物體的浮沉條件及應(yīng)用(基礎(chǔ))知識(shí)講解

1、物體的浮沉條件及應(yīng)用（基礎(chǔ)）撰稿：肖鋒 審稿：蒙阿妮【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?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、物體的浮沉條件（高清課堂浮力的應(yīng)用）浸沒(méi)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F浮。而物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)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(diǎn)詮釋：1當(dāng)F浮G時(shí)，合力方向豎直向上 上浮當(dāng)F浮=G時(shí)，合力為零 懸浮當(dāng)F浮G 物體上??；當(dāng)時(shí)， F浮=G， 物體懸?。划?dāng)，F(xiàn)浮G 物體下沉。3物體上浮、下沉是運(yùn)動(dòng)過(guò)程，在此過(guò)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

2、態(tài)是浮出液面，最后漂浮在液面，漂浮和懸浮的共同特點(diǎn)都是浮力等于重力(F浮=G)。在平衡力作用下靜止不動(dòng)，不同點(diǎn)是排開(kāi)液體的體積不同，漂浮時(shí)物體的體積大于排開(kāi)液體的體積；懸浮時(shí)，物體的體積等于排開(kāi)液體的體積。4物體浮沉各種狀態(tài)比較表浮沉狀況物理現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)狀態(tài)條件物液密度關(guān)系與的關(guān)系浮上浮在液體中向上運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)漂浮浮在液面上靜止在液面上懸懸浮停留在液體中任何深度的地方靜止在液體中沉下沉在液體中向下運(yùn)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)沉底停留在容器底部靜止在容器底部要點(diǎn)二、物體浮沉條件的應(yīng)用 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。即使現(xiàn)代化的輪船，也采用的是這種古老的辦法。要點(diǎn)詮釋：1輪船輪船浮于水面

3、，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(lái)表示，排水量是指輪船滿載時(shí)排開(kāi)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(shí)貨物的質(zhì)量。2潛水艇潛水艇是靠改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的，潛水艇為了實(shí)現(xiàn)升降，必須使浮力大小不等于重力，潛水艇在水下時(shí)，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，減小潛水艇重力，當(dāng)其小于浮力時(shí)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??；關(guān)閉高壓氣艙使進(jìn)水口打開(kāi)，在水壓作用下水艙進(jìn)水，自重增大到大于浮力時(shí)，潛水艇開(kāi)始下沉。3氣球和飛艇

4、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(shí)體積增大，浮力增大，當(dāng)浮力增大到大于其重力時(shí)，氣球和飛艇就上升；反之，排出一部分氫氣或氦氣時(shí)，氣球和飛艇就下降，因此它們是通過(guò)改變體積來(lái)實(shí)現(xiàn)上升和下降的。熱氣球是通過(guò)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(huì)縮小，浮力減小，降回地面?！镜湫屠}】類(lèi)型一、物體的浮沉條件1、如圖所示，甲、乙兩杯鹽水的密度分別為甲、乙。將同一只雞蛋先后放入甲、乙兩杯中，雞蛋在甲杯中處于懸浮狀態(tài)，所受浮力為F甲；在乙杯中處于漂浮狀態(tài)，所受浮力為F乙。則下列關(guān)系正確的是（） A甲乙 B甲

5、乙 CF甲F乙 DF甲F乙【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(cuò)誤，B正確。雞蛋在甲中懸浮，所以此時(shí)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(cuò)誤。【總結(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(gè)鮮雞蛋先放入一個(gè)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(guò)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

6、強(qiáng)不變 D雞蛋可能會(huì)慢慢上浮【答案】D2、園園煮湯圓時(shí)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(gè)湯圓的體積約為20cm3，那么它在上浮過(guò)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=gV排=1000kg/m310N/kg2010-6m3=0.2N ?！究偨Y(jié)升華】本題考查物體的沉浮條件和浮力的計(jì)算，關(guān)鍵知道物體重力大于浮力時(shí)下沉

7、，等于浮力時(shí)懸浮，小于浮力時(shí)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(kāi)液體的體積。類(lèi)型二、浮沉條件的應(yīng)用3、體積為7103m3的潛水艇懸浮在海水中時(shí)，所受的浮力是 N（g=10N/kg，海水=1.03103kg/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“變大”、“變小”或“不變”），潛水艇上浮的原因是 。【思路點(diǎn)撥】由浮力的計(jì)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(shí)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?.21107；不變；排出水后，潛水艇的重力小于浮力。 【解析】潛水艇在海水中所受浮力F=海水g

