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1、-物体的浮沉条件及应用根底【学习目标】1、知道物体的浮沉条件；2、知道浮力的利用；3、了解轮船的漂浮原理、潜水艇的浮沉原理、气球飞艇的升降。【要点梳理】要点一、物体的浮沉条件高清课堂浮力的应用浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。而物体的运动状态取决于受力情况，物体的浮沉就取决于它所受的浮力与重力的关系。要点诠释：1当F浮G时，合力方向竖直向上 上浮当F浮=G时，合力为零 悬浮当F浮G 物体上浮；当时， F浮=G， 物体悬浮；当，F浮G 物体下沉。3物体上浮、下沉是运动过程，在此过程中受非平衡力作用，下沉的最终状态是沉到液体底部；上浮的最终状态是浮出液面，最后漂浮在液面，
2、漂浮和悬浮的共同特点都是浮力等于重力(F浮=G)。在平衡力作用下静止不动，不同点是排开液体的体积不同，漂浮时物体的体积大于排开液体的体积；悬浮时，物体的体积等于排开液体的体积。4物体浮沉各种状态比拟表浮沉状况物理现象运动状态条件物液密度关系与的关系浮上浮在液体中向上运动向上运动漂浮浮在液面上静止在液面上悬悬浮停留在液体中任何深度的地方静止在液体中沉下沉在液体中向下运动向下运动沉底停留在容器底部静止在容器底部要点二、物体浮沉条件的应用从浮力利用的角度看，采用空心的方法可以增加可利用的浮力。即使现代化的轮船，也采用的是这种古老的方法。要点诠释：1轮船轮船浮于水面，它们受到的浮力等于船的总重。轮船浮
3、力的大小通常用排水量来表示，排水量是指轮船满载时排开的水的质量，根据漂浮条件知，排水量船自身的质量满载时货物的质量。2潜水艇潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的，潜水艇为了实现升降，必须使浮力大小不等于重力，潜水艇在水下时，由于艇壳不能任意改变，因此浮力是不变的，要想控制上浮、下沉就只有改变自重，潜水艇两侧都有水舱，与高压气舱相连，高压气体能将水从水舱排出，减小潜水艇重力，当其小于浮力时潜水艇就上浮；当浮力大小等于重力，潜水艇可在水中任一位置保持静止，即悬浮；关闭高压气舱使进水口翻开，在水压作用下水舱进水，自重增大到大于浮力时，潜水艇开场下沉。3气球和飞艇气球和飞艇是漂浮在空中的，部所充气体的
4、密度必须小于空气的密度，一般充有氢气或氦气，充气时体积增大，浮力增大，当浮力增大到大于其重力时，气球和飞艇就上升；反之，排出一局部氢气或氦气时，气球和飞艇就下降，因此它们是通过改变体积来实现上升和下降的。热气球是通过加热的方式使气球气体热膨胀，从而减小气体的密度，因此热气球只要停顿加热，气球体积就会缩小，浮力减小，降回地面。【典型例题】类型一、物体的浮沉条件1、如下图，甲、乙两杯盐水的密度分别为甲、乙。将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中，鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态，所受浮力为F甲；在乙杯中处于漂浮状态，所受浮力为F乙。那么以下关系正确的选项是A甲乙B甲乙CF甲F乙DF甲F乙【答案】B【解析】鸡蛋在
