第14课时　物体的浮沉条件及应用课件2025年中考物理一轮复习（河北专版）

第二单元　力学 第14课时　物体的浮沉条件及应用 教材梳理　夯实基础 考向探究　培养能力 真题回顾　把握考向 考点一 物体的浮沉条件 状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 示意图 受力关系 F浮　 　G  F浮　 　G  F浮　 　G  F浮　 　G  F浮+FN=G 密度关系 ρ液　 　ρ物  ρ液　 　ρ物  ρ液　 　ρ物  ρ液　 　ρ物  ρ液　 　ρ物  >  <  = = >  <  = >  <  教材梳理　夯实基础 返回目录 2 (续表) 状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 状态分析 　处于动态,物体受非平衡力作用。物体在上浮过程中(露出液面之前)和下沉过程中,所受浮力　　　  　处于静止状态,物体受平衡力作用,沉底时物体所受浮力F浮=　　　  不变 G-FN 教材梳理　夯实基础 返回目录 1. (2024石家庄一模)如图14-1所示,已知鸡蛋的质量为55 g,体积为50 cm3,将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是(g取10 N/kg) (　　) A.图甲中鸡蛋所受的浮力为0.55 N B.图乙中盐水的密度是1.1×103 kg/m3 C.图丙中鸡蛋所受的浮力大于鸡蛋排开盐水的重力 D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙 基础配练 图14-1 B 教材梳理　夯实基础 返回目录 考点二 物体浮沉条件的应用 应用 原理和特点 木船 　ρ物<ρ液, 物体可以漂浮在液体的表面,做成　　　　的能增大可以利用的浮力  轮船 　ρ 物>ρ液,做成　　　　的可以漂浮在液体的表面,也增大了可以利用的浮力  　轮船载重的大小用排水量表示,排水量是指轮船按照设计要求满载货物时排开水的　　　　;排水量不随外界因素的改变而改变  空心 空心 质量 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 应用 原理和特点 潜艇 　通过水舱排水和吸水的方式改变自身　　　　来实现上浮和下潜(浸没时所受浮力不变)  气球和 飞艇 　靠充入密度　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)空气密度的气体来工作  密度计 　根据物体　　　时受力平衡及阿基米德原理制成用来测量液体密度的仪器,正常使用时,密度计在不同液体中所受浮力　　　  　密度计示数越靠下越　　　(选填“大”或“小”),刻度不均匀  重力 小于 漂浮 不变 大 教材梳理　夯实基础 返回目录 2. 2023年3月11日,“奋斗者号”载人潜水器圆满完成了国际首次环大洋洲载人深潜科考任务。“奋斗者号”外壳坚硬,下潜过程中体积保持不变,依靠调整配备的压载铁来实现下潜和上浮。潜水器浸没后在下潜的过程中所受浮力　　　　。潜水器悬浮在海水中时,所受的浮力　　　　 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力。  基础配练 不变 等于 教材梳理　夯实基础 返回目录 例 1 同物同液 (2024石家庄一模)将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时如图14-2所示,橡皮泥的密度　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度,甲杯中橡皮泥所受的浮力　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力,　　　　杯中水面升高得多。  考向一 浮力的大小判断 图14-2 大于 小于 乙 考向探究　培养能力 返回目录 8 变式 1　(2024石家庄一模)如图14-3所示,一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直浸入水中,第一次瓶口朝上,第二次瓶口朝下,发现橡皮膜都向内凹,且第二次比第一次凹陷得更多(两次都浸没在水中),关于该现象,下列说法正确的是 (　　) A.第一次塑料药瓶不受浮力的作用 B.第二次橡皮膜凹陷得更多,说明液体内部只有向上 有压强 C.第二次橡皮膜比第一次橡皮膜受到的液体压强大 D.第二次塑料药瓶受到的浮力比第一次受到的浮力大 图14-3 C 考向探究　培养能力 返回目录 例 2 同物异液 (2023临沂)水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时的情形如图14-4所示。