浮力的应用辅导.doc

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1、10.3 物体的浮与沉辅导智 能 提 要物体的浮沉条件浸 没F浮G物 上浮部分浸入：F浮=G物 漂浮应 用问：怎样正确理解物体的浮沉条件？答 (1)物体的浮沉取决于它受到的重力和浮力的大小. (2)当F浮G物 上浮； 当F浮G物 下沉； 当F浮G物 悬浮或漂浮 (3)比较实心物体的密度与液体密度的大小，也可以判断物体的浮沉.当物液 上浮； 当物液 下沉； 当物液 悬浮(4)应用: 潜水艇、飞艇、气球等是物体浮沉条件的实际应用.（5）物体的漂浮条件 物体漂浮在液面的条件: 漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体受到的重力 即F浮G物； 应用: 轮船. 其中轮船的排水量指轮船满载时排开水的质量.问：

2、悬浮和漂浮有什么异同？答：(1)相同之处: 物体受到的浮力都等于物体受到的重力. 即F浮G物 (2)不同之处: 排液体积不同:悬浮时,对实心物体而言,V排V物;漂浮时,V排V物. 密度不同:对实心物体而言，悬浮时, 物液; 漂浮时物液.问：计算浮力有哪些方法？答：计算浮力有四种方法： (1)根据浮力产生的原因求浮力, 即F浮F向上F向下. (2)利用实验称量法求浮力, 即F浮GF (3)利用阿基米德原理求浮力, 即F浮G排液液gV排 (4)利用物体的浮沉条件求浮力, 即F浮G物(悬浮或漂浮)智 能 拓 展1.对于漂浮在液面上的物体，有几个很有用的结论或推论，记住并会运用这些结论解题会使你事半功

3、倍.结论一：同一物体漂浮在密度不同的液体中，所受的浮力相等.结论二：漂浮在液面上的物体，m物=m排=液V排.应用：假如液已知，只要测出V排，就可求得m物.结论三：漂浮在液面上的物体，。应用：能方便地求得物或液。智 能 归 例题型一 会运用物体的浮沉条件判别浸在液体中的物体所处的状态，能灵活应用浮沉条件及漂浮条件解决有关的简单问题例1 把质量为250g，体积为300cm3的金属球放入水中，静止时它受到的浮力为 。静止时的状态有三种：漂浮、悬浮、沉底.闯关点拨 解本题的关键在于确定金属球在水中静止时所处的状态。 方法一，求出球的密度球，再跟水比较。方法二，假设该球全部浸没水中，求出它在水中受到的最

4、大浮力，然后跟它的重力比较。解法一 球G 球将上浮，静止时漂浮在水面上，此时浮力F浮=G=2.45N例2 在一个装满水的容器中，放入一个质量为20g的物体，从容器中溢出15g的水，则该物体在水中的浮沉情况和水对容器底部的压强是（ ）A下沉，压强不变B上浮，压强不变C漂浮，压强减小D悬浮，压强增大闯关点拨 判断浮沉情况的关键是比较浮力和重力的大小关系；水对容器底部的压强变化情况取决于水面的变化情况。解 F浮=G排=m排g， G排=m物g 15g20g.即m排m物 F浮G物 ，因而物体下沉。由于容器中原来装满水，物体放入后，水面高度不变，故水对容器底部的压强不变。答 选A题型二 漂浮条件与阿基米德

5、原理的综合运用例1 有一木块，放入水中静止后，有的体积露在水面上，若将它放入另一种液体中时，有的体积浸入液体中，求液体的密度闯关点拨 此题是利用阿基米德原理及漂浮条件解决密度问题的典型问题，而且条件较为隐蔽，在解决此类条件隐蔽的问题时，首先要认真分析题目中的一些关键词语，如上题中的“ 露出水面”，此处有两层含义：（1）物体是漂浮在液面，（2） 其次，要对物体的状态和受力做认真的分析，才能建立正确的方程解 设该木块的体积为，放入水中后有的体积露在水面，则意味着有 的体积浸入水中，即 受到的浮力，又因为放入另一种液体中漂浮时有 的体积浸在液体里，即，受到的浮力由于木块在水中和在液体中都是漂浮状态，

