内容正文:
板块二 力学
第9讲 浮力
第2课时 物体的浮沉条件及应用
(成都7年6考;绵阳6年2考;宜宾7年1考)
第2课时 物体的浮沉条件及应用
板块二
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课前小测
1
知识梳理
2
易错点拨
3
命题探究
4
1.(回归教材)我国首艘航空母舰辽宁舰(如图所示)的排水量约为6万吨,它满载时受到的浮力约为____________N;舰载机从航母上起飞后,航母受到的浮力将________(选填“变大”“变小”或“不变”).(g=10 N/kg)
6×108
变小
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2.(回归教材)如图所示,当潜水艇浸没在水中并下潜时所受的浮力________;潜水艇是通过改变____________来实现上浮和下潜的;当水舱排水,自身重力减小而________;当水舱充水,自身重力增大而________.
(RJ八下P75)
不变
自身重力
上浮
下潜
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3.(回归教材)如图是学校物理小组制作的演示潜水艇原理的模型,此时烧瓶恰好悬浮于水中,则烧瓶受到的浮力F浮______G模(选填“>”“<”或“=”);通过胶管A向烧瓶内吹气时,潜水艇模型的总重G模________,受到的浮力F浮________,则有F浮______ G模(选填“>”“<”或“=”),潜水艇模型将_______(选填“上浮”或“下沉”).
(RJ八下P82)
=
减小
不变
>
上浮
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4.(回归教材)如图所示,将质量为50 g的鸡蛋先后浸入盛有水和浓盐水的甲、乙两个完全相同的烧杯中,观察到鸡蛋在水中沉底、在浓盐水中悬浮.鸡蛋在图甲中沉底是因为受到的浮力________鸡蛋的重力;鸡蛋从图甲中沉底到图乙中悬浮是因为受到的浮力________(选填“变大”“变小”或“不变”).若向乙烧杯中继续加盐至鸡蛋漂浮,此时鸡蛋受到的浮力为__________N.(g取10 N/kg)
(RJ八下P74)
小于
变大
0.5
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5.(回归教材)在木棒的一端缠上一些铜丝,就做成了简易液体密度计.如图所示,将这一支简易液体密度计依次放入盛有不同液体的甲、乙两个烧杯中,都竖直立在液体中,密度计在甲烧杯液体中受到的浮力________(选填“大于”“等于”或“小于”)在乙烧杯液体中受到的浮力,其中______(选填“甲”或“乙”)烧杯中的液体密度较大.
(RJ八下P76)
等于
乙
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考点
物体的浮沉条件
1.浸没在液体中的物体:
(1)当F浮<G时,物体将会________,此时ρ液______ρ物.
(2)当F浮>G时,物体将会________,此时ρ液______ρ物.
(3)当F浮=G时,物体将会________,此时ρ液______ρ物.
2.当物体漂浮在液面上时,F浮______G.
下沉
<
上浮
>
悬浮
=
=
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考点
浮力的应用
1.轮船采用增大________________的方法增大可利用的浮力;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________.
2.潜水艇是靠改变____________来实现浮沉的.
3.气球和飞艇里充的是密度比空气______的气体.
4.密度计工作时处于________状态,在不同的液体中受到的浮力________,由公式F浮=G物=ρ液gV排可知,浮力不变,ρ液与V排成反比,浸入液体的体积越大,液体密度越______.
排开水的体积
质量
自身重力
小
漂浮
不变
小
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易错点
误认为密度计在不同液体中所受的浮力与液体的密度有关
典例
如图所示,水平桌面上放置的两个相同的圆柱形容器中盛有甲、乙两种不同液体,将一支密度计分别放入这两种不同液体中,静止后的情形如图所示,两液面相平.则甲液体的密度________乙液体的密度;密度计在甲液体中受到的浮力________在乙液体中受到的浮力.(均选填“大于”“等于”或“小于”)
大于
等于
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密度计测量不同液体的密度时,都漂浮在液面上,受到的浮力都等于密度计自身的重力.根据公式G=F浮=ρ液gV排可知:液体的密度越大,密度计排开液体的体积越小.密度计的刻度是不均匀的,刻度值“上小下大”.
点拨
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命题点
根据浮沉条件判断压强与浮力和计算浮力(成都7年1考;绵阳6年1考;宜宾7年1考)
1.(2023·绵阳)甲、乙、丙是三个体积、形状相同而材料不同的小球,把它们投入盛有水的杯中,静止时所处位置如图所示,则受浮力最小的是______球,重力最大的是______球.(均选填“甲” “乙”或“丙”)
甲
丙
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2.(2025·达州)小红在阳台种了几株番茄苗,番茄成熟后,她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止,释放后发现番茄在水中下沉,在盐水中上浮.下列说法正确的是( )
A.番茄的密度比水大
B.番茄在水中受到的浮力较大
C.番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水的重力
D.将番茄露出盐水部分切去,盐水对容器底部的压强将增大
A
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3.[科学思维](2025·眉山)水平桌面上甲、乙两个相同圆柱形容器内装有不同液体.将两个相同小球分别放入甲、乙两容器中,小球静止时如图所示.若两容器底部所受液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.两容器中的液体密度相等
B.两容器所装液体的质量相等
C.甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
D.甲容器中小球所受浮力大于乙容器中小球所受浮力
B
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4.(2024·达州)如图所示,水平桌面上两相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中,静止时A球沉底、B球漂浮,此时液体深度h甲<h乙,液体对容器底部压强相等.下列说法正确的是( )
A.液体密度ρ甲<ρ乙
B.两小球受到的浮力FA=FB
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大
D
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【补充练习】(2025·龙东地区)小宁同学把一个质量为50 g的木块放在水中,木块漂浮时有的体积露出水面,则这个木块受到的浮力是_____N,它的密度是_____g/cm3.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
0.5
0.6
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命题点
浮力的应用(成都7年5考;绵阳6年1考)
5.(2023·成都节选)如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,其内部有两个气囊,主气囊内充满氦气(密度小于空气),副气囊内充有空气.当驻空的浮空艇要上浮时,排出副气囊内的部分空气,使浮空艇受到的重力________浮力,实现上浮.
