物體的浮沉條件及應(yīng)用(基礎(chǔ))知識講解及鞏固練習(xí)精編版

1、物體的浮沉條件及應(yīng)用（基礎(chǔ)）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道物體的浮沉條件；2、知道浮力的利用；3、了解輪船的漂浮原理、潛水艇的浮沉原理、氣球飛艇的升降。【要點梳理】要點一、物體的浮沉條件（高清課堂浮力的應(yīng)用）F浮。而物體的運動狀態(tài)浸沒在液體中的物體受到豎直向下的重力G和豎直向上的浮力取決于受力情況，物體的浮沉就取決于它所受的浮力與重力的關(guān)系。 要點詮釋：1當(dāng)F浮G時，合力方向豎直向上上浮當(dāng)F浮=G時，合力為零懸浮當(dāng)F浮G時，合力方向豎直向下下沉2 對于實心的物體，由，浸沒時二 I，所以當(dāng)飛'時，F(xiàn)浮G物體上??；當(dāng)1 ?-訂時，F(xiàn)浮=G,物體懸??；當(dāng) 飛- ? , F浮 G物體下沉。3.物體上浮、

2、下沉是運動過程，在此過程中受非平衡力作用，下沉的最終狀態(tài)是沉到液體 底部；上浮的最終狀態(tài)是浮出液面，最后漂浮在液面，漂浮和懸浮的共同特點都是浮力等于 重力（F浮=G）。在平衡力作用下靜止不動，不同點是排開液體的體積不同，漂浮時物體的體積大于排開液體的體積九.:：打；懸浮時，物體的體積等于排開液體的體積燈樸。4.物體浮沉各種狀態(tài)比較表浮沉狀況物理現(xiàn)象運動狀態(tài)條件物液密度關(guān)系心與嶺的關(guān)系浮上浮在液體中向上運 動向上運動Q櫃=%漂浮浮在液面上靜止在液面上P電=%懸懸浮停留在液體中任何深度的地方靜止在液體中P&. -沉下沉在液體中向下運 動向下運動P範(fàn)匚P電沉底停留在容器底部靜止在容器底 部P

3、 範(fàn).QQ 嗨要點二、物體浮沉條件的應(yīng)用即使現(xiàn)代化的輪船,從浮力利用的角度看， 采用“空心”的辦法可以增加可利用的浮力。 也采用的是這種古老的辦法。要點詮釋：1輪船 輪船浮于水面，它們受到的浮力等于船的總重。 輪船浮力的大小通常用排水量來表示，排水量是指輪船滿載時排開的水的質(zhì)量，根據(jù)漂浮條件知，排水量=船自身的質(zhì)量+滿載時貨物的質(zhì)量。2. 潛水艇潛水艇是靠改變自身的重力來實現(xiàn)浮沉的，潛水艇為了實現(xiàn)升降， 必須使浮力大小不等于重力，潛水艇在水下時，由于艇殼不能任意改變，因此浮力是不變的，要想控制上浮、下 沉就只有改變自重，潛水艇兩側(cè)都有水艙，與高壓氣艙相連，高壓氣體能將水從水艙內(nèi)排出， 減小潛水

4、艇重力，當(dāng)其小于浮力時潛水艇就上浮；當(dāng)浮力大小等于重力， 潛水艇可在水中任一位置保持靜止，即懸浮；關(guān)閉高壓氣艙使進水口打開，在水壓作用下水艙進水， 自重增大到大于浮力時，潛水艇開始下沉。3. 氣球和飛艇氣球和飛艇是漂浮在空中的，內(nèi)部所充氣體的密度必須小于空氣的密度，一般充有氫氣或氦氣，充氣時體積增大，浮力增大，當(dāng)浮力增大到大于其重力時，氣球和飛艇就上升；反 之，排出一部分氫氣或氦氣時，氣球和飛艇就下降，因此它們是通過改變體積來實現(xiàn)上升和 下降的。熱氣球是通過加熱的方式使氣球內(nèi)氣體熱膨脹，從而減小氣體的密度，因此熱氣球只要停止加熱，氣球體積就會縮小，浮力減小，降回地面?！镜湫屠}】類型一、物體的