6、其受到的浮力都等于重力即 则即 答 液体的密度是。拓展题 现有如下器材：一只可直立于水中的平底薄壁试管、水槽、足量的水和一把量程足够的刻度尺。小明利用上述器材设计了测量某种液体密度的实验。 （1）请你将实验的主要步骤补充完整，并写出需要测量的物理量。实验的主要步骤有： 在水槽中放人适量的水，将试管直立于水中，待其漂浮时，用刻度尺测出水面到试管底部的深度，记为 h1； 在试管内倒人一定量的待测液体， 当试管再次直立于水中漂浮时，用刻度尺测出水面到试管底部的深度，记为h2； _。 （2）根据测量数据，写出待测液体密度的表达式， =_。解 将试管从水槽中取出，用刻度尺测出试管内液面到地步的深度，记为

7、h3 表达式：=例2 一座冰山漂浮在水面上，露出水面部分的体积 ，这座冰山重有多少？（已知 ）闯关点拨 要想求出冰山的重根据 ，必须先求出整个冰山的体积由于冰山浮在水面上，根据漂浮物体的条件 来求，设冰山的体积的为V，那么它浸入水中的体积即 ，然后由阿基米德原理求出 ，先求出V，再求出G即可解 又 由 得： 整个冰山重： 答：这座冰山重 例3 有一根粗细均匀的蜡烛，底部插入一根铁钉，竖直地漂浮在水中，蜡烛长20cm，密度 ，上端露出水面1cm现将蜡烛点燃，求这根蜡烛燃烧到剩余多长时，蜡烛的火焰会被水熄灭？（铁钉体积不计）闯关点拨 蜡烛漂浮在水面上，根据漂浮物体的条件， 随着蜡烛的不断燃烧，其质

8、量不断减小，重力也在减小，蜡烛露出水面部分逐渐减少，当蜡烛燃烧到水面时，蜡烛就无法燃烧，火焰将被水熄灭所以，此题的关键是确定蜡烛多长时没有水面以上的部分解 又 蜡烛是漂浮的 即： 得： 则 答 当蜡烛剩下10cm时火焰位于水面，这时，蜡烛的火焰被水熄灭题型三 了解浮沉条件在生产、生活中的应用，知道通过哪些有效方法能改变物体的浮沉例1 人们常利用盐水来选种，当把种子放入盐水中时，所有的种子都未浮起来，为使不饱满的种子浮起来，问应在盐水中加盐还是加水？为什么？闯关点拨 要改变物体浮沉可以改变物体的重力或改变物体受到的浮力，而本题中种子的重力不能改变，应改变种子受到的浮力答 应加盐不饱满的种子未浮起

9、来，说明其受到的浮力小于重力加盐后，盐水的密度增大，种子所以受的浮力（g）增大，当浮力大于重力时，不饱满的种子就会浮起来例2 阳湖中学旁一河塘被沿河化工厂污染，为调查河水被污染的程度，初三（1）班学生分成三个研究小组。化学研究小组利用pH试纸检测河水的酸碱度，生物研究小组采用舀取河水饲养金鱼的办法调查水质，物理研究小组根据常识：河水被污染后密度普遍变大，当河水密度超过1.05103kg/m3，一般就不再适合水产养殖。他们制作简易的液体密度计边长为10.5cm的正方体木块，先将木块放在清水中漂浮，测得木块下表面在水中的深度为6.3cm，该木块密度为_kg/m3，然后在木块上清水液面处画一周白线。

