F浮甲 <G,乙图中鸡蛋漂浮,F浮乙 =G’,G>G’,V物相同,ρ变小,故D不正确。
基础过关
1.长江上,一艘载满货物的轮船在卸完一半货物后,该艘轮船( )
A. 会浮起一些,所受浮力变小 B. 会浮起一些,所受浮力变大
C. 会沉下一些,所受浮力变小 D. 会始终漂浮,所受浮力不变
2.悬浮在水中的潜水艇上浮至漂浮的过程中,下列说法正确的是( )
A.悬浮时,若要上浮需向水舱充水 B.漂浮时,所受浮力等于重力
C.上浮过程中,所受浮力逐渐变大 D.上浮过程中,水对艇外底部压力不变
3.在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A. 水对石头的压强比对木头的小
B. 木头受到的浮力大于它自身的重力
C. 鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D. 石头受到的浮力等于它自身的重力
4.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体.将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平.下列分析正确的是( )
A. 两小球所受浮力FM < FN B. 两种液体的密度ρ甲 <ρ乙
C. 两种液体对容器底部的压强p甲 = p乙 D. 两种液体对容器底部的压力为F甲 > F乙
5.在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示.若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则( )
A. F甲<F乙