课时9.3 物体的浮与沉（解析版）

课时9.3物体的浮与沉（帮课堂）（解析版）【学习目标】1.知道物体的浮沉条件2.能用物体的浮沉条件解释生活中的一些现象【知识导图】【基础知识】知识点一：物体沉浮的条件1.前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。2.示意图：重力与浮力的关系如图所示：如图所示，（1）当时，物体上浮，。当时，物体悬浮，。当时，物体下沉，。当（物体未完全浸没液体）时，物体漂浮，3.总结状态上浮下沉悬浮漂浮沉底受力分析F浮与G物的关系F浮>G物F浮<G物F浮＝G物F浮＝G物F浮<G物ρ液与ρ物的关系ρ液>ρ物ρ液<ρ物ρ液＝ρ物ρ液>ρ物ρ液＜ρ物V排与V物的关系浸没时，V排＝V物；露出液面的过程中，V排<V物V排＝V物V排＝V物V排<V物V排＝V物物体的状态处于动态(运动状态不断改变)，受非平衡力作用可以停留在液体的任何深度处是“上浮”过程的最终状态是“下沉”过程的最终状态处于静态，受平衡力知识点二：浮沉条件的应用1.密度计（1）工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。排水量：轮船满载时排开水的质量。单位是t，由排水量m可计算出：排开液体的体积；排开液体的重力；轮船受到的浮力，轮船和货物共重。2.潜水艇工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。3.气球和飞艇工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。4.密度计原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。构造：下面的金属粒能使密度计直立在液体中。【易错点】1.密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。2.冰或冰中含有木块等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。将一小石块浸没在水中,放手后小石块沉入水底,在小石块下沉过程中,下列分析正确的是A．浮力变大 B．浮力变小C．浮力大于重力 D．浮力小于重力【答案】D【详解】试题分析：题中小石头浸没在水中，在小石块下沉过程中，排开水的体积不变，故所受到的浮力不变，选项A、B是错误的；由于小石块下沉，由物体的浮沉条件知，其所受的浮力小于重力，选项C是错误的．故本题正确选项是D．下列不属于利用浮沉条件工作的是（）A．轮船B．潜水艇C．飞机 D．热气球【答案】C【详解】A．轮船在水中始终漂浮，利用了浮沉条件，故A不符合题意；B．潜水艇是依靠改变自身的重力来实现上浮和下沉的，利用了浮沉条件，故B不符合题意；C．机翼的形状上凸下平，飞机起飞或滑行时，机翼上方的空气流速大、压强较小，机翼下方的空气流速小、压强大，所以机翼受到一个向上的压强差，从而产生向上的升力，与浮沉条件无关，故C符合题意；D．热气球是利用在空气中的浮力来工作的，当被燃烧器加热的空气密度小于气球周围空气的密度时，浮力大于重力，热气球才可以升空，故D不符合题意。故选C。【作业帮】1.小辉把一条胡萝卜放入水中，胡萝卜在水中静止后如图甲所示。小辉把胡萝卜捞起来用刀具挖空胡萝卜，然后再放入水中，挖空的胡萝卜静止后如图乙所示。关于此现象下列说法正确的是（）A．甲图中胡萝卜受到的浮力小于乙图中胡萝卜受到的浮力B．甲图中胡萝卜受到的浮力大于乙图中胡萝卜受到的浮力C．乙图中胡萝卜受到的浮力大于它排开的水所受的重力D．乙图中胡萝卜受到的浮力大于它所受的重力【答案】B【详解】AB．甲乙两图中胡萝卜的体积相同，但甲图中排开水的体积更大，根据阿基米德浮力原理，则甲图中胡萝卜受到的浮力大于乙图中胡萝卜受到的浮力，故A错误、B正确；CD．乙图中胡萝卜漂浮，受到的浮力等于它所受的重力，根据阿基米德浮力原理，受到的浮力等于它排开的水所受的重力，故CD错误。故选B。2．将一支密度计先后放入甲、乙两容器中，如图，两容器中液体的密度分别是ρA、ρB，密度计受到液体的浮力是FA、FB，则ρA、ρB和FA、FB的关系分别是（）A．ρA<ρBFA＝FB B．ρA<ρBFA>FBC．ρA>ρBFA＝FB D．ρA＝ρBFA>FB【答案】C【详解】因为密度计漂浮，所以F浮=G，所以密度计在A、B两种液体中受到的浮力相等（FA=FB），都等于密度计受到的重力G；由图知，密度计排开液体的体积VA＜VB因为F浮=ρ液gV排，所以A、B液体的密度ρA＞ρB故选C。3．一艘船从东海驶入黄浦江时，船受的浮力将会（）A．浮力不变，船身下沉些 B．浮力增大，船身上浮些C．浮力减少，船身下沉些 D．浮力不变，船身上浮些【答案】A【详解】船在东海和黄浦江均处于漂浮状态，船受到的浮力大小等于重力大小，而船重力不变，则船受到的浮力大小不变，又因为海水密度大于江水密度，根据阿基米德原理可知：排开江水的体积偏大，则船身将下沉些，故A符合题意．