資源簡介

(共30張PPT)
　基礎過關
第二　力
第九講　浮力　第2課時　物體的浮沉條件及應用
知識點1　物體(實心)的浮沉條件
受力分析
浮沉情況 上浮 下沉 懸浮 漂浮 沉底
浮力和重 力的大小 F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G
物體和液 體的密度 ρ物 ρ液 ρ物
ρ液 ρ物
ρ液 ρ物
ρ液 ρ物
ρ液
＞
＜　
＝　
＝　
＜　
＜
＞　
＝　
＜　
＞　
物體和排 開液體的
體積 (浸沒)
V物＝
V排 (浸沒)
V物＝V排 (浸沒)
V物＝V排 V物
V排 (浸沒)
V物＝V排
運動狀態 處于動態(物體的運 動狀態不斷改變)， 受非平衡力作用 可以停留在 液體的任何 深度 是“上浮” 過程的最終 狀態 是“下沉” 過程的最終 狀態
處于靜態，受平衡力作用
＞　
知識點2　浮力的應用
(1)輪船：①原理是把密度大于水的材料做成空心，可以使排開水的體 積 ，從而 浮力。②排水量：輪船裝滿貨物時排開水的 質量，用符號m排表示。
(2)潛水艇：原理是通過改變自身重力(改變水艙中水的重力)實現上浮和 下潛。
增大　
增大　
(3)熱氣球和飛艇：充的氣體密度 空氣密度，熱氣球和飛艇總重 力小于所排開的空氣的重力(即浮力)，因而能夠升空。(F浮＝ρ空氣gV排)
小于　
＝　
放在不同液體中，所受的浮力相等；測量時密度計浸入液體中的體積越
大，待測液體密度就越小　
核心考點1　物體的浮沉條件及應用
例1：如圖甲，用手拿著一個塑料袋(塑料袋的下方開口)，把塑料袋放在 酒精燈上方加熱了一會兒后塑料袋膨脹，再繼續加熱一段時間，松手后 發現塑料袋從原來的靜止狀態變成往上運動的狀態。
例1圖
(1)塑料袋內的空氣受熱后膨脹，部分空氣從開口處排出，根據密度公 式 ，袋內剩余空氣的密度將 (選填“變大”“變小”或 “不變”)。
變小　
(2)在乙方框內畫出松手后塑料袋(包括袋內的氣體)上升的受力分析圖(用 “·”表示塑料袋和袋內氣體)。
例1：如圖甲，用手拿著一個塑料袋(塑料袋的下方開口)，把塑料袋放在 酒精燈上方加熱了一會兒后塑料袋膨脹，再繼續加熱一段時間，松手后 發現塑料袋從原來的靜止狀態變成往上運動的狀態。
例1圖
塑
料袋內的空氣受熱一段時間后，一部分空氣受熱膨脹被排出，塑料袋及
袋內空氣受到總重力G變小，而外界的空氣的密度、g和V排都不變，根據
F浮＝ρ空氣gV排可得，F浮不變，因而浮力大于重力，所以塑料袋會由靜止
開始往上運動　
例1：如圖甲，用手拿著一個塑料袋(塑料袋的下方開口)，把塑料袋放在 酒精燈上方加熱了一會兒后塑料袋膨脹，再繼續加熱一段時間，松手后 發現塑料袋從原來的靜止狀態變成往上運動的狀態。
例1圖
解題思路：本題綜合考查運用密度知識、受力分析方法來分析解決實際 情景中問題的能力，分析方法和熱氣球原理類似。
[練習]將一個重為30 N的物體先后放入a、b和c三種液體中，物體靜止時 如圖所示。
練習圖
(1)在圖中分別畫出物體在三種液體中的受力示意圖。
Fa＝Fb＝
Fc　
由于物體在三種液體中都處于靜止狀態，受平衡
力，根據二力平衡的條件，可得G＝Fa＝Fb＝Fc　
(3)三種液體的密度ρa、ρb和ρc的大小關系是 。
ρa＜ρb＜ ρc　
[練習]將一個重為30 N的物體先后放入a、b和c三種液體中，物體靜止時 如圖所示。
練習圖
30　
物體在液體中處于靜
止狀態，受平衡力，根據二力平衡的條件，可得G＝F浮　
20　
20　
懸浮　
物體所受的浮力大小仍等于其所受重力的大小，所以物體仍靜止在
原來的位置，即處于懸浮狀態　
[練習]將一個重為30 N的物體先后放入a、b和c三種液體中，物體靜止時 如圖所示。
練習圖
實心球 實心球所受的重力/N 排開水所受的重力/N
甲 1 1
