資源簡(jiǎn)介

第3節(jié) 物體的浮沉條件及應(yīng)用
雙基過(guò)關(guān)
知識(shí)點(diǎn)一、物體的浮沉條件：
1.物體浮沉的原因
力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，浸沒在液體中的物體，受到兩個(gè)力的作用:豎直向下的重力和豎直向上的浮力。物體在液體中是上浮還是下沉，取決于二者之間的大小關(guān)系。
2.物體在液體中浮沉?xí)r的各種狀態(tài)
（1）上浮
①狀態(tài)描述：浸沒在液體中的物體，由于浮力大于重力，使物體逐漸向上移動(dòng)的過(guò)程，物體處于非平衡狀態(tài)。
②受力分析如圖所示：
③受力關(guān)系：F浮＞ G
④密度關(guān)系：ρ液＞ρ物
⑤體積關(guān)系：V排＝V物
（2）下沉
①狀態(tài)描述：浸沒在液體中的物體，由于浮力小于重力，使物體逐漸向下移動(dòng)的過(guò)程，物體處于非平衡狀態(tài)。
②受力分析如圖所示：
③受力關(guān)系：F浮＜ G
④密度關(guān)系：ρ液＜ρ物
⑤體積關(guān)系：V排＝V物
（3）懸浮
①狀態(tài)描述：浸沒在液體中的物體，由于浮力等于重力，使物體停留在液體中的任意位置，物體處于平衡狀態(tài)。
②受力分析如圖所示：
③受力關(guān)系：F浮＝ G
④密度關(guān)系：ρ液＝ρ物
⑤體積關(guān)系：V排＝V物
（4）漂浮
①狀態(tài)描述：物體浮在液體的表面，是上浮過(guò)程的最終狀態(tài)，浮力等于重力，物體處于平衡狀態(tài)。
②受力分析如圖所示：
③受力關(guān)系：F浮＝ G
④密度關(guān)系：ρ液＝ρ物
⑤體積關(guān)系：V排＝V物－V露
（5）沉底
①狀態(tài)描述：物體沉在容器的底部，是下沉過(guò)程的最終狀態(tài)，浮力等于重力與容器底部支持力的合力，物體處于平衡狀態(tài)。
②受力分析如圖所示：
③受力關(guān)系：F浮＝ G＋F支
④密度關(guān)系：ρ液＝ρ物
⑤體積關(guān)系：V排＝V物
3.兩種方式比較物體的浮沉條件
（1）比較浮力與重力的大小
①F浮＞ G時(shí)，物體上浮；
②F浮＜ G時(shí)，物體下沉，直至沉底；
③F浮＝ G時(shí)，物體懸浮或漂浮。
（2）比較液體密度和物體密度的大小
①ρ液＞ρ物時(shí)，物體上浮，直至漂浮狀態(tài)；
②ρ液＜ρ物時(shí)，物體下沉，直至沉底狀態(tài)；
③ρ液＝ρ物時(shí)，物體懸浮在液體中的任意位置。
基礎(chǔ)自測(cè)：
1．探究物體的沉浮條件時(shí)，將重為10N的物體放入盛滿水的盆中時(shí)，溢出水重為9N，則（　　）
A．物體會(huì)浮在水面上 B．物體會(huì)懸浮在水中
C．物體會(huì)沉入盆底 D．不能判定物體的沉浮情況
【答案】C
【解析】由阿基米德原理知物體受到的浮力
F浮=G排=9N
物體的重力是10N，物體的重力大于物體受到的浮力，則物塊在水中下沉，會(huì)沉入盆底，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
2．將A、B、C 三個(gè)體積相同的小球投入到某液體中，靜止時(shí)所處的位置如圖所示，則三球 所受浮力大小關(guān)系是（　　）
A．A、B、C 三球所受浮力相等
B．B、C 兩球所受浮力相等，A 球所受浮力小于 B、C 球
C．A、B 兩球所受浮力相等，C 球所受浮力小于 A、B 球
D．A 球所受浮力大于 B 球，B 球所受浮力大于 C 球
【答案】B
【解析】A、B、C三個(gè)體積相同的小球投入到同一種液體中，液體密度相同，由圖知，A漂浮，排開液體的體積小于小球的體積，B、C完全浸入液體中，排開液體的體積等于小球的體積，又因?yàn)槿齻€(gè)小球體積相同，根據(jù)可得，B和C兩球浮力相等，A球所受的浮力小于B、C球，故ACD不符合題意，B符合題意。
故選B。
3．如圖所示，把一個(gè)蘋果放入濃鹽水中，蘋果處于漂浮狀態(tài)。如果把水面以上的部分切去，則余下的部分（ ）
A．沉入水底 B．仍然漂浮 C．剛好懸浮 D．無(wú)法判斷
【答案】B
【解析】切去前，蘋果處于漂浮狀態(tài)，所以蘋果受到的浮力等于蘋果的重力；把水面以上的部分切去時(shí)，重力變小，浮力不變（排開水的體積不變），此時(shí)浮力大于重力，蘋果上浮，最終漂浮在液面上。故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
4．俗話說(shuō)“瓜浮李沉”，是指西瓜投入水中會(huì)漂浮在水面，李子投入水中會(huì)下沉。如圖，若西瓜和李子都保持靜止?fàn)顟B(tài)，則下列各個(gè)量中，李子一定比西瓜大的是（　　）
A．密度 B．浮力 C．質(zhì)量 D．壓力
【答案】A
【解析】A．西瓜漂浮在水面上
李子在水中下沉
所以
故A符合題意；
B．由圖知西瓜排開水的體積大于李子排開水的體積，根據(jù)可知，西瓜的浮力大于李子的浮力，故B不符合題意；
C．題目中沒有說(shuō)明西瓜和李子質(zhì)量的關(guān)系，一般情況西瓜的質(zhì)量大于李子的質(zhì)量，故C不符合題意；
D．沒有對(duì)西瓜和李子施加壓力，故D不符合題意。
故選A。
5．如圖所示，在水平面上有兩個(gè)相同的溢水杯，分別裝滿不同的液體，將同一個(gè)小球A分別放入兩個(gè)溢水杯中靜止時(shí)，從甲杯中溢出液體的重力是G甲，從乙溢水杯中溢出液體的重力是G乙，此時(shí)兩溢水杯中液面相平。下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．小球在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
B．甲杯中溢出液體重力G甲小于乙杯中溢出液體重力G乙
C．未放入小球時(shí)，甲杯中液體的質(zhì)量大于乙杯中液體的質(zhì)量
D．放入小球后，兩溢水杯對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)相等
【答案】C
【解析】A．同一個(gè)小球，則重力一定，小球在甲杯中漂浮，浮力等于重力，在乙杯中沉底，浮力小于重力，故小球A在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力，故A錯(cuò)誤；