10、若将木块放入密度为1.05103kg/m3的污水中漂浮，那么污水面将在该木块白线的_（选填“上”或“下”）方距离白线_cm处，再在该线处画上一周红线，用此木块就可检测河水的密度是否超标。闯关点拨 本题考查了物体的浮沉条件的应用，求解该题的关键是对木块进行受力分析，列出方程。解 木块漂浮在清水中时，由于木块所受重力于浮力相等：木gV木=水gV排水代入数据得木块的密度木=0.6103kg/m3而木块漂浮在污水中时，同理可得：木gV木=污gV排污代入数据得，又V排污=Sh排污，V木=Sh木，得h排污=6cm。亦即污水面在该木块白线下方0.3cm处答 0.6103 下 0.3智 能 训 练基础知识训练

11、1停在海里的小游艇总重2.06 104N，它受到的浮力大小为_N；它排开海水的体积为_m3（海水的密度海水=1.03103kgm3，取 g=10Nkg）。（题型二）2一小球所受的重力为5N体积为 5 10-4 m3。将它浸没在水中时，所受的浮力大小为_N（取 g=10Nkg），浮力的方向是_。放开手后，小球图10-1将 （填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）。（题型一）3我国农民常用盐水浸泡法来选种，如图10-1所示。在浓度适宜的盐水中，饱满的种子沉在底部是因为_，干瘪、虫蛀的种子浮在液面上是因为_（题型三）10-24如图10-2所示，浸没在烧杯底部的鸡蛋所受水的浮力Fl小于鸡蛋的重力现将适量的浓

12、盐水倒入烧杯中，鸡蛋所受的浮力为F2，则Fl与F2的大小关系为（）（题型二）AFlF2BFlF2CFlF2D无法确定5轮船从内河航行到大海时，船将（ ）（题型三）A下沉一点； B上浮一点； C不变； D无法判定。6关于浮沉条件的应用，下列说法中正确的是（ ）（题型三）A潜水艇上浮过程中受到的浮力变大B气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度C密度计上的刻度示数从下到上逐渐变大D密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关7“死海不死”的故事说的是“将奴隶和俘虏扔进海里，可他们都漂浮在海面上”。以下是几位同学对该现象的解释，其中正确的是（ ）（题型二）A奴隶和俘虏是被水平仍进海里的B海水

13、的密度等于人体的密度，人在海里自然漂浮C人被扔进海里漂浮在海面上时，浮力总大于其重力D人被扔进海里漂浮在海面上时，浮力等于其重力8把重5N、体积为0.6dm3的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法正确的是（ ）（题型一）A物体上浮，F浮= 6N B物体悬浮，F浮= 5N 图10-3C物体漂浮，F浮= 5N D物体沉在水底，F浮= 6N9如图10-3，将边长为a的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中，设水的密度为水，木块静止时，从杯中溢出水的质量为m 。根据以上条件，求出五个与木块有关的物理量（木块面积、体积除外）。综合提高训练1一个实心物体，放在水中静止时，有2/5 的体积露

14、出水面，则该物体的密度是_kgm3。（题型二）2有一个木块，把它浸在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出10g水，若把它浸在盛满酒精的溢水杯中，会从杯中溢出_g酒精（酒精密度是0.8103kg/m3，水的密度是1.0l03kg/m3，木块的密度是0.5103kg/m3）（题型二）图10-43如图10-4所示，把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中，甲杯中溢出的液体质量是40g，乙杯中溢出的液体质量是50g，则：小球质量是_g，甲、乙两杯中液体的密度之比甲 ：乙 _4 ：5（选填“”“=”或“”图10-54甲、乙是两个体积相同而材料不同的实心球，它们静止在某种液体中的情况如图10-5所示，

15、那么两球所受的浮力F甲 F乙，两球的密度甲 乙（填“大于”“小于”或“等于”）（题型二）图10-65如图10-6所示，同一物体浸在甲液体中悬浮（图a），浸在乙液体中漂浮（图b）。比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小，及两种液体的密度甲和乙的大小，可以确定正确的是（ ）（题型二）AF甲 = F乙，甲 = 乙 BF甲 = F乙，甲 乙CF甲 F乙，甲 = 乙 DF甲 F乙，甲 乙图10-76在远洋轮船的船舷上，都漆着五条“吃水线”，又称“载重线”，如图10-7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