乙 2 1
A
C
核心考點2　浮力的綜合應用
B
C
D
解題思路：由表格數據可知，甲乙兩實心球所受的重力和排開水所受的 重力，根據阿基米德原理，F浮＝G排，通過比較實心球甲、乙所受的重 力和浮力，可以判斷甲、乙兩球靜止在水中的狀態。
練習圖
A. 下降 B. 上升 C. 不變 D. 無法判斷
B
核心考點3　 浮力與壓強綜合計算
例3：如圖甲，在彈簧測力計下掛一金屬塊，從盛水的燒杯上方某一高度 緩慢下降，金屬塊浸沒后繼續下降，直到金屬塊底面與燒杯底部接觸為 止。在金屬塊下降過程中，彈簧測力計示數F隨金屬塊下降高度h變化的 圖像如圖乙所示。(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
例3圖
(1)求金屬塊浸沒在水中后受到的浮力大小；
解：(1)F浮＝G－F'＝12 N－4 N＝8 N
(2)求金屬塊的體積和密度；
(2)因金屬塊浸沒時排開水的體積和自身的體積相等，所以，由F浮＝
ρ液gV排得，
例3：如圖甲，在彈簧測力計下掛一金屬塊，從盛水的燒杯上方某一高度 緩慢下降，金屬塊浸沒后繼續下降，直到金屬塊底面與燒杯底部接觸為 止。在金屬塊下降過程中，彈簧測力計示數F隨金屬塊下降高度h變化的 圖像如圖乙所示。(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
例3圖
(3)分析金屬塊從B到C過程中受到的浮力和壓強的大小變化情況，并寫出 依據。
例3：如圖甲，在彈簧測力計下掛一金屬塊，從盛水的燒杯上方某一高度 緩慢下降，金屬塊浸沒后繼續下降，直到金屬塊底面與燒杯底部接觸為 止。在金屬塊下降過程中，彈簧測力計示數F隨金屬塊下降高度h變化的 圖像如圖乙所示。(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
例3圖
(3)金屬塊從B到C過程中受到的浮力和壓強均變大。依據：金屬塊從
B到C過程中，排開水的體積和所處的深度均逐漸增加，由F浮＝
ρ水gV排可知，金屬塊受到的浮力變大，由p＝ρ水gh可知，金屬塊受到的
壓強變大。
解題思路：(1)通過圖乙，結合稱重法，可以求出浮力的大小；(2)知道V排 與V物之間的關系，通過公式F浮＝ρ液gV排可以求出V排；(3)知道浮力的大 小只與ρ液和V排有關，液體壓強的大小與深度h和ρ液有關。
[練習]如圖1中圓柱形容器裝有適量的水，當水溫從0 ℃升到15 ℃時，水 的密度ρ和水溫t關系如圖2所示，此過程水的質量不變，不考慮圓柱形容 器的熱脹冷縮。
練習圖
先變小后變大　
容器中的水的質量不變，從圖2可
的體積的變化規律是先變小后變大　
(2)水在0 ℃時對容器底部的壓強 (選填“大于”“等于”或“小 于”)水在15 ℃時對容器底部的壓強。
等于　
[練習]如圖1中圓柱形容器裝有適量的水，當水溫從0 ℃升到15 ℃時，水 的密度ρ和水溫t關系如圖2所示，此過程水的質量不變，不考慮圓柱形容 器的熱脹冷縮。
練習圖
(3)在容器中放入一個實心木塊(ρ木＝0.6 g/cm3)。當容器中的水在0 ℃ 時，木塊受到的浮力為F1；當容器中的水在15 ℃時，木塊受到的浮力為 F2，則F1 F2( 選填“大于”“等于”或“小于”)。
等于　
[練習]如圖1中圓柱形容器裝有適量的水，當水溫從0 ℃升到15 ℃時，水 的密度ρ和水溫t關系如圖2所示，此過程水的質量不變，不考慮圓柱形容 器的熱脹冷縮。
練習圖
A. 甲容器中的物體所受浮力大
B. 甲容器中的液體的密度大
C. 乙容器對水平桌面的壓強大
D. 乙容器底部所受液體的壓力大
第1題圖
C
A. 種子上浮過程中鹽水對種子的壓強變大
B. 漂浮的種子受到的浮力大于自身重力
C. 下沉的種子密度比鹽水的密度大
D. 沉底的種子只受到重力和支持力
