1、第3节 物体的浮沉条件及其应用,知识点一,知识点二,知识点一物体的浮沉条件 1.决定物体浮沉的因素 浸没在液体中的物体,受到两个力:竖直向下的重力和竖直向上的浮力。物体在液体中的浮与沉决定于浮力与重力的大小关系。 2.物体的浮沉情况,知识点一,知识点二,知识点一,知识点二,拓展归纳 对“物体浮沉条件”的理解 (1)物体浸没在液体中时,所受的浮力是最大值。当F浮G时,物体在浮力和重力的共同作用下,在液体中向上运动上浮。随着物体不断上升,物体将有一部分体积开始露出液面,物体所受的浮力也随之减小,一直减小到F浮=G时,物体将在液面漂浮。 (2)物体浸没在液体中,当F浮G时,物体将向下运动下沉,直到沉
2、底受到容器底的支持力而保持静止,此时,F浮+N=G。 (3)悬浮:物体浸没在液体中,当F浮=G时,物体受力平衡,物体可以停留在液体中的任一位置。 (4)漂浮和悬浮有相似之处,也有根本区别。悬浮时,V排=V物;漂浮时,V排V物。,知识点一,知识点二,知识点一,知识点二,例1 (2016云南一模)用手将一重为8 N的物体全部压入水中,物体排开的水重为10 N,此时物体受到的浮力为 N;放手后物体将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”);待物体静止时所受浮力为 N。 解析:物体全部压入水中时,物体排开的水重就是它的浮力,因此,F浮=10 N,大于重力 8 N,放手后物体将上浮。待物体静止时,会漂浮在水
3、面上,物体所受浮力与物体的重力平衡,此时F浮=8 N。 答案:10 上浮 8,知识点一,知识点二,例2 (2016黑龙江齐齐哈尔中考)将质量为3 kg的木块放在盛有水的容器中,木块漂浮时有 的体积露出水面,则木块的密度为 g/cm3,木块的体积为 cm3。 解析:因为木块漂浮,F浮=G, 因为F浮=液gV排,G=mg=gV,答案:0.6 5 000,知识点一,知识点二,知识点二浮力的应用 1.增大浮力的方法:增大排开液体的体积、增大液体的密度。 2.浮力的应用,知识点一,知识点二,拓展归纳 密度计在物理实验中使用的密度计,是一种测量液体密度的仪器。它是根据物体漂浮在液体中所受的浮力等于重力的原
4、理制造与工作的。密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管,管的下部装有少量密度较大的铅丸或水银。使用时将密度计竖直地放入待测的液体中,待密度计平稳后,从它的刻度处读出待测液体的密度。如图所示。 根据漂浮条件G=F浮=液gV排可知,被测液体密度越大,密度计露出液面的体积越大,因此密度计上的刻度值是越往下越大的。,知识点一,知识点二,例3 下列物理知识的应用事例中,叙述错误的是( ) A.用同一密度计测量不同液体的密度时,密度计所受的浮力不同 B.潜水艇是靠改变自身所受的重力来实现其浮沉的 C.热气球上升是因为气球里充的是密度小于空气的气体 D.农民常用浓度适宜的盐水把饱满结实的种子选出来,知识点一,知
5、识点二,解析:浮力在生活中的应用很广泛,不同的物体其应用浮力的原理也不尽相同。密度计是利用了物体的漂浮条件测量不同液体的密度的,由于密度计始终处于漂浮状态,所以密度计在不同液面漂浮所受的浮力不变,等于其重力;潜水艇是通过向水舱内充水或排水来改变自身重力的大小,从而实现浮沉;热气球是通过改变气体的密度改变浮力与重力的关系实现升降;农民常用盐水浸泡法来选种,在浓度适宜的盐水中,饱满的种子密度大于盐水,会沉在底部,干瘪、虫蛀的种子则会浮在液面上。 答案:A,考点一,考点二,考点一浮力大小的比较 例1 (2016辽宁铁岭模拟)(多选)如图a、b、c三个实心小球,其中a与b质量相等,b与c体积相同;将三
6、个小球放入水中静止不动时,a球漂浮、b球悬浮、c球沉底。则下列判断中正确的是( ) A.它们在水中的体积关系是VaGc C.它们的密度关系是abc D.它们所受的浮力关系是Fa=Fb=Fc,考点一,考点二,解析:a、b质量相等,由题图可知,a漂浮,b悬浮,所受浮力都等于重力,所以浮力Fa=Fb;b、c体积相等,都浸没在水中,V排相等,由F浮=水gV排可知,Fb=Fc;因此三个小球所受浮力相等,即Fa=Fb=Fc,可知它们在水中的体积关系是Va=Vb=Vc,选项A错误,D正确;c沉入底部,所受浮力小于重力,即FcGc,因此小球c的重力最大,选项B错误;当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体
7、的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮,根据a漂浮、b悬浮、c沉入底部可知:abc,选项C正确。 答案:CD,考点一,考点二,考点一,考点二,考点二物体浮沉条件的应用 例2 (2015江苏无锡中考)小明利用18 cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制密度计。 (1)制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器,现有250 mL的量筒和400 mL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,其原因可能是 , 实验改进后,小明将密度计放入水中,用刻度尺测出吸管露出水面的长度是10.8 cm,则吸管浸入水中的深度h水= c
8、m,小明将该密度计放入某液体中,吸管浸入液体的深度为9 cm,则此液体的密度是 。(水=1.0103 kg/m3),考点一,考点二,(3)小明的同学也用吸管制作了密度计,他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学们提出了如下改进方案,其中可行的是 。 A.换大的容器做实验 B.换细的吸管制作密度计 C.换稍长的吸管制作密度计 D.适当减小密度计的配重,解析:(1)由于该吸管制成的密度计高度较高,而400 mL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应选择250
9、mL的量筒。,考点一,考点二,(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;吸管浸入水中的深度为h水=18 cm-10.8 cm=7.2 cm;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10.8 cm,所以吸管浸入水中的深度为 18 cm-10.8 cm=7.2 cm,浸入液体中的深度为 9 cm,则水gSh水=液gSh液,即1.0103 kg/m3gS0.072 m=液gS0.09 m, 解得液=0.8103 kg/m3。 (3)因为V=Sh,所以使h变大,应减小S即可,具体做法是用更细的吸管。 答案:(1)250 mL的量筒 (2)重心偏上 7.2 0.8103 kg/m3 (3)B,考点一,考点二,
