課時9.3 物體的浮與沉（解析版）

課時9.3物體的浮與沉（幫課堂）（解析版）【學(xué)習(xí)目標】1.知道物體的浮沉條件2.能用物體的浮沉條件解釋生活中的一些現(xiàn)象【知識導(dǎo)圖】【基礎(chǔ)知識】知識點一：物體沉浮的條件1.前提條件：物體浸沒在液體中，且只受浮力和重力。2.示意圖：重力與浮力的關(guān)系如圖所示：如圖所示，（1）當(dāng)時，物體上浮，。當(dāng)時，物體懸浮，。當(dāng)時，物體下沉，。當(dāng)（物體未完全浸沒液體）時，物體漂浮，3.總結(jié)狀態(tài)上浮下沉懸浮漂浮沉底受力分析F浮與G物的關(guān)系F浮>G物F浮<G物F?。紾物F浮＝G物F浮<G物ρ液與ρ物的關(guān)系ρ液>ρ物ρ液<ρ物ρ液＝ρ物ρ液>ρ物ρ液＜ρ物V排與V物的關(guān)系浸沒時，V排＝V物；露出液面的過程中，V排<V物V排＝V物V排＝V物V排<V物V排＝V物物體的狀態(tài)處于動態(tài)(運動狀態(tài)不斷改變)，受非平衡力作用可以停留在液體的任何深度處是“上浮”過程的最終狀態(tài)是“下沉”過程的最終狀態(tài)處于靜態(tài)，受平衡力知識點二：浮沉條件的應(yīng)用1.密度計（1）工作原理：要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的，使它能夠排開更多的水。排水量：輪船滿載時排開水的質(zhì)量。單位是t，由排水量m可計算出：排開液體的體積；排開液體的重力；輪船受到的浮力，輪船和貨物共重。2.潛水艇工作原理：潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來實現(xiàn)的。3.氣球和飛艇工作原理：氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體如：氫氣、氦氣。為了能定向航行而不隨風(fēng)飄蕩，人們把氣球發(fā)展成為飛艇。4.密度計原理：利用物體的漂浮條件來進行工作。構(gòu)造：下面的金屬粒能使密度計直立在液體中。【易錯點】1.密度均勻的物體懸?。ɑ蚱。┰谀骋后w中，若把物體切成大小不等的兩塊，則大塊、小塊都懸浮（或漂?。?.冰或冰中含有木塊等密度小于水的物體，冰化為水后液面不變，冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體，冰化為水后液面下降。將一小石塊浸沒在水中,放手后小石塊沉入水底,在小石塊下沉過程中,下列分析正確的是A．浮力變大 B．浮力變小C．浮力大于重力 D．浮力小于重力【答案】D【詳解】試題分析：題中小石頭浸沒在水中，在小石塊下沉過程中，排開水的體積不變，故所受到的浮力不變，選項A、B是錯誤的；由于小石塊下沉，由物體的浮沉條件知，其所受的浮力小于重力，選項C是錯誤的．故本題正確選項是D．下列不屬于利用浮沉條件工作的是（）A．輪船B．潛水艇C．飛機 D．熱氣球【答案】C【詳解】A．輪船在水中始終漂浮，利用了浮沉條件，故A不符合題意；B．潛水艇是依靠改變自身的重力來實現(xiàn)上浮和下沉的，利用了浮沉條件，故B不符合題意；C．機翼的形狀上凸下平，飛機起飛或滑行時，機翼上方的空氣流速大、壓強較小，機翼下方的空氣流速小、壓強大，所以機翼受到一個向上的壓強差，從而產(chǎn)生向上的升力，與浮沉條件無關(guān)，故C符合題意；D．熱氣球是利用在空氣中的浮力來工作的，當(dāng)被燃燒器加熱的空氣密度小于氣球周圍空氣的密度時，浮力大于重力，熱氣球才可以升空，故D不符合題意。故選C?！咀鳂I(yè)幫】1.小輝把一條胡蘿卜放入水中，胡蘿卜在水中靜止后如圖甲所示。小輝把胡蘿卜撈起來用刀具挖空胡蘿卜，然后再放入水中，挖空的胡蘿卜靜止后如圖乙所示。關(guān)于此現(xiàn)象下列說法正確的是（）A．甲圖中胡蘿卜受到的浮力小于乙圖中胡蘿卜受到的浮力B．甲圖中胡蘿卜受到的浮力大于乙圖中胡蘿卜受到的浮力C．乙圖中胡蘿卜受到的浮力大于它排開的水所受的重力D．乙圖中胡蘿卜受到的浮力大于它所受的重力【答案】B【詳解】AB．甲乙兩圖中胡蘿卜的體積相同，但甲圖中排開水的體積更大，根據(jù)阿基米德浮力原理，則甲圖中胡蘿卜受到的浮力大于乙圖中胡蘿卜受到的浮力，故A錯誤、B正確；CD．乙圖中胡蘿卜漂浮，受到的浮力等于它所受的重力，根據(jù)阿基米德浮力原理，受到的浮力等于它排開的水所受的重力，故CD錯誤。故選B。2．將一支密度計先后放入甲、乙兩容器中，如圖，兩容器中液體的密度分別是ρA、ρB，密度計受到液體的浮力是FA、FB，則ρA、ρB和FA、FB的關(guān)系分別是（）A．ρA<ρBFA＝FB B．ρA<ρBFA>FBC．ρA>ρBFA＝FB D．ρA＝ρBFA>FB【答案】C【詳解】因為密度計漂浮，所以F浮=G，所以密度計在A、B兩種液體中受到的浮力相等（FA=FB），都等于密度計受到的重力G；由圖知，密度計排開液體的體積VA＜VB因為F浮=ρ液gV排，所以A、B液體的密度ρA＞ρB故選C。3．一艘船從東海駛?cè)朦S浦江時，船受的浮力將會（）A．浮力不變，船身下沉些 B．