内容正文:
第3节 物体的浮沉条件
及应用
第十章 浮力
1. 比较F浮与G物的大小看浮沉
2. 比较ρ物与ρ液看浮沉
3. 密度计的使用
4. 浮力的计算——平衡法
11.【中考·盐城】小明探究怎样使物体上浮或下沉,用手将质量为150 g,体积为1.6×10-4m3的苹果浸没在水中,苹果受到的浮力为______N。松手后苹果将________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”),最后静止时,苹果受到的浮力是______N。(g取10 N/kg)
1.6
上浮
1.5
点拨:
当苹果浸没在水中时,排开水的体积就等于苹果的体积,即V排=V物=1.6×10-4 m3,此时苹果受到的浮力F浮=ρ水gV排=1 000 kg/m3×10 N/kg×1.6×10-4 m3=1.6 N;m=150 g=0.15 kg,苹果受到的重力G=mg=0.15 kg×10 N/kg=1.5 N,因为G<F浮,所以松手后苹果会上浮,当苹果静止时,漂浮,受到的浮力F浮′=G=1.5 N。
12.【中考·扬州】我国自行设计的水下滑翔机“海翼”成功下潜至6 329 m深处,打破了世界纪录。“海翼”的外形设计成流线型,是为了________ ;在其外表穿上碳纤维材料特制的“衣服”以减小重力,这是因为碳纤维材料的________小;“海翼”配备油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,
使浮力________重力。
减小阻力
密度
大于
点拨:
“海翼”的外形设计成流线型,是为了减小阻力;在其外表穿上碳纤维材料特制的“衣服”以减小重力,这是因为碳纤维材料的密度小;需要上浮时,油囊会鼓起来,使浮力大于重力。
13.【中考·泸州】把重8 N、棱长为0.1 m的正方体物块投入装有足够多水的大容器中,当物块静止时,处于__________(填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态,此时物块所受浮力大小为________N。物块下表面受到水的压强大小为________Pa。(已知ρ水=1.0 × 103 kg/m3,g取10 N/kg)
漂浮
8
800
点拨:物块的体积V=(0.1 m)3=0.001 m3,
物块的质量m= =0.8 kg,
物块的密度
ρ= =0.8×103 kg/m3<1.0×103 kg/m3,
即物块的密度小于水的密度,根据浮沉条件可知物块在水中将漂浮;
根据漂浮条件可知,物块受到的浮力F浮=G=8 N;
物块排开水的体积V排=
=8×10-4m3,
浸入的深度h= =0.08 m,
14.【中考·达州】某同学设计了如图所示的装置测量盐水的密度,已知木块的重力为3 N,体积为500 cm3,当木块静止时弹簧测力计的示数为2.5 N,g取10 N/kg,盐水密度是________kg/m3;若剪断细绳,木块最终静止时所受浮力是________N。(一切摩擦与阻力均忽略不计,绳对物体的拉力等于
弹簧测力计示数)
1.1×103
3
点拨:对木块进行受力分析可知该木块受到的浮力为:
F浮=G+F拉=3 N+2.5 N=5.5 N,
由阿基米德原理可知该盐水的密度为:
ρ盐水= =1.1×103 kg/m3;
由题意可知该木块的密度为:
ρ木= =0.6×103kg/m3
即木块的密度小于盐水的密度,故当剪断细绳时,木块将上浮,最终漂浮在液面上,最终静止时所受浮力:F浮′=G=3 N。
15.【中考·无锡】小明利用18 cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制密度计。
(1)制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器,现有250 mL的量筒和400 mL的烧杯供选择,则小明应选择______________。
(2)小明将自制的密度计放入水中,发现密度计不能直立漂浮,其原因可能是___________。改进后小明将密度计放入水中,用刻度尺测出吸管露出水面的长度是
10.8 cm,则吸管浸入水中的深度h水=________cm。
250 mL的量筒
重心偏高
7.2
(3)小明将该密度计放入某液体中,吸管浸入液体的深度为9 cm。则此液体的密度是多少?(ρ水=1.0×
103 kg/m3,细铜丝及石蜡等材料的体积忽略不计)
设密度计的底面积为S,吸管浸入水中的深度为h水=18 cm-10.8 cm=7.2 cm,浸入液体中的深度为9 cm,
则ρ水gSh水=ρ液gSh液,即1.0×103 g/