10.3物體的浮沉條件及應用

【知識點回顧】

1.物體的浮沉條件

上浮

下沉

懸浮

漂浮

沉底

F浮_____G

F浮_____G

F浮_____G

F浮_____G

F浮_____G

ρ液_____ρ物

ρ液_____ρ物

ρ液_____ρ物

ρ液_____ρ物

ρ液_____ρ物

動態過程，受非平衡力作用

處于靜態，受平衡力作用

2.浮力的應用：

（1）輪船：采用“空心”的方法來增大排開水的____________，從而增大____________，使其漂浮在水面上.（2）潛水艇：通過向水艙中充水或排水來改變____________，從而實現上浮、懸浮或下潛.（3）氣球和飛艇：其氣囊中充的是密度____________空氣的氣體(氫氣、熱空氣或氦氣)，因而能夠升空；可以通過改變氣球或氣囊中氣體的____________來改變氣球和飛艇受到的浮力大小，從而實現升降.（4）密度計：

①定義：密度計是用來測定液體密度的儀器；

②原理：它根據物體漂浮時的受力平衡及阿基米德原理制成的.密度計在待測液體中呈漂浮狀態，所受的浮力大小____________，都等于它所受的____________.根據浮力公式，液體的密度較大的時候，密度計露出的部分多，反之就少.所以密度計上的刻度數是上面較____________而下面較____________.【例題講解】

例1.一塊馬鈴薯恰好能在鹽水中懸浮，現將它切成大小不等的兩塊，仍放回到鹽水中，則（）

A.大的一塊下沉，小的一塊漂浮

B.兩塊都下沉

C.兩塊都上浮

D.兩塊都懸浮

例2.如圖10-3-1所示，A、B體積相同，B、C質量相等，將他們放入水中靜止后，A漂浮、B懸浮、C沉底.下列說法中正確的是（）

A.A所受浮力可能大于B所受浮力

B.C所受浮力一定小于A所受浮力

C.B物體所受浮力一定是最大的D.A下表面所受壓力可能大于B下表面所受的壓力

例3.圖10-3-2小華用牙膏探究物體的沉與浮.如圖10-3-2所示，牙膏懸浮在水中，牙膏所受浮力____________(填“小于”“等于”或“大于”)重力.向水中加入食鹽并使其溶解，牙膏將____________(填“上浮”或“下沉”).如果不加食鹽，將牙膏內部分空氣排出，再次放入水中后，牙膏將____________(填“上浮”或“下沉”).例4.圖10-3-3在木棒的一端纏繞一些銅絲制成兩個完全相同的簡易密度計，現將它們分別放入盛有不同液體的兩個燒杯中，如圖10-3-3所示，當它們豎直靜止在液體中時，液面高度相同.從觀察到的現象可以判斷：兩個簡易密度計所受浮力F甲_________F乙、兩杯液體的密度ρ甲________ρ乙、兩個燒杯底部所受液體的壓強p甲____________p乙.（均填“大于”“小于”或“等于”）

【舉一反三】

1.雞蛋在清水中沉在杯底，向清水中加入鹽后，雞蛋就浮上來了.對此，下列解釋正確的是（）

A.雞蛋在鹽水中浸泡時變輕了

B.鹽能夠產生較大的浮力

C.雞蛋受到的浮力比原來大了

D.雞蛋在鹽水中浸泡時體積變大了

2.下列說法中正確的是（）

A.如果物體浸在液體中受的浮力等于重力，物體一定懸浮在液體中

B.只要物體在液體中是靜止的，則它所受的浮力就一定等于它的重力

C.一個物體從液體中上浮，當它露出液面繼續上浮時，所受浮力將漸漸變小

D.如果物體在液體中勻速地豎直下沉，說明它所受的重力大于浮力

3.潛水艇能在水下航行，也能浮出水面，下列說法正確的是（）

A.潛水艇從漂浮在水面上的狀態下潛到水面下航行的狀態，排開水的體積不變

B.潛水艇漂浮在水面上的狀態從河里開到海里時，潛艇會下沉一些

C.潛水艇在水面下航行狀態時，下潛越深，所受水的壓強不變

D.潛水艇靠改變自身的重力來控制浮沉

4.小明用飲料吸管制作了一支簡易密度計（如圖10-3-4），將其放入水中時，密度計不能直立，應___________（填“增加”或“減少”）吸管中鐵絲的質量.改進后，分別用它測量水和鹽水的密度時，吸管浸入的深度分別為h1和h2，則h1____________h2，用它測量可樂密度時，吸管上“沾”上許多小氣泡，測得的密度偏___________.【知識操練】

