2022年物体的浮沉条件及应用知识讲解.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 物体的浮沉条件及应用基础撰稿：肖锋 审稿：蒙阿妮【学习目标】1、知道物体的浮沉条件；2、知道浮力的利用；3、明白轮船的漂浮原理、潜水艇的浮沉原理、气球飞艇的升降；【要点梳理】要点一、物体的浮沉条件高清课堂浮力的应用浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力 G 和竖直向上的浮力 F 浮；而物体的运动状态取决于受力情形,物体的浮沉就取决于它所受的浮力与重力的关系；要点诠释：1当 F浮G 时,合力方向竖直向上上浮,浸没时,所以当当 F浮=G 时,合力为零悬浮当 F 浮G 物体上浮；当时, F 浮=G, 物体悬浮；当,F 浮G 物体下沉；3物体上浮、下沉是

2、运动过程,在此过程中受非平稳力作用,下沉的最终状态是沉到液体底部； 上浮的最终状态是浮出液面,最终漂浮在液面,漂浮和悬浮的共同特点都是浮力等于重力 F 浮=G ；在平稳力作用下静止不动,不同点是排开液体的体积不同,漂浮时物体的体积大于排开液体的体积；悬浮时,物体的体积等于排开液体的体积；4物体浮沉各种状态比较表浮沉状况物理现象运动状态条件物液密度关系与的关系上浮在液体中向上运向上运动动浮漂浮浮在液面上静止在液面上悬 悬浮停留在液体中任静止在液体中何深度的地方下沉在液体中向下运向下运动动沉静 止 在 容 器 底沉底停留在容器底部部要点二、物体浮沉条件的应用名师归纳总结 - - - - - - -

3、第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 从浮力利用的角度看,采纳“ 空心” 的方法可以增加可利用的浮力；即使现代化的轮船,也采纳的是这种古老的方法；要点诠释：1轮船 轮船浮于水面,它们受到的浮力等于船的总重；轮船浮力的大小通常用排水量来表示,排水量是指轮船满载时排开的水的质量,依据漂浮条件知,排水量船自身的质量满载时货物的质量；2潜水艇潜水艇是靠转变自身的重力来实现浮沉的,潜水艇为了实现升降,必需使浮力大小不等于重力,潜水艇在水下时,由于艇壳不能任意转变,因此浮力是不变的,要想掌握上浮、下沉就只有转变自重, 潜水艇两侧都有水舱,与高压气舱相连, 高压气体能将水从

4、水舱内排出,减小潜水艇重力, 当其小于浮力时潜水艇就上浮；当浮力大小等于重力,潜水艇可在水中任一位置保持静止,即悬浮；关闭高压气舱使进水口打开,在水压作用下水舱进水,自重增大到大于浮力时,潜水艇开头下沉；3气球和飞艇气球和飞艇是漂浮在空中的,内部所充气体的密度必需小于空气的密度,一般充有氢气或氦气,充气时体积增大,浮力增大,当浮力增大到大于其重力时,气球和飞艇就上升；反之,排出一部分氢气或氦气时,气球和飞艇就下降,因此它们是通过转变体积来实现上升和下降的；热气球是通过加热的方式使气球内气体热膨胀,从而减小气体的密度,因此热气球只要停止加热,气球体积就会缩小,浮力减小,降回地面；【典型例题】类型

5、一、物体的浮沉条件1、如下图,甲、乙两杯盐水的密度分别为甲、乙；将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中,鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为 F乙；就以下关系正确的选项是F 甲；在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为A甲乙B甲乙CF甲F 乙DF甲F 乙【答案】 B 【解析】 鸡蛋在甲盐水中悬浮,所以鸡蛋的密度等于甲盐水的密度；在乙盐水中漂浮,所以鸡蛋的密度小于乙盐水的密度；因此乙的密度大于甲的密度,所以 A 错误, B 正确；鸡蛋在甲中悬浮,所以此时浮力等于重力；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 都错误；【总结升华】 此题主要考查了浮沉条件,肯定要把握物体浮沉情形与密度的

6、关系；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 举一反三：【变式】 为探究物体的浮沉和有关因素的关系,小刚将一个鲜鸡蛋先放入一个装有大半杯清水的玻璃杯中,鸡蛋沉入杯底, 然后向杯中逐步加盐,在此过程中,以下分析正确的选项是 A鸡蛋所受浮力不变 B鸡蛋所受重力变大C杯底所受的压强不变 D鸡蛋可能会渐渐上浮【答案】 D 2、园园煮汤圆时发觉,生汤圆放入锅内,由于浮力选填“ 大于” 或“ 小于”重力而下沉；煮熟的汤圆因其内部受热膨胀,浮力选填“ 增大” 或“ 减小”,汤圆上浮；假设一个汤圆的体积约为 Ng 取 10N/kg ；【答

7、案】20cm3,那么它在上浮过程中未露出水面所受浮力约为【解析】 生汤圆放入锅内,体积较小,重力大于浮力,所以下沉,煮熟的汤圆因其内部受热膨胀,体积变大,所受浮力变大,3 10N/kg 20 10-6m3 ；所受浮力约为F 浮= gV排=1000kg/m【总结升华】 此题考查物体的沉浮条件和浮力的运算,关键知道物体重力大于浮力时下沉,等于浮力时悬浮, 小于浮力时上浮,仍要知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积；类型二、浮沉条件的应用3、体积为 7 10 3m 3 的潜水艇悬浮在海水中时,所受的浮力是 Ng=10N/kg , 海水 103kg/m 3；把水舱中的水排出一部分后,潜

