内容正文:
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浮力
第九章
第2课时 物体的浮沉条件及其应用
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知识梳理·夯基础
目
录
母题研究·破难点
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知识点1 物体的浮沉条件
1.从受力的角度分析浮沉条件
物体浸没在液体中是上浮还是下沉,取决于它受到的浮力大小和重力大
小的关系。
(1)若F浮>G物,物体上浮,会有一部分体积露出液面,最终_______在液面
上。
(2)若F浮<G物,物体下沉,最终沉在容器底部,并受到容器底部的支持力。
(3)若F浮=G物,物体处于_______或_______状态。
漂浮
漂浮
悬浮
4
2.从密度关系的角度分析浮沉条件
物体所受的重力G物=ρ物gV物,由阿基米德原理知,物体受到的浮力F浮=ρ液
gV排,当物体浸没在液体中时,V物____V排,所以:
(1)当F浮>G物时,ρ液gV排>ρ物gV物,即ρ液 __ρ物时,物体上浮,最终漂浮在
液面上。
(2)当F浮=G物时,ρ液gV排=ρ物gV物,即ρ液____ρ物时,物体悬浮在液体中。
(3)当F浮<G物时,ρ液gV排<ρ物gV物,即ρ液____ρ物时,物体下沉,最终沉在容
器底部。
=
>
=
<
5
知识点2 浮沉条件的应用
1.轮船:从浮力的角度看,轮船采用了空心法增大浮力,从而使轮船漂浮
在水面上,这种办法的好处是比同体积的实心体所受的重力____(选填
“大”或“小”),比同质量的实心体排开的水____(选填“多”或“少”)。
轮船的大小通常用排水量来表示,排水量就是轮船满载时排开水的_____。
小
多
质量
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2.密度计:密度计是用来测量_________的工具。如图
所示,同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体中均静止
不动,则密度计在两种液体中所受的浮力F甲____F乙,两种
液体的密度ρ甲____ρ乙。(后两空均选填“>”“<”或
“=”)
注意:密度计的刻度分布是“上小下大”。密度计正常工作时处于漂浮状态,所受的浮力等于自身所受的重力。
3.盐水选种:用盐水选种时,沉入容器底部的种子是______(选填“饱满”或“干瘪”)的种子。(干瘪是指空的种子)
液体密度
=
<
饱满
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4.潜水艇:潜水艇两侧有水舱,向水舱中充水时,潜水艇所受的重力逐渐
______ ,潜水艇下沉;当浸没的潜水艇所受的重力等于它排开的水所受
的重力(即浮力)时,潜水艇可以_______在水中;当压缩空气将水舱内的
水排出一部分时,潜水艇所受的重力_____,且重力_____浮力,潜水艇上
浮。所以,潜水艇是通过改变 _______________来实现上浮和下沉的。
5.热气球(飞艇、孔明灯):当热气球里的气体密度_____空气的密度,热
气球(含装置)所受的重力小于它排开的同体积的空气所受的重力(即浮力)
时,便能上浮。
增大
悬浮
减小
小于
自身所受的重力
小于
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【夯基辨疑】
①漂浮在水面上的物体,受到的浮力小于物体受到的重力( )
②悬浮在水中的物体受到水的压力,压力的合力一定等于物体受到的重
力( )
③密度大于水的实心物体在水中一定下沉到水底( )
④物体由静止开始自由上浮的过程中,受到的浮力大于物体受到的重力
( )
⑤轮船从江中驶入大海中时,船身会上浮一些,所以所受浮力会变大( )
⑥人能漂浮在死海上是因为死海海水的密度比人体的密度大( )
×
√
√
√
×
√
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命题点1 物体浮沉状态的判断
核心母题1 把质量是24 g、体积是30 cm3的物体浸没在水中,松手后该物
体将 _____(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。当它静止时,所受的浮
力是_______N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
上浮
0.24
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【解题模板】
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【变式1】 一种液体
小美用手把一个重为0.4 N、体积是2.7×10-5 m3的玩具球浸没到水中,玩
具球受到的浮力是_______N,放手后玩具球将______(选填“上浮”“下
沉”或“悬浮”)。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
0.27
下沉
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【变式2】 两种液体
一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有160 g煤油溢出;将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有180 g水溢出。已知煤油的密度是0.8×103 kg/m3,水的密度是1.0×103 kg/m3,g取 10 N/kg,则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是( )
A.下沉,1.1×103 kg/m3
B.漂浮,0.85×103 kg/m3
C.悬浮,1.0×103 kg/m3
D.漂浮,0.90×103 kg/m3
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命题点2 物体浮沉条件的应用 6年1考
核心母题2(2023·济宁微山二模)小明洗碗时发现,同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B.碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
C.碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力
D.碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
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【解题模板】
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【变式1】 船模型
课外实践活动中,小雨用橡皮泥造“船”并放入水中,往所造小船中装入豆粒来观察它的承载量,如图所示。在逐渐装入豆粒的过程中(船未沉底)( )
A.小船所受的浮力不变
B.小船排开水的质量变大
C.小船所浸在水中的体积变小
D.小船所受的浮力大于它和豆粒的总重力
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【变式2】 密度计
某同学将一支自制的简易密度计放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止后的情形如图所示,两液面相平。下列判断正确的是( )
A.密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
B.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小
C.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大
D.甲液体的密度比乙液体的密度大
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【变式3】 潜水艇
(2023·泰州)用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,制作如图所示的潜水艇模型(不计进、排气管体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉。下列说法正确的是( )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将变小
D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少
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【变式4】 浮空艇
(2023·济宁曲阜一模)2022年5月15日,我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,从青藏高原海拔4 270 m的中科院珠峰站附近升空,顺利升至 9 032 m,超过珠峰高度,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。该浮空艇通过一条缆绳与地面的锚泊设备连接,利用所受的浮力和缆绳的拉力可以实现升空和驻空。忽略浮空艇体积的变化,在其匀速直线上升过程中,下列说法正确的是( )
A.浮空艇周围的大气压变大
B.浮空艇受非平衡力的作用
C.浮空艇所受浮力大小不变
D.艇内气体密度比空气的小
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【变式5】水果浮沉
(2023·北京改编)小京洗水果时,发现体积较小的橘子漂浮在水面上,而体积较大的杧果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.橘子的密度大于杧果的密度
B.橘子受到的浮力大于它受到的重力
C.橘子受到的重力小于杧果受到的重力
D.橘子受到的浮力大于杧果受到的浮力
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【变式6】 物体在液体中的上浮过程
(2024·济宁泗水一模)将兵乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在位置3静止,如图所示。则乒乓球( )
A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力
B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大
C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大
D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力
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