小于
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6.(2025·甘孜)“青岛”号导弹驱逐舰满载时的排水量是4.8×103 t,浮在海面上时所受的浮力是__________N.当舰船从海洋驶入长江时,它会________(选填“上浮”或“下沉”)一些.(g取 10 N/kg)
4.8×107
下沉
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7.(2024·泸州)中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度.在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法中正确的是(ρ海水>ρ江水) ( )
A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉的
B.在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时,需要往水舱内注水
D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
C
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变式1 (2024·雅安)探究小组在课后服务时间制作了一个潜水艇模型,利用注射器向大试管中注气或抽气,可以调整大试管在水中的状态.如图所示,通过调节使大试管刚好在水中悬浮,此时将注射器的活塞往外拉,大试管排开水的重力将________(选填“变大”“变小”或“不变”),大试管将________(选填“上浮”“下沉”或“不动”).忽略软胶管在水中的体积变化和对大试管的作用力.
不变
下沉
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8.(2024·眉山)物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时液面相平如图所示,密度计在液体中受到浮力F甲______F乙,液体对杯底的压强p甲______p乙.(均选填“<”“=”或“>”)
=
<
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变式2 [科学思维]两名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
A
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9.(2024·自贡)如图所示,在传统农耕文化中,劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子,下列说法正确的是( )
A.种子上浮过程中盐水对种子的压强变大
B.漂浮的种子受到的浮力大于自身重力
C.下沉的种子密度比盐水的密度大
D.沉底的种子只受到重力和支持力
C
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10.[中华优秀传统文化](2025·凉山)《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的方法,对用于制盐的海水密度有严格要求.关于海水等级的测评,《熬波图咏》中谈到,可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水等级.测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的等级越高(一等海水密度最大等级最高,二、三、四、五等依次次之).若将以上四颗“浮子”放入盛有待测海水的竹管内,“浮子”的沉浮情况如图所示,下列选项正确的是( )
A.竹管内待测的海水为一等海水
B.1号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”大
C.1号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”大
D.若竹管内改盛四等海水,1号“浮子”所受浮力不变
C
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【解析】根据浮沉条件可知,1号沉底,其密度大于液体的密度,而2、3、4号漂浮,密度都小于液体的密度;漂浮时如果物体浸入液体的体积占总体积的比例越大,物体的密度就越接近液体的密度,即密度越大,所以四个浮子的密度关系为ρ1>ρ2>ρ3>ρ4;根据G=mg=ρVg,已知密度关系,但不知道体积关系,故无法比较重力大小,题图中2号接近悬浮,故海水密度在ρ1、ρ2之间,所以该海水为二等海水,故AB错误,C正确;题图中1号沉底,改盛四等海水,液体的密度更小,因而还是沉底,故排开液体的体积不变,但液体密度变小,根据阿基米德原理知,1号“浮子”所受浮力减小,故D错误.
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11.[物理学与工程实践](2025·泸州)实践出真知.“九章”社团的同学们利用所学知识进行跨学科实践——自制密度计.
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(1)他们用铁钉插入粗细均匀、横截面积为0.2 cm2的吸管并密封,制作了第一代密度计(如图所示).使用铁钉的目的是使密度计重心降低、在液体中竖直________.测试时将其放入密度为1.0 g/cm3的清水中,测得它的吃水深度为10.5 cm;取出再放入盐水中,测得它的吃水深度为10.0 cm,则盐水的密度为_________g/cm3.同学们发现两次吃水深度相差很小,猜想可能是吸管横截面积太小的缘故.
漂浮
1.05
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(2)于是,他们用横截面积较大、粗细均匀的柱形瓶做了第二代密度计(如图所示).测试时发现它在清水和上述盐水中的吃水深度差与第一代密度计几乎一样.老师提出:根据密度计在两种液体中受到液体对它的______力相等,可推出这种粗细均匀的密度计在清水和盐水中的吃水深度的比值关系是=________________(用ρ水、ρ盐水表示).
浮
=
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(3)同学们围绕怎样增大吃水深度差这一问题,结合前两次的制作经验,将设计思路和数据输入某AI软件,设计了如图所示的第三代密度计.若第三代密度计在清水中的吃水深度仍为10.5 cm,则它在上述盐水中吃水深度为__________cm.若它在某种液体中的吃水深度为15.0 cm,则这种液体的密度为__________g/cm3.(结果均保留两位小数)
5.48
0.96
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