B．小球所受的浮力等于排開液體所受的重力，因?yàn)樾∏駻在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力，所以甲杯中溢出液體重力G甲大于乙杯中溢出液體重力G乙，故B錯(cuò)誤；
C．由A知，ρ甲>ρ乙，未放入小球時(shí)，V甲液=V乙液，由可知，甲杯中液體的質(zhì)量大于乙杯中液體的質(zhì)量，故C正確；
D．由圖知，甲剩余液體的體積大于乙剩余液體的體積，且ρ甲>ρ乙，則根據(jù)G=mg=ρVg可知，甲溢水杯中剩余液體重力大于乙溢水杯中剩余液體重力；而溢水杯對(duì)桌面的壓力等于容器、液體、小球的總重力，所以甲容器對(duì)桌面的壓力大于乙容器對(duì)桌面的壓力，由于容器相同則底面積相同，所以，根據(jù)可知，甲杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)大于乙杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)，故D錯(cuò)誤。
故選C。
6．把重8 N，邊長(zhǎng)為0.1 m的正方體物塊投入裝有足夠多水的大容器中，當(dāng)物塊靜止時(shí)，處于_____________(填“沉底”“懸浮”或“漂浮”)狀態(tài)，此時(shí)物體所受浮力大小為__________N
【答案】 漂浮 8
【解析】重為8N的物體質(zhì)量為0.8kg；邊長(zhǎng)為0.1m，則體積Wie0.001m3；可得物體的密度為800kg/m3；物體密度小于水的密度，故該物體在足夠水中靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài)，漂浮物所受浮力大小等于物體重力即物體所受浮力大小為8N．
7．在課外小組活動(dòng)中，小剛將一掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的形狀不規(guī)則的石塊浸沒在水中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示，石塊在水中所受到的浮力為______N。如果直接將該石塊放入水中，該石塊將______（選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）。
【答案】 1 下沉
【解析】[1]由圖甲可知，石塊受到的重力為G=4N，根據(jù)稱重法，石塊在水中受到的浮力為
F浮=G-F示=4N-3N=1N
[2]直接將該石塊放入水中浸沒，石塊受到浮力和重力的作用，且重力大于浮力，所以石塊會(huì)下沉。
8．春節(jié)是中華民族的傳統(tǒng)節(jié)日，年夜飯“吃餃子”是一種習(xí)俗。
（1）餃子面和好后需要醒面，醒面過(guò)程中為防止面團(tuán)發(fā)硬，需要蓋上保鮮膜，原因是保鮮膜可以______；
（2）包餃子時(shí)，用力捏出褶邊，說(shuō)明力可以______；
（3）餃子剛下鍋時(shí)會(huì)立即沉人鍋底，此時(shí)它所受的浮力______（ 大 于小于/等于）重力，將熟時(shí)會(huì)浮出水面，浮在水面上的餃子所受的浮力______（ 大于/小于/等于 ）重力。
【答案】 減慢水分蒸發(fā) 使物體發(fā)生形變 小于 等于
【解析】（1）[1] 醒面過(guò)程中為防止面團(tuán)發(fā)硬，需要蓋上保鮮膜，原因是保鮮膜可以使面團(tuán)與空氣隔絕，減小了與空氣的接觸面積，從而使水分蒸發(fā)減慢。
（2）[2]包餃子時(shí)用手捏餃子可捏出漂亮的褶邊，這是力使餃子皮的形狀發(fā)生了改變，說(shuō)明力可以改變物體的形狀。
（3）[3][4]餃子剛下鍋時(shí)體積較小，此時(shí)它所受的浮力小于重力，會(huì)立即沉人鍋底；將熟時(shí)體積膨脹浮力大于重力，餃子開始上浮，露出水面時(shí)浮力開始減小，直到浮在水面上時(shí)餃子所受的浮力等于重力。
9．甲、乙兩個(gè)容器中分別盛有適量的水，物塊A的體積為1×10-3m3、B的質(zhì)量為0.5kg，現(xiàn)將A、B放入兩容器內(nèi)的水中，如圖所示，則ρA______ρB（選填“>”“<”或“=”），物塊B所受浮力為______N。
【答案】 > 5
【解析】[1]由圖可知，A物體懸浮在水中，則
ρA=ρ水
B物體漂浮在水面上，則
ρB<ρ水
所以
ρA>ρB
[2]B物體漂浮在水面上，根據(jù)物體漂浮的條件可得物塊B所受浮力
FB浮=GB=mBg=0.5kg×10N/kg=5N
知識(shí)點(diǎn)二、浮力的應(yīng)用
1.浮力的控制
（1）控制原理：由阿基米德原理F浮＝G排＝ρ水gV排可知，浸在液體中的物體，所受浮力的大小是由液體的密度和物體排開液體的體積決定的。
(2）增大浮力的方法
①增大液體的密度。如水中加鹽攪拌后，可使沉底的雞蛋浮起來(lái)。
②增大物體排開液體或氣體的體積。如飛艇、熱氣球、鋼鐵制成的輪船等。
(3）減小浮力的方法
①減小液體的密度。如往鹽水中加清水，可減小液體的密度以使漂浮的雞蛋下沉至水底。
②減小物體排開液體（或氣體）的體積。如飛艇降落時(shí)，通過(guò)將輔助氣囊中的氣體放出，使飛艇排開空氣的體積減小，從而減小空氣浮力，使飛艇降落。
2.浮沉條件的應(yīng)用實(shí)例
(1）輪船
①漂浮原理：“空心法”控制浮沉，即把密度比水大的鋼鐵制成空心的，使其能排開更多的水，從而增大其所受浮力，使輪船可以漂浮在水面上。
②工作分析：同一艘輪船，不論是在河（江）水里行駛，還是在海水里行駛，都是處于漂浮狀態(tài)的，即滿足 F浮＝ G（浮力的大小是不變的）。不同之處在于河（江）水與海水的密度不一樣，由阿基米德原理F浮＝ G排＝ ρ液gV排可知，當(dāng)輪船從海水中駛?cè)撕樱ń┧袝r(shí)，ρ液變小， V排變大，輪船應(yīng)會(huì)沉下去一些，即輪船的吃水深度變大；反之，輪船從河（江）水中駛?cè)撕Ｋ袝r(shí)，ρ液變大， V排變小，輪船應(yīng)會(huì)浮上來(lái)一些，即輪船的吃水深度變小。
③大小表示：輪船的大小通常用排水量來(lái)表示。排水量就是輪船裝滿貨物時(shí)排開水的質(zhì)量，即m 排 ＝m船十 m貨。
