初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義版塊10 浮力 專題10-6　浮力應用 （學生版）

頁專題10-6浮力應用知識·解讀一、輪船：1、鋼鐵的密度比水大，可以把它做成空心，以使它能排開更多的水，增大可以利用的浮力。2、輪船的大小通常用排水量來表示。排水量就是輪船裝滿貨物時排開水的質(zhì)量。二、潛水艇：由于潛水艇中兩側有水箱，它浸沒在水中時受到的浮力不變，但是可以通過調(diào)節(jié)水箱中的儲水量來改變潛水艇的自重，從而改變浮力與重力的關系，而使它下沉、懸浮或上浮.三、氣球：充入的是密度比空氣小很多的氣體，如氫氣、氦氣?？諝鈱λ母×Υ笥谒闹亓Γ詺馇蚩梢陨敫呖?四、密度計：1、利用物體的漂浮條件進行工作。同一密度計在不同的液體中漂浮時，V排不同，但浮力相同2、密度計上的刻度值“上小下大”且分布不均勻“上疏下密”：液體的密度越大，對應的V排典例·解讀例1、如圖所示，例1、如圖所示，若“玉林號”導彈護衛(wèi)艦從大海駛入珠江，下列分析正確的是()A.浮力變小，艦體上浮一些B.浮力變大，艦體下沉一些C.浮力不變，艦體下沉一些D.浮力不變，艦體上浮一些【答案】【答案】C．【解析】當“玉林號”導彈護衛(wèi)艦從大海駛入珠江后始終處于漂浮狀態(tài)，則船受到的浮力F?。紾，因為船受到的重力不變，所以船受到的浮力不變；由阿基米德原理F?。溅岩篻V排，ρ江水<ρ海水可知，排開江水的體積大于排開海水的體積，即船浸入江水中的體積大于浸入海水中的體積，故船體下沉一些，C正確．故選C.類型二：浮力與圖像例2、小張看到雞蛋浮在鹽水面上，如圖甲所示，他沿杯璧緩慢加入清水使雞蛋下沉。在此過程中，雞蛋受到的浮力F隨時間t的變化圖像可能是圖乙中的()【答案】【答案】D．【解析】加清水過程中液體密度減小，雞蛋開始時仍然漂浮，漂浮過程浮力不變，開始浸沒后浮力逐漸減小，但不會等于0.故選D.類型三：浮力與沉浮狀態(tài)例3、例3、在氣球下面掛一金屬塊，放入水中處于懸浮狀態(tài)，如圖所示．若水足夠深，把氣球和金屬塊往下移動一段距離，松開手，它們將（）A．靜止不動B．上浮，靜止時回到原來位置C．上浮，最后浮在液面上D．下沉，最后沉在水下【答案】【答案】D．【解析】原來金屬塊和小氣球懸浮在水中，F(xiàn)浮=G；把系統(tǒng)的位置輕輕向下移動一些，所處的深度增加，由公式p=ρgh知，小氣球受到水的壓強增大，氣球的體積變小，所以氣球排開水的體積減小，由公式F浮=ρ液gV排知，氣球受到的浮力減小，使得浮力小于自重而向下運動，最后沉在水下．故選：D．類型四：浮力與密度計例4、例4、一個密度計如圖所示，其刻度部分的A、B兩點，分別是最上面和最下面的刻度位置，這個密度計的測量范圍是1.0×103kg/m3～1.6×103kg/m3，把這個密度計放入某種液體中，液面的位置恰好在A、B的中點C處，則這種液體的密度是________g/cm3。（計算結果保留兩位小數(shù)）【答案】【答案】1.2．【解析】這類題目較難，注意密度計上的刻度是不均勻的，不能根據(jù)刻度部分的A、B兩點，分別是最上面和最下面的刻度位置，測量范圍是1.0×103kg/m3～1.6×103kg/m3，液面的位置恰好在A、B的中點C處就得出ρC解此類題，一定要理解密度計的工作特點：密度計始終漂浮在被測液體中，浮力始終等于密度計的重力。所以同一個密度計在不同的液體中，雖然排開液體的體積不同，但所受的浮力是相同的。利用這一特點，結合受力分析和阿基米德原理，設未知數(shù)、列平衡方程即可求解。下面看具體解題過程：根據(jù)密度計的原理，V排越大，被測液體的密度就越小ρB設：B點下方的體積為V，AC和BC之間的體積相等用V0表示密度計在待測液體中始終漂浮，受力分析知，浮力始終等于密度計的重力。GFFF得：ρAg(V+2V代入ρA、ρ將其帶入②式解得：ρC≈1.2×1培優(yōu)·訓練一、選擇題1、以下實例中，不是利用浮力的是（）A、氣球的升空B、輪船浮在水面上C、潛水艇上浮D、大型客機的升空2、如圖甲所示，把鐵塊放在空容器中，沿容器壁緩慢向容器中加水至圖示位置。加水過程中，鐵塊受到浮力。則在加水的全過程中，容器底對鐵塊的支持力F與時間t的關系圖像是 ()3、將一半徑為R的實心金屬球，用細線拉著，勻速緩慢地放入水深為2R的盛水容器中，直至容器底部，水未溢出。