8、水艇将上浮,在未露出水面之前,潜水艇所受的浮力填“ 变大”、“ 变小” 或“ 不变”,潜水艇上浮的缘由是；【思路点拨】 由浮力的运算公式可求得潜水艇所受浮力；时所受浮力的变化；由潜水艇的原理可知潜水艇上浮的缘由；依据浮力公式可知潜水艇上浮【答案】 107；不变；排出水后,潜水艇的重力小于浮力；【解析】 潜水艇在海水中所受浮力F=海水 103kg/m3 10N/kg 7 103m3 107N；将水排出一部分后,由于潜水艇的重力减小,浮力大于重力,故潜水艇上浮；潜水艇之所以能上浮是由于将水舱内的水排出后,潜水艇自身的重力减小,浮力大于重力,故上浮；【总结升华】 潜水艇为物体浮沉条件的典型应用,应把

9、握其原理；举一反三：【变式 1】如图,体积相同的氢气球和空气球,释放前它们所受浮力的名师归纳总结 大小关系是；刚释放时,氢气球上浮,而空气球却浮不起来,这是因第 3 页,共 5 页为氢气球所受浮力它所受重力, 空气球所受浮力它所受重力选填“ 大于” 、“ 等于” 或“ 小于”；【答案】 相等；大于 ；小于- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 【变式 2】高清课堂浮力的应用例3用塑料瓶、透亮胶带、螺母、麦管或塑料管、容器和水等,按图制作了一只潜水艇模型；为使潜水艇下沉,就必需从进排气管处“ 填吹气 / 吸气” , 潜水艇在下沉的过程中所受到水的压强填“ 减小

10、/ 不变 / 增大” ,浮力填“ 减小 / 不变 / 增大” ；【答案】 吸气 ； 增大 ； 不变4、在远洋轮船的船舷上都漆着五条“ 吃水线” 又称“ 载重线” ,如下图,其中标有 W 的是北大西洋载重线,标有 S的是印度洋载重线；当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力变化以及北大西洋与印度洋的海水密度 和 的关系有A浮力增大 B浮力减小C浮力不变 D浮力不变【思路点拨】 轮船都漂浮,受到的浮力都等于轮船受到的重力；得出了受到浮力的大小关系,由载重线知道排开水的体积的大小关系,再依据阿基米德原理分析海水密度的大小关系；【答案】 C 【解析】 轮船在北大西洋和印度洋中均漂浮在海水面上,满意F

11、浮=G ,轮船重力不变,从北大西洋驶向印度洋所受浮力相等；由图可知,北大西洋载重线W 在印度洋载重线S 下方,即轮船在北大西洋中排开海水的体积小于在印度洋中排开海水的体积；由公式,得；【总结升华】 解此题关键是从选项中知需要比较船在两种海水中浮力和密度大小；两种情形都漂浮,都等于船重,故浮力不变；依据 知,大的 小, V 1V 2,故；举一反三：名师归纳总结 【变式】一艘 5000t 的货轮从我国东海驶入长江的南京港,该货轮受到的浮力_选第 4 页,共 5 页填“ 变大” “ 变小” 或“ 不变”,货轮在水面以上的高度将_；选填“ 增加”“ 减小” 或“ 不变 - - - - - - -精选学

12、习资料 - - - - - - - - - 【答案】 不变；减小5、 某课外小组在争论马铃薯在水中的浮沉情形时,通过往水中加盐,最终使马铃薯漂浮在水面上；由于时间关系,当 时他们没有准时整理试验器材,几天后他们来整理时,诧异地 发觉原先浮在水面的马铃薯又都沉到容器底部,如下图,他们 打算对这现象进行争论；对此现象,他们提出了以下几种猜想：猜想 1、可能由于水的蒸发,盐水的密度变大,导致马铃薯下沉；猜想 2、可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后质量变大,导致马铃薯下沉；猜想 3、可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后体积变小,导致马铃薯下沉；1,你认为他们否认的理由是 _；接着 经过一番争论,他们立刻否认了猜

13、想 他们就猜想 2 和猜想 3 进行如下的试验操作：取三块马铃薯,编上 A 、B、C 号,分别测 出其质量和体积； 配制一大杯盐水；将这三块马铃薯放在盐水中使其漂浮；几天后发觉 马铃薯都沉在容器底部,将其捞出擦干,分别测出其质量和体积；试验数据记录如下表所示马铃薯的编号质量 g放入盐水前体积 cm3 在盐水中下沉后放入盐水前在盐水中下沉后A B C 请分析上述试验数据后答复,猜想40 33 50 41 69 57 2 是 _填“ 正确” 或“ 错误”的；你认为导致马铃薯下沉的缘由是_；【答案】 盐水密度变大,马铃薯排开盐水的体积会变小,马铃薯仍漂浮在液面上；错误；马铃薯密度变大,大于盐水密度使其下沉的；【解析】 盐水密度变大, 马铃薯排开盐水的体积会变小,马铃薯仍漂浮在液面上,错误；马铃薯的密度增大,大于盐水的密度导致马铃薯下沉；表中数据显示马铃薯在盐水中下沉后质量减小,薯为例 ,放入盐水前的密度为明显猜想 2 是错误的 , 以编号 A 的马铃,而在盐水中下沉后的密度为,马铃薯的密度变大了,可以得出结论,是由于马铃薯密度变大,大于盐水密度使其下沉的；名师归纳总结 当【总结升华】对于实心的物体,当时,漂浮；当时,物体悬浮；第 5 页,共 5 页,物体下沉；- - - - - - -