課時(shí)9.3 物體的浮與沉（解析版）

課時(shí)9.3物體的浮與沉（幫課堂）（解析版）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道物體的浮沉條件2.能用物體的浮沉條件解釋生活中的一些現(xiàn)象【知識(shí)導(dǎo)圖】【基礎(chǔ)知識(shí)】知識(shí)點(diǎn)一：物體沉浮的條件1.前提條件：物體浸沒(méi)在液體中，且只受浮力和重力。2.示意圖：重力與浮力的關(guān)系如圖所示：如圖所示，（1）當(dāng)時(shí)，物體上浮，。當(dāng)時(shí)，物體懸浮，。當(dāng)時(shí)，物體下沉，。當(dāng)（物體未完全浸沒(méi)液體）時(shí)，物體漂浮，3.總結(jié)狀態(tài)上浮下沉懸浮漂浮沉底受力分析F浮與G物的關(guān)系F浮>G物F浮<G物F?。紾物F?。紾物F浮<G物ρ液與ρ物的關(guān)系ρ液>ρ物ρ液<ρ物ρ液＝ρ物ρ液>ρ物ρ液＜ρ物V排與V物的關(guān)系浸沒(méi)時(shí)，V排＝V物；露出液面的過(guò)程中，V排<V物V排＝V物V排＝V物V排<V物V排＝V物物體的狀態(tài)處于動(dòng)態(tài)(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷改變)，受非平衡力作用可以停留在液體的任何深度處是“上浮”過(guò)程的最終狀態(tài)是“下沉”過(guò)程的最終狀態(tài)處于靜態(tài)，受平衡力知識(shí)點(diǎn)二：浮沉條件的應(yīng)用1.密度計(jì)（1）工作原理：要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的，使它能夠排開(kāi)更多的水。排水量：輪船滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量。單位是t，由排水量m可計(jì)算出：排開(kāi)液體的體積；排開(kāi)液體的重力；輪船受到的浮力，輪船和貨物共重。2.潛水艇工作原理：潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。3.氣球和飛艇工作原理：氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體如：氫氣、氦氣。為了能定向航行而不隨風(fēng)飄蕩，人們把氣球發(fā)展成為飛艇。4.密度計(jì)原理：利用物體的漂浮條件來(lái)進(jìn)行工作。構(gòu)造：下面的金屬粒能使密度計(jì)直立在液體中?！疽族e(cuò)點(diǎn)】1.密度均勻的物體懸?。ɑ蚱。┰谀骋后w中，若把物體切成大小不等的兩塊，則大塊、小塊都懸浮（或漂浮）。2.冰或冰中含有木塊等密度小于水的物體，冰化為水后液面不變，冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體，冰化為水后液面下降。將一小石塊浸沒(méi)在水中,放手后小石塊沉入水底,在小石塊下沉過(guò)程中,下列分析正確的是A．浮力變大 B．浮力變小C．浮力大于重力 D．浮力小于重力【答案】D【詳解】試題分析：題中小石頭浸沒(méi)在水中，在小石塊下沉過(guò)程中，排開(kāi)水的體積不變，故所受到的浮力不變，選項(xiàng)A、B是錯(cuò)誤的；由于小石塊下沉，由物體的浮沉條件知，其所受的浮力小于重力，選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的．故本題正確選項(xiàng)是D．下列不屬于利用浮沉條件工作的是（）A．輪船B．潛水艇C．飛機(jī) D．熱氣球【答案】C【詳解】A．輪船在水中始終漂浮，利用了浮沉條件，故A不符合題意；B．潛水艇是依靠改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮和下沉的，利用了浮沉條件，故B不符合題意；C．