5、浮沉條件如圖所示，甲、乙兩杯鹽水的密度分別為兩杯中，雞蛋在甲杯中處于懸浮狀態(tài)，所受浮力為 為F乙。則下列關(guān)系正確的是(p甲、p乙。將同一只雞蛋先后放入甲、乙F甲；在乙杯中處于漂浮狀態(tài)，所受浮力A . p甲 p乙B.p甲v p乙C. F甲F乙D . F 甲v F【答案】B【解析】雞蛋在甲鹽水中懸浮，所以雞蛋的密度等于甲鹽水的密度；在乙鹽水中漂浮，所以雞蛋的密度小于乙鹽水的密度。因此乙的密度大于甲的密度，所以A錯誤，B正確。雞蛋在甲中懸浮，所以此時浮力等于重力；在乙中漂浮，浮力也等于重力，因此在甲 和乙中所受浮力相等，所以 CD都錯誤?！究偨Y(jié)升華】此題主要考查了浮沉條件，一定要掌握物體浮沉情況與密

6、度的關(guān)系。舉一反三：【變式】為探究物體的浮沉和有關(guān)因素的關(guān)系，小剛將一個鮮雞蛋先放入一個裝有大半杯清水的玻璃杯中， 雞蛋沉入杯底，然后向杯中逐漸加鹽，在此過程中，下列分析正確的是 ()A .雞蛋所受浮力不變B .雞蛋所受重力變大C.杯底所受的壓強不變【答案】DD .雞蛋可能會慢慢上浮、園園煮湯圓時發(fā)現(xiàn)，生湯圓放入鍋內(nèi)，由于浮力 （選填“大于”或“小于”）重力而下沉；煮熟的湯圓因其內(nèi)部受熱膨脹，浮力 （選填“增大”或“減小”），湯圓上浮。若一個湯圓的體積約為 20cm3,那么它在上浮過程中（未露出水面）所受浮力約為N（g 取 10N/kg ）?！敬鸢浮啃∮?；增大；0.2【解析】生湯圓放入鍋內(nèi)，體

7、積較小，重力大于浮力，所以下沉，煮熟的湯圓因其內(nèi)部 受熱膨脹，體積變大，所受浮力變大，所受浮力約為 F 浮=p gV 排=1000kg/m3x 10N/kg x 20x 10-6m3=0.2N。【總結(jié)升華】本題考查物體的沉浮條件和浮力的計算，關(guān)鍵知道物體重力大于浮力時下沉，等于浮力時懸浮，小于浮力時上浮，還要知道影響浮力大小的因素是液體的密度和物體 排開液體的體積。類型二、浮沉條件的應(yīng)用、體積為7 x 103m3的潛水艇懸浮在海水中時,所受的浮力是N (g=10N/kg ,p海水=1.03x 103kg/m3）;把水艙中的水排出一部分后，潛水艇將上浮，在未露出水面之前,潛水艇所受的浮力 （填“

8、變大”、“變小”或“不變”），潛水艇上浮的原因是 O【思路點撥】由浮力的計算公式可求得潛水艇所受浮力；根據(jù)浮力公式可知潛水艇上浮時所受浮力的變化；由潛水艇的原理可知潛水艇上浮的原因?！敬鸢浮?.21 x 107;不變；排出水后，潛水艇的重力小于浮力。3333【解析】潛水艇在海水中所受浮力 F= p海水gV=1.03 x 10 kg/m x 10N/kg x 7 x 10 m =7.21 x107N -將水排出一部分后，由于潛水艇的重力減小，浮力大于重力，故潛水艇上??；潛水艇之所以能上浮是因為將水艙內(nèi)的水排出后，潛水艇自身的重力減小，浮力大于重力，故上浮?！究偨Y(jié)升華】潛水艇為物體浮沉條件的典型應(yīng)

