内容正文:
第3节 物体的浮沉条件及应用
1.将重5 N的物体轻轻放入盛满水的容器中,溢出水的重力为3 N,下列对物体所受浮力的大小和物体静止后的浮沉情况分析正确的是( )
A.5 N,上浮 B.3 N,沉底
C.3 N,漂浮 D.5 N,悬浮
物体的浮沉条件
B
2.(2022玉林)如图所示,新鲜鸡蛋沉在盛有纯水的容器底部,若要使其上浮,可加(已知ρ酒精<ρ植物油<ρ纯水<ρ浓盐水)( )
A.酒精 B.植物油
C.纯水 D.浓盐水
3.一个体积为4×10-3 m3、质量为3.5 kg的物体,使它完全浸没水中,受到的浮力是 N,松手以后,该物体将 (选填“悬浮”“上浮”或“下沉”),最终受到的浮力是 N。(g取10 N/kg,
ρ水=1.0×103 kg/m3)
D
40
上浮
35
物体浮沉条件的应用
4.济南大明湖景区风景如画,吸引众多游客前来登船游览。游客登船前后游船受到的浮力分别是F1和F2,二者的大小关系是( )
A.F1<F2 B.F1=F2
C.F1>F2 D.无法判断
A
5.如图所示是同一艘潜水艇在水中上浮和下潜的情景,其中潜水艇正在水中上浮的是 ,正在水中下潜的是 ,这两种情景中,潜水艇受到的浮力F甲 (选填“>”“<”或“=”)F乙。
甲
乙
=
液体密度
=
<
利用物体的浮沉条件计算
7.(2022宁夏)2022年5月20日,全球首艘10万吨级智慧渔业大型养殖船“国信1号”在青岛交付运营。如图所示,“国信1号”排水量1.3×105 t,它满载时所受的浮力是 N。(g取10 N/kg)
1.3×109
8.一个质量为0.09 kg的石蜡块,体积为1.0×10-4 m3,将它分别投入足够深的酒精与水中静止。(已知ρ酒精=0.8×103 kg/m3,ρ水=1.0× 103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)石蜡块的密度。
(2)石蜡块在酒精中受到的浮力。
(2)石蜡块的密度大于酒精的密度,静止时它浸没在酒精中沉底,所以V排=V=1.0×10-4 m3,
石蜡块在酒精中受到的浮力
F浮=ρ酒精gV排=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×1.0×10-4 m3=0.8 N。
答案:(1)0.9×103 kg/m3 (2)0.8 N
(3)石蜡块在水中受到的浮力。
解析:(3)石蜡块的密度小于水的密度,静止时它漂浮在水面上,石蜡块在水中受到的浮力
F浮′=G蜡=mg=0.09 kg×10 N/kg=0.9 N。
答案:(3)0.9 N
9.(2023恩施州改编)我国古代曾发明过用作军事信号的“孔明灯”,如图所示,由竹蔑、纸、木碟等材料制成。点燃碟内的松脂,可以升空,主要原因是( )
A.加热使灯笼体积变小
B.加热使灯笼总重减轻
C.火焰对灯笼产生推力
D.松脂燃烧时不受重力
B
10.(2022山西)如图所示是南极海洋冰山的美丽景象。冰山的实质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
C
11.某同学取一只空牙膏皮,一次将它挤瘪,一次将它撑开,两次都拧紧盖后,先后放入桌面上同一杯水中,结果分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.牙膏皮在甲中受到的浮力大
B.牙膏皮在乙中受到的浮力大
C.牙膏皮在甲、乙中受到的浮力一样大
D.牙膏皮在甲、乙中受到的浮力无法比较
B
甲 乙
12.(2023陕西改编)如图所示是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载时,排水量约12 000 t,吃水深度6.6 m。下列说法正确的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.“延安”号漂浮在海面上,所受重力小于浮力
C.“延安”号漂浮在海面上,所受浮力方向竖直向上
D.“延安”号从长江驶入东海后,舰体会下沉一些
C
13.小明将体积相等的A、B、C三个不同小球放入水中,静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,如图所示。关于它们的密度和受到的浮力大小判断正确的是( )
A.FA>FB>FC
B.FA>FB=FC
C.ρA<ρB<ρC
D.ρA<ρB=ρC
C
14.(2022南充)将两个相同的小球分别放入装满不同液体的甲、乙两个相同的烧杯中,稳定后如图所示,甲中小球漂浮,乙中小球沉底,甲烧杯溢出的液体质量 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙烧杯溢出的液体质量,此时 (选填“甲”或“乙”)杯底部受到的液体压力较大。
大于
甲
15.在一次抗洪救灾行动中,一名质量为60 kg的武警战士登上一艘自重为540 kg的冲锋舟准备抢险救灾,此时漂浮在水面上的冲锋舟排开水的体积为 m3,若满载时排开水的体积为1.2 m3,最多还能装载质量为 kg的人和物资。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取 10 N/kg)
0.6
600
(1)木块的密度。
(2)石块的密度。
答案:(1)0.6×103 kg/m3
(2)2×103 kg/m3
17.“曹冲称象”是家喻户晓的典故,某校科技小组模仿这一现象,制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中,如图所示,已知玻璃杯的质量为300 g,底面积为30 cm2,高度为15 cm。ρ水=
1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)木块的密度。
(2)石块的密度。
解析:(1)杯子的重力
G=mg=0.3 kg×10 N/kg=3 N,
因为杯子漂浮在水面上,所以F浮=G=3 N。
答案:(1)3 N (2)0.1 m
(3)此浮力秤最大能够称量的物体的质量。
答案:(3)150 g
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6.密度计是测量 的仪器,如图所示,同一支密度计分别放在甲、乙两种液体中均静止不动,则密度计在这两种液体中受到的浮力
F乙,两种液体的密度ρ甲 ρ乙。(均选填“>”“=”或“<”)
解析:(1)石蜡块的密度ρ===0.9×103 kg/m3。
16.(2022攀枝花)用轻质细线将石块与木块连接后放入水中,静止时木块有的体积浸入水中,如图甲所示。若将石块移到木块上方,静止时木块刚好全部浸入水中,如图乙所示。若将石块移开,静止时木块有的体积露出水面,如图丙所示。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,求:
解析:(1)由图丙知,木块漂浮,所以F浮=G木,即ρ水g×(1-)V木=ρ木gV木,则木块的密度ρ木=ρ水=×1.0×103 kg/m3=0.6×103 kg/m3。
(2)在图甲中,木块和石块整体二力平衡,即(m石+m木)g=ρ水g(V石+V木)①,
在图乙中,木块和石块整体二力平衡,即(m石+m木)g=ρ水gV木②,由①②得, V石=V木,由②得,m石=ρ水V木-m木=ρ水V木-ρ木V木=(ρ水-ρ木)V木,
则ρ石===5(ρ水-ρ木)=5×(1.0×103 kg/m3-0.6×103 kg/m3)=
2×103 kg/m3。
(2)由F浮=ρ水gV排得,
此时杯子排开水的体积V排===3×10-4 m3,
此时杯子浸入水中的深度
h===0.1 m。
解析:(3)当杯子下沉的深度为0.15 m时,此时杯子受到的浮力最大,
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×30×10-4 m2×0.15 m=4.5 N,
即F=F浮′-F浮=4.5 N-3 N=1.5 N,
则此浮力秤的最大称量为mmax====0.15 kg=150 g。
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