45部编物理专题 物体的浮与沉知识点串讲解析版Word格式文档下载.docx

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10-6m3×

10N/kg=8N

(2)因为F浮>G物,所以物体将上浮,最终漂浮在液面上

2.从密度关系看物体的浮沉

(1)ρ液>ρ物,物体将漂浮在液面上

(2)ρ液=ρ物,物体悬浮在液体中任一位置

(3)ρ液<ρ物,物体将下沉,最终沉在容器底部

典例3.(2019·

湘潭)把密度为0.9×

103kg/m3,重为27N的物体放入水中,当物体静止时处于状态,此时物体受到的浮力大小为N;

如果把这个物体放入酒精中,当物体静止时又处于状态,此时其受到的浮力大小为N。

(酒精密度为0.8×

103kg/m3)

【答案】漂浮、27N、沉底、24N

(1)∵ρ液>ρ物∴物体将漂浮在水面上

∴F浮=G物=27N

(2)∵ρ液<ρ物∴物体将沉入容器底部

m物=

=2.7kg=2700g

V物=

=3000cm3

F浮=ρ酒V排g=0.8×

3000×

10N/kg=24N

典例4.(2019·

枣庄)把体积为2×

10-3m3、质量为1.2kg的物体放入水中,求:

(1)物体的密度

(2)物体的浮沉情况

(3)当物体静止时其受到的浮力为多少?

【答案】0.6×

103kg/m3、物体将漂浮在水面上、12N

(1)ρ物=

=0.6×

103kg/m3

(2)∵ρ物<ρ水∴物体将漂浮在水面上

(3)因为物体漂浮在水面上,所以F浮=G物=mg=1.2kg×

10N/kg=12N

知识点二:

比较物体浮力的大小

1.依据:

F浮=ρ液V排g,ρ液相同,比V排;

V排相同,比ρ液。

说明:

专题10中已详细讨论,此处不再赘述,但如果ρ液和V排都不同,或其中一个量的大小不能直接分辨出,将无法通过方法来比较浮力的大小。

2.依据:

F浮与G物的关系

典例5.(2020·

徐州中考黑白卷)质量相等的实心铜球、铁球和木球,分别放入盛有水的容器中(ρ铜>ρ铁>ρ水>ρ木,水量足够多),三个球静止时,受到的浮力大小情况是

A.木球受到的浮力最大B.铁球受到的浮力最大

C.铜球受到的浮力最大D.三个球受到的浮力一样大

【答案】A

【解析】∵ρ铜>ρ铁>ρ水>ρ木

∴铜球静止时沉底,F浮铜<G铜,即F浮铜<mg

铁块静止时沉底,F浮铁<G铁,即F浮铁<mg

木球静止时漂浮,F浮木=G木,即F浮木=mg

由此得到木块受到的浮力最大,故选A

典例6.(2019·

淮安启明外国语初二期末试题)一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力。

当船由内河驶入大海后,船受到的浮力(以上两空选填“变大”、“变小”或“不变”),船相对水面将(选填“上浮一些”、“下沉一些”或“保持不变”)

【答案】变大、不变、上浮一些

(1)法一:

装货前,F浮1=G船;

装货后,F浮2=G船+G货;

易知船受到的浮力变大了。

法二:

装货后船身下沉一些,说明V排变大了,根据F浮=ρ液V排g易知船受到的浮力变大了。

(2)船在内河行驶时,F浮=G船+G货;

船在大海行驶时,F浮'

=G船+G货,所以船受到的浮力不变

(3)由于浮力不变,海水的密度大于河水的密度,根据V排=

,可知船在海水中行驶时V排小,所以船身会上浮一些。

知识点三:

改变物体浮沉的方法

1.在浮力不变的情况,通过改变物体自身的重力在实现上浮下沉,如潜水艇。

2.在物体自身重力不变的情况下,通过改变浮力在实现上浮下沉。

①改变液体密度来改变浮力实现上浮下沉,如水中加盐可使沉底的鸡蛋浮起来。

②改变物体排开液体的体积来实现上浮下沉,如蒸熟的水饺会浮起来、鱼通过鱼鳔来调节自已在水的浮沉。

③把物体做成空心的也可以增大排开液体的体积,如轮船。

典例7.(2020·

扬州中考模拟)如图所示潜水艇的原理示意图,当潜水艇在水中处于悬浮状态时,所受浮力与重力的大小关系为F浮G物(选填“>”“<”或“=”)。

当用压缩空气将水舱中的水排出一部分时,潜水艇将(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。

【答案】等于、上浮

【解析】当潜水艇在水中处于悬浮状态时,所受浮力与其重力的大小相等,即F浮=G物。

当用压缩空气将水舱中的水排出一部分时,潜水艇排开水的体积不变,即其受到的浮力大小不变,但潜水艇的重力减小,F浮>G物'

,潜水艇将上浮。

典例8.(2020·

溧水中考模拟)小华用空牙膏管探究物体的沉与浮。

如图所示,牙膏管悬浮在水中,牙膏管所受浮力(选填“>”“<”或“=”)其重力;

向水中加盐后,牙膏管将(选填“上浮”或“下沉”),如果不加盐,而是将牙膏管内部空气排出,则再次放入水中后,牙膏管将.(选填“上浮”或“下沉”).

【答案】等于、上浮、下沉

【解析】因为牙膏管悬浮在水中,所以F浮=G物;

向水中加入食盐后,水的密度将增大,牙膏管排开水的体积不变,根据公式F浮=ρ液V排g可知,牙膏管受到的浮力变大,因此,牙膏管将上浮;

如果不向水中加食盐,而是将牙膏管内部分空气排出,会使牙膏管排开水的体积变小,受到的浮力变小,因此F浮<G物,牙膏管将下沉。

典例9.(2019·

常州初二期末联考)元宵节是中国的传统节日,这一天全家欢聚,常常煮汤圆以表示庆贺,园园在帮姥姥煮汤圆时发现,生汤圆放入锅中,由于浮力(选填“大于”“小于”或“等于”)重力而下沉,煮熟的汤圆因内部气体受热膨胀,浮力(选填“变大”“变小”或“不变”),致使浮力大于重力,汤圆(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”).

【答案】小于、增大、上浮

【解析】汤圆放入锅中,将下沉,说明浮力小于重力,而当煮熟的汤圆因受热膨胀,造成排开液体体积变大,浮力增大,则致使浮力大于重力,则汤圆上浮。

知识点四:

当物体处于漂浮和悬浮时,运用F浮=G物解题

典例10.(2019·

常州初二期末联考)如图所示,将体积为1000cm3的实心木块轻轻放入盛满水的大水槽内.待木块静止时,从水槽中溢出了550g水,g取10N/kg.求:

(1)木块静止时受到的浮力大小;

(2)木块的重力大小;

(3)木块的密度.

【答案】5.5N、5.5N、0.55×

(1)F浮=G排=m排g=0.55kg×

10N/kg=5.5N

(2)G木=F浮=5.5N

(3)m木=

=0.55kg=550g

ρ木=

=0.55g/cm3=0.55×

典例11.(2019·

沈阳中考模考)质量为0.27kg的苹果漂浮在水中时,约有

的体积位于水面之上,如图所示,请解答:

(g取10N/kg)

(1)苹果受到的浮力大小;

(2)苹果浸在水中的体积

(3)苹果的密度.