圖能反映金屬球從與水面剛接觸處開始至容器底部過程中所受浮力的是 ()4、體積相同的三個小球分別放入同種液體中．所處狀態(tài)如圖所示，則下列說法正確的是（）4、體積相同的三個小球分別放入同種液體中．所處狀態(tài)如圖所示，則下列說法正確的是（）A．小球受到的浮力F甲＞F乙＞F丙B．小球受到的浮力F甲＜F乙=F丙C．小球受到的浮力F甲=F乙=F丙D．小球受到的浮力F甲＞F乙=F丙5、貴港是西南地區(qū)第一大的內(nèi)河港口。若一艘輪船從貴港駛往澳門，當它從珠江口駛入大海時()A.它受到的浮力變大B.它受到的浮力變小C.它下沉了一些D.它上浮了一些6、關于潛水艇的上浮和下沉，下列說法正確的是()A.潛水艇是通過改變自身重力達到上浮和下沉的B.潛水艇是通過改變浮力達到上浮和下沉的C.潛水艇下沉越深，所受浮力越大D.潛水艇浮出水面的過程中，所受浮力不變7、某潛水艇在海面下隱蔽跟蹤某個目標，有時要上浮或下潛，但都未露出水面。若該潛水艇下潛時所受的重力為G1，浮力為F1；上浮時所受的重力為G2，浮力為F2，下列對力之間大小關系的判斷，正確的是()A.F1=F2，G1>G2B.F1=F2，G1=G2C.F1<F2，G1=G2D.F1>F2，F(xiàn)2<G2二、填空題1、輪船的排水量是指____________（填“體積”或“質(zhì)量”），輪船從東海駛入長江排水量________（填“增大”、“減小”或“不變”），會_______些。（填“上浮”或“下沉”）。若輪船的排水量為10000t，輪船自身重2000t，該輪船最多能載________t貨物。2、潛水艇對保衛(wèi)我國的南海起著重要的作用。如圖所示，潛水艇在水中處于懸浮狀態(tài)，此時期所受浮力與重力的大小關系為：F________G(填“>”、“<”或“=”)，當壓縮空氣將水艙中的水排出一部分時，潛水艇將________(填“上浮”、“下沉”或“懸浮”)。3、如圖所示為一種自制簡易密度計，它是在木棒的一端纏繞一些銅絲做成的，用它來測量液體密度時，該密度計________在被測液體中(選填“懸浮”、“漂浮”或“下沉”)。將其分別放入裝有液體密度為ρ1和ρ2的兩個燒杯中,可以判斷:ρ1________ρ2。若該密度計兩次測量中排開液體的質(zhì)量分別為m1、m2，則m1________m2。(后兩空選“<”、“=”或“>”)4、非非和柚柚利用吸管、細鐵絲和石蠟各制作了一支簡易密度計。非非的密度計的質(zhì)量為10g，放入液體中，漂浮在液面上，如圖甲，密度計受到的浮力________N，排開的液體重力________N。柚柚的密度計放入液體中，沉到容器底，不好測量液體密度，如圖乙，請?zhí)岢鲆环N改進方法________。(g取10N/kg)5、小明利用18cm長的吸管、細銅絲、石蠟等材料自制密度計。(1)制作密度計的過程中，需要一個盛放液體的容器。現(xiàn)有250mL的量筒和400mL的燒杯供選擇，則小明應選擇________。(2)小明將自制的密度計放入水中，發(fā)現(xiàn)密度計不能直立漂浮，其原因可能________。實驗改進后，小明將密度計放入水中，用刻度尺測出吸管露出水面的長度是10.8cm，則吸管浸入水中的深度h水=________cm。小明將該密度計放入某液體中，吸管浸入液體的深度為9cm，則此液體的密度是多少?(ρ水=1.0×103kg/m3)(3)小明的同學也用吸管制作了密度計，他發(fā)現(xiàn)密度計相鄰兩刻度線之間的距離太小，導致用此密度計測量液體密度時誤差較大，為此同學們提出了如下改進方案，其中可行的是________。A.換大的容器做實驗B.換細的吸管制作密度計C.換稍長的吸管制作密度計D.適當減小密度計的配重6、小明在完成“動手動腦學物理”時，認識了密度計。將其放入液體中，當它豎立靜止時，與液面相交的讀數(shù)即為待測液體的密度。(1)如圖甲、乙所示，讓同一支密度計分別靜止在水和酒精中，密度計受到的浮力________(選填“變大”、“變小”或“不變”)；裝水的容器是________(選填“甲”或“乙”)。(2)小明將一只鉛筆的下端纏繞了適量銅絲，初步做成了一支密度計(如圖丙)。為了給密度計標上刻度，他進行了如下實驗：a.將其放入水中，豎立靜止后，在密度計上與水面相平處標上水的密度值1.0g/cm3;b.將其放入植物油中，用同樣的方法在密度計上標上植物油的密度值0.9g/cm3；c.