物体的沉浮条件文档格式.docx
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如把木头挖成空心的独木舟,可以减小自身的重力,多装货物,以增大可利用的浮力。
再有用钢铁做成轮船,也是根据这一道理。
(2)轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理:
①轮船:
钢铁制造的轮船是“空心”的,使它排开的水的体积增大,从而增大浮力,浮在水面。
(注意:
轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量,根据轮船的排水量可以求出轮船受到的浮力)。
②潜水艇:
钢铁制造的潜水艇也是“空心”的,在水中时不变,则浮力不变,潜水艇的上浮、下潜和悬浮是通过对水舱充水和排水,达到改变自身的重力而实现的。
③气球和飞艇:
利用密度小于空气的氢气或氦气充入气球或飞艇中,靠气囊内的气体密度小于球外空气密度而上升。
通过改变气囊的体积而改变浮力的大小,实现升降。
④密度计
密度计是用来测定液体密度的仪器,它是根据物体漂浮时浮力等于物体自身重力()这一原理而制成的。
密度计在任何液体里都呈漂浮状态,据浮力公式,,显然大时,小,密度计露出部分大,反之小时,大,密度计露出部分就小。
因此密度计的刻度是不均匀的,下密上疏,刻度值是自上而下增加的,密度计上的数值表示待测液体的密度是水密度的倍数。
如“0.8”表示该液体密度是。
【典型例题】
例1.如图所示,边长为10厘米的实心正方体木块,它的密度为千克/米3,静止在装有足量水的容器中,且上下底面与水面平行。
(取g=10牛/千克)求:
(1)木块的体积
V木=________=_______=_______________m3
(2)木块的质量和重力
m木=_________=__________=___________kg
G木=_________=__________=___________N
(3)木块在水中所受浮力的大小。
∵物体漂浮
∴_________=_________=__________N
(4)水对木块下底面的压力。
由浮力的实质可知F下=_______=________N
(5)水对木块下底面的压强
p下=________=_________=_________Pa
(6)木块下底面在水中的深度
h下=_________=____________=____________m
(7)木块浸在水中的体积。
V排=_________=____________=_____________m3
分析与解:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
例2.如图,完全浸没在水中的乒乓球,放手后,乒乓球从运动到静止的过程中,其浮力大小变化情况是()
A.浮力不断变大,但小于重力。
B.浮力不变,但浮力大于重力。
C.乒乓球露出水面前浮力不变,静止时浮力等于重力。
D.浮力先大于重力,后小于重力。
乒乓球完全浸没在水中时,浮力大于重力,因浮力大小与物体在液内深度无关。
因此乒乓球在水中运动时所受浮力不变,直到当球露出水面时,浮力开始变小,当浮力等于重力时,球静止在水面上,呈漂浮状态。
故选C。
例3.质量相同的实心木块、铝块、铜块同时放入足够深的水槽中静止时,三个物体所受浮力()
A.木块最大B.铝块最大C.铜块最大D.一样大
因木块密度小于水密度,铝块和铜块密度大于水密度。
因此木块将漂浮在水面上而铝块和铜块将浸没在水中,木块所受浮力大小等于重力,铝块和铜块所受浮力比重力小。
解答:
A。
说明:
由于铝密度小于铜,质量相等时,铝块体积大于铜块体积,根据浮力公式F浮=ρ水gV排可知,铝块浮力大于铜块浮力。
例4.将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水中后放手,铜球静止后所受的浮力是________N.
此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”,即铜球静止时是漂浮于水面,还是沉于水中。
有的学生拿到题后,就认定V排=0.5dm3,然后根据F浮=液gV排,求出浮力F浮=4.9N。
当题目未说明铜球静止时处于什么状态,可以用下面方法判定物体的状态.
解法:
求出铜球的密度:
球==(g取10N/kg)球==0.9×
103kg/m3
这是一个空心铜球,且球<水,所以球静止后,将漂浮于水面,得F浮=G=4.5N.
例5.北京气象台每天4次放出气象探空气球。
气球所载仪器及球皮的总质量为2.7千克。
球内所充气体为氢气。
已知氢气的密度为0.09千克/米3,空气的密度为1.29千克/米3。
为使这样的气球升空,球内所充氢气的体积至少应为_______米3。
氢气球能升空,是因为它所受的浮力大于它所受的总重力。
气球共受到三个力的作用,它们是空气对它的浮力F浮,仪器及球皮的总重力G物和氢气本身的重力G氢。
由于F浮=G物+G氢,即ρ空gV球=m物g+ρ氢gV球
代入数据解得V球=2.25m3。
例6.在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图所示。
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,<
由于轮船从北大西洋驶向印度洋时重力没变,且都浮在液面上,所以浮力相等,则
答案:
轮船从北大西洋驶向印度洋时,下沉一些,即轮船排开液体的体积发生了变化。
解此类问题特别要注意漂浮在液面上的物体是处于平衡状态,它受到的浮力和重力互相平衡,二力大小相等,方向相反,同一个物体漂浮在密度不同的液体中时,浸在液体中的体积虽然不同,但是由于物体受到的重力大小不变,浮力总等于重力,所以浮力大小也不改变。
例7.有一艘潜水艇在水下航行。
它先从上面往下沉,后来又从下面往上浮,但是都没有浮出水面。
问它在水里受到的浮力哪一次大?
