1、第第3 3节物体的浮沉条件及其应用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知识点一物体的浮沉条件1.决定物体浮沉的因素决定物体浮沉的因素浸没在液体中的物体浸没在液体中的物体,受到两个力受到两个力:竖直向下的重力和竖直向上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。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拓展归纳 对对“物体浮沉条件物体浮沉条件”的理解的理解(1)物体浸没在液体中时物体浸没在液体中时,所受的浮力是最大值。当所受的浮力是最大值。当F浮浮G
2、时时,物物体在浮力和重力的共同作用下体在浮力和重力的共同作用下,在液体中向上运动在液体中向上运动上浮。随着上浮。随着物体不断上升物体不断上升,物体将有一部分体积开始露出液面物体将有一部分体积开始露出液面,物体所受的浮物体所受的浮力也随之减小力也随之减小,一直减小到一直减小到F浮浮=G时时,物体将在液面漂浮。物体将在液面漂浮。(2)物体浸没在液体中物体浸没在液体中,当当F浮浮G时时,物体将向下运动物体将向下运动下沉下沉,直直到沉底受到容器底的支持力而保持静止到沉底受到容器底的支持力而保持静止,此时此时,F浮浮+N=G。(3)悬浮悬浮:物体浸没在液体中物体浸没在液体中,当当F浮浮=G时时,物体受力
3、平衡物体受力平衡,物体可以物体可以停留在液体中的任一位置。停留在液体中的任一位置。(4)漂浮和悬浮有相似之处漂浮和悬浮有相似之处,也有根本区别。悬浮时也有根本区别。悬浮时,V排排=V物物;漂漂浮时浮时,V排排V物。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,会漂浮在水面上,物体所受浮力与物体的重
4、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:0.65 000知识点一知识点二知识点二浮力的应用知识点二浮力的应用1.增大浮力的方法增大浮力的方法:增大排开液体的体积、增大液体的密度。增大排开液体的体积、增大液体的密度。2.浮力的应用浮力的应用知识点一知识点二拓展归纳拓展归纳 密度计密度计在物理实验中使用的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
5、器。它是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理制造与工作的。根据物体漂浮在液体中所受的浮力等于重力的原理制造与工作的。密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管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,待密待密度计平稳后度计平稳后,从它的刻度处读出待测液体的密度。如图所示。从它的刻度处读出待测液体的密度。如图所示。根据漂浮条件根据漂浮条件G=F浮浮=液液gV排可知排可知,被测液体密度越大被测液体密度越大,密度计密度计露出液面
6、的体积越大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。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
7、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考点一浮力大小的比较例例1(2016辽宁铁岭模拟辽宁铁岭模拟)(多选多选)如图如图a、b、c三个实心小球三个实心小球,其其中中a与与b质量相等质量相等,b与与c体积相同体积相同;将三个小球放入水中静止不动将三个小球放入水中静止不动时时,a球漂浮、球漂浮、b球悬浮、球悬浮、c球沉底。则下列判断中正确的是球沉底。则下列判断中正确的是()A.它们
8、在水中的体积关系是它们在水中的体积关系是VaGcC.它们的密度关系是它们的密度关系是abcD.它们所受的浮力关系是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,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度
9、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考点二物体浮沉条件的应用例例2(2015江苏无锡中考江苏无锡中考)小明利用小明利用18 cm长的吸管、细铜丝、长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制密度计。石蜡等材料自制密度计。(1)制作密度计的过程中制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器需要一个盛放液体的容器,现有现有250 mL的量筒和的量筒和400 mL的烧杯供选择的烧杯供选择,则小明应选择。则小明应选择。(2)小明将自制的密度计放入水中小明将自制的密度计放入水中,发现密度计不能直立漂浮发现密度
10、计不能直立漂浮,其其原因可能是原因可能是,实验改进后实验改进后,小明将密度计放入水中小明将密度计放入水中,用刻度尺测出吸管露出水用刻度尺测出吸管露出水面的长度是面的长度是10.8 cm,则吸管浸入水中的深度则吸管浸入水中的深度h水水=cm,小小明将该密度计放入某液体中明将该密度计放入某液体中,吸管浸入液体的深度为吸管浸入液体的深度为9 cm,则此液则此液体的密度是。体的密度是。(水水=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
11、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 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=18cm-10.8cm=7.2cm;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10.8cm,所以吸管浸入水中的深度为18cm-10.8cm=7.2cm,浸入液体中的深度为9cm,则水gSh水=液gSh液,即1.0103kg/m3gS0.072m=液gS0.09m,解得液=0.8103kg/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)250mL的量筒(2)重心偏上7.20.8103kg/m3(3)B考点一考点二