第2題圖
C
3. 如圖是用薄紙制成的下端開口的容器，容器的容積為1 m3，所用薄紙 重量為0.5 N。 容器內空氣重量為 N，容器 (含其內空氣)的總重 量為 N(空氣密度為1.29 kg/m3，g取10 N/kg)，為了使容器懸浮 在空中，你要用 方法使容器內空氣減少，容器內空 氣的重量減少 N，容器才能懸浮在空中，此時容器內空氣密 度 (選填“大于”“等于”或“小于”)容器外空氣密度。
第3題圖
12.9　
13.4　
加熱容器內空氣　
0.5　
小于　
4. (2023廣州節選)小明自制的“溫度計”中有密度隨溫度升高而變小的 液體。如圖1，當該液體溫度為19 ℃時，質量為4×10－3 kg的小球b懸 浮，b標記“19 ℃”；另外兩個小球分別標記“15 ℃”“23 ℃”，當小 球懸浮時，它標記的溫度與液體溫度相等。圖1、圖2、圖3中小球a、b、 c均靜止，忽略小球體積變化，g取10 N/kg。
第4題圖
圖1中b懸浮。
(1)在方框中畫出b的受力示意圖(用“·”表示b)；
(2)求此時b受到的浮力；
解：(2)b受到的浮力
F浮＝G＝mg＝4×10－3 kg×10 N/kg＝4×10－2 N
4. (2023廣州節選)小明自制的“溫度計”中有密度隨溫度升高而變小的 液體。如圖1，當該液體溫度為19 ℃時，質量為4×10－3 kg的小球b懸 浮，b標記“19 ℃”；另外兩個小球分別標記“15 ℃”“23 ℃”，當小 球懸浮時，它標記的溫度與液體溫度相等。圖1、圖2、圖3中小球a、b、 c均靜止，忽略小球體積變化，g取10 N/kg。
第4題圖
(3)此時液體密度為0.8×103 kg/m3，求b排開液體的體積。
解：(3)由F浮＝ρ液gV排，得b排開液體的體積
4. (2023廣州節選)小明自制的“溫度計”中有密度隨溫度升高而變小的 液體。如圖1，當該液體溫度為19 ℃時，質量為4×10－3 kg的小球b懸 浮，b標記“19 ℃”；另外兩個小球分別標記“15 ℃”“23 ℃”，當小 球懸浮時，它標記的溫度與液體溫度相等。圖1、圖2、圖3中小球a、b、 c均靜止，忽略小球體積變化，g取10 N/kg。
第4題圖
5. (2022 廣東)我國自主研制的載人深潛器下潛深度已突破10 000 m，在 載人深潛領域達到世界領先水平。(取ρ海水＝1.03×103 kg/m3，ρ水＝ 1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)潛水艇活動的海水深度一般為300 m至600 m。它可以通過水艙排水或 充水來改變 ，從而實現浮沉。
自身重力　
(2)深潛器可進入更深的水域，在10 000 m的深處，海水產生的壓強 為 Pa。 由于深海海水壓強太大，深潛器實現浮沉的方法與 潛水艇有所不同。
1.03×108　
(3)小明閱讀資料后，利用如圖的裝置模擬深潛器在水中的運動過程。物 體甲、乙由一條細線連接且在水中處于靜止狀態，已知乙的質量為0.2 kg，體積為25 cm3，則乙所受浮力的大小為 N，乙受到細線的拉 力為 N。若剪斷細線，甲將 (選填“上浮”“懸浮”或 “下沉”)，此時甲所受浮力 (填字母)。
第5題圖
0.25　
1.75　
上浮　
C　
A. 增大，且大于重力 B. 不變，且等于重力
C. 不變，且大于重力 D. 減小，且小于重力
5. (2022 廣東)我國自主研制的載人深潛器下潛深度已突破10 000 m，在 載人深潛領域達到世界領先水平。(取ρ海水＝1.03×103 kg/m3，ρ水＝ 1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)

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