8、V=1.03103kg/m310N/kg7103m3=7.21107N；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?yàn)閷⑺搩?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)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(shí)，氫氣球上浮，而空氣球卻浮不起來(lái)，這是因?yàn)闅錃馇蛩芨×?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

9、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鲁粒瑒t必須從進(jìn)排氣管處 （“填吹氣/吸氣”）,潛水艇在下沉的過(guò)程中所受到水的壓強(qiáng) （填“減小/不變 /增大”），浮力 （填“減小/不變 /增大”）?！敬鸢浮课鼩?； 增大 ； 不變4、在遠(yuǎn)洋輪船的船舷上都漆著五條“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(shí)，輪船受到的浮力變化以及北大西洋與印度洋的海水密度和的關(guān)系有（ ）A浮力增大 B浮力減小C浮力不變 D浮力不變 【思路點(diǎn)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，

10、由載重線知道排開(kāi)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F浮=G，輪船重力不變，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W在印度洋載重線S下方，即輪船在北大西洋中排開(kāi)海水的體積小于在印度洋中排開(kāi)海水的體積。由公式，得?！究偨Y(jié)升華】解此題關(guān)鍵是從選項(xiàng)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)知，大的小，V1V2，故。舉一反三： 【變式】一艘5000t的貨輪從我國(guó)東海駛?cè)腴L(zhǎng)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

11、上的高度將_。(選填“增加”“減小”或“不變)【答案】不變；減小 5、某課外小組在研究馬鈴薯在水中的浮沉情況時(shí)，通過(guò)往水中加鹽，終于使馬鈴薯漂浮在水面上。由于時(shí)間關(guān)系，當(dāng)時(shí)他們沒(méi)有及時(shí)收拾實(shí)驗(yàn)器材，幾天后他們來(lái)收拾時(shí)，驚奇地發(fā)現(xiàn)原來(lái)浮在水面的馬鈴薯又都沉到容器底部，如圖所示，他們決定對(duì)這現(xiàn)象進(jìn)行研究。對(duì)此現(xiàn)象，他們提出了以下幾種猜想：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(guò)一番討論，他們馬上否定了猜想1，你認(rèn)為他們否定的理由是_。接著他們就猜想2

12、和猜想3進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)操作：取三塊馬鈴薯，編上A、B、C號(hào)，分別測(cè)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(cè)出其質(zhì)量和體積。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表所示馬鈴薯的編號(hào)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(qǐng)分析上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后回答，猜想2是_(填“正確”或“錯(cuò)誤”)的；你認(rèn)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(kāi)鹽水的體積會(huì)變小，馬鈴薯仍漂浮在液面上；錯(cuò)誤；馬鈴薯密度變大，大于鹽水密度使其下沉的。

13、【解析】鹽水密度變大，馬鈴薯排開(kāi)鹽水的體積會(huì)變小，馬鈴薯仍漂浮在液面上，錯(cuò)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(cuò)誤的,以編號(hào)A的馬鈴薯為例,放入鹽水前的密度為，而在鹽水中下沉后的密度為，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(duì)于實(shí)心的物體，當(dāng)時(shí)，漂??；當(dāng)時(shí)， 物體懸浮；當(dāng)，物體下沉。附錄資料：不需要的可以自行刪除長(zhǎng)方體和正方體知識(shí)要點(diǎn)名稱面棱頂點(diǎn)長(zhǎng)方體有6個(gè)面 一般情況下6個(gè)面都是長(zhǎng)方形，相對(duì)的面完全相同（特殊情況下有兩個(gè)相對(duì)的面是正方形，其余的4個(gè)面是完全相同的長(zhǎng)方形）

14、有12條棱（相對(duì)的4條棱的長(zhǎng)度相等）有8個(gè)頂點(diǎn)正方體有6個(gè)面 是6個(gè)完全相同的正方形有12條棱12條棱的長(zhǎng)度都相等有8個(gè)頂點(diǎn) 長(zhǎng)方體的棱長(zhǎng)總和 = 長(zhǎng)4+寬4+高4 或 長(zhǎng)方體的棱長(zhǎng)總和=（長(zhǎng)+寬+高）4 正方體的棱長(zhǎng)總和 = 棱長(zhǎng)12 長(zhǎng)方體或正方體六個(gè)面的總面積，叫做它的表面積。長(zhǎng)方體的表面積 = （長(zhǎng)寬 + 長(zhǎng)高 + 寬高） 2 上面或下面 前面或后面 左面或右面正方體的表面積 = 棱長(zhǎng)棱長(zhǎng) 6 一個(gè)面的面積 6個(gè)面物體所占空間的大小叫做物體的體積。容器所能容納物體的體積，叫做這個(gè)容器的容積。常用的體積單位有：（立方厘米）、（立方分米）、（立方米）。 棱長(zhǎng)1厘米的正方體，體積是1立方厘米