(2)潛水艇
①浮沉原理:通過(guò)改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮或下潛。
②工作分析:當(dāng)潛水艇浸沒在水中時(shí),其排開水的體積是不變的,因此潛水艇浸沒后受到的浮力不變。但潛水艇的艇身裝有水艙(如圖所示),當(dāng)向水艙充水時(shí),潛水艇變重(F＜G),逐漸潛入水中;當(dāng)水艙充水后潛水艇重等于同體積的水重時(shí)(F＝G),它可以懸浮在水中;當(dāng)用壓縮空氣將水艙里的水排出一部分時(shí),潛水艇變輕(F浮＞ G),從而上浮。
(3)氣球和飛艇
①升降原理:通過(guò)改變自身的重力和體積來(lái)實(shí)現(xiàn)升降。
②工作分析:氣球和飛艇(如圖所示)里充入的是密度小于空氣的氣體,在空氣中受到向上的浮力F浮和向下的重力G球(G球=G殼+ G氣,G氣很小)。以熱氣球?yàn)槔M(jìn)行分析。
當(dāng)F浮＞G殼＋G氣時(shí),氣球上升；升空過(guò)程中空氣的密度逐漸變小,由 F浮=ρ空gV排可知F浮變小，當(dāng)F浮=G殼十G氣時(shí),氣球懸浮于一定高度處；若要繼續(xù)上升,就要減小G殼(只需將原來(lái)裝在氣囊殼體中的重物拋掉即可)，使F浮＞G殼十G氣，當(dāng)達(dá)到一定高度,又會(huì)出現(xiàn)F浮= G殼+G氣的情況，氣球又將懸浮。
要下降時(shí),需將氣囊中的氣體放出一些,使氣囊體積變小，即V排變小,從而使F浮變小,當(dāng)F浮＜G殼+G氣時(shí)，氣球下降；隨著高度的降低,空氣的密度將變大,則F浮變大,當(dāng)F浮=G殼+G氣時(shí),氣球在空中懸浮；若繼續(xù)放出氣體,氣球?qū)⒗^續(xù)下降。
基礎(chǔ)自測(cè)
10．海權(quán)握，國(guó)則興。建設(shè)一支強(qiáng)大海軍是實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)的有力保障，潛水艇是海軍的戰(zhàn)略重器。如圖所示是我國(guó)海軍某艦隊(duì)的“強(qiáng)國(guó)號(hào)”潛水艇在海水中懸浮、上浮、漂浮的訓(xùn)練過(guò)程。下列對(duì)此潛水艇分析正確的是（　　）
A．懸浮和漂浮時(shí)受到的浮力不相等
B．潛水艇是通過(guò)改變浮力大小達(dá)到上浮和下沉的
C．上浮過(guò)程中所受浮力逐漸變小
D．潛水艇完全入水后，下沉越深，所受浮力越大
【答案】A
【解析】A．由圖可知，懸浮時(shí)排開海水的體積大于漂浮時(shí)排開海水的體積，由可知，潛艇懸浮時(shí)所受浮力大，即，故A正確；
B．在水中，潛水艇受到水的浮力和重力的作用，根據(jù)可知，潛水艇的體積不變，排開水的體積不變，故潛水艇受到水的浮力不變；把壓縮空氣壓入潛水艇的壓力艙，將海水排出，潛水艇自重G減小，當(dāng)F浮＞G時(shí)，潛水艇上浮；打開壓力艙的閥門，讓海水進(jìn)入壓力艙內(nèi)，潛水艇自重G增大，當(dāng)F浮＜G時(shí)，潛水艇下沉；當(dāng)F浮＝G時(shí)，潛水艇懸浮，可以停留在任何深度；由此可見，潛水艇能夠上浮和下沉是通過(guò)改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，故B錯(cuò)誤；
C．潛艇上浮過(guò)程中，露出水面前，V排不變，根據(jù)可知，潛艇所受浮力不變，逐漸露出水面時(shí)，V排減小，潛艇所受浮力減小，故C錯(cuò)誤；
D．潛水艇下沉越深，而排開液體的體積不變，由公式可知，所受的浮力不變，故D錯(cuò)誤。
故選A。
11．如圖所示是自制的簡(jiǎn)易密度計(jì)，它是在木棒的一端纏繞一些銅絲做成的。將其放入盛有不同液體且水平放置的兩個(gè)相同燒杯中，待其靜止觀察現(xiàn)象可知，下列說(shuō)法不正確的是（　　）
A．甲乙兩圖中密度計(jì)所受的浮力大小相等
B．甲圖中液體的密度小于乙圖中液體的密度
C．纏繞銅絲是為了降低密度計(jì)的重心，使其能豎直立在液體中
D．若甲乙兩圖中液面相平，則兩燒杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)大小相等
【答案】D
【解析】A．由圖可知，密度計(jì)在甲乙兩圖中都處于漂浮狀態(tài)，故密度計(jì)在甲乙中受到的浮力都等于密度計(jì)的重力，即甲乙兩圖中密度計(jì)所受的浮力大小相等，故A正確，不符合題意；
B．因甲乙兩圖中密度計(jì)受到的浮力相等，且甲圖中排開液體的體積大于乙圖中排開液體的體積，由F浮=ρgV排可知，甲圖中液體的密度小于乙圖中液體的密度，故B正確，不符合題意；
C．密度計(jì)是根據(jù)物體的浮沉條件工作的，在木棒的一端纏繞銅絲的目的是降低重心，使其能豎直立在液體中，故C正確，不符合題意；
D．由B可知，甲圖中液體的密度小于乙圖中液體的密度，若甲乙兩圖中液面相平，則甲圖中液體在質(zhì)量小于乙圖中液體的質(zhì)量，故甲圖中的總重力小于乙圖中的總重力，即甲燒杯對(duì)桌面的壓力小于乙燒杯對(duì)桌面的壓力，由知，甲燒杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)小于乙燒杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)，故D錯(cuò)誤，符合題意。
故選D。
12．2021年4月23日，海軍三型主戰(zhàn)艦艇——長(zhǎng)征18號(hào)艇，大連艦、海南艦在海南三亞某軍港集中交接入列。國(guó)家主席習(xí)近平出席了交接入列活動(dòng)并登上艦艇視察，如圖所示。已知大連艦滿載排水量為12300t。下面分析正確的是（　　）
A．大連艦滿載時(shí)受到的浮力為1.23×107N
B．艦載直升機(jī)從大連艦起飛后，大連艦受到的浮力不變
C．兩只艦艇不能近距離高速并排航行，是由于兩艦艇間水的流速越大，壓強(qiáng)越大，容易相撞
D．當(dāng)大連艦從河水行駛到海洋中后，船身會(huì)上浮一些
【答案】D
【解析】A. 根據(jù)阿基米德原理，大連艦滿載時(shí)受到的浮力為
故A錯(cuò)誤；
