内容正文:
五、物体的浮与沉
第2课时 物体的浮沉条件的应用
【基础训练】
1.测定血液的密度不能用密度计,因为那样做需要的血液量太大,一个巧妙的办法是;先准备几支玻璃管。分别装人浓度不同的硫酸铜溶液(淡蓝色),然后,从人体中抽出少量血液,分别向每支玻璃管中滴入一滴血液,分析人员要肯定血液的密度正好跟这支玻璃管中硫酸铜溶液的密度相同,只要看到该玻璃管中的血液( )
A.漂浮 B.悬浮 C.沉底 D.上浮
2.我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练。如图所示是中国航母“瓦良格”号训练时的图片。当飞机飞回航母后( )
A.航母将浮起一些,所受浮力减小 B.航母将下沉一些,所受浮力增大
C.航母将下沉一些,所受浮力减小 D.航母始终漂浮,所受浮力不变
3.如图所示,将两块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,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力为F甲,乙杯中橡皮泥所受的浮力为F乙,则( )
A.F甲=F乙,两杯中的水面一样高
B.F甲<F乙,甲杯中的水面比乙杯中的水面高
C.F甲<F乙,乙杯中的水面比甲杯中的水面高
D.F甲>F乙,甲杯中的水面比乙杯中的水面高
4.一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 (填“变大”、“变小”“不变”).当船由内河驶入大海后,船受到的浮力 (填“变大”、“变小”“不变”),船身相对于水面将 (填“上浮”、“下沉”“不变”)。
5.在平静的池水中漂浮有一个木球,木球的体积为4dm3,露出水面的体积为总体积的,那么木球受到的浮力为
N.木球的密度为 kg/m3.
6.用塑料瓶、透明胶带、螺母、麦管(或塑料管)、容器和水等,按图制作一只潜水艇模型。为使潜水艇下沉,则必须从进排气管处 (吹气/吸气),潜水艇在下沉的过程中所受到水的压强 (减小/不变/增大)。
7.小明在制作“浮沉子”时,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使小玻璃瓶漂浮在矿泉水瓶内的水面上,在矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,制成了“浮沉子”。如图所示,当小明用力挤压矿泉水瓶侧面时,“浮沉子”受到的浮力 (大于/等于/小于)重力,造成“浮沉子” (填浮沉情况)。在制作过程中,小瓶中放入的水要适量,水过少了,会导致小瓶不能 。
【能力提升】
8.a、b两种物质的质量和体积关系图象如图所示.分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两个实心物体,浸没在水中放手,待物体稳定后( )
A.甲漂浮,甲受浮力大
B.乙漂浮,乙受浮力大
C.甲漂浮,乙受浮力大
D.乙漂浮,甲受浮力大
9.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 B.F甲>F乙 C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙
10.质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ1:ρ2=3:2,将它们分别放入水中静止时,两球所受的浮力之比F1:F2=4:5,则甲球的密度为( )
A.ρ水 B.ρ水 C.ρ水 D.ρ水
11. 一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有76g水溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有64g酒精溢出。已知酒精的密度是0.8×103kg/m3,则物块在水中的状态及物块的密度是( )
A.漂浮,0.95×103kg/m3 B.悬浮,1.0×103kg/m3
C.下沉,1.2×103kg/m3 D.漂浮,0.90×103kg/m3
12.用手将一重为6N的物体全部压入水中,物体排开的水重为10N,此时物体受到的浮力为 N;放手后物体将 (“上浮”“悬浮”“下沉”),静止时受到的浮力为 N,排开水的体积是 m3.(g取10N/kg)
13.在远洋轮船的船舷上,都漆着几条吃水线,又称载重线,如图所示,其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线。当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力 (填“增大”、“减小”或“不变”).北大西洋的海水密度 (填“大于”、“等于”或“小于”)印度洋的海水密度。
14.把一个体积为250cm3的物体,放在一个盛满水并有溢水管的水槽中,从溢水管中流出来的水的体积为200cm3,那么,这个物体的浮沉情况是 ,物体所受浮力是 N,物体的密度是 kg/m3。