浮力增大，船身上浮些C．浮力減少，船身下沉些 D．浮力不變，船身上浮些【答案】A【詳解】船在東海和黃浦江均處于漂浮狀態(tài)，船受到的浮力大小等于重力大小，而船重力不變，則船受到的浮力大小不變，又因為海水密度大于江水密度，根據(jù)阿基米德原理可知：排開江水的體積偏大，則船身將下沉些，故A符合題意．4．以下表述錯誤的是（）A．飛艇和飛機獲得升力的原理相同B．氫氣球在空中上升過程中受氣壓影響體積會變大C．熱氣球充的是加熱后體積膨脹的熱空氣D．潛水艇工作時是通過改變自身重力的方式來實現(xiàn)浮沉的【答案】A【詳解】A．飛艇是由于在空中，受到的浮力大于重力，從而獲得升力的；而飛機是由于機翼的上下表面空氣流速不一樣，從而壓強不一樣，獲得升力；它們獲得升力的原理不相同，故A錯誤，符合題意；B．氫氣球在空中上升過程中，大氣壓越來越小，那么其自身的體積會變大，即氫氣球在空中上升過程中受氣壓影響體積會變大，故B正確，不符合題意；C．一般情況下的熱氣球，充的是被燃燒器燒熱，從而體積膨脹的熱空氣，故C正確，不符合題意；D．潛水艇工作時，在豎直方向上受到浮力和重力作用，由于自身的體積不變，排開水的體積不變，則受到的浮力不變，那么通過排水或進水，改變自身重力的方式來實現(xiàn)浮沉的，故D正確，不符合題意。故選A。5．將重為7牛的物體放入盛水的容器中，物體漂浮在水面上且溢出3牛的水，物體受到的浮力（）A．一定等于3牛 B．一定等于7牛 C．可能等于3牛 D．可能等于4?！敬鸢浮緽【詳解】物體漂浮在水面上，物體受到的浮力等于物體的重力，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。6．如圖，我國一艘第三代093B型攻擊核潛艇在一次軍事演習(xí)中，停在水面下200m處，后根據(jù)演習(xí)指令，下潛至300m處懸停，在此過程中（）A．只需向水艙內(nèi)充水B．只需水艙向外排水C．需先水艙向外排水，后向水艙內(nèi)充水D．需先向水艙內(nèi)充水，后水艙向外排水【答案】D【詳解】核潛艇懸停時受到的重力和浮力大小相等。核潛艇完全沒入水面之后，海水的密度不變，排開海水的體積不變，根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，受到的浮力不變。核潛艇要繼續(xù)下潛，需要重力大于浮力，需先向水艙內(nèi)充水；當(dāng)下潛至300m處懸停，此時重力需要等于浮力，由于浮力不變，所以需要水艙向外排水，使重力等于浮力核潛艇才能懸停在300m處。故D正確，ABC錯誤。故選D。7．漂浮在水面上的物體受到的浮力的大小___________被物體排開的水的重力，___________物體受到的重力。（均選填“大于”、“等于”或“小于”）【答案】等于等于【詳解】[1][2]由阿基米德原理可知，漂浮在水面上的物體受到的浮力的大小等于被物體排開水的重力大小，因物體受力平衡，故物體所受浮力的大小也等于物體重力的大小。8．如圖所示，用塑料瓶制成的潛水艇模型懸浮于水中，此時模型受到的浮力______重力（填“>”“<”或“=”）。當(dāng)通過進排氣管向瓶中打氣時，瓶內(nèi)氣體的壓強將______，模型將上浮。在上浮過程中，水對模型底部的壓強將______（以上兩空填“變大”“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?變大變小【詳解】[1]潛水艇模型懸浮，受平衡力作用，所以此時所受浮力等于自身重力。[2]當(dāng)通過進排氣管向瓶中打氣時，瓶中氣體增多，氣壓變大，將瓶中水壓出，潛水艇模型自身重力變小，潛水艇上浮。[3]上浮過程中，模型底部所處深度變小，液體密度不變，模型底部所受壓強，故模型底部所受壓強變小。9．體積均為200cm3的木塊和合金塊，放入水中靜止時的情況如圖所示，已知木塊重為1.8N，合金塊重為6N，則木塊受到的浮力為______N，合金塊受到的浮力為______N。（g＝10N/kg）【答案】1.82【詳解】[1]根據(jù)圖示可知，木塊漂浮，此時木塊受到的浮力等于重力，因此木塊受到的浮力[2]合金塊完全浸沒，排開水的體積等于合金塊的體積，合金塊受到的浮力10．在中國有句老話叫做“瓜浮李沉”即西瓜在水中漂浮而李子在水中沉底，試比較李子受到的浮力_____西瓜受到的浮力，西瓜的密度_____李子的密度。（均選填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】小于小于【詳解】[1]西瓜排開水的體積大于李子排開水的體積，由F?。溅岩篻V排知道，李子受到的浮力小于西瓜受到的浮力。[2]由于西瓜漂浮在水面上，則西瓜的密度ρ瓜＜ρ水李子在水中下沉，則李子的密度ρ李子＞ρ水所以ρ李子＞ρ瓜11．將一個質(zhì)量為80g、體積為的實心物體浸沒于水中，此時該物體所受浮力大小為_____N，松手后該物體將___________（填“上浮”“懸浮”或“下沉”）。（水的密度為，g取10N/kg）【答案】1上浮【詳解】[1]由阿基米德原理可知，物體浸沒于水中后，所受浮力為[2]由題意可知，物體所受重力為因F浮>G，故松手后物體將上