15、。棱長(zhǎng)1分米的正方體，體積是1立方分米。棱長(zhǎng)1米的正方體，體積是1立方米。計(jì)量液體的體積，常用（ 升 ）和（ 毫升 ）作單位。1立方分米 = 1升 1立方厘米 = 1毫升長(zhǎng)方體的體積=長(zhǎng)寬高 正方體的體積=棱長(zhǎng)棱長(zhǎng)棱長(zhǎng)V = abh V =a.a.a 或 V=a3 讀作a的立方表示3個(gè)a相乘。 長(zhǎng)方體和正方體底面的面積，叫做它們的底面積。長(zhǎng)方體和正方體體積計(jì)算的統(tǒng)一公式：長(zhǎng)方體（或正方體）的體積 = 底面積高 V = sh正方體的棱長(zhǎng)擴(kuò)大縮小若干倍，它的表面積擴(kuò)大或縮小這個(gè)倍數(shù)的平方，體積擴(kuò)大或縮小這個(gè)倍數(shù)的立方。長(zhǎng)方體的長(zhǎng)、寬、高同時(shí)擴(kuò)大縮小若干倍，它的表面積擴(kuò)大或縮小這個(gè)倍數(shù)的平方，體積擴(kuò)

16、大或縮小這個(gè)倍數(shù)的立方。分?jǐn)?shù)乘法知識(shí)要點(diǎn)：分?jǐn)?shù)與分?jǐn)?shù)相乘，用分子相乘的積作分子，分母相乘的積作分母。分?jǐn)?shù)與分?jǐn)?shù)相乘的計(jì)算方法對(duì)于整數(shù)與分?jǐn)?shù)相乘也適用，因?yàn)檎麛?shù)可以化成分母是1的分?jǐn)?shù)。求一個(gè)數(shù)的幾分之幾是多少，用乘法計(jì)算。（求一個(gè)數(shù)的幾倍是多少，也用乘法計(jì)算）乘積是1的兩個(gè)數(shù)互為倒數(shù)。A、求一個(gè)分?jǐn)?shù)的倒數(shù)，把它的分子和分母調(diào)換位置。 B、整數(shù)（0除外）的倒數(shù)是 C、 1的倒數(shù)是1 D、 0沒(méi)有倒數(shù)。E、真分?jǐn)?shù)的倒數(shù)都大于1，假分?jǐn)?shù)的倒數(shù)都小于或等于1。分?jǐn)?shù)除法知識(shí)要點(diǎn)1、甲數(shù)除以乙數(shù)（乙數(shù)不為0），等于甲數(shù)乘乙數(shù)的倒數(shù)。2、一個(gè)數(shù)（不為0），乘一個(gè)小于1的數(shù)，得數(shù)比這個(gè)數(shù)小； 乘一個(gè)大于1的數(shù)，

17、得數(shù)比這個(gè)數(shù)大。3、被除數(shù)（不為0），除數(shù)大于1，商比被除數(shù)小；除數(shù)小于1，商比被除數(shù)大；除數(shù)等于1，商等于被除數(shù)。4、做分?jǐn)?shù)乘除法應(yīng)用題的注意點(diǎn)：（1）找出關(guān)鍵句，確定單位“1”、比較量，看清單位“1”是已知還是未知。（2）單位“1”已知，求比較量，用乘法計(jì)算。 單位“1” 分率 = 比較量 單位“1”未知，求單位“1”，用方程或除法計(jì)算。 對(duì)應(yīng)量對(duì)應(yīng)分率=單位“1”5、求一個(gè)數(shù)是另一個(gè)數(shù)的幾分之幾用除法計(jì)算。（求一個(gè)數(shù)是另一個(gè)數(shù)的幾倍，也用除法計(jì)算） 求一個(gè)數(shù)的幾分之幾是多少，用乘法計(jì)算。（求一個(gè)數(shù)的幾倍是多少，也用乘法計(jì)算）認(rèn)識(shí)比知識(shí)要點(diǎn)1、兩個(gè)數(shù)的比表示求兩個(gè)數(shù)相除，比的前項(xiàng)除以后項(xiàng)所