5、甲盐水中悬浮，所以鸡蛋的密度等于甲盐水的密度；在乙盐水中漂浮，所以鸡蛋的密度小于乙盐水的密度。因此乙的密度大于甲的密度，所以A错误，B正确。鸡蛋在甲中悬浮，所以此时浮力等于重力；在乙中漂浮，浮力也等于重力，因此在甲和乙中所受浮力相等，所以CD都错误。【总结升华】此题主要考察了浮沉条件，一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系。举一反三：【变式】为探究物体的浮沉和有关因素的关系，小刚将一个鲜鸡蛋先放入一个装有大半杯清水的玻璃杯中，鸡蛋沉入杯底，然后向杯中逐渐加盐，在此过程中，以下分析正确的选项是( )A鸡蛋所受浮力不变 B鸡蛋所受重力变大C杯底所受的压强不变 D鸡蛋可能会慢慢上浮【答案】D2、园园煮汤
6、圆时发现，生汤圆放入锅，由于浮力选填大于或小于重力而下沉；煮熟的汤圆因其部受热膨胀，浮力 选填增大或减小，汤圆上浮。假设一个汤圆的体积约为20cm3，那么它在上浮过程中未露出水面所受浮力约为Ng取10N/kg。【答案】小于；增大；0.2【解析】生汤圆放入锅，体积较小，重力大于浮力，所以下沉，煮熟的汤圆因其部受热膨胀，体积变大，所受浮力变大，所受浮力约为F浮=gV排=1000kg/m310N/kg2010-6m3=0.2N 。【总结升华】此题考察物体的沉浮条件和浮力的计算，关键知道物体重力大于浮力时下沉，等于浮力时悬浮，小于浮力时上浮，还要知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积。
7、类型二、浮沉条件的应用3、体积为7103m3的潜水艇悬浮在海水中时，所受的浮力是Ng=10N/kg，海水=1.03103kg/m3；把水舱中的水排出一局部后，潜水艇将上浮，在未露出水面之前，潜水艇所受的浮力填变大、变小或不变，潜水艇上浮的原因是。【思路点拨】由浮力的计算公式可求得潜水艇所受浮力；根据浮力公式可知潜水艇上浮时所受浮力的变化；由潜水艇的原理可知潜水艇上浮的原因。【答案】7.21107；不变；排出水后，潜水艇的重力小于浮力。【解析】潜水艇在海水中所受浮力F=海水gV=1.03103kg/m310N/kg7103m3=7.21107N；将水排出一局部后，由于潜水艇的重力减小，浮力大于重
8、力，故潜水艇上浮；潜水艇之所以能上浮是因为将水舱的水排出后，潜水艇自身的重力减小，浮力大于重力，故上浮。【总结升华】潜水艇为物体浮沉条件的典型应用，应掌握其原理。举一反三：【变式1】如图，体积一样的氢气球和空气球，释放前它们所受浮力的大小关系是；刚释放时，氢气球上浮，而空气球却浮不起来，这是因为氢气球所受浮力它所受重力，空气球所受浮力它所受重力选填大于、等于或小于。【答案】相等； 大于 ； 小于 【变式2】高清课堂浮力的应用例3用塑料瓶、透明胶带、螺母、麦管或塑料管、容器和水等，按图制作了一只潜水艇模型。为使潜水艇下沉，那么必须从进排气管处填吹气/吸气,潜水艇在下沉的过程中所受到水的压强填减小
9、/不变 /增大，浮力填减小/不变 /增大。【答案】吸气 ； 增大 ；不变4、在远洋轮船的船舷上都漆着五条吃水线又称载重线，如下图，其中标有W的是北大西洋载重线，标有S的是印度洋载重线。当船从北大西洋驶向印度洋时，轮船受到的浮力变化以及北大西洋与印度洋的海水密度和的关系有 A浮力增大 B浮力减小C浮力不变 D浮力不变【思路点拨】轮船都漂浮，受到的浮力都等于轮船受到的重力；得出了受到浮力的大小关系，由载重线知道排开水的体积的大小关系，再根据阿基米德原理分析海水密度的大小关系。【答案】C【解析】轮船在北大西洋和印度洋中均漂浮在海水面上，满足F浮=G，轮船重力不变，从北大西洋驶向印度洋所受浮力相等。由