B. 輪船在航行過(guò)程中始終是漂浮狀態(tài)，根據(jù)二力平衡條件，浮力等于總重力，艦載直升機(jī)從大連艦起飛后，總重力變小，浮力變小，所以大連艦受到的浮力變小，故B錯(cuò)誤；
C. 流體壓強(qiáng)與流速有關(guān)，流速大的位置壓強(qiáng)小，兩只艦艇不能近距離高速并排航行，是由于兩艦艇間水的流速越大，壓強(qiáng)越小，容易相撞，故C錯(cuò)誤，
D. 當(dāng)大連艦從河水行駛到海洋中后，由于始終處于是漂浮狀態(tài)，根據(jù)二力平衡條件，浮力等于總重力，由阿基米德原理，河水的密度小于海水的密度，所以排開海水的體積要小一些，船身會(huì)上浮一些，故D正確。
故選D。
13．如圖所示“蛟龍”號(hào)，它完成了世界最深處下潛，“蛟龍”號(hào)潛水器與潛水艇原理相同，都是靠改變______來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮與下沉的。“蛟龍”號(hào)潛水器在沒入水面下繼續(xù)下潛時(shí)（海水密度不變），它受到的浮力______，它的上表面受到海水的壓強(qiáng)______（后兩空均選填“變大”、“不變”或“變小”）。
【答案】 自身重力 不變 變大
【解析】[1]潛水器在水下排開的液體的體積時(shí)不變的，受到的浮力是不變的，它的下潛和上浮是靠改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[2]潛水器在沒入水面下繼續(xù)下潛過(guò)程中，和均不變，根據(jù)
可知，它受到的浮力不變。
[3]潛水器在下潛的過(guò)程中，所處深度h變大，由
可知，潛水器受到水的壓強(qiáng)變大。
14．曉理自制了一個(gè)簡(jiǎn)易實(shí)用的“救生圈”，用一個(gè)三通塑料管將3個(gè)大號(hào)空“雪碧”瓶固定，如圖所示。已知每個(gè)空塑料瓶的體積是2L，重力為，則此“救生圈”全部浸沒在水中時(shí)所受浮力為______（忽略三通管和繩子的體積）；將該“救生圈”完全浸沒在水中后再放手，它將______（選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）。
【答案】 60 上浮
【解析】[1][2]3個(gè)大號(hào)空塑料瓶的體積
此“救生圈”全部浸沒在水中時(shí)所受浮力
3個(gè)大號(hào)空塑料瓶的總重力為
將該“救生圈”完全浸沒在水中后再放手，由于浮力大于重力，所以該“救生圈”將上浮。
15．為了監(jiān)測(cè)我國(guó)領(lǐng)海的水位變化。中國(guó)海監(jiān)在釣魚島海域放置了浮標(biāo)（如圖所示），監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，從夏季至冬季，海水溫度下降、體積縮小導(dǎo)致密度變大，此過(guò)程中浮標(biāo)體積保持不變，浮標(biāo)所受浮力 ___________，露出海面體積 ___________。（均選填“變大”、“不變”或“變小”）
【答案】 不變 變大
【解析】[1]由題可知，從夏季至冬季，海水的密度變大，但浮標(biāo)始終處于漂浮狀態(tài)，因物體漂浮時(shí)受到的浮力和自身的重力相等，且浮標(biāo)的重力不變，所以，浮標(biāo)受到的浮力不變。
[2]由的變形式
可知，浮力不變，海水密度變大，浮標(biāo)排開海水的體積變小（浸在海水中的體積變小），則露出海面體積變大。
考點(diǎn)突破
考點(diǎn)1.對(duì)浮沉條件的理解
方法：抓關(guān)鍵點(diǎn)辨浮沉
1.關(guān)鍵點(diǎn)一：比較物體所受重力和浮力的大小關(guān)系。
F浮＞G——物體上浮
F浮＜G——物體下沉
F浮＝G——物體漂浮或懸浮
2.關(guān)鍵點(diǎn)二：比較物體的密度和液體的密度。
條件:物體實(shí)心或ρ物指物體平均密度
ρ液＞ρ物——物體上浮
ρ液＜ρ物——物體下沉
ρ液＝ρ物——物體懸浮
例1.（2022·廣西玉林·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，新鮮雞蛋沉在盛有純水的容器底部，若要其上浮，可加（已知）（　　）
A．酒精 B．植物油 C．純水 D．濃鹽水
【答案】D
【解析】A．向杯中加酒精，只能使杯內(nèi)水的密度減小，使雞蛋受到的浮力減小，不能使雞蛋上浮，故A不符合題意；
B．向杯中加植物油，植物油不溶于水，不會(huì)改變水的密度，不能增大雞蛋受到的浮力，不能使雞蛋上浮，故B不符合題意；
C．向杯內(nèi)加水、不會(huì)改變水的密度，不能增大雞蛋受到的浮力，不能使雞蛋上浮，故C不符合題意；
D．向杯中加鹽，鹽溶解后，使水的密度增大，在雞蛋排開水的體積不變的情況下，由知道，雞蛋受到的浮力增大，當(dāng)受到的浮力大于雞蛋重時(shí)，雞蛋將上浮，故D符合題意。
故選D。
例2.（2022·浙江·中考真題）學(xué)習(xí)了物體的浮沉條件后，小舟做了如下實(shí)驗(yàn)：在兩個(gè)薄氣球中加滿溫水，扎緊后剪去多余部分，分別浸沒于盛有冷水與熱水的玻璃杯中（如圖）。若不計(jì)氣球自重，放手后兩氣球的運(yùn)動(dòng)情況是（　　）
A．冷水、熱水中都下沉 B．冷水中下沉，熱水中上升
C．冷水、熱水中都上升 D．冷水中上升，熱水中下沉
【答案】D
【解析】溫水的密度小于冷水的密度，由物體的浮沉條件可知，裝溫水的氣球在冷水中上浮；溫水的密度大于熱水的密度，由物體的浮沉條件可知，裝溫水的氣球在熱水中下沉。故ABC不符合題意，D符合題意。
故選D。
例3.（2022·內(nèi)蒙古赤峰·統(tǒng)考中考真題）放在水平桌面上的兩個(gè)相同的燒杯中裝有不同濃度的鹽水，其中一杯是飽和的。鹽水中的實(shí)心小球是用同種材料制作的。小球靜止時(shí)情況如圖所示，此時(shí)小球1、小球2受到的浮力分別記為F1、F2。向兩個(gè)燒杯中分別加入少許質(zhì)量相等的鹽后（鹽的體積忽略不計(jì)），發(fā)現(xiàn)小球1依然靜止在燒杯底，小球2還是處于漂浮狀態(tài)。此時(shí)小球1、小球2兩個(gè)小球受到的浮力分別記為F1′、F2′。整個(gè)過(guò)程溫度不變，可推斷出（　　）
A．F1′>F1，F(xiàn)2′>F2，F(xiàn)1′F1，F(xiàn)2′=F2，F(xiàn)1′=F2′