【答案】2.7N、270cm3、0.9×

(1)F浮=G苹果=m苹果g=0.27kg×

10N/kg=2.7N

(2)V排=

=2.7×

10-4m3=270cm3

(3)∵V排=(1-

)V苹果∴V苹果=

V排=

×

270cm3=300cm3

ρ苹果=

=0.9g/cm3=0.9×

知识点五:

密度计原理

1.密度计在被测液体中漂浮,由浮沉条件F浮=G知,放入不同液体中,密度计受到的浮力大小相同

2.密度计的刻度越往下越大,且刻度分布也不均匀,上面间隔大,下面间隔小。

3.通过增加物体或减小密度计的截面,可以增大相邻刻度间的距离。

典例12.(2018·

西宁中考)将木棒一端缠绕一些铜丝,能使木棒竖直浮在液体中,这就制成了一个很有用的简易密度计。

将它分别放到盛有不同液体的杯中,静止时的情况如图所示,对于这个简易密度计所运用的知识,下列说法正确的是

A.它在甲液体中所受的重力大于浮力B.可以仅用它直接测出液体的密度值

C.用它可以判断出乙液体的密度小D.它在两种不同液体中所受浮力相等

【答案】D

【解析】由图知,密度计在两种液体中都漂浮,受到的浮力都等于密度计的重力,即它在两种不同液体中所受浮力相等,因密度计在两种液体中排开液体的体积不同,根据公式F浮=ρ液V排g可以比较两种液体密度的大小,V排大的液体密度小,可见甲液体的密度小、乙液体的密度大,但简易密度计上没有标出刻度值,所以无法直接读出液体密度的大小,故A、B、C错,D正确。

典例13.(2020·

南京中考模拟试题)小明利用18cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制密度计.(ρ水=1.0×

103kg/m3)

(1)制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器,现有250mL的量筒和400mL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。

改进后小明将密度计放入水中,测出吸管露出水面的长度是10.8cm,小明将该密度计放入某液体中,吸管露出液体的长度为9cm.则此液体的密度是kg/m3。

【答案】

(1)250mL的量筒

(2)配重太轻、0.8×

103

(1)由于该吸管制成的密度计高度较高,而400mL的烧杯底面积较大、高度相对较小;

当把该密度计放入盛有液体的烧杯中时,密度计可能接触底部,密度计不能正常使用,所以制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器应该是250mL的量筒;

(2)自制的密度计放入水中不能直立漂浮,其原因可能是重心偏上,也就是配重太轻;

因为密度计不管是在水中还是在液体中,都是漂浮状态,所以F浮水=F浮液=G,

设密度计的底面积为S,已知吸管露出水面的长度是10.8cm,

所以吸管浸入水中的深度为18cm-10.8cm=7.2cm,

浸入液体中的深度为18cm-9cm=9cm,

则ρ水gSh水=ρ液gSh液,

即:

1.0×

0.072m=ρ液×

0.09m,

解得ρ液=0.8×

103kg/m3.

1.(2020·

宿迁中考模拟)关于物体的浮沉条件及应用,下列说法不正确的是

A.气球和飞艇在空气中也遵循相同的浮沉条件

B.轮船的排水量等于轮船满载时货物和船身的总质量

C.潜水艇是通过改变自身重力的大小来实现下潜和上浮的

D.密度计在测量不同液体的密度时,所受浮力的大小与液体的密度有关

【解析】气球和飞艇上浮到空中,在空气中也遵循相同的浮沉条件,故A正确,不合题意;

轮船的“排水量”是指轮船满载时排开水的质量,因船漂浮在水面上时,所以船受到的浮力等于物体和船身的总重力,那么满载时的排水量就等于轮船自身质量与货物质量之和,故B正确,不合题意;

潜水艇在潜入水中时,排开水的体积等于物体的体积,由于潜水艇本身的体积不变,所以排开水的体积不变,根据F浮=ρ水V排g可知其受到的浮力不变,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身的重力来实现的,故C正确,不合题意;

密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力不变,所以密度计在不同液体中所受浮力的大小与液体的密度无关,故D不正确,符合题意。

故选D。

2.(2020·

徐州中考模拟)下列各种说法中,正确的是

A.轮船从长江驶入大海,所受的浮力变大

B.水下的潜水艇,下潜越深受到的浮力越大

C.气象探测气球里所充气体的密度小于空气密度

D.同一支密度计漂浮在不同液体中,受到的浮力大小不同

【答案】C

【解析】轮船无论是在长江还是在海中都漂浮,浮力等于轮船重,受到的浮力不变,故A错误;