1.把乒乓球完全浸沒在水中，放手后，球從運動到靜止的過程中，其浮力大小變化情況（）

A.浮力不斷變大，但小于重力

B.浮力不變，但浮力大于重力

C.浮力先不變，后變小，先浮力大于重力，后浮力等于重力

D.浮力先大于重力，后小于重力

2.將細木棍下部纏上鐵絲后放入水中能直立漂浮，如圖10-3-5所示.若將露出水面的部分木棍剪斷，則剩余部分將（）

A.保持不動

B.下沉一點

C.上浮一點

D.不好判斷

3.將適量的橡皮泥捏黏在鉛筆的一端(能使鉛筆豎直漂浮在液體中),這就制成了一個很有用的土儀器.將它分別放入盛有不同液體的燒杯中，靜止時的情景如圖10-3-6所示，對這個土儀器所運用的知識和用途，下列說法錯誤的是（）

A.運用了二力平衡的知識

B.運用了物體的浮沉條件

C.用它可以比較不同液體密度的大小

D.用它可以測出液體密度的大小

4.游泳時佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法，質量為50

kg的小蓉佩戴游泳圈后，能靜靜地漂浮在水面上，如圖10-3-7所示，游泳圈對她的作用力大小最符合實際的是（）

A.5

000

N

B.500

N

C.50

N

D.5

N

5.測量液體密度的儀器叫密度計.現將同一支密度計分別放入裝有甲、乙兩種液體的容器中，結果如圖10-3-8所示，則（）

A.密度計在甲液體中所受的浮力較大

B.密度計在乙液體中所受的浮力較大

C.甲液體的密度較大

D.乙液體的密度較大

6.人們在端午節會吃粽子，康康把粽子放入盛有適量水的鍋中，發現粽子完全浸沒水中且沉在鍋底，這說明粽子的密度_____水的密度，此時粽子對鍋底的壓力__________粽子受到的重力(前兩空均填“大于”“等于”或“小于”)，若粽子的體積為150

cm3，則它受到的浮力為__________N.(g取10

N/kg,ρ水=1.0×103

kg/m3)

7.用彈簧測力計在空氣中稱一實心正方體重物，彈簧測力計的示數為5

N；把物體一半體積浸入在水中時，彈簧測力計的示數如圖K10-3-4所示，此時物體所受浮力為__________N，當把物體從彈簧測力計上取下，放入水中靜止時，物體所處的狀態是__________（填“漂浮”“懸浮”或“下沉”）．

8.彈簧測力計下掛一個體積為200

cm3的實心金屬球（金屬的密度是8×103

kg/m3），則彈簧測力計的示數為____________N.將球的一半浸入水中，球受到浮力____________N，此時，彈簧測力計的示數為____________N.（g取10

N/kg）

9.質量為270

g的鋁球懸浮于水中.（g取10

N/kg，ρ鋁=2.7

g/cm3）求：

（1）球受到的浮力.（2）球的體積多少？

（3）球中間的空心部分體積是多少？

10.為了探究物體的浮沉條件，實驗室提供了如下器材：彈簧測力計、量筒、金屬塊、細線、水及其他簡單輔助器材.實驗步驟如下：(g取10

N/kg)

(1)按如圖10-3-9甲的方法測出金屬塊受到的重力，大小為____________N.(2)按如圖10-3-9乙的方法測出金屬塊浸沒在水中時排開水的體積，大小為____________cm3.(3)浸沒在量筒中的金屬塊向下運動的過程中，金屬塊所受的浮力________（填“變大”“變小”或“不變”）.(4)用公式F浮=ρ水gV排計算金屬塊浸沒在水中受到的浮力，大小為____________N.11.圓柱形容器置于水平地面（容器重忽略不計），容器的底面積為0.2

m2，內盛30

cm深的水.現將一個底面積為400

cm2、體積為4

000

cm3的均勻實心圓柱體放入其中.如圖K10-3-5甲所示，物體漂浮在水面，其浸入水中的深度為5

cm；當再給物體施加一個豎直向下大小不變的力F以后，物體最終恰好浸沒于水中靜止，如圖K10-3-5乙所示.（ρ水=1.0×103

kg/m3，g取10

N/kg）求：

（1）物體受到的重力是多少？

（2）物體浸沒水中靜止時容器對

地面的壓強是多少？