機(jī)翼的形狀上凸下平，飛機(jī)起飛或滑行時(shí)，機(jī)翼上方的空氣流速大、壓強(qiáng)較小，機(jī)翼下方的空氣流速小、壓強(qiáng)大，所以機(jī)翼受到一個(gè)向上的壓強(qiáng)差，從而產(chǎn)生向上的升力，與浮沉條件無(wú)關(guān)，故C符合題意；D．熱氣球是利用在空氣中的浮力來(lái)工作的，當(dāng)被燃燒器加熱的空氣密度小于氣球周圍空氣的密度時(shí)，浮力大于重力，熱氣球才可以升空，故D不符合題意。故選C。【作業(yè)幫】1.小輝把一條胡蘿卜放入水中，胡蘿卜在水中靜止后如圖甲所示。小輝把胡蘿卜撈起來(lái)用刀具挖空胡蘿卜，然后再放入水中，挖空的胡蘿卜靜止后如圖乙所示。關(guān)于此現(xiàn)象下列說(shuō)法正確的是（）A．甲圖中胡蘿卜受到的浮力小于乙圖中胡蘿卜受到的浮力B．甲圖中胡蘿卜受到的浮力大于乙圖中胡蘿卜受到的浮力C．乙圖中胡蘿卜受到的浮力大于它排開(kāi)的水所受的重力D．乙圖中胡蘿卜受到的浮力大于它所受的重力【答案】B【詳解】AB．甲乙兩圖中胡蘿卜的體積相同，但甲圖中排開(kāi)水的體積更大，根據(jù)阿基米德浮力原理，則甲圖中胡蘿卜受到的浮力大于乙圖中胡蘿卜受到的浮力，故A錯(cuò)誤、B正確；CD．乙圖中胡蘿卜漂浮，受到的浮力等于它所受的重力，根據(jù)阿基米德浮力原理，受到的浮力等于它排開(kāi)的水所受的重力，故CD錯(cuò)誤。故選B。2．將一支密度計(jì)先后放入甲、乙兩容器中，如圖，兩容器中液體的密度分別是ρA、ρB，密度計(jì)受到液體的浮力是FA、FB，則ρA、ρB和FA、FB的關(guān)系分別是（）A．ρA<ρBFA＝FB B．ρA<ρBFA>FBC．ρA>ρBFA＝FB D．ρA＝ρBFA>FB【答案】C【詳解】因?yàn)槊芏扔?jì)漂浮，所以F浮=G，所以密度計(jì)在A、B兩種液體中受到的浮力相等（FA=FB），都等于密度計(jì)受到的重力G；由圖知，密度計(jì)排開(kāi)液體的體積VA＜VB因?yàn)镕浮=ρ液gV排，所以A、B液體的密度ρA＞ρB故選C。3．一艘船從東海駛?cè)朦S浦江時(shí)，船受的浮力將會(huì)（）A．浮力不變，船身下沉些 B．浮力增大，船身上浮些C．浮力減少，船身下沉些 D．浮力不變，船身上浮些【答案】A【詳解】船在東海和黃浦江均處于漂浮狀態(tài)，船受到的浮力大小等于重力大小，而船重力不變，則船受到的浮力大小不變，又因?yàn)楹Ｋ芏却笥诮芏?，根?jù)阿基米德原理可知：排開(kāi)江水的體積偏大，則船身將下沉些，故A符合題意．4．以下表述錯(cuò)誤的是（）A．飛艇和飛機(jī)獲得升力的原理相同B．氫氣球在空中上升過(guò)程中受氣壓影響體積會(huì)變大C．熱氣球充的是加熱后體積膨脹的熱空氣D．潛水艇工作時(shí)是通過(guò)改變自身重力的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的【答案】A【詳解】A．飛艇是由于在空中，受到的浮力大于重力，從而獲得升力的；而飛機(jī)是由于機(jī)翼的上下表面空氣流速不一樣，從而壓強(qiáng)不一樣，獲得升力；它們獲得升力的原理不相同，故A錯(cuò)誤，符合題意；B．氫氣球在空中上升過(guò)程中，大氣壓越來(lái)越小，那么其自身的體積會(huì)變大，即氫氣球在空中上升過(guò)程中受氣壓影響體積會(huì)變大，故B正確，不符合題意；C．一般情況下的熱氣球，充的是被燃燒器燒熱，從而體積膨脹的熱空氣，故C正確，不符合題意；D．潛水艇工作時(shí)，在豎直方向上受到浮力和重力作用，由于自身的體積不變，排開(kāi)水的體積不變，則受到的浮力不變，那么通過(guò)排水或進(jìn)水，改變自身重力的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的，故D正確，不符合題意。故選A。5．將重為7牛的物體放入盛水的容器中，物體漂浮在水面上且溢出3牛的水，物體受到的浮力（）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?！敬鸢浮緽【詳解】物體漂浮在水面上，物體受到的浮力等于物體的重力，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。