下列判断正确的是 (　　) A.甲容器中的物体所受的浮力大 B.甲容器中的液体的密度大 C.乙容器对水平桌面的压强大 D.乙容器底部所受液体的压力大 图14-4 C 考向探究　培养能力 返回目录 变式 2　甲、乙两个完全相同的杯子,放置在同一水平桌面上,杯内盛有密度不同的盐水。将同一个小球分别放入两个杯子中,待小球静止时如图14-5所示,两杯盐水液面相平,则下列说法错误的是 (　　) A.小球在这两杯盐水中受到的浮力相等 B.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度 C.甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强 D.甲杯中盐水对杯底的压强大于乙杯中盐水 对杯底的压强 图14-5 C 考向探究　培养能力 返回目录 变式 3　跨学科实践 (2024保定二模)小源给妈妈拿了个橘子,看到妈妈正在腌鸡蛋,就趁机做了下面的实验,小源在水平桌面上放置甲、乙两个相同的容器,分别装入质量相等的水和盐水。先将橘子和鸡蛋先放入甲容器中,取出擦干后,再放入乙容器中。前后两次静止时液面如图14-6所示,下列说法中正确的是 (　　) A.鸡蛋在水和盐水中所受浮力相等 B.两容器对水平桌面的压强p甲=p乙 C.液体对两容器底的压力F水=F盐水 D.若将橘子露出液面的部分切掉,则剩余部分就会悬浮 图14-6 B 考向探究　培养能力 返回目录 例 3 异物同液 (2024石家庄28中质检)水平桌面上放置一底面积为S 的薄壁圆柱形容器,内盛某种液体,将质量分别为mA、mB、mC,密度分别为ρA、ρB、ρC的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A 球漂浮,B 球悬浮,C 球沉底,如图14-7所示,它们所受的浮力分别为FA、FB、FC。下列选项正确的是 (　　) A.若mA=mB=mC,则FA=FB=FC B.若VA=VB=VC,则FA<FB<FC C.将C 球截去部分后,剩余部分可能上浮 D.只取出B 球,容器中液面的高度降低了 图14-7 D 考向探究　培养能力 返回目录 变式 4　两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图14-8所示。下列说法正确的是 (　　) A.密度计A所受浮力较小 B.密度计B所受重力较小 C.两密度计底部所受水的压强相等 D.两密度计在水面处的刻度值不同 图14-8 A 考向探究　培养能力 返回目录 变式 5　如图14-9所示,水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,缸对桌面的压强分别为p3和p4,两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为 (　　) A.p1=p2,p3>p4,F1>F2 B.p1=p2,p3>p4,F1=F2 C.p1>p2,p3=p4,F1>F2 D.p1=p2,p3=p4,F1>F2 图14-9 D 考向探究　培养能力 返回目录 例 4 异物异液 (2024张家口一模)相同的两个杯中分别装有不同液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中,最后甲球沉底,乙球悬浮,如图14-10所示。甲、乙两球排开的液体质量相等,则 (　　) A.甲球所受浮力比乙球小 B.甲、乙两球所受重力相等 C.左侧杯中所装液体的密度较大 D.两杯底部所受液体压强相等 图14-10 C 考向探究　培养能力 返回目录 例 5 一个李子的体积约为60 cm3,质量约为66 g,若把李子放入水中静止时将　　　　(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),静止时所受浮力为 　　　　N。一个西瓜的体积为6×103 cm3,所受重力为55 N,若把西瓜浸没在水中后放手,当西瓜静止时所受浮力为　　　　N,浸在水中的体积为　　 　　m3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)  考向二 浮力的计算 沉底 0.6 55 5.5×10-3 考向探究　培养能力 返回目录 例 6 如图14-11甲所示,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3 N;如图乙所示,将该木块静置于盛有水的容器中,木块有的体积露出水面;如图丙所示,用竖直向下的力F 压该木块时, 木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为 1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg, 求: (1)图乙中木块所受的浮力大小。 (2)木块的体积。(3)木块的密度。 (4)图丙中力F 的大小。 图14-11 解:(1)因为弹簧测力计的示数是3 N,又因为木块漂浮,故G=F浮,所以图乙中木块所受的浮力为3 N。 考向探究　培养能力 返回目录 例 6 如图14-11甲所示,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3 N;如图乙所示,将该木块静置于盛有水的容器中,木块有的体积露出水面;如图丙所示,用竖直向下的力F 压该木块时, 木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取 10 N/kg,求: (2)木块的体积。 (2)因为V排=V木,则木块的体积为 V木=V排==5×10-4 m3。 图14-11 考向探究　培养能力 返回目录 例 6 如图14-11甲所示,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3 N;如图乙所示,将该木块静置于盛有水的容器中,木块有的体积露出水面;如图丙所示,用竖直向下的力F 压该木块时, 木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取 10 N/kg,求: (3)木块的密度。 (3)木块的质量为m==0.3 kg, 木块的密度为ρ木==0.6×103 kg/m3。 图14-11 考向探究　培养能力 返回目录 例 6 如图14-11甲所示,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3 N;如图乙所示,将该木块静置于盛有水的容器中,木块有的体积露出水面;如图丙所示,用竖直向下的力F 压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (4)图丙中力F 的大小。 (4)用竖直向下的力F将木块缓慢压入水中, 静止时木块上表面恰好与水面相平,此时木块 排开水的体积:V排'=V木=5×10-4 m3, 此时木块受到的浮力:F浮'=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-4 m3=5 N, 根据F+G=F浮'可知,竖直向下的力:F=F浮'-G=5 N-3 N=2 N。 图14-11 考向探究　培养能力 返回目录 变式 6　(2024邯郸一模)一质量为600 g,密度为0.6 g/cm3的正方体木块用细线系于底面积为160 cm2容器的水中,如图14-12所示。则下列说法中正确的是(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3) (　　) A.木块所受的浮力为6 N B.细线的拉力为16 N C.将细线剪断后,木块露出水面的高度为10 cm D.将细线剪断后,木块静止时,容器底部受到水的压强变化 了250 Pa 图14-12 D 考向探究　培养能力 返回目录 例 7 如图14-13所示,不计外壁厚度且足够高的柱形容器置于水平桌面上,容器的底面积为150 cm2。现将一棱长为0.1 m、质地均匀的正方体物块放在容器底部,当缓慢持续地向容器中注入400 cm3的水时,物块对容器底部的压力恰好为0。(g取10 N/kg) (1)求物块在水中受到的浮力。 (2)求物块的密度。 图14-13 考向探究　培养能力 返回目录 解:(1)物块的底面积: S物==(10 cm)2=100 cm2, 当物块对容器底部的压力恰好为0时, 容器中水的深度: h==8 cm=0.08 m, 此时物块排开水的体积: V排=S物h=100×10-4 m2×0.08 m=8×10-4 m3, 物块受到的浮力: F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-4 m3=8 N。 考向探究　培养能力 返回目录 例 7 如图14-13所示,不计外壁厚度且足够高的柱形容器置于水平桌面上,容器的底面积为150 cm2。现将一棱长为0.1 m、质地均匀的正方体物块放在容器底部,当缓慢持续地向容器中注入400 cm3的水时,物块对容器底部的压力恰好为0。(g取10 N/kg) (2)求物块的密度。 (2)注入400 cm3的水时,物块对容器底的压力恰好为0,由以上分析知,此时物块刚好漂浮,则物块所受的重力等于浮力,即G=F浮=8 N, 物块的质量为m物==0.8 kg, 物块的体积为V物==(0.1 m)3=1×10-3 m3, 物块的密度:ρ物==0.8×103 kg/m3。 