16、关系，有（）（题型三）A浮力增大，B浮力减小，C浮力不变，D浮力不变，7两实心球a、b的密度之比为43，体积之比为12，放入水中静止后所受浮力之比为23，则可能是（）（题型一）A两球均沉入水底B两球均漂浮在水面上Ca球下沉，b球漂浮 Da球漂浮，b球下沉图10-88如图10-8所示，一块0的冰放在盛有0的水的容器中，已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力，则当冰完全熔化为0的水后，容器中水面的位置将（ ）（题型二）A上升B下降C保持不变D水面的升或降决定于冰和容器内水的体积图10-99三个完全相同的实心铜球，分别在如图10-9所示的水、盐水、水银三种液体中静止，所受浮力分别为F甲、F乙、F丙，

17、下面判断正确的是（ ）（题型二）AF甲= F乙F丙 BF甲F乙F丙 CF甲= F乙F丙 DF丙F甲F乙10曾经有人向诺贝尔奖获得者、一位著名科学家求教一道题，题意大致如下：池中有一条船，船上装有石头，如果把船上的石头投入水中，池内水位将如何变化？这位科学家立刻判断水面会上升，因为船中石头投入水中后，池水因为石头占去一定体积而“膨胀”，水位应该上升。事实说明这位诺贝尔奖获得者的解释错了，此事因而成为名人的一则趣闻，请分析一下他到底错在何处？（题型二）11已知某实心小球是由下表中所列出的塑料材料中的一种制成的。为了鉴别该小球究竟是由其中哪一种塑料制成的，某同学设计并进行了以下实验： (1)把该小球

18、放人盛有足够多酒精的量杯中，松手后，当小球处于平衡状态时，发现量杯内的液面由60mL处升高到90mL处（已知酒精的密度是0.8 103 kg/m3）； (2)再把该小球放人另一只盛有足够多水的量杯中，松手后，当小球处于平衡状态时，发现量杯内的水面由60mL处升高到87mL处。由以上实验数据，可推知该塑料小球的质量是_kg，组成该小球的材料是_。（题型一） 甲 乙12为了测出普通玻璃的密度，小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶、一个量筒和适量的水做了如下实验：（1）在量筒内倒入50cm3的水；（2）让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上（如图甲所示），此时水面与80cm3刻线相平；（3）让小瓶口朝下沉没

19、水中（如图乙所示），这时水面与62cm3刻线相平则根据以上测出的数据可知：小瓶漂浮在水面时，它排开水的体积_；制造小瓶的玻璃的密度_（题型二）13如图甲所示，一圆柱形容器竖直放置在水平桌面上，其侧壁有一溢水口C，容器内的液面恰好与溢水口C齐平先将一个由均匀材料制成的船形物A开口向上放入容器中，当船形物漂浮。在液面上（如图乙所示），从溢水口溢出液体的体积为V；然后使船形物A反转90，当它浸没在液体中后容器内的液面下降了h（在船形物由漂浮到浸没的过程器内的液体未溢出）已知圆柱形容器的底面积为S，液体的密度为， 则（1）船形物A的质量mA_；（2）组成船形物A材料的密度_（题型二）14一方形木块体积

20、为2.6l03m3，放入盛有清水的圆柱形容器中，木块浸入水中部分的体积是1.56103m3，容器的底面积为9l02m2（1.0l03Kg/m3，g取10N/Kg）求：木块受到的浮力；木块的质量和密度；木块放入后，容器底部受到水的压强增加多少？15旅游用的游艇上常常备有救生衣（一种颜色比较鲜艳的背心，并用密度比较小的发泡材料做成内胆），请你用下面给定的要求和数据来设计救生衣：按能救护的人的质量为80Kg设计；为了保护人的安全，穿上该救生衣能使人的10的体积露出水面；发泡材料的密度为0.01103Kg/m3；做救生衣的面料及其他辅料的质量不计；人的密度可近似地取1103Kg/m3请回答：（1）为什