为什么?
潜水艇的潜水和上浮是靠改变自身的重力来实现的。
而潜水艇的体积是不变的,只要未浮出水面,它所受的浮力就不变。
两次受到的浮力一样大。
因为在未浮出水面时,潜水艇的体积是不变的,根据阿基米德原理可知,它所受到的浮力也是不变的。
例8.现将一支密度计先后放在密度分别为ρ1和ρ2的液体中,如图比较两种液体的密度。
密度计是测定液体密度的仪器。
它浮在不同液体中,它是浮体,由于它本身受到的重力不变,所以它在不同液体中所受的浮力也都相等。
它排开液体的体积不同,说明液体的密度不同,当它浸入密度大的液体中,它排开液体的体积就小,露出液面G物的部分较多。
解:
F浮1=F浮2=G
ρ1gV1=ρ2gV2
∵V1>
V2
∴ρ1<
ρ2
密度计是利用物体浮在液面的条件工作的,它是测定液体密度的仪器,它是一个封闭的玻璃管,下端装有铅粒,使玻璃管能竖直漂浮在液体中,玻璃管的上端呈圆柱形,管的粗细基本相同,在圆柱上标有刻度。
将密度计放入待测液体中,液面所对刻度数值即为此液体的密度。
认真观察可以看出,密度计刻度是不均匀的,靠下边的刻度数字较大。
它的刻度值一般标的是液体的密度与水的密度的比值,如果密度计的读数是1.6,则表示这种液体的密度是水的密度的1.6倍,它的密度则是1.6×
103千克/米3。
【模拟试题】
(答题时间:
60分钟)
一.填空题
1.一热气球静止在空中,已知气球和物体总质量为100千克,问此时所受浮力为___________牛。
2.如图所示,一物块悬挂在弹簧测力计下静止在水中时,弹簧测力计读数为2牛;
把它用绳系牢在某盐水中时,绳子拉力为3牛。
则物块在_____________中所受的浮力大。
在两液体中所受浮力相差______________N。
第1题第2题第4题
3.可以应用合力的知识来讨论物体的浮沉条件,设物体重力为G,浸没在液体里时所受浮力为F浮,则:
(1)当物体上浮时,二个力的合力为___________,合力的方向和__________方向相同;
(2)当物体在液体中下沉时,二个力的合力为___________,合力的方向和___________方向相同;
(3)当二个力的合力为__________时,物体就悬浮。
4.甲、乙、丙三物体浸没在液体中受力情况如图所示,则甲物体将____________;
乙物体受到的合力方向______________,乙物体将_______________;
丙物体将____________,丙物体最后静止时将处于______________状态,此时它的合力为______________。
乙物体最后静止时,受到的重力______________于浮力,此时乙物体受____________个力作用。
5.当液体密度_______________于物体密度时,浸没在液体中的物体就上浮,直至漂浮在液面。
当液体密度_____________于物体密度时,浸没在液体中的物体就下沉。
当液体密度______________于物体密度时,物体就悬浮在液体中任意位置。
6.一个空心铁球重12牛,体积1分米3,将它浸没在水中,它受到的浮力是___________牛,由于空心铁球受到的重力_____________浮力,它在水中将_______________。
7.古代的独木舟,就是采用_________________的方法来增大可以利用的浮力,即使是最现代化的轮船,也保持着这种古老的办法。
8.潜艇的上浮和下沉是靠改变_________________来实现的。
潜水艇从水下5米深处,潜至15米深处,所受的浮力_____________。
(选填“变大”“变小”或“不变”)
9.若气球的自重加上载重小于它所受的浮力时,气球就_______________;
当我们放出气球里的气体,气球的体积就会________________,所受的浮力_________________,气球可降回地面。
10.船从河里开到海里,(),船所受的浮力将___________________,船排开液体的质量_________________,排开海水的体积_______________排开河水的体积。
11.一艘轮船自重为牛,最大载货量为牛,满载时轮船的总重为___________牛,这是一艘排水量为_________________吨的货轮。
(g取10牛/千克)。
如果卸下牛的货物,它受的浮力为______________牛。
12.在测量人体血液密度时,血液在某一装有硫酸铜溶液的试管中悬浮,说明血液的密度______________该试管中硫酸铜溶液的密度(填“大于”、“小于”、“等于”)。
13.对于现代生活给人们带来的紧张症,可用漂浮疗法减轻它.漂浮池内有一定深度的水,水中加有大量的__________(填“盐”、“酒精”),任何人进入池内都会漂浮起来.
二.选择题
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 物体 沉浮 条件
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