10.3物体浮沉条件及应用

第十章浮力 第3 节 物体的浮沉及应用 材考点梳理 一、物体的浮沉条件 1 物体浮沉的原因： 物体的浮沉取决于它受的浮力和重力的大小。 2 物体浸没时： （1）若F 浮 < G ，物体将下沉。 （2）若F 浮 =G ，物体将悬浮。 （3）若F 浮 > G ，物体将上浮。 3 物体漂浮时，F 浮 =G 。 （漂浮是上浮的最终结果） 4 物体沉底时，F 浮 + F 支 = G 。 （沉底是下沉的最终结果） 5 物体的浮沉条件也可以用密度来反映： （1）若ρ 液<ρ 物， 物体将下沉。 （2）若ρ 液 =ρ 物，物体将悬浮。 （3）若ρ 液 >ρ 物，物体将上浮。 6 物体浮沉条件记忆表： 二、浮力的应用 1 增大浮力的方法： （1）增大液体密度。如：向水 中加盐。 （2）增大物体排开液体的体积。如：把钢铁做成空心制成轮船。 2 减小浮力的方法： （1）减小液体密度。 （2）减小物体排开液体的体积。 3 轮船： （1）原理：把钢铁做成空心增大浮力，从而使它漂浮。 （2）排水量：是轮船满载时排开水的质量。 4 潜水艇：是靠改变自身重力来实现上浮和下潜的。 5 密度计： （1）原理：漂浮原理。 （2）构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。 （3）刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大。 6 气球和飞艇： （1）气球、飞艇是利用空气的浮力升空的。 （2）它们里面充的是密度小于空气的气体如：氦气或热空气。 三、浮力的计算 1 称重法： F 浮=G－F 示。 2 原因式： F 浮= F 向上- F 向下。 3 原理式：F 浮 = G 排 =ρ 液V 排g 。 4 平衡式：F 浮=G 物。 重难点突破 1．（2023 湖北宜昌）如图重为05 的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中，鸡蛋受到的浮力是 ，若再 往玻璃杯中加盐，鸡蛋受到的浮力将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 2．（2023 湖南岳阳）汨罗江畔迎端午，搏桨跃浪赛龙舟。与登舟前相比，运动员登上龙舟后，龙舟受到 的浮力___________（选填“变小”、“不变”或“变大”）。龙舟用200s 的时间通过了800m 赛道，则 该龙舟的平均速度是___________m/s。 3．（2023 四川成都）如图甲是我国自主研发的“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。图乙是国产大飞机919，飞机在空中飞行时，机翼上表面的 空气流速大，压强______，机翼的上下表面形成压力差，使飞机获得升力。 4．（2023·山东临沂）2023 年1 月16 日，我国首艘具有破冰功能的大型航标船“海巡156”轮（如图）在 天津列编，正式投入使用。“海巡156”轮（ ） ．漂浮在海面上时受力平衡 B．匀速航行时所受合力向前 ．加速破冰时惯性越来越大 D．卸货过程中所受浮力不变 5．（2023·山东临沂）水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同 液体，两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。下列判断正确的是（ ） ．甲容器中的物体所受浮力大 B．甲容器中的液体的密度大 ．乙容器对水平桌面的压强大 D．乙容器底部所受液体的压力大 6．（2023 湖北）物理课上，老师将整个橙子放入水中，漂浮在水面上，如图甲。将其切成大小两块，再 次投入水中，发现大块仍漂浮，小块缓慢沉入水底，如图乙。下列说法正确的是（ ） ．整个橙子的密度等于水的密度 B．大块橙子受到的浮力大于其重力 ．小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小 D．