18、得的商叫做比值。比與除數(shù)、分?jǐn)?shù)的聯(lián)系：比前項(xiàng)后項(xiàng)比值除法被除數(shù)除數(shù)商分?jǐn)?shù)分子分母分?jǐn)?shù)值補(bǔ)充：比的后項(xiàng)不能為0 。 比值不能帶單位名稱。3、比的基本性質(zhì)：比的前項(xiàng)和后項(xiàng)同時(shí)乘或除以相同的數(shù)（0除外），比值不變。 4、化簡(jiǎn)比的依據(jù)：比的基本性質(zhì)。5、化簡(jiǎn)比與求比值的區(qū)別化簡(jiǎn)比：化成最簡(jiǎn)單的整數(shù)比，有前項(xiàng)、后項(xiàng)和比號(hào)； 求比值：是前項(xiàng)除以后項(xiàng)所得的商。認(rèn)識(shí)百分?jǐn)?shù)知識(shí)要點(diǎn)1 表示一個(gè)數(shù)是另一個(gè)數(shù)的百分之幾的數(shù)叫做百分?jǐn)?shù)，也叫做百分率或百分比。百分?jǐn)?shù)通常用%來(lái)表示。百分號(hào)“%”是表示百分?jǐn)?shù)的符號(hào)。 2、分母是100的分?jǐn)?shù)不一定是百分?jǐn)?shù)。3、分?jǐn)?shù)既可以表示一個(gè)數(shù)是另一個(gè)數(shù)的百分之幾（分率），也可以表示具體

19、數(shù)量；百分?jǐn)?shù)只表示一個(gè)數(shù)是另一個(gè)數(shù)的百分之幾（分率）。百分?jǐn)?shù)不能帶單位名稱。4. 小數(shù)化成百分?jǐn)?shù)：只要把小數(shù)點(diǎn)向右移動(dòng)兩位，同時(shí)在后面添上百分號(hào); 百分?jǐn)?shù)化成小數(shù)：把百分?jǐn)?shù)化成小數(shù)，只要把百分號(hào)去掉，同時(shí)把小數(shù)點(diǎn)向左移動(dòng)兩位。 5. 分?jǐn)?shù)化成百分?jǐn)?shù)：通常先把分?jǐn)?shù)化成小數(shù)（除不盡時(shí)，通常保留三位小數(shù))，再把小數(shù)化成百分?jǐn)?shù)。 6. 百分?jǐn)?shù)化成分?jǐn)?shù)：先把百分?jǐn)?shù)改寫(xiě)成分?jǐn)?shù)，能約分的要約成最簡(jiǎn)分?jǐn)?shù)。7、求一個(gè)數(shù)是另一個(gè)數(shù)的幾分之幾用除法計(jì)算，求一個(gè)數(shù)是另一個(gè)數(shù)的百分之幾也用除法計(jì)算。常用的數(shù)量關(guān)系式1、每份數(shù)份數(shù)總數(shù)總數(shù)每份數(shù)份數(shù)總數(shù)份數(shù)每份數(shù) 2、速度時(shí)間路程路程速度時(shí)間路程時(shí)間速度 3、單價(jià)數(shù)量總價(jià)

20、總價(jià)單價(jià)數(shù)量總價(jià)數(shù)量單價(jià) 4、工作效率工作時(shí)間工作總量工作總量工作效率工作時(shí)間工作總量工作時(shí)間工作效率 5、加數(shù)加數(shù)和 一個(gè)加數(shù)和另一個(gè)加數(shù)6、被減數(shù)減數(shù)差 被減數(shù)差+減數(shù) 減數(shù)被減數(shù)- 差 7、因數(shù)因數(shù)積 一個(gè)因數(shù)積另一個(gè)因數(shù) 8、被除數(shù)商除數(shù) 被除數(shù)除數(shù)商 除數(shù)被除數(shù)商 9、總數(shù)總份數(shù)平均數(shù)10、相遇問(wèn)題 相遇路程速度和相遇時(shí)間 相遇時(shí)間相遇路程速度和 速度和相遇路程相遇時(shí)間 運(yùn)算定律1. 加法交換律： 兩個(gè)數(shù)相加，交換加數(shù)的位置，它們的和不變，即a+b=b+a 。 2. 加法結(jié)合律： 三個(gè)數(shù)相加，先把前兩個(gè)數(shù)相加，再加上第三個(gè)數(shù)；或者先把后兩個(gè)數(shù)相加，再和第一個(gè)數(shù)相加它們的和不變，即（a+b)+c