C．F1′>F1，F(xiàn)2′=F2，F(xiàn)1′【答案】C
【解析】由題可知，實(shí)心小球是用同種材料制作的，即小球密度ρ相等； 由圖可知，小球1的體積比2小，即
V1＜V2
由 可知
由可知
根據(jù)小球1沉底，小球2漂浮可知此時(shí)
結(jié)合物體的浮沉條件可知
由于鹽水只有一杯是飽和的，所以密度較大的右側(cè)燒杯內(nèi)為飽和鹽水； 向兩個(gè)燒杯中分別加入少許質(zhì)量相等的鹽后（鹽的體積忽略不計(jì)），左側(cè)不飽和鹽水的密度ρ鹽1增大，根據(jù)，小球1 受到的浮力會(huì)增大，即
由于小球1依然靜止在燒杯底，說(shuō)明增大后的浮力
右側(cè)燒杯中的飽和鹽水加入鹽之后ρ鹽2不變，所以小球2受到的浮力不變，即
所以
即
故選C。
考點(diǎn)2.浮沉條件的應(yīng)用實(shí)例
方法：關(guān)于浮力大小計(jì)算的分析思路
1.分析物體的狀態(tài)：
（1）懸浮或漂浮
（2）下沉
2.尋找物體存在狀態(tài)的條件和處理方法：
（1）懸浮或漂浮：一般根據(jù)二力平衡條件F浮＝G或F浮＝ρ液gV排求解；
（2）下沉：一般根據(jù)F浮＝ρ液gV排求解。
例4.（2022·貴州遵義·統(tǒng)考中考真題）094型戰(zhàn)略核潛艇是我國(guó)自主研發(fā)的目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的核潛艇，下列有關(guān)該潛艇說(shuō)法正確的是（　　）
A．核潛艇通過(guò)改變浮力大小來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮和下沉
B．浸沒在水中的核潛艇上浮時(shí)，所受浮力會(huì)逐漸變大
C．浸沒在水中的核潛艇下潛時(shí)，所受浮力大于自身重力
D．漂浮在水面的核潛艇所受的浮力與自身重力是一對(duì)平衡力
【答案】D
【解析】A．核潛艇通過(guò)排水或進(jìn)水來(lái)改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮和下沉的，排開水的體積不變，根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，核潛艇所受浮力不變，故A錯(cuò)誤；
B．浸沒在水中的核潛艇上浮時(shí)，排開水的體積不變，根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，核潛艇所受浮力不變，故B錯(cuò)誤；
C．浸沒在水中的核潛艇下潛時(shí)，所受浮力小于自身重力，故C錯(cuò)誤；
D．核潛艇漂浮在水面上時(shí)，核潛艇所受的浮力與自身重力是一對(duì)平衡力，浮力等于重力，故D正確。
故選D。
例5.（2022·江蘇常州·統(tǒng)考中考真題）2022年1月，海嘯導(dǎo)致南太平洋島國(guó)湯加淡水緊缺，為實(shí)施人道主義救援，中國(guó)海軍五指山艦日夜兼程抵達(dá)湯加之后，停泊于碼頭旁并通過(guò)管道向陸地輸送550t淡水。如圖所示，輸水過(guò)程中，五指山艦（　　）
A．艦體略上浮受到浮力不變 B．艦體略上浮受到浮力變小
C．艦體略下沉受到浮力不變 D．艦體略下沉受到浮力變大
【答案】B
【解析】輸水過(guò)程中，五指山艦的重力減小，但五指山艦始終漂浮在海面上，所以受到的浮力大小等于重力大小，重力減小，所以浮力減小，根據(jù)F浮=ρgV排可知，排開液體的體積變小，所以五指山艦上浮，故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
例6.（2022·山東濰坊·統(tǒng)考中考真題）2022年5月15日，我國(guó)自主研發(fā)的極目一號(hào)Ⅲ型浮空艇，從青藏高原海拔4270m的中科院珠峰站附近升空，順利升至9032m，超過(guò)珠峰高度，創(chuàng)造了浮空艇大氣科學(xué)觀測(cè)世界紀(jì)錄。該浮空艇通過(guò)一條纜繩與地面的錨泊設(shè)備連接，利用所受的浮力和纜繩的拉力控制可實(shí)現(xiàn)升空和駐空。忽略浮空艇體積的變化，在其勻速直線上升過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．浮空艇周圍的大氣壓不變 B．浮空艇受非平衡力的作用
C．浮空艇所受浮力大小不變 D．浮空艇所受浮力大于自身的重力
【答案】D
【解析】A．浮空艇在勻速直線上升過(guò)程中，海拔越高，空氣越稀少，空氣密度越小，浮空艇周圍的大氣壓越小，故A錯(cuò)誤；
B．浮空艇在勻速直線上升，處于平衡狀態(tài)，所以浮空艇受平衡力的作用，故B錯(cuò)誤；
C．浮空艇在勻速直線上升過(guò)程中，海拔越高，空氣密度越小，忽略浮空艇體積的變化，由可知，浮空艇所受浮力變小，故C錯(cuò)誤；
D．浮空艇在勻速直線上升過(guò)程中，處于平衡狀態(tài)，浮空艇受到豎直向上的浮力和受到豎直向下的重力、拉力，即
所以浮空艇所受浮力大于自身的重力，故D正確。
故選D。
例7.（2022·河南·統(tǒng)考中考真題）兩同學(xué)分別在底端封閉的兩支相同吸管中裝入不同質(zhì)量的細(xì)沙，制成了A、B兩支密度計(jì)，放入同一個(gè)盛有水的燒杯中，靜止后如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．密度計(jì)A所受浮力較小 B．密度計(jì)B所受重力較小
C．兩密度計(jì)底部所受水的壓強(qiáng)相等 D．兩密度計(jì)在水面處的刻度值不同
【答案】A
【解析】A．根據(jù)阿基米德原理
F浮=ρ液gV排
A、B均漂浮在水中，故液體密度相同。由圖可知
VB排>VA排
可得
FB浮>FA浮
故A正確；
B．密度計(jì)處于漂浮狀態(tài)，浮力和重力的關(guān)系為
F浮=G計(jì)
因?yàn)?br/>FB浮>FA浮
所以
GB>GA
故B錯(cuò)誤；
C．A、B浸沒的深度關(guān)系為
hA根據(jù)液體壓強(qiáng)公式
p=ρgh
可得
pA故C錯(cuò)誤；
D．密度計(jì)是用來(lái)測(cè)量液體密度的儀器，密度計(jì)漂浮時(shí)，在液面處的刻度就是所測(cè)液體的密度，A、B均為密度計(jì)，漂浮在水上，所以兩密度計(jì)在水面處的刻度都是水的密度，故D錯(cuò)誤。