4．以下表述错误的是（）A．飞艇和飞机获得升力的原理相同B．氢气球在空中上升过程中受气压影响体积会变大C．热气球充的是加热后体积膨胀的热空气D．潜水艇工作时是通过改变自身重力的方式来实现浮沉的【答案】A【详解】A．飞艇是由于在空中，受到的浮力大于重力，从而获得升力的；而飞机是由于机翼的上下表面空气流速不一样，从而压强不一样，获得升力；它们获得升力的原理不相同，故A错误，符合题意；B．氢气球在空中上升过程中，大气压越来越小，那么其自身的体积会变大，即氢气球在空中上升过程中受气压影响体积会变大，故B正确，不符合题意；C．一般情况下的热气球，充的是被燃烧器烧热，从而体积膨胀的热空气，故C正确，不符合题意；D．潜水艇工作时，在竖直方向上受到浮力和重力作用，由于自身的体积不变，排开水的体积不变，则受到的浮力不变，那么通过排水或进水，改变自身重力的方式来实现浮沉的，故D正确，不符合题意。故选A。5．将重为7牛的物体放入盛水的容器中，物体漂浮在水面上且溢出3牛的水，物体受到的浮力（）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牛【答案】B【详解】物体漂浮在水面上，物体受到的浮力等于物体的重力，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。6．如图，我国一艘第三代093B型攻击核潜艇在一次军事演习中，停在水面下200m处，后根据演习指令，下潜至300m处悬停，在此过程中（）A．只需向水舱内充水B．只需水舱向外排水C．需先水舱向外排水，后向水舱内充水D．需先向水舱内充水，后水舱向外排水【答案】D【详解】核潜艇悬停时受到的重力和浮力大小相等。核潜艇完全没入水面之后，海水的密度不变，排开海水的体积不变，根据F浮=ρ液gV排可知，受到的浮力不变。核潜艇要继续下潜，需要重力大于浮力，需先向水舱内充水；当下潜至300m处悬停，此时重力需要等于浮力，由于浮力不变，所以需要水舱向外排水，使重力等于浮力核潜艇才能悬停在300m处。故D正确，ABC错误。故选D。7．漂浮在水面上的物体受到的浮力的大小___________被物体排开的水的重力，___________物体受到的重力。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）【答案】等于等于【详解】[1][2]由阿基米德原理可知，漂浮在水面上的物体受到的浮力的大小等于被物体排开水的重力大小，因物体受力平衡，故物体所受浮力的大小也等于物体重力的大小。8．如图所示，用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中，此时模型受到的浮力______重力（填“>”“<”或“=”）。当通过进排气管向瓶中打气时，瓶内气体的压强将______，模型将上浮。在上浮过程中，水对模型底部的压强将______（以上两空填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】=变大变小【详解】[1]潜水艇模型悬浮，受平衡力作用，所以此时所受浮力等于自身重力。[2]当通过进排气管向瓶中打气时，瓶中气体增多，气压变大，将瓶中水压出，潜水艇模型自身重力变小，潜水艇上浮。[3]上浮过程中，模型底部所处深度变小，液体密度不变，模型底部所受压强，故模型底部所受压强变小。9．体积均为200cm3的木块和合金块，放入水中静止时的情况如图所示，已知木块重为1.8N，合金块重为6N，则木块受到的浮力为______N，合金块受到的浮力为______N。（g＝10N/kg）【答案】1.82【详解】[1]根据图示可知，木块漂浮，此时木块受到的浮力等于重力，因此木块受到的浮力[2]合金块完全浸没，排开水的体积等于合金块的体积，合金块受到的浮力10．在中国有句老话叫做“瓜浮李沉”即西瓜在水中漂浮而李子在水中沉底，试比较李子受到的浮力_____西瓜受到的浮力，西瓜的密度_____李子的密度。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】小于小于【详解】[1]西瓜排开水的体积大于李子排开水的体积，由F浮＝ρ液gV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，则西瓜的密度ρ瓜＜ρ水李子在水中下沉，则李子的密度ρ李子＞ρ水所以ρ李子＞ρ瓜11．将一个质量为80g、体积为的实心物体浸没于水中，此时该物体所受浮力大小为_____N，松手后该物体将___________（填“上浮”“悬浮”或“下沉”）。（水的密度为，g取10N/kg）【答案】1上浮【详解】[1]由阿基米德原理可知，物体浸没于水中后，所受浮力为[2]由题意可知，物体所受重力为因F浮>G，故松手后物体将上