潜水艇在水中下潜深度越深,由于排开水的体积等于物体的体积,即V排=V艇,根据F浮=ρ液V排g可知,受到的浮力不变,故B错误;

气球是利用在空气中的浮力来工作的,充入气体的密度小于空气的密度时,才可以升空,故C正确。

密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,同一支密度计漂浮在不同液体中,受到的浮力大小不变,故D错误。

故选C。

3.(2020·

高邮中考模拟)小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图所示).他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮.下列说法错误的是

A.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力

B.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”不可能悬浮在水中

C.“浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出

D.潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同

【答案】B

【解析】挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,这时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。

故A正确;

松开手,小瓶内水面上的空气体积增大,压强减小,浮沉子里面被压缩的空气把水压出来,此时浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;

当浮力等于重力,就会悬浮在水中;

故B错误,C正确;

D.潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同,都是靠改变自身重力来实现沉浮的,故D正确。

故选B。

4.(2020·

芜湖中考模拟)将同一个苹果分别放入两种液体中,苹果静止后,情形如图所示。

苹果在甲液体中受到的浮力为F甲,在乙液体中受到的浮力为F乙,则

A.F甲>F乙B.F甲=F乙C.F甲<F乙D.条件不足,无法判断

【解析】苹果在甲液体中漂浮,苹果受到的浮力F甲=G;

苹果在B液体中沉底,苹果受到的浮力F乙<G,所以,F甲>F乙。

故选:

A。

5.(2020·

福州中考模拟)在家庭实验室中,小明把鸡蛋放入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底如图甲所示;

向杯中加盐,鸡蛋悬浮如图乙所示;

再加盐鸡蛋漂浮如图丙所示.三种情况下,各物理量间的关系正确的是(鸡蛋质量保持不变)

A.液体的密度ρ甲=ρ乙<ρ丙B.鸡蛋排开液体的质量m甲=m乙>m丙

C.鸡蛋受到的浮力F甲<F乙=F丙D.液体对容器底部的压强p甲=p乙>p丙

【解析】鸡蛋在甲中沉入水底,则ρ甲<ρ鸡蛋,F甲<G;

在图乙中悬浮,则ρ乙=ρ鸡蛋,F乙=G;

在图丙中漂浮,则ρ丙>ρ鸡蛋,F丙=G;

∴液体的密度ρ甲<ρ乙<ρ丙,A错误;

鸡蛋受到的浮力F甲<F乙=F丙,C正确;

∵F浮=G排=m排g,∴鸡蛋排开液体的质量m甲<m乙=m丙,B错误;

液体对容器底底部的压强与液体的密度和深度有关,由于深度相同,液体的密度ρ甲<ρ乙<ρ丙,液体对容器底的压强p甲<p乙<p丙,D错误。

6.(2020·

佛山中考模拟)为安全起见,游泳初学者常使用一块泡沫浮板,用双臂把浮板压入水中,借助浮板所受的浮力来辅助游泳.已知泡沫浮板的密度为0.1×

103kg/m3,体积为3000cm3。

求:

(1)当浮板自由漂浮在水面上时,浮板受到的浮力的大小.

(2)浮板被压入水中静止时,浮板受到双臂的压力的大小.

【答案】3N、27N

(1)泡沫浮板的体积:

V=3000cm3=3×

10-3m3,

泡沫浮板的质量:

m=ρV=0.1×

10-3m3=0.3kg,

因为浮板自由漂浮在水面上,所以浮板受到的浮力F浮=G=mg=0.3kg×

10N/kg=3N

(2)因为浮板被压没入水中,F浮'

=ρ水V排g=1×

10-3m3×

10N/kg=30N,

浮板完全浸没时,根据力的平衡条件有:

F浮'

=F压+G浮板

所以手对浮板的压力:

F压=F浮'

-G浮板=30N-3N=27N

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