图14-13 考向探究　培养能力 返回目录 例 8 (2024石家庄一模)如图14-14所示,关于压强、浮力的分析,下列说法正确的是 (　　) A.图甲鸡蛋在浓盐水中静止,若往浓盐水中再加一些盐,鸡蛋再次静止后所受浮力变大 B.图乙是潜水艇在海水中悬浮、上浮、 漂浮训练过程,潜水艇在悬浮和漂浮时 所受的浮力相等 考向三 浮沉条件的应用 图14-14 考向探究　培养能力 返回目录 C.将一木棒下端缠一些铜丝制成的简易密度计分别放入A、B两液体中,静止时液面相平(如图丙所示),A液体对密度计底部的压强等于B液体对密度计底部的压强 D.若把图丙中密度计在B液体液面以上的部分截掉后,剩余部分在B液体中一定悬浮 图14-14 [答案]C 考向探究　培养能力 返回目录 例 9 (2024石家庄一模)如图14-15所示,075型两栖攻击舰的2号舰在上海某造船厂正式下水,这艘两栖攻击舰长约235 m,宽约36 m,排水量约为3.5×104 t,g取10 N/kg。下列说法中正确的是 (　　) A.此军舰满载时受到的浮力约为3.5×104 N B.该军舰在海上航行时受到的浮力大于重力  C.此军舰从长江驶入东海后,船体会上浮一些 D.直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力不变, 舰底受到水的压强减小 图14-15 C 考向探究　培养能力 返回目录 变式 7　(2023云南)在科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管的一端使其密闭,制成简易密度计,如图14-16所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d为12 cm,浮力大小为F1;密度计在煤油中时d为10 cm,浮力大小为F2,则F1　　　　(选填“>”“<”或“=”)F2。若将密度计放入密度为1.25 g/cm3的液体中,则d为　　　　cm。(忽略 金属夹的体积,ρ水=1.0 g/cm3、ρ煤油=0.8 g/cm3)　  图14-16 = 13.6 考向探究　培养能力 返回目录 考点一 浮力的大小判断 (5年1考) 1.(2023河北21题改编3分)柱状容器内加入浓盐水,把一枚土豆轻轻放入其中,静止时土豆漂浮在水面上,如图14-17甲所示;向容器中缓慢注入清水,土豆逐渐下沉;注入适量清水时,土豆悬浮在盐水中,如图乙所示;继续注入清水,土豆沉到容器底部,如图丙所示。下列说法正确的是 (　　) A.漂浮在水面上时,土豆受到的浮力大于其所受重力大小 B.悬浮在盐水中时,土豆的密度与此时盐水的密度相等 C.沉到底部后,土豆受到的浮力可能大于其漂浮时受到 的浮力 D.沉到底部后,继续注入清水,土豆受到的浮力不再变化 B 图14-17 真题回顾　把握考向 返回目录 2.(2022河北37题6分)质地均匀的长方体放在水平地面上,密度为1.5×103 kg/m3,长、宽、高如图14-18甲所示。另有一高为0.35 m、底面积为2×10-2 m2的薄壁圆筒形容器放在水平地面上,容器内盛有0.3 m深的某种液体,如图乙所示。将长方体由平放变为竖放,长方体对水平地面的压强变化量与液体对容器底部的压强恰好相等。(g取10 N/kg) (1)求长方体的质量。 (2)在图甲中作出长方体所受重力的示意图(O点为 长方体的重心)。 (3)求液体的密度。 (4)在竖放的长方体上水平截取一部分,并将截取部分放入容器中,能使液体对容器底部的压强最大且截取部分的质量最小,求截取部分所受的浮力。 考点二 压强、浮力的相关计算 (5年2考) 图14-18 真题回顾　把握考向 返回目录 解:(1)长方体的体积: V=0.1 m×0.1 m×0.3 m=3×10-3 m3, 长方体的质量: m=ρV=1.5×103 kg/m3×3×10-3 m3=4.5 kg。 真题回顾　把握考向 返回目录 2.(2022河北37题6分)质地均匀的长方体放在水平地面上,密度为1.5×103 kg/m3,长、宽、高如图14-18甲所示。另有一高为0.35 m、底面积为2×10-2 m2的薄壁圆筒形容器放在水平地面上,容器内盛有0.3 m深的某种液体,如图乙所示。将长方体由平放变为竖放,长方体对水平地面的压强变化量与液体对容器底部的压强恰好相等。(g取10 N/kg) (2)在图甲中作出长方体所受重力的示意图(O点为长方体的重心)。 图14-18 (2)如图所示 真题回顾　把握考向 返回目录 2.(2022河北37题6分)质地均匀的长方体放在水平地面上,密度为1.5×103 kg/m3,长、宽、高如图14-18甲所示。