内容正文:
第3节 物体的浮沉条件及应用
知识点一 物体沉浮条件
1.长江上,一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后,这艘轮船( )
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.会下沉一些,所受浮力变大 D.因为始终漂浮,所受浮力不变
2.物理小组制作的潜水艇模型如图所示,通过胶管K从烧瓶中抽气或向烧瓶中打气,可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若用打气筒向烧瓶里打气,烧瓶将会( )
A.下沉,受到的浮力减小
B.下沉,受到的浮力不变
C.上浮,在露出水面前受到的浮力增大
D.上浮,在露出水面前受到的浮力不变
3.(2024·广州市华南师范大学附属中学三模)如图所示,小明在洗水果时发现丢入水中的苹果,在全部浸入水中后会继续向下运动一段距离,然后向上运动,最终漂浮在水面上。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.向下运动的过程中,苹果受到水的压强不变
B.向下运动的过程中,苹果受到水的浮力变大
C.向上运动的过程中,苹果的运动状态保持不变
D.在水面漂浮时,苹果受到的浮力和重力是一对平衡力
4.甲、乙两个实心球体放入足够深的某种液体中平衡后,所受的浮力之比为F甲∶F乙=3∶5,若甲、乙两球的密度之比为ρ甲∶ρ乙=2∶3,体积之比为V甲∶V乙=3∶4,则( )
A.甲、乙都沉底 B.甲悬浮,乙沉底
C.甲漂浮,乙沉底 D.甲、乙都漂浮在液面上
知识点二 浮力的应用
5.如图所示,把同一个密度计分别放入甲、乙两杯液体中,液面高度相同,下列说法正确的是( )
第5题图
A.甲杯液体的密度较小
B.乙杯液体对容器底部压强较大
C.密度计在乙杯中所受的浮力较大
D.密度计在两杯中排开液体质量相等
6.把一个自制的密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中,情况如图所示。密度计在甲、乙两液体中所受浮力分别为F1和F2,甲、乙两种液体的密度分别为ρ1和ρ2,则F1F2,ρ1ρ2。(均选填“>”“<”或“=”)。
第6题图
7.潜水艇是一种重要的军事舰艇,它在水下航行时.是靠改变自身来实现上浮或下沉的;轮船是采用“空壳法”控制浮沉,即把密度比水大的钢铁制成空心的,使其能排开更多的水,从而增大其所受力,使轮船可以浮在水面上。一个体积为300 cm3的物体浮在水面上,它体积的露出水面,它受的浮力是。(g 取10 N/kg)
8.如图所示,a、b、c是三个实心小球,其中a与b质量相等,b与c体积相同;放入水中后,a球漂浮、b球悬浮、c球沉底,则下列判断正确的是( )
A.它们的体积关系是Va<Vb=Vc
B.它们的重力关系是Ga=Gb>Gc
C.它们的密度关系是ρa>ρb>ρc
D.它们所受的浮力关系是Fa=Fb=Fc
9.(2024·广州市白云区二模)港珠澳大桥的“海底隧道”由沉管(如图甲)和“最终接头”组成。施工时先将沉管安装好,沉管间留有十多米的空隙,最后再将“最终接头”安装在空隙处实现对接。只有我国自主研制的“大国重器”——“振华30”起重船能精准地完成对接任务,该船排水量(满载时排开水的质量)约2.6×108 kg。图乙是起重船正在进行吊装作业,先将“最终接头”竖直吊至离水面一定高度,然后匀速下放,最后完全入水(g取10 N/kg)。请你回答:
(1)若起重船将“最终接头”竖直拉高至20 m处,用时10 s,则其速度是多少?
(2)“振华30”起重船,满载时受到海水的浮力为多大?
(3)“最终接头”在水下对接施工时,需要潜水员潜入海底配合才可以完成,为了潜水员的安全,潜水员必须穿戴特制的潜水服,请你从压强的角度解释其中的科学道理。
(4)当向密封沉管中灌水使其下沉到海底后,让其下半部分埋入海底的泥沙中,再将灌入其中的海水全部抽出,此时空心密封沉管不会再上浮,请你结合浮力的相关知识解释沉管下沉及不再上浮的原因。
☆基础巩固·达标练
1.A 2.D 3.D
4.C 解析:甲、乙两球的密度之比ρ甲∶ρ乙=2∶3,体积之比V甲∶V乙=3∶4,根据ρ=可得m甲∶m乙=ρ甲V甲∶ρ乙V乙=(2×3)∶(3×4)=1∶2,若甲、乙都漂浮在液面上,甲、乙受到的浮力F甲∶F乙=G甲∶G乙=m甲∶m乙=1∶2,不符合题意,故D错误;若甲、乙都沉在水底或甲悬浮在液体中、乙沉底,甲、乙两球排开液体的体积等于本身的体积,则甲、乙受到的浮力F甲∶F乙=ρ液V甲g∶ρ液V乙g=V甲∶V乙=3∶4,不符合题意,故A、B错误;已知F甲∶F乙=3∶5,V甲∶V乙=3∶4,根据F浮=ρ液gV排可知,V甲排∶V乙排=F甲∶F乙=3∶5,则V甲排<V乙排,即甲排开液体的体积少,所以甲漂浮,乙沉底,故C正确。故选C。
5.D
6.= >
7.重力 浮 1 N
※能力提升·培优练
8.D
9.解:(1)速度:v===2 m/s。
(2)起重船满载时所受浮力为:
F浮=G排=m排g=2.6×108 kg×10 N/kg=2.6×109 N。
(3)处于液体内部的物体的所有表面都要受到液体的压强,压强大小与深度有关,越深处压强越大,深水潜水员在潜水时要受到比在水面上大许多倍的压强,如果不穿坚固耐压的潜水服,潜水员承受不了那么大压强,所以必须穿上特制的潜水服才行。
(4)沉管下沉是因为灌水后,总重力大于沉管受到的浮力;沉管下半部分埋入海底的泥沙中,下表面不受海水的压力,根据浮力的产生原因,沉管不再受海水的浮力,此时空心密封沉管不会再上浮。
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