故選A。
考點(diǎn)3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
例8.（2022·四川瀘州·中考真題）2021年12月9日，航天員王亞平在“天宮課堂”中展示了“浮力消失實(shí)驗(yàn)”。在中國(guó)空間站微重力環(huán)境中，她用吸管把乒乓球輕輕壓入水中，取出吸管后，觀察到乒乓球懸停在水中，如圖甲所示；在中國(guó)科技館的同學(xué)們做了同樣的實(shí)驗(yàn)，用吸管把完全相同的乒乓球壓入水中，取出吸管后，乒乓球會(huì)迅速上浮直至漂浮在水面，如圖乙所示。請(qǐng)根據(jù)你所學(xué)的物理知識(shí)，判斷下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．圖甲中的乒乓球具有慣性，圖乙中的乒乓球不具有慣性
B．圖甲中的乒乓球受到水對(duì)它向上與向下的壓力差幾乎為零
C．圖乙中的乒乓球在上浮過(guò)程中，受到水的浮力等于它受到的重力
D．圖乙中的乒乓球在水面漂浮時(shí)，往水中加鹽，乒乓球會(huì)下沉
【答案】B
【解析】A．慣性是物體的一種屬性，其大小只與質(zhì)量有關(guān)，兩圖中的乒乓球都具有慣性，故A錯(cuò)誤；
B．圖甲中乒乓球處于微重力環(huán)境中，水對(duì)它向上與向下的壓力都幾乎為零，所以，乒乓球受到水對(duì)它向上與向下的壓力差幾乎為零，故B正確；
C．圖乙中的乒乓球在上浮過(guò)程中，受到水的浮力大于它受到的重力，故C錯(cuò)誤；
D．圖乙中的乒乓球在水面漂浮時(shí)，浮力等于重力，往水中加鹽，鹽水密度比水的密度大，所以它仍會(huì)漂浮在液面上，根據(jù)阿基米德原來(lái)可知，它排開液體體積更小，所以乒乓球會(huì)上浮，故D錯(cuò)誤。
故選B。
例9.（2022·江蘇連云港·統(tǒng)考中考真題）“彩球溫度計(jì)”是一種精美的居家裝飾品，也是一種很特別的溫度計(jì)，可用于粗略地測(cè)量環(huán)境溫度。如圖甲所示，玻璃管中裝有對(duì)溫度敏感的液體，當(dāng)外界溫度變化時(shí)，玻璃管中液體的密度會(huì)隨之變化。液體中裝有體積相同的五顏六色的彩球，每個(gè)彩球都標(biāo)注有特定的溫度。當(dāng)彩球都在玻璃管中靜止，不再運(yùn)動(dòng)時(shí)，所有上浮彩球中最下方一個(gè)彩球標(biāo)注的溫度表示所測(cè)的環(huán)境溫度。當(dāng)外界溫度降低時(shí)，液體中有部分彩球上浮至“彩球溫度計(jì)”的上部（彩球體積變化可忽略）。圖乙是某溫度時(shí)彩球溫度計(jì)中的彩球穩(wěn)定后的分布情況。請(qǐng)根據(jù)以上信息并結(jié)合所學(xué)知識(shí)，回答下面問(wèn)題：
（1）乙圖“彩球溫度計(jì)”中彩球___________上標(biāo)注的溫度是當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度（請(qǐng)?zhí)顚懖是蚓幪?hào)）；
（2）如果圖甲是另一溫度時(shí)彩球穩(wěn)定后的分布情況，則___________“彩球溫度計(jì)”所處環(huán)境溫度較高（選填“甲”或“乙”）；
（3）如果彩球的質(zhì)量為，彩球的質(zhì)量為，則___________（選填“>”“=”或“＜”）；彩球標(biāo)注的溫度___________彩球標(biāo)注的溫度（選填“高于”或“低于”）；
（4）彩球是否為懸浮狀態(tài)___________，理由是___________。
【答案】 甲 ＜ 高于 否 彩球浸沒在液體中雖然靜止，它除了受到重力和浮力外，還受到其他作用力。
【解析】（1）[1]當(dāng)彩球都在玻璃管中靜止，不再運(yùn)動(dòng)時(shí)，所有上浮彩球中最下方一個(gè)彩球標(biāo)注的溫度表示所測(cè)的環(huán)境溫度。如圖乙所示，所有上浮彩球中最下方一個(gè)為彩球, 故彩球上標(biāo)注的溫度是當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度。
（2）[2]甲乙兩圖作為對(duì)比發(fā)現(xiàn)，部分小球在甲液體中沉底，乙液體中卻上浮，可以確定小球在乙液體中受到的浮力大于在甲液體中受到的浮力。由于浸沒在液體中的小球，由于排開液體的體積不變，根據(jù)可知，液體密度，又因?yàn)闇囟仍礁撸细〉男∏蛟蕉啵瑒t可確定液體密度隨溫度的升高而減小，故甲“彩球溫度計(jì)”所處環(huán)境溫度較高。
（3）[3]如圖所示，彩球和彩球在同種液體中都處于浸沒狀態(tài)，根據(jù)可知，兩小球受到的浮力相同，但彩球位于彩球上方，說(shuō)明彩球的重力小于彩球的重力，再根據(jù)可知。
[4]若環(huán)境溫度超過(guò)這個(gè)彩球標(biāo)示的溫度時(shí)，彩球就會(huì)下沉，則可確定是下方的彩球先下沉，故彩球標(biāo)注的溫度高于彩球標(biāo)注的溫度。
（4）[5][6]彩球不是懸浮狀態(tài)，彩球c浸沒在液體中雖然靜止，它除了受到重力和浮力外，還受到其他作用力，比如上方小球?qū)λ膲毫Α５?節(jié) 物體的浮沉條件及應(yīng)用
雙基過(guò)關(guān)
知識(shí)點(diǎn)一、物體的浮沉條件：
1.物體浮沉的原因
力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，浸沒在液體中的物體，受到兩個(gè)力的作用:豎直向下的重力和豎直向上的浮力。物體在液體中是上浮還是下沉，取決于二者之間的大小關(guān)系。
2.物體在液體中浮沉?xí)r的各種狀態(tài)
（1）上浮
①狀態(tài)描述：浸沒在液體中的物體，由于浮力大于重力，使物體逐漸向上移動(dòng)的過(guò)程，物體處于非平衡狀態(tài)。
②受力分析如圖所示：
③受力關(guān)系：F浮＞ G
④密度關(guān)系：ρ液＞ρ物
⑤體積關(guān)系：V排＝V物
（2）下沉
①狀態(tài)描述：浸沒在液體中的物體，由于浮力小于重力，使物體逐漸向下移動(dòng)的過(guò)程，物體處于非平衡狀態(tài)。