像標示彈簧測力計刻度的方法一樣，他以兩刻度線間的長度表示0.1g/cm3將整個鉛筆均勻標上刻度；d.他將做好的密度計放入酒精中進行檢驗，發(fā)現(xiàn)液面明顯不在0.8g/cm3刻度處。①如丙圖所示，小明制作的密度計，你認為刻度0.9應該在________點(選填“p”或“q”)。②在實驗步驟c中，小明這樣均勻標示刻度對不對?________③若被測液體的密度為ρ液、密度計浸入被測液體的深度為h(如圖丁)、自制密度計的質(zhì)量為m、鉛筆的橫截面積為S，請你推導出h與ρ液的關系式。(用給定的字母表示推導結果)7、學過浮力知識后，小波用一根粗細均勻的木棍和一些鐵絲（不計鐵絲體積），自己制作了一個測量液體密度的“土密度計”，如圖所示。他把密度計先后放入水和酒精（ρ酒精=0.8g/cm3）中，“土密度計”均處于漂浮狀態(tài)。小波在密度計上面記下了兩種液體液面所在的位置a和b，用刻度尺測量出a和b之間的距離是1cm，但他忘記了刻線跟液體的關系。請你告訴他，刻線b對應的是______（填：“水”或“酒精”）。小波同學把這個“土密度計”放入足夠多的另一種液體中，在密度計上面記下了液體液面所在的位置c，用刻度尺測量出c和b之間的距離是1.5cm，則這種液體的密度為________g/cm3。三、閱讀題1、閱讀《福船》回答問題。福船跨越遙遠時空的海上絲綢之路上，一個名叫“福船”的文化符號歷久彌新。福船作為木質(zhì)時代風帆動力遠洋船只中的佼佼者，成就了明代鄭和、戚繼光、鄭成功等人的偉大壯舉，為中國乃至世界航海史寫下了璀璨的一頁。福船，福建沿海一帶尖底古海船的統(tǒng)稱，上闊下窄，首尖尾寬兩頭翹，復原模型圖如圖所示。其甲板平坦，龍骨厚實，結構堅固；吃水深，容量多，善于裝載，穩(wěn)定性好，抗風力強，適于遠洋。與指南針對航海貢獻相媲美的“水密隔艙福船制造技藝”，是中國對世界航海發(fā)展史產(chǎn)生深遠影響的另一項偉大發(fā)明。2010年11月15日，《中國水密隔艙福船制造技藝》被列入聯(lián)合國教科文組織“急需保護的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄”。所謂“水密隔艙”，就是用厚實的隔艙板把船艙層層隔斷，分隔成互不透水的一個一個艙區(qū)。在航行過程中，如果有一個或兩個艙意外破損，海水進不到其他艙中，從船整體看，仍然保持有足夠的浮力，不至沉沒?！八芨襞摗奔夹g大大提高了船舶的整體抗沉性。另外隔艙板與船殼板緊密連接，使船體結構也更加堅固。分成隔艙，還便利貨物存放管理。水密隔艙福船制造技術，對于遠洋航海史研究有著不可替代的重要學術價值。南京靜海寺《鄭和殘碑》記載：“永樂三年，將領官軍乘駕二千料海船并八櫓船…”。經(jīng)學術界考證，與北京天壇齊名的二千料海船就是福船?！傲稀笔钱敃r流行的用來表示舟船大小的一種計量單位。二千料海船總長61.2米，最大寬13.8米，型深4.89米；滿載時，水線長53米，水線寬13米，吃水3.9米。帆裝、給養(yǎng)、武器、人員、貨物等及船自身質(zhì)量總共可達1170噸。鄭和下西洋是人類海洋文明史的重要組成部分，是世界航海史上時間最早、規(guī)模最大的洲際航?；顒?。比哥倫布到達美洲大陸航海早了87年，比達?伽馬過好望角到達印度的航海早了92年，比麥哲倫的環(huán)球航海早了114年。鄭和下西洋時的中國船舶制造、天文航海、地文航海、季風運用和航海氣象預測等方面的技術和航海知識，在當時均處于世界領先地位。重啟海上絲綢之路的今天，“福船”這個珍貴的文化符號成為新興文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)里重要的創(chuàng)作靈感，依然在啟迪人們不斷去開拓創(chuàng)新。請根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1）福船采用了________技術大大提高了船舶的整體抗沉性。請你展開想象，就福船的這一技術設計理念，舉例說明還可應用在哪些方面：_____________。（2）排水量是衡量造船能力的重要指標。小輝查資料得知：哥倫布遠航美洲時，最大的那艘船的滿載排水量為233t后，他想知道鄭和遠洋時的二千料海船的排水量m。他根據(jù)上文中二千料海船的信息計算出排水體積V=53m×13m×3.9m=2