10、图可知，北大西洋载重线W在印度洋载重线S下方，即轮船在北大西洋中排开海水的体积小于在印度洋中排开海水的体积。由公式，得。【总结升华】解此题关键是从选项中知需要比拟船在两种海水中浮力和密度大小。两种情况都漂浮，都等于船重，故浮力不变。根据知，大的小，V1V2，故。举一反三：【变式】一艘5000t的货轮从我国东海驶入长江的港，该货轮受到的浮力_(选填变大变小或不变)，货轮在水面以上的高度将_。(选填增加减小或不变)【答案】不变；减小5、某课外小组在研究马铃薯在水中的浮沉情况时，通过往水中加盐，终于使马铃薯漂浮在水面上。由于时间关系，当时他们没有及时收拾实验器材，几天后他们来收拾时，惊奇地发现原来浮
11、在水面的马铃薯又都沉到容器底部，如下图，他们决定对这现象进展研究。对此现象，他们提出了以下几种猜测：猜测1、可能由于水的蒸发，盐水的密度变大，导致马铃薯下沉；猜测2、可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后质量变大，导致马铃薯下沉。猜测3、可能是马铃薯在盐水中浸泡几天后体积变小，导致马铃薯下沉。经过一番讨论，他们马上否认了猜测1，你认为他们否认的理由是_。接着他们就猜测2和猜测3进展如下的实验操作：取三块马铃薯，编上A、B、C号，分别测出其质量和体积；配制一大杯盐水；将这三块马铃薯放在盐水中使其漂浮。几天后发现马铃薯都沉在容器底部，将其捞出擦干，分别测出其质量和体积。实验数据记录如下表所示马铃薯的编号质
12、量g体积(cm3)放入盐水前在盐水中下沉后放入盐水前在盐水中下沉后A44.839.24033B56.148.85041C77.367.96957请分析上述实验数据后答复，猜测2是_(填正确或错误)的；你认为导致马铃薯下沉的原因是_。【答案】盐水密度变大，马铃薯排开盐水的体积会变小，马铃薯仍漂浮在液面上；错误；马铃薯密度变大，大于盐水密度使其下沉的。【解析】盐水密度变大，马铃薯排开盐水的体积会变小，马铃薯仍漂浮在液面上，错误；马铃薯的密度增大，大于盐水的密度导致马铃薯下沉。表中数据显示马铃薯在盐水中下沉后质量减小，显然猜测2是错误的,以编号A的马铃薯为例,放入盐水前的密度为，而在盐水中下沉后的密
13、度为，马铃薯的密度变大了，可以得出结论，是由于马铃薯密度变大，大于盐水密度使其下沉的。【总结升华】对于实心的物体，当时，漂浮；当时， 物体悬浮；当，物体下沉。【稳固练习】一、填空题1、浸没在液体里的物体：当_(_)时，物体上浮；当_(_)时，物体可以停留在液体里任何深度的地方(悬浮)；当_ (_)时，物体下沉。2、轮船是利用_法使密度大于水的钢铁浮在水面上的，它是利用物体_的条件来工作的；它的大小通常用_来表示。3、潜水艇是靠_来改变它的浮沉情况的。在潜水艇的两侧装有水舱，通过_来实现它的浮沉。4、气球和飞艇都是利用充入密度比空气_的气体来实现升空的。5、潜水员在水下工作时，要靠身上背的氧气瓶
14、给自己供氧，开场时他感到氧气瓶拉着他下沉，过一段时间后感到氧气瓶托着他上浮，开场时氧气瓶能拉着潜水员下沉的原因是_。6、水面上漂浮着一个物体且物体的体积露出水面，那么此物体的密度为_ kg/m3。二、选择题7、小梅帮妈妈做饭时，把一个质量为100g的土豆放进盛满水的盆里，有90g的水溢出，那么( )A土豆会浮在水面上 B土豆会沉入盆底C土豆会悬浮在水中 D不能据此判断出土豆的浮沉8、如下图，是高空中的一只热气球，以下有关它的说确的是( )A为使静止的热气球下降，必须继续给热气球中的空气加热B为使静止的热气球下降，只需把热气球上的物体抛掉一局部C热气球正在匀速下降，假设有一物体从热球上掉下来，热气球将立即上升D热气球正在匀速下降，假设有物体从热气球上掉下，热气球将先下降后上升9、游泳潜