②受力分析如圖所示：
③受力關(guān)系：F浮＜ G
④密度關(guān)系：ρ液＜ρ物
⑤體積關(guān)系：V排＝V物
（3）懸浮
①狀態(tài)描述：浸沒在液體中的物體，由于浮力等于重力，使物體停留在液體中的任意位置，物體處于平衡狀態(tài)。
②受力分析如圖所示：
③受力關(guān)系：F浮＝ G
④密度關(guān)系：ρ液＝ρ物
⑤體積關(guān)系：V排＝V物
（4）漂浮
①狀態(tài)描述：物體浮在液體的表面，是上浮過(guò)程的最終狀態(tài)，浮力等于重力，物體處于平衡狀態(tài)。
②受力分析如圖所示：
③受力關(guān)系：F浮＝ G
④密度關(guān)系：ρ液＝ρ物
⑤體積關(guān)系：V排＝V物－V露
（5）沉底
①狀態(tài)描述：物體沉在容器的底部，是下沉過(guò)程的最終狀態(tài)，浮力等于重力與容器底部支持力的合力，物體處于平衡狀態(tài)。
②受力分析如圖所示：
③受力關(guān)系：F浮＝ G＋F支
④密度關(guān)系：ρ液＝ρ物
⑤體積關(guān)系：V排＝V物
3.兩種方式比較物體的浮沉條件
（1）比較浮力與重力的大小
①F浮＞ G時(shí)，物體上浮；
②F浮＜ G時(shí)，物體下沉，直至沉底；
③F浮＝ G時(shí)，物體懸浮或漂浮。
（2）比較液體密度和物體密度的大小
①ρ液＞ρ物時(shí)，物體上浮，直至漂浮狀態(tài)；
②ρ液＜ρ物時(shí)，物體下沉，直至沉底狀態(tài)；
③ρ液＝ρ物時(shí)，物體懸浮在液體中的任意位置。
基礎(chǔ)自測(cè)：
1．探究物體的沉浮條件時(shí)，將重為10N的物體放入盛滿水的盆中時(shí)，溢出水重為9N，則（　　）
A．物體會(huì)浮在水面上 B．物體會(huì)懸浮在水中
C．物體會(huì)沉入盆底 D．不能判定物體的沉浮情況
2．將A、B、C 三個(gè)體積相同的小球投入到某液體中，靜止時(shí)所處的位置如圖所示，則三球 所受浮力大小關(guān)系是（　　）
A．A、B、C 三球所受浮力相等
B．B、C 兩球所受浮力相等，A 球所受浮力小于 B、C 球
C．A、B 兩球所受浮力相等，C 球所受浮力小于 A、B 球
D．A 球所受浮力大于 B 球，B 球所受浮力大于 C 球
3．如圖所示，把一個(gè)蘋果放入濃鹽水中，蘋果處于漂浮狀態(tài)。如果把水面以上的部分切去，則余下的部分（ ）
A．沉入水底 B．仍然漂浮 C．剛好懸浮 D．無(wú)法判斷
4．俗話說(shuō)“瓜浮李沉”，是指西瓜投入水中會(huì)漂浮在水面，李子投入水中會(huì)下沉。如圖，若西瓜和李子都保持靜止?fàn)顟B(tài)，則下列各個(gè)量中，李子一定比西瓜大的是（　　）
A．密度 B．浮力 C．質(zhì)量 D．壓力
5．如圖所示，在水平面上有兩個(gè)相同的溢水杯，分別裝滿不同的液體，將同一個(gè)小球A分別放入兩個(gè)溢水杯中靜止時(shí)，從甲杯中溢出液體的重力是G甲，從乙溢水杯中溢出液體的重力是G乙，此時(shí)兩溢水杯中液面相平。下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．小球在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
B．甲杯中溢出液體重力G甲小于乙杯中溢出液體重力G乙
C．未放入小球時(shí)，甲杯中液體的質(zhì)量大于乙杯中液體的質(zhì)量
D．放入小球后，兩溢水杯對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)相等
6．把重8 N，邊長(zhǎng)為0.1 m的正方體物塊投入裝有足夠多水的大容器中，當(dāng)物塊靜止時(shí)，處于_____________(填“沉底”“懸浮”或“漂浮”)狀態(tài)，此時(shí)物體所受浮力大小為__________N
7．在課外小組活動(dòng)中，小剛將一掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的形狀不規(guī)則的石塊浸沒在水中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示，石塊在水中所受到的浮力為______N。如果直接將該石塊放入水中，該石塊將______（選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）。
8．春節(jié)是中華民族的傳統(tǒng)節(jié)日，年夜飯“吃餃子”是一種習(xí)俗。
（1）餃子面和好后需要醒面，醒面過(guò)程中為防止面團(tuán)發(fā)硬，需要蓋上保鮮膜，原因是保鮮膜可以______；
（2）包餃子時(shí)，用力捏出褶邊，說(shuō)明力可以______；
（3）餃子剛下鍋時(shí)會(huì)立即沉人鍋底，此時(shí)它所受的浮力______（ 大 于小于/等于）重力，將熟時(shí)會(huì)浮出水面，浮在水面上的餃子所受的浮力______（ 大于/小于/等于 ）重力。
9．甲、乙兩個(gè)容器中分別盛有適量的水，物塊A的體積為1×10-3m3、B的質(zhì)量為0.5kg，現(xiàn)將A、B放入兩容器內(nèi)的水中，如圖所示，則ρA______ρB（選填“>”“<”或“=”），物塊B所受浮力為______N。
知識(shí)點(diǎn)二、浮力的應(yīng)用
1.浮力的控制
（1）控制原理：由阿基米德原理F浮＝G排＝ρ水gV排可知，浸在液體中的物體，所受浮力的大小是由液體的密度和物體排開液體的體積決定的。
(2）增大浮力的方法
①增大液體的密度。如水中加鹽攪拌后，可使沉底的雞蛋浮起來(lái)。
②增大物體排開液體或氣體的體積。如飛艇、熱氣球、鋼鐵制成的輪船等。
(3）減小浮力的方法
①減小液體的密度。如往鹽水中加清水，可減小液體的密度以使漂浮的雞蛋下沉至水底。
②減小物體排開液體（或氣體）的體積。如飛艇降落時(shí)，通過(guò)將輔助氣囊中的氣體放出，使飛艇排開空氣的體積減小，從而減小空氣浮力，使飛艇降落。
2.浮沉條件的應(yīng)用實(shí)例
(1）輪船
①漂浮原理：“空心法”控制浮沉，即把密度比水大的鋼鐵制成空心的，使其能排開更多的水，從而增大其所受浮力，使輪船可以漂浮在水面上。
