45部编物理专题 物体的浮与沉知识点串讲解析版.docx

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45部编物理专题物体的浮与沉知识点串讲解析版

专题11物体的浮与沉（知识点串讲）

知识点一：

物体的浮沉条件

1．物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的大小关系。

（1）F浮＞G物，物体将上浮，最终漂浮在水面上，当物体漂浮在液面上时F浮＝G物。

（2）F浮＝G物，物体可以悬浮在液体中任一位置

（3）F浮＜G物，物体将下沉，最终沉在容器底部

典例1．（2019·黄石）小铭同学将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中，当物体静止时，溢水杯中溢出了100g的水，求：

（1）物体的重力

（2）物体受到的浮力

（3）判断物体的浮沉情况

【答案】1.2N、1N、物体将下沉最终沉在容器底部

【解析】

（1）G物＝mg＝0.12kg×10N/kg＝1.2N

（2）F浮＝G排＝m排g＝0.1kg×10N/kg＝1N

（3）因为F浮＜G物，所以物体将下沉最终沉在容器底部

典例2．（2019·宁德）小凡将重为5N的物体放入盛满酒精的大烧杯中，静止后溢出1000cm3的酒精，求：

（1）物体受到的浮力

（2）判断物体的浮沉情况

【答案】8N、物体将上浮，最终漂浮在液面上

【解析】

（1）F浮＝ρ液V排g＝0.8×103kg/m3×1000×10-6m3×10N/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

【解析】

（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＝0.8×103kg/m3×3000×10-6m3×10N/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

【解析】

（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

【解析】

（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、0.55×103kg/m3

【解析】

（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＝0.55×103kg/m3

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、0.9×103kg/m3

【解析】

（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＝0.9×103kg/m3

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

【解析】

（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：

1.0×103kg/m3×g×S×0.072m＝ρ液×g×S×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

【答案】D

【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

【答案】A

【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

【答案】C

【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。

故选C。

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：

（g取10N/kg）

（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

【解析】

（1）泡沫浮板的体积：

V＝3000cm3＝3×10-3m3，

泡沫浮板的质量：

m＝ρV＝0.1×103kg/m3×3×10-3m3＝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＝1×103kg/m3×3×10-3m3×10N/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