另有一高为0.35 m、底面积为2×10-2 m2的薄壁圆筒形容器放在水平地面上,容器内盛有0.3 m深的某种液体,如图乙所示。将长方体由平放变为竖放,长方体对水平地面的压强变化量与液体对容器底部的压强恰好相等。(g取10 N/kg) (3)求液体的密度。 图14-18 (3)当长方体水平放置时,长方体对水平地面的压强: p1==1500 Pa, 真题回顾　把握考向 返回目录 当长方体竖直放置时,长方体对水平地面的压强: p2==4500 Pa, 长方体对水平地面的压强变化量: Δp=p2-p1=4500 Pa-1500 Pa=3000 Pa, 液体的密度: ρ液==1.0×103 kg/m3。 真题回顾　把握考向 返回目录 2.(2022河北37题6分)质地均匀的长方体放在水平地面上,密度为1.5×103 kg/m3,长、宽、高如图14-18甲所示。另有一高为0.35 m、底面积为2×10-2 m2的薄壁圆筒形容器放在水平地面上,容器内盛有0.3 m深的某种液体,如图乙所示。将长方体由平放变为竖放,长方体对水平地面的压强变化量与液体对容器底部的压强恰好相等。(g取10 N/kg) (4)在竖放的长方体上水平截取一部分,并将截取部分放入容器中,能使液体对容器底部的压强最大且截取部分的质量最小,求截取部分所受的浮力。 图14-18 真题回顾　把握考向 返回目录 (4)由题可知,使截取部分放入容器后,容器内液体高度h'=h容=0.35 m, 截取部分排开液体的体积为V排=S容Δh=S容(h'-h)=2×10-2 m2×(0.35 m-0.3 m)=1×10-3 m3<V,符合题意, 则截取部分受到的浮力: F浮=ρ液gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N。 真题回顾　把握考向 返回目录 1.(2024邯郸模拟)小明发现实心的橡皮泥放入水中会下沉,于是他做了一个橡皮泥小船,小船内又放了一个实心小球,它们静止在水面上时如图14-19甲所示。他又将橡皮泥小船捏成实心团用细线(细线重忽略不计)拴在小球下放入水中,静止时如图乙所示。下列说法正确的是 (　　) A.小球的密度等于水的密度 B.从图甲到图乙,橡皮泥受到的浮力不变 C.从图甲到图乙,容器对桌面的压力增大 D.从图甲到图乙,水对容器底的压强不变 · 中考预测 图14-19 D 真题回顾　把握考向 返回目录 2.(2024保定一模)如图14-20所示,圆柱形容器A的底面积为6×10-2 m2、高为10 cm,其中盛有6 cm深的水。置于水平地面上底面为正方形的长方体B 的质量为3.6 kg、高为20 cm、底面积为3×10-2 m2。求:(ρ水=1.0× 103 kg/m3,g取10 N/kg) (1)B的密度。 (2)B对水平地面的压强。 (3)将B竖着放入容器A中时,B受到的浮力。 图14-20 解:(1)B的体积:VB=SBhB=3×10-2 m2×0.2 m=6×10-3 m3, B的密度:ρB==0.6×103 kg/m3。 真题回顾　把握考向 返回目录 2.(2024保定一模)如图14-20所示,圆柱形容器A的底面积为6×10-2 m2、高为10 cm,其中盛有6 cm深的水。置于水平地面上底面为正方形的长方体B 的质量为3.6 kg、高为20 cm、底面积为3×10-2 m2。求:(ρ水=1.0× 103 kg/m3,g取10 N/kg) (2)B对水平地面的压强。 图14-20 (2)B对水平地面的压力: FB=GB=mBg=3.6 kg×10 N/kg=36 N, B对水平地面的压强: pB==1200 Pa。 真题回顾　把握考向 返回目录 2.(2024保定一模)如图14-20所示,圆柱形容器A的底面积为6×10-2 m2、高为10 cm,其中盛有6 cm深的水。置于水平地面上底面为正方形的长方体B 的质量为3.6 kg、高为20 cm、底面积为3×10-2 m2。求:(ρ水=1.0× 103 kg/m3,g取10 N/kg) (3)将B竖着放入容器A中时,B受到的浮力。 图14-20 (3)因为ρB<ρ水,所以B可能漂浮,若漂浮, 则F浮=GB=36 N, 浸入水中的体积: V浸==3.6×10-3 m3, 真题回顾　把握考向 返回目录 浸入水中的深度: h浸==0.12 m=12 cm, 因为12 cm>10 cm,所以B会触底; 若容器足够高,B放入水中触底后,水的深度: h==0.12 m>0.1 m, 所以有部分水溢出, 所排开水的体积:V排=SBhA=3×10-2m2×0.1 m=3×10-3m3, B受到的浮力:F浮'=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10-3m3 =30 N。 真题回顾　把握考向 返回目录 $$