6．如圖，我國(guó)一艘第三代093B型攻擊核潛艇在一次軍事演習(xí)中，停在水面下200m處，后根據(jù)演習(xí)指令，下潛至300m處懸停，在此過(guò)程中（）A．只需向水艙內(nèi)充水B．只需水艙向外排水C．需先水艙向外排水，后向水艙內(nèi)充水D．需先向水艙內(nèi)充水，后水艙向外排水【答案】D【詳解】核潛艇懸停時(shí)受到的重力和浮力大小相等。核潛艇完全沒(méi)入水面之后，海水的密度不變，排開(kāi)海水的體積不變，根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，受到的浮力不變。核潛艇要繼續(xù)下潛，需要重力大于浮力，需先向水艙內(nèi)充水；當(dāng)下潛至300m處懸停，此時(shí)重力需要等于浮力，由于浮力不變，所以需要水艙向外排水，使重力等于浮力核潛艇才能懸停在300m處。故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。7．漂浮在水面上的物體受到的浮力的大小___________被物體排開(kāi)的水的重力，___________物體受到的重力。（均選填“大于”、“等于”或“小于”）【答案】等于等于【詳解】[1][2]由阿基米德原理可知，漂浮在水面上的物體受到的浮力的大小等于被物體排開(kāi)水的重力大小，因物體受力平衡，故物體所受浮力的大小也等于物體重力的大小。8．如圖所示，用塑料瓶制成的潛水艇模型懸浮于水中，此時(shí)模型受到的浮力______重力（填“>”“<”或“=”）。當(dāng)通過(guò)進(jìn)排氣管向瓶中打氣時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)將______，模型將上浮。在上浮過(guò)程中，水對(duì)模型底部的壓強(qiáng)將______（以上兩空填“變大”“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?變大變小【詳解】[1]潛水艇模型懸浮，受平衡力作用，所以此時(shí)所受浮力等于自身重力。[2]當(dāng)通過(guò)進(jìn)排氣管向瓶中打氣時(shí)，瓶中氣體增多，氣壓變大，將瓶中水壓出，潛水艇模型自身重力變小，潛水艇上浮。[3]上浮過(guò)程中，模型底部所處深度變小，液體密度不變，模型底部所受壓強(qiáng)，故模型底部所受壓強(qiáng)變小。9．體積均為200cm3的木塊和合金塊，放入水中靜止時(shí)的情況如圖所示，已知木塊重為1.8N，合金塊重為6N，則木塊受到的浮力為_(kāi)_____N，合金塊受到的浮力為_(kāi)_____N。（g＝10N/kg）【答案】1.82【詳解】[1]根據(jù)圖示可知，木塊漂浮，此時(shí)木塊受到的浮力等于重力，因此木塊受到的浮力[2]合金塊完全浸沒(méi)，排開(kāi)水的體積等于合金塊的體積，合金塊受到的浮力10．在中國(guó)有句老話叫做“瓜浮李沉”即西瓜在水中漂浮而李子在水中沉底，試比較李子受到的浮力_____西瓜受到的浮力，西瓜的密度_____李子的密度。（均選填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】小于小于【詳解】[1]西瓜排開(kāi)水的體積大于李子排開(kāi)水的體積，由F?。溅岩篻V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，則西瓜的密度ρ瓜＜ρ水李子在水中下沉，則李子的密度ρ李子＞ρ水所以ρ李子＞ρ瓜11．將一個(gè)質(zhì)量為80g、體積為的實(shí)心物體浸沒(méi)于水中，此時(shí)該物體所受浮力大小為_(kāi)____N，松手后該物體將___________（填“上浮”“懸浮”或“下沉”）。（水的密度為，g取10N/kg）【答案】1上浮【詳解】[1]由阿基米德原理可知，物體浸沒(méi)于水中后，所受浮力為[2]由題意可知，物體所受重力為因F浮>G，故松手后物體將上