10.3 物体的沉浮条件及应用 综合应用

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1、10.3物体的浮沉条件及应用综合应用“物体浮沉条件及其应用”是初中物理浮力章节中的重点和难点知识，物体浮沉条件是二力平衡条件及运动和力的关系在流体静力学中特殊表现形式，它涉及物体浮沉条件和应用两方面的知识，具有知识量大，相互联系紧密和知识交叉的特点。一、物体的浮沉条件浸没在液体中的物体受到两个力的作用：一个是竖直向下的重力G，另一个是竖直向上的浮力F浮。由于力是改变物体运动状态的原因，当这两个力的大小关系不同时，物体在液体中所处的状态也不同。当F浮＜G物，则物体下沉;当F浮＝G物,则物体悬浮;当F浮＞G物，则物体上浮;上浮的物体在露出液面后继续运动的过

2、程中，它排开液体的体积逐渐减小，受到的浮力也变小，当F浮＝G时，物体就会静止在液面上，这种状态叫做漂浮。物体漂浮时，F浮＝G。利用物体密度与液体密度的大小关系也可以判断出物体在液体中的浮沉情况：当ρ物＞ρ液物体下沉当ρ物＝ρ液物体悬浮当ρ物＜ρ液物体上浮,最后漂浮在液面例1.（2012•沈阳）同一个鸡蛋先后放入水和盐水中静止时，鸡蛋在图甲中漂浮、在图乙中沉底，如图所示。由此可知[]A．甲图中的鸡蛋受到的浮力大于重力B．乙图中的鸡蛋受到的浮力小于重力C．甲、乙两图中鸡蛋受到的浮力大小相等D．乙图中的液体是盐水解析：（1）同一个鸡蛋在甲图中鸡蛋漂浮，F浮甲

3、=G，在乙图中鸡蛋沉底，F浮乙＜G，所以，F浮甲＞F浮乙，故B正确，AC不正确；（2）同一个鸡蛋在甲图中鸡蛋漂浮ρ甲＞ρ鸡蛋，在乙图中鸡蛋沉底，ρ乙＜ρ鸡蛋，所以ρ甲＞ρ乙，故甲图中的液体是盐水，D不正确．故选B．点评：本题考查了物体浮沉条件的应用；关键是知道物体漂浮时浮力和重力相等、且ρ液＞ρ物，物体下沉时浮力小于重力、且ρ液＜ρ物．例2.（2012•长春）体积相等的A、B两个实心球，放入酒精中静止时，A漂浮，B沉底；放入水中静止时，两球均漂浮，则A球受到水的浮力B球受到水的浮力（选填“大于”“等于”或“小于”）．解析：（1）体积相等的A、B两个实心

4、球，放入酒精中静止时，A漂浮，则F浮A=GA；B沉底，则F浮B＜GB；因为A、B体积相等，A漂浮，B沉底，所以A排开酒精的体积小于B排开酒精的体积，A受到酒精的浮力小于B受到酒精的浮力，即F浮A＜F浮B，所以GA＜F浮B＜GB；（2）放入水中静止时，两球均漂浮，则受到水的浮力F浮A′=GA，则F浮B′=GB，因为GA＜GB，所以F浮A′＜F浮B′．故答案为：小于．点评：本题考查了学生对物体的浮沉条件的掌握和运用，利用好条件“体积相等的A、B两个实心球在酒精中静止时，A漂浮，B沉底”得出两球的重力大小关系是本题的关键．例3.（2012•济南）如图所示，先

5、将半个西瓜皮轻轻放在水缸中，发现它漂在水面上，此时它受到的浮力大小为F浮1．然后把它按入水面下．发现它沉入水底，此时它受到的浮力大小为F浮2．则F浮1与F浮2的大小关系是（　　）A.F浮1＞F浮2B.F浮1=F浮2C.F浮1＜F浮2D.无法比较解析：当西瓜皮轻轻放在水缸中，发现它漂在水面上，由物体的浮沉条件可知，此时浮力等于重力；当把它按入水面下．发现它沉入水底，则此时浮力小于重力，重力没变，所以则F浮1＞F浮2．故选A．点评：本题考查了学生物体浮沉条件的应用，明确漂浮时浮力等于重力，下沉时浮力小于重力是解答此题的关键．例4.生汤圆在水中是沉的，熟汤圆

6、在水中是浮的原因?解答：汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重力，汤圆沉入锅底；汤圆煮熟时，它的体积增大，浮力也随之增大，汤圆受到的浮力大于重力，汤圆浮出水面。点评：本题考查学生对物体的沉浮条件的掌握和运用，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．例5.（2012•淮北模拟）某课外活动小组的同学在探究物体的“浮沉条件”时，将质量为90g的物体放入盛满水的盆中，发现有80g水溢出．则（　　）A．物块会沉入水底B．物块会悬浮在水中C．物块会漂浮在水面上D．不能据此判断出物块的沉浮解析：解：∵m物=90g=0.09kg，m排=m溢=8

7、0g=0.08kg，∴m物＞m排，∵G=mg，∴G物＞G排，∵F浮=G排，∴F浮＜G物，∴物块在水中下沉、沉入水底．故选A．点评：本题考查了学生对物体的浮沉条件和阿基米德原理的掌握和运用，关键看学生能否灵活利用阿基米德原理比较浮力与重力的大小关系．二、浮沉条件的应用（1）轮船：采用“空心”的办法，增大可利用的浮力。轮船能漂浮在水面的原理：钢铁制造的轮船，由于钢铁的密度比水的密度大，所以把实心的铁块浸在水中时会下沉，但是如果把铁块做成空心的船形，它就会排开更多的水，使浮力增大，从而浮在水面上，轮船就是采用这种方法制成的。（2）潜水艇：采用“改变自身重力”

8、的方法实现上浮和下沉。浸没在水中的潜水艇排开水的体积，无论下潜多深，始终不变，所以潜水艇所受的