9、用，應(yīng)掌握其原理。舉一反三：【變式1】如圖，體積相同的氫氣球和空氣球，釋放前它們所受浮力的大小關(guān)系是;剛釋放時，氫氣球上浮，而空氣球卻浮不起來，這是因為氫氣球所受浮力 它所受重力，空氣球所受浮力 它所受重力（選填“大于”、“等于”或“小于”）?！敬鸢浮肯嗟?；大于；小于【變式2】（高清課堂浮力的應(yīng)用例 3）用塑料瓶、透明膠帶、螺母、麥管（或塑料管）容器和水等，按圖制作了一只潛水艇模型。為使?jié)撍鲁?，則必須從進排氣管處 （“填吹氣/吸氣”），潛水艇在下沉的過程中所受到水的壓強 （填“減小/不變/增大”），浮力 （填“減小/不變/增大”）。進排氣管【答案】吸氣；增大；不變在遠洋輪船的船舷上都漆著五

10、條“吃水線”又稱“載重線”，如圖所示，其中標(biāo)有 W的是北大西洋載重線，標(biāo)有S的是印度洋載重線。當(dāng)船從北大西洋駛向印度洋時，輪船受到的浮力變化以及北大西洋與印度洋的海水密度L 和T的關(guān)系有（）A.浮力增大B.浮力減小 A=AC.浮力不變 A>AD.浮力不變【思路點撥】輪船都漂浮，受到的浮力都等于輪船受到的重力； 得出了受到浮力的大小關(guān)系，由載重線知道排開水的體積的大小關(guān)系,再根據(jù)阿基米德原理分析海水密度的大小關(guān)系。【答案】C【解析】輪船在北大西洋和印度洋中均漂浮在海水面上，滿足 從北大西洋駛向印度洋所受浮力相等。由圖可知，北大西洋載重線F浮=6，輪船重力不變， W在印度洋載重線 S下方，即

11、輪船在北大西洋中排開海水的體積小于在印度洋中排開海水的體積。由公式 ，八；：，*、，得同八1。【總結(jié)升華】解此題關(guān)鍵是從選項中知需要比較船在兩種海水中浮力和密度大小。兩種情況都漂浮，都等于船重，故浮力不變。根據(jù)打:：知，：大的r?小，Viv V2,舉一反三：【變式】一艘5000t的貨輪從我國東海駛?cè)腴L江的南京港，該貨輪受到的浮力（選填“變大” “變小”或“不變”），貨輪在水面以上的高度將 。（選填“增加”“減小”或“不變）【答案】不變；減小通過往水中加鹽， 終于使馬鈴薯漂浮在水面上。由于時間關(guān)系，當(dāng)時他們沒有及時收拾實驗器材，幾天后他們來收拾時，驚奇地發(fā)現(xiàn)原來浮在水面的馬鈴薯又都沉到容器底部，

12、如圖所示，他們決定對這現(xiàn)象進行研究。對此現(xiàn)象，他們提出了以下幾種猜想：笫一天幾天后最新資料推薦猜想1可能由于水的蒸發(fā)，鹽水的密度變大，導(dǎo)致馬鈴薯下沉；猜想2、可能是馬鈴薯在鹽水中浸泡幾天后質(zhì)量變大，導(dǎo)致馬鈴薯下沉。猜想3、可能是馬鈴薯在鹽水中浸泡幾天后體積變小，導(dǎo)致馬鈴薯下沉。經(jīng)過一番討論，他們馬上否定了猜想 1，你認為他們否定的理由是 。接著他們就猜想2和猜想3進行如下的實驗操作：取三塊馬鈴薯，編上 A、B、C號，分別測 出其質(zhì)量和體積；配制一大杯鹽水； 將這三塊馬鈴薯放在鹽水中使其漂浮。 幾天后發(fā)現(xiàn) 馬鈴薯都沉在容器底部，將其撈出擦干，分別測出其質(zhì)量和體積。實驗數(shù)據(jù)記錄如下表所示馬鈴薯的編