21、么要用颜色比较鲜艳的面料来做救生衣？（2）计算做一件这种救生衣的发泡材料的最小质量16小明用实验测量粗细均匀竹棍的横截面积。他用短细线在竹棍的下端系一小石块，然后将它们放到水中，竹棍竖直立在水中，水面距竹棍上端16.8cm；再将系石块的竹棍放到煤油中，竹棍竖直立在煤油中，煤油的液面距竹棍上端9.8cm，两次实验中石块都不跟容器底接触。已知竹棍长40cm，质量是24g，石块的质量是18g，煤油的密度是水的密度的。由上述所给条件求（1）细竹棍的横截面积。（2）石块的密度。（题型二）答案基础知识训练 12.06 104 225 竖直向上 悬浮3浮力小于重力（或） 浮力等于重力（或4A5B6B7D8C

22、9木块漂浮时受到的浮力F浮=mg；木块的重力G木=F浮= mg；根据浮力产生的原因，可求得木块底部受到水的压力F= F浮= mg；木块的质量m木=m；木块排开水的体积；木块露出水面的体积；木块浮在水面时，木块底部受到的压强综合提高训练 10.6103210350 4大于 大于5B6C7B 提示：浮力之比恰好等于它们的重力之比，所以可能a、b都漂浮，或a悬浮、b漂浮8A 提示：冰熔化前所受的浮力冰不等于重力9B10这位科学家的粗略分析中忽略了一点，在石头未投入水池前，石头借助小船的结构漂浮在水面上，其受力满足F浮=G石，式中的F浮为由于石头在船上，使漂浮的船因此而多受到的那部分浮力。由水gV排=

23、石gV石可得漂浮的船上由于石头而多排开的液体体积而投入水池后，石头下沉，所以池水水位应该是下降的。110.027kg 材料是聚丙烯 析：小球在酒精中静止不动时，V1排=30cm3，受到的浮力F1浮=0.24N；小球在水中静止不动时，V2排=27cm3，受到的浮力F2浮=0.27N。确定小球在酒精和水中的状态是解决本题的关键。讨论：（1）如果小球在酒精中漂浮，则它在水中一定液漂浮。小球在酒精和水中的浮力应相等，但F1浮F2浮。故小球不可能在酒精中漂浮；（2）如果小球在酒精中悬浮，则它在水中应漂浮，小球在酒精和水中的浮力应相等，但F1浮F2浮。故小球不可能在酒精中悬浮。所以小球在酒精中肯定沉底，则

24、V球=V1排=30cm3。小球在水中的V2排=27cm3V球，说明小球在水中漂浮。故G球=m球g=F2浮=0.27N，m球=0.027kg。查表可得小球聚丙烯制成。12 30cm3 2.5103kg/m3 析：根据题意，漂浮时V排=80-50=30cm3，又F浮=G，则水gV排=mg，代入数据可得试管的质量m=30g。试管下沉，=62-50=12cm3，即试管的玻璃体积V玻=6cm3，则玻璃的密度。13（1）V（2）14解：（1）F1.0103101.56103N15.6N（2）木块所受浮力与重力相等，Fmgmkg1.56kgkg/m30.6103kg/m3（3）pPa1.7102Pa15（1）比较鲜艳的颜色，如红色或黄色，能见度比较好，当发生事故时，很远的地方就能看到（2）设人的质量为m人，救生衣的发泡材料的最小质量为，由浮沉条件得GGg，g得0.08（kg）16设石块的体积为V，竹棍的横截面积为S，石块和竹棍的总质量Mm1m242g在水中，有（Vh1S）Mg在煤油中，有：（Vh2S）Mg由消V得：（h2h1）SS1.5cm2由式得：Vh1S23.2cm1.527.2cm3石块密度2.5g/cm32.5103kg/m3