15. “蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3,空载时质量约为22吨,最大荷载240千克。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水?(海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)
【拓展提优】
16.用手将一个密度为0.9×103 kg/m3的实心小球,先后浸没在水和酒精中。松手后,小球静止时,排开水和酒精的体积分为V1和V2,小球在水和酒精中所受的浮力分别为F1和F2,以下判断正确的是(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)( )
A.V1:V2=1:1 F1:F2=5:4
B.V1:V2=9:10 F1:F2=9:8
C.V1:V2=4:5 F1:F2=1:1
D.V1:V2=8:9 F1:F2=10:9
17.如图,在木块上放置一个铁块m1时,木块M刚好浸没于水中(如图甲);当在木块下吊一个铁块m2时,木块也刚好浸没(如图乙),则的值为(ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ=1×103kg/m3,g=10N/kg)( )
A.59:69 B.69:79 C.79:89 D.89:99
参考答案
1. B2. B3. C4.变大,不变,上浮5. 30;0.75×1036.吸气,增大
7.小于;下沉;沉入水中8.D9. C
10. D
解题思路:由题知,m1=m2,∵ρ=,ρ1:ρ2=3:2,∴V1:V2=2:3;两球在水中静止时的状态有下面几种情况:①甲乙都下沉:如果是这样,排开水的体积之比等于V1:V2=2:3,由阿基米德原理可知受到的浮力也是2:3,而F1:F2=4:5,故①不可行;②甲乙都漂浮:受到的浮力都等于自重,而两球质量相等、重力相等,受浮力相等,而F1:F2=4:5,故②不可行;③甲漂浮、乙下沉:甲漂浮,F1=G1=mg;乙下沉,F2<G2=mg,所以F1>F2,而F1:F2=4:5,故③不可行;④甲下沉、乙漂浮:甲下沉,F1<G1=mg;乙漂浮,F2=G2=mg,所以F1<F2,而F1:F2=4:5,故④可行;甲下沉,受到的浮力F1=ρ水V1g;乙漂浮,受到的浮力F2=m2g=ρ2V2g;∵F1:F2=4:5,即ρ水V1g:ρ2V2g=4:5,ρ2===ρ水,∵ρ1:ρ2=3:2,∴ρ1=ρ水。故选:D。
11. A
解题思路:该物块放在水中时,受到的浮力:
F浮=G排=m水g=76×10﹣3kg×10N/kg=0.76N,
该物块放在酒精中时,受到的浮力:
F浮′=G排′=m酒精g=64×10﹣3kg×10N/kg=0.64N,
由以上可知,物体在酒精中受到的浮力小于在水中所受的浮力,而物块的重力不变,
所以,物块放入酒精中是下沉,由F浮=ρ液gV排得,物体的体积:
V=V排酒精=
=
=8×10﹣5m3,
排开水的体积:V排水===7.6×10﹣5m3,
因为排开水的体积小于排开酒精的体积,所以,物体在水中漂浮,故BC错误;
受到的重力等于浮力,即G=G排=0.76N,则物体的密度:
ρ====0.95×103kg/m3,故A正确、D错误。故选:A。
12. 10;上浮;6;6×10﹣4
13.不变;大于
14.漂浮,1.96,0.8×103
解析:因物体排开水的体积小于物体的实际体积,故物体应漂浮在水面上;物体所受的浮力F=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×2×10﹣4m3=1.96N;
因物体漂浮在水面上,故浮力等于重力,则ρ水gV排=ρ物gV物则ρ物===0.8×103kg/m3。
15.(1)2.2×105N;(2)7.76m3
解析:(1)蛟龙号”空载漂浮在水面时,根据漂浮条件可知潜艇受到浮力:
F浮=G空载=m空载g=22×103kg×10N/kg=2.2×105N;
(2)满载时需要下沉时潜水器排开海水的体积V排=V船=30m3,
此时F浮′=ρ海gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N,
满载总重力G满=m满g=(22×103kg+240kg)×10N/kg=2.224×105N,
G注水=F浮′﹣G满=3×105N﹣2.224×105N=7.76×104N,
则由G=mg=ρgV可得注入水的体积:
V注入===7.76m3。
16. B
解析:(1)设小球的质量为m,
因为ρ球<ρ水,所以将小球浸没在水中,松开手后,小球静止时漂浮在水面上,浮力F1=G=mg,
小球排开水的体积:V1====,
因为ρ球>ρ酒精,所以将小球浸没在酒精中,松开手后,小球静止时沉底(即浸没),小球排开酒精的体积:V2=V球=,排开水和酒精的体积之比为:==×===9:10;(2)小球在水和酒精中静止时所受的浮力之比:===9:8。
17. B
解析:由甲图可知,物体漂浮得:G1+G木=F浮甲,即m1g+G木=ρ水gV木;①
由乙图可知,物体漂浮得:G2+G木=F浮乙,即m2g+G木=ρ水g(V木+V2);②
由以上两式②﹣①可得:V2=,
而V2=,所以:=,
即===。
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