13、號質(zhì)量（g）體積(cm3)放入鹽水前在鹽水中下沉后放入鹽水前在鹽水中下沉后A44.839.24033B56.148.85041C77.367.96957請分析上述實驗數(shù)據(jù)后回答，猜想2是（填“正確”或“錯誤”）的；你認為導(dǎo)致馬鈴薯下沉的原因是?！敬鸢浮葵}水密度變大，馬鈴薯排開鹽水的體積會變小，馬鈴薯仍漂浮在液面上； 錯誤；馬鈴薯密度變大，大于鹽水密度使其下沉的。【解析】鹽水密度變大，馬鈴薯排開鹽水的體積會變小，馬鈴薯仍漂浮在液面上， 錯誤;馬鈴薯的密度增大，大于鹽水的密度導(dǎo)致馬鈴薯下沉。表中數(shù)據(jù)顯示馬鈴薯在鹽水中下沉后質(zhì)量減小，顯然猜想2是錯誤的，以編號A的馬鈴叫44. 8呂a薯為例，放入鹽水

14、前的密度為 卩一. - - -"，而在鹽水中下沉后的密度匚40c AM39 2呂33cm,馬鈴薯的密度變大了，可以得出結(jié)論，是由于馬鈴薯密度變大，大于鹽水密度使其下沉的?！究偨Y(jié)升華】對于實心的物體，當(dāng)' -'11時，漂浮；當(dāng)1 ?-昇時，物體懸浮;當(dāng) 1 f ' r， 物體下沉?！眷柟叹毩?xí)】一、填空題1、浸沒在液體里的物體：當(dāng)-）時，物體上??；當(dāng)-物嘉）時，物體可以停留在液體里任何深度的地方（懸?。?；當(dāng)）時，物體下沉。2、輪船是利用 法使密度大于水的鋼鐵浮在水面上的，它是利用物體 的條件來工作的；它的大小通常用 來表示。3、潛水艇是靠 來改變它的浮沉情況的。在

15、潛水艇的兩側(cè)裝有水艙，通過來實現(xiàn)它的浮沉。4、 氣球和飛艇都是利用充入密度比空氣 的氣體來實現(xiàn)升空的。5、潛水員在水下工作時，要靠身上背的氧氣瓶給自己供氧，開始時他感到氧氣瓶“拉著”他下沉，過一段時間后感到氧氣瓶“托著”他上浮，開始時氧氣瓶能“拉著”潛水員下沉的原因是。1 36、水面上漂浮著一個物體且物體的-體積露出水面，則此物體的密度為 kg/m3。5、選擇題7、小梅幫媽媽做飯時，把一個質(zhì)量為100g的土豆放進盛滿水的盆里，有90g的水溢出，則（）A 土豆會浮在水面上B 土豆會沉入盆底C. 土豆會懸浮在水中D 不能據(jù)此判斷出土豆的浮沉&如圖所示，是高空中的一只熱氣球，以下有關(guān)它的說法

16、正確的是（A .為使靜止的熱氣球下降，必須繼續(xù)給熱氣球中的空氣加熱B .為使靜止的熱氣球下降，只需把熱氣球上的物體拋掉一部分C. 熱氣球正在勻速下降，假如有一物體從熱球上掉下來，熱氣球?qū)?立即上升D. 熱氣球正在勻速下降，假如有物體從熱氣球上掉下，熱氣球?qū)⑾?下降后上升9、游泳潛入海底觀光，在水面下不斷下潛的過程中受到的浮力和壓強的變化情況是（）A .浮力逐漸變大B .浮力逐漸變小C.壓強逐漸變大D .壓強逐漸變小10、假如地球的引力減小一半， 那么對于漂浮在水面上的某艘船來說，它所受的重力和吃水深度（吃水深度指水面到船底的深度 ）與原來相比，下列說法中正確的是（）A .船受到的重力不變，船的

17、吃水深度也不變B. 船受到的重力減小，船的吃水深度也減小C. 船受到的重力減小，船的吃水深度不變D .船受到的重力不變，船的吃水深度減小11、如圖所示，甲、乙兩個小球用細線連在一起放到盛水的燒杯中，恰好懸浮，甲球的重力 大于乙球的重力，細線受到的拉力為0.1 N，若把細線剪斷，兩個球的情況是（）A 甲、乙都上浮 C.甲上浮，乙下沉B .甲、乙都下沉D 甲下沉，乙上浮12、如圖所示，把一個馬鈴薯放入濃鹽水中，馬鈴薯處于漂浮狀態(tài)，如果將水面以上的部分切去，則剩下部分的馬鈴薯將會() 11 *JA 浮起一些B.懸浮 C.下沉 D 不能判斷把它放入水中某處恰好處于靜止13、如圖所示，一鉛塊用細線掛在一

