内容正文:
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浮沉条件及其应用
【知识必备】
状态
静态 动态
漂浮 悬浮 沉底 上浮 下沉
图示
受力分析 F 浮=G F 浮=G F 浮+FN=G F 浮>G F 浮<G
体积分析 V 物>V 排 V 物=V 排 V 物=V 排
V 物=V 排
(未露出液面)
V 物=V 排
密度分析 ρ物<ρ液 ρ物=ρ液 ρ物>ρ液 ρ物<ρ液 ρ物>ρ液
浮力的应用
轮船:采用“空心”的方法,增大排开水的体积,来增大浮力
潜水艇:改变自身重力
飞艇和热气球:充入气体的密度小于空气密度
密度计:漂浮时,密度计受到的浮力等于重力
易错警示
1.误认为浮力大则上浮,浮力小则下沉,浮沉状态由物体密度与液体密度
的关系决定
2.误认为形状不同的物体,在相同液体中浮沉状态相同;浮沉状态取决于
平均密度,形状影响排开液体体积
避坑口诀
上浮密度小,下沉密度大
悬浮密度等,浮力看排重
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【典例解读】
例 1 (多选)小京洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在
水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.桔子的密度小于芒果的密度
B.桔子受到的浮力小于芒果受到的浮力
C.桔子受到的浮力大于它受到的重力
D.桔子受到的重力小于芒果受到的重力
【答案】ABD
【详解】
A.桔子漂浮在水面上,其密度小于水的密度;芒果沉在水底,芒果的密度大于水的密度;
所以,桔子的密度小于芒果的密度,故 A正确;
B.体积较大的芒果却沉在水底,体积较小的桔子漂浮在水面上,故芒果排开水的体积较大,
由公式 F 浮=ρ液gV 排判断芒果所受的浮力较大,故 B正确;
C.桔子漂浮,桔子受到的浮力等于它受到的重力,故 C错误;
D.桔子的密度小于芒果的密度,同时,桔子的体积小于芒果的体积,根据密度公式知,桔
子的质量小于芒果的质量,根据 G=mg 知,桔子受到的重力小于芒果受到的重力,故 D正确。
故选 ABD。
例 2 “时代到处是惊涛骇浪,你埋下头,甘心做沉默的砥柱;一穷二白的年代,你挺起胸,
成为国家最大的财富。三十载赫赫而无名,花甲年不弃使命。你的人生,正如深海中的潜艇,
无声,但有无穷的力量。”这是中国中央电视台《感动中国 2013 年度人物》黄旭华的颁奖词,
也子深受鼓舞,制作了如图所示的潜水艇模型。下列说法不正确的有( )
①潜水艇模型是通过改变它自身的重力实现沉浮的
②潜水艇模型沉底时,它受到的浮力等于自身重力
③向试管内吹气,水会被压入试管中,模型会下沉
④向试管外吸气,水会被压入试管中,模型会上浮
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A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.③
【答案】C
【详解】①当潜艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,所受浮力不变,因此模型的上浮和
下沉是通过改变潜艇的重力来实现的,故①正确;
②潜水艇模型沉底时,它受到的浮力小于自身重力,故②错误;
③向试管内吹气,水会被压出试管,此时模型的自重减小,当重力小于浮力时,模型上浮,故
③错误;
④向试管外吸气,水会被压入试管,此时模型的自重增加,当重力大于浮力时,模型下沉,故
④错误。
故选 C。