两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力 7．（2023 湖南永州）将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两种不同的液体中，如图所示，鸡蛋在甲液体中悬浮， 在乙液体中沉底且对容器底有压力，比较甲、乙液体的密度ρ 甲、ρ 乙和鸡蛋在甲、乙液体中受到的浮力F 甲、 F 乙的大小关系，下列正确的是（ ） ． B． ． D． 8．（2023 江苏扬州）如图一木块静止在水面上，请作出木块所受重力和浮力的示意图。 参考答 1【答】 05 不变 【解析】[1]鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中，鸡蛋受到的浮力F 浮=G=05 [2]若再往玻璃杯中加盐，盐水的密度变大，鸡蛋仍然处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，鸡蛋的重力不 变，浮力不变。 2【答】变大 4m/s 【解析】因为龙舟始终漂浮，根据物体的浮沉条件可知，所受的浮力始终等于龙舟的重力，因为运动员登 上龙舟后，龙舟的总重力变大，因此龙舟所受的浮力变大。 龙舟用200s 的时间通过了800m 赛道，则该龙舟的平均速度为 3【答】小于 小 【解析】根据物体的浮沉条件，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 小于浮力，实现上浮。 流速大（小）的地方压强小（大），图乙是国产大飞机919，飞机在空中飞行时，机翼上表面的空气流速 大，压强小，机翼的上下表面形成压力差，使飞机获得升力。 4【答】 【解析】．漂浮在海面上的航标船，收到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，竖直方向处于平衡状态，因 此重力和浮力是一对平衡力，故符合题意； B．匀速航行时，航标船处于平衡状态，受平衡力，此时合力为0，故B 不符合题意； ．惯性只与物体的质量有关，当加速破冰时，航标船质量不变，则惯性不变，故不符合题意； D．因为航标船始终漂浮，浮力等于重力，当卸货时，航标船排开液体的体积变小，则浮力变小，故D 不 符合题意。 故选。 5【答】 【解析】．因为物体在甲、乙两液体中漂浮或悬浮，浮力都等于物体的重力，因为是完全相同的物体，所 以甲、乙两液体中受到的浮力相等，故错误； B．根据物体的浮沉条件，物体在甲液体中悬浮， ；物体在乙液体中漂浮， ，则乙液体的 密度大，故B 错误； ．因为容器对桌面的压力大小等于 ，因为容器的重力，液体的重力，物体的重力都相等，所 以甲乙两容器对桌面的压力相等，根据 可知，受力面积小的，压强大，所以乙容器对水平桌面的压 强大，故正确； D．因为甲、乙两容器为规则形状，液体对容器底部的压力等于液体的重力与物块的重力之和，两容器液 体的重力相等，物块的重力相等，则液体对容器底部的压力相等，根据 可知，乙液体对容器底部的 压强大，故D 错误。 故选。 6【答】D 【解析】．整个橙子放入水中，漂浮在水面上， 整个橙子的密度小于水的密度，故错误； B．将其切成大小两块，再次投入水中，发现大块仍漂浮，大块橙子受到的浮力等于其重力，故B 错误； ．小块橙子缓慢沉入水底的过程中，体积不变，排开水的体积不变，由阿基米德原理可知其受到的浮力不 变，故错误； D．整个橙子在水中漂浮，所受浮力等于其重力。将其切成大小两块，再次投入水中，大块橙子受到的浮 力等于自身重力，小块橙子受到的浮力小于自身重力，两块橙子受到浮力之和小于整个橙子受到的浮力， 故D 正确。 故选D。 7【答】B 【解析】B．图甲中鸡蛋处于悬浮状态，甲液体的密度 ，图乙中鸡蛋沉底，乙液体的密度 ， 所以甲液体的密度大于乙液体的密度，即 ，故B 正确，错误； D．图甲中鸡蛋处于悬浮状态，浮力等于重力，图乙中鸡蛋沉底，浮力小于重力，鸡蛋在甲中受到的浮力 大于在乙中受到的浮力，即 ，故D 错误。 故选B。 8【答】 【解析】木块静止在水面上，处于漂浮状态，则物体受到的浮力等于重力，即F 浮＝G，过重心作竖直向下 的重力和竖直向上的浮力