18、個充氣的小氣球下面,狀態(tài)，如果往池中緩慢注入一些水，則鉛塊及氣球()A .仍能靜止C.向上運動B.向下運動D .靜止、向上或向下運動都有可能三、實驗探究與計算題14、如圖是“浮力的利用”一節(jié)課的實驗，小芳同學(xué)很受啟發(fā), 她認為用這種方法可以粗測出牙膏皮的密度。請你借鑒如圖的 實驗方法，再增加一種實驗器材，設(shè)計一個粗測牙膏皮密度的 實驗。要求寫出：(1 )增加的實驗器材名稱；(2) 實驗步驟；(3) 所測密度的數(shù)據(jù)表達式。審乙空心的度牙膏能榛浮在水丙上9«'15、桌上有燒杯(燒杯能直立漂浮在水面上)、大水槽和量筒、記號筆及足夠的水，要求用這些器材粗略測出一塊小鵝卵石的密度。小剛

19、同學(xué)根據(jù)要求，設(shè)計出了一種測量方法，基本實驗步驟如圖所示。件旻同中的水址 蟻鋼人就杯£ 劉杯牛水醞再次 達劉算迅(1) 根據(jù)圖示的實驗步驟可知：鵝卵石的質(zhì)量是多少克?(2) 鵝卵石體積是多大？(3 )鵝卵石的密度為多少？16、小亮在學(xué)習(xí)了 “浮力”之后，做了一個觀察雞蛋懸浮的實驗，主要操作步驟如下：先在最新資料推薦水平桌面上放置一個底面積為100 cm2的圓筒形容器(厚度可忽略)，向容器中注入10 cm深的水，再取一個雞蛋，稱得其質(zhì)量為55g，將它輕輕放入水中，發(fā)現(xiàn)雞蛋沉至容器底部，此時測得水面升高了 0. 5cm，然后向容器中加食鹽并不停地攪動，直到雞蛋恰好懸浮起來為止， 請計算：

20、(1) 容器中未放入雞蛋時，水對容器底部的壓強是多大?(g= 10N/kg)(2) 當(dāng)雞蛋懸浮起來時，鹽水的密度是多少？【答案與解析】一、填空題1、【答案】>>=;=;v； v2、 【答案】空心 ；漂浮在液體上；排水量3、【答案】改變自身重量 ；充水或排水4、【答案】小5、【答案】氧氣瓶受到的重力大于受到水的浮力【解析】開始時氧氣瓶受到的重力大于受到水的浮力，氧氣瓶在水中下沉，隨著氧氣的 逐漸使用，氧氣瓶的重力減小，當(dāng)重力小于浮力時，氧氣瓶托著潛水員上浮。6、【答案】._【解析】物體漂浮在水面上，4血*必曠嚴(yán)必呂41 為曠即J I卜匚二J匸兔 二斗& = yxl.Oxltf

21、Ag/wj3 = 0.8x二、選擇題7、【答案】B【解析】根據(jù)阿基米德原理知珀氏 I 八' 1:丄二 一 '/J-'而上.-<：,，故下沉。8、【答案】D【解析】熱氣球的升降靠改變氣球內(nèi)氣體的多少來完成，充氣時熱氣球上升，放氣熱氣最新資料推薦 球下降。熱氣球勻速下降，假如有一物體從熱氣球上掉下，熱氣球由于慣性先向下運動，由 于浮力大于重力，速度減小至零然后上升。9、【答案】C【解析】下潛過程中，排開水的體積不變，受到的浮力不變，隨著深度增加受到水的壓 強增大。10、【答案】C【解析】地球引力減小一半，就是g減小一半，根據(jù)阿基米德原理和物體的浮沉條件可知，船重力減小，但排水量不變。11、【答案】C【解析】剪斷前甲球受到向下的拉力與重力之和等于浮力，乙球受到的拉力與浮力之和 等于重力，由此說明小球甲受到的浮力大于重力，故上??；而小球乙受到的浮力小于重力， 故下沉。12、【答案】A【解析】馬鈴薯漂浮說明其密度小