②工作分析：同一艘輪船，不論是在河（江）水里行駛，還是在海水里行駛，都是處于漂浮狀態(tài)的，即滿足 F浮＝ G（浮力的大小是不變的）。不同之處在于河（江）水與海水的密度不一樣，由阿基米德原理F浮＝ G排＝ ρ液gV排可知，當(dāng)輪船從海水中駛?cè)撕樱ń┧袝r(shí)，ρ液變小， V排變大，輪船應(yīng)會(huì)沉下去一些，即輪船的吃水深度變大；反之，輪船從河（江）水中駛?cè)撕Ｋ袝r(shí)，ρ液變大， V排變小，輪船應(yīng)會(huì)浮上來(lái)一些，即輪船的吃水深度變小。
③大小表示：輪船的大小通常用排水量來(lái)表示。排水量就是輪船裝滿貨物時(shí)排開水的質(zhì)量，即m 排 ＝m船十 m貨。
(2)潛水艇
①浮沉原理:通過(guò)改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮或下潛。
②工作分析:當(dāng)潛水艇浸沒在水中時(shí),其排開水的體積是不變的,因此潛水艇浸沒后受到的浮力不變。但潛水艇的艇身裝有水艙(如圖所示),當(dāng)向水艙充水時(shí),潛水艇變重(F＜G),逐漸潛入水中;當(dāng)水艙充水后潛水艇重等于同體積的水重時(shí)(F＝G),它可以懸浮在水中;當(dāng)用壓縮空氣將水艙里的水排出一部分時(shí),潛水艇變輕(F浮＞ G),從而上浮。
(3)氣球和飛艇
①升降原理:通過(guò)改變自身的重力和體積來(lái)實(shí)現(xiàn)升降。
②工作分析:氣球和飛艇(如圖所示)里充入的是密度小于空氣的氣體,在空氣中受到向上的浮力F浮和向下的重力G球(G球=G殼+ G氣,G氣很小)。以熱氣球?yàn)槔M(jìn)行分析。
當(dāng)F浮＞G殼＋G氣時(shí),氣球上升；升空過(guò)程中空氣的密度逐漸變小,由 F浮=ρ空gV排可知F浮變小，當(dāng)F浮=G殼十G氣時(shí),氣球懸浮于一定高度處；若要繼續(xù)上升,就要減小G殼(只需將原來(lái)裝在氣囊殼體中的重物拋掉即可)，使F浮＞G殼十G氣，當(dāng)達(dá)到一定高度,又會(huì)出現(xiàn)F浮= G殼+G氣的情況，氣球又將懸浮。
要下降時(shí),需將氣囊中的氣體放出一些,使氣囊體積變小，即V排變小,從而使F浮變小,當(dāng)F浮＜G殼+G氣時(shí)，氣球下降；隨著高度的降低,空氣的密度將變大,則F浮變大,當(dāng)F浮=G殼+G氣時(shí),氣球在空中懸浮；若繼續(xù)放出氣體,氣球?qū)⒗^續(xù)下降。
基礎(chǔ)自測(cè)
10．海權(quán)握，國(guó)則興。建設(shè)一支強(qiáng)大海軍是實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)的有力保障，潛水艇是海軍的戰(zhàn)略重器。如圖所示是我國(guó)海軍某艦隊(duì)的“強(qiáng)國(guó)號(hào)”潛水艇在海水中懸浮、上浮、漂浮的訓(xùn)練過(guò)程。下列對(duì)此潛水艇分析正確的是（　　）
A．懸浮和漂浮時(shí)受到的浮力不相等
B．潛水艇是通過(guò)改變浮力大小達(dá)到上浮和下沉的
C．上浮過(guò)程中所受浮力逐漸變小
D．潛水艇完全入水后，下沉越深，所受浮力越大
11．如圖所示是自制的簡(jiǎn)易密度計(jì)，它是在木棒的一端纏繞一些銅絲做成的。將其放入盛有不同液體且水平放置的兩個(gè)相同燒杯中，待其靜止觀察現(xiàn)象可知，下列說(shuō)法不正確的是（　　）
A．甲乙兩圖中密度計(jì)所受的浮力大小相等
B．甲圖中液體的密度小于乙圖中液體的密度
C．纏繞銅絲是為了降低密度計(jì)的重心，使其能豎直立在液體中
D．若甲乙兩圖中液面相平，則兩燒杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)大小相等
12．2021年4月23日，海軍三型主戰(zhàn)艦艇——長(zhǎng)征18號(hào)艇，大連艦、海南艦在海南三亞某軍港集中交接入列。國(guó)家主席習(xí)近平出席了交接入列活動(dòng)并登上艦艇視察，如圖所示。已知大連艦滿載排水量為12300t。下面分析正確的是（　　）
A．大連艦滿載時(shí)受到的浮力為1.23×107N
B．艦載直升機(jī)從大連艦起飛后，大連艦受到的浮力不變
C．兩只艦艇不能近距離高速并排航行，是由于兩艦艇間水的流速越大，壓強(qiáng)越大，容易相撞
D．當(dāng)大連艦從河水行駛到海洋中后，船身會(huì)上浮一些
13．如圖所示“蛟龍”號(hào)，它完成了世界最深處下潛，“蛟龍”號(hào)潛水器與潛水艇原理相同，都是靠改變______來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮與下沉的。“蛟龍”號(hào)潛水器在沒入水面下繼續(xù)下潛時(shí)（海水密度不變），它受到的浮力______，它的上表面受到海水的壓強(qiáng)______（后兩空均選填“變大”、“不變”或“變小”）。
14．曉理自制了一個(gè)簡(jiǎn)易實(shí)用的“救生圈”，用一個(gè)三通塑料管將3個(gè)大號(hào)空“雪碧”瓶固定，如圖所示。已知每個(gè)空塑料瓶的體積是2L，重力為，則此“救生圈”全部浸沒在水中時(shí)所受浮力為______（忽略三通管和繩子的體積）；將該“救生圈”完全浸沒在水中后再放手，它將______（選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）。
15．為了監(jiān)測(cè)我國(guó)領(lǐng)海的水位變化。中國(guó)海監(jiān)在釣魚島海域放置了浮標(biāo)（如圖所示），監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，從夏季至冬季，海水溫度下降、體積縮小導(dǎo)致密度變大，此過(guò)程中浮標(biāo)體積保持不變，浮標(biāo)所受浮力 ___________，露出海面體積 ___________。（均選填“變大”、“不變”或“變小”）
考點(diǎn)突破
考點(diǎn)1.對(duì)浮沉條件的理解
方法：抓關(guān)鍵點(diǎn)辨浮沉
1.關(guān)鍵點(diǎn)一：比較物體所受重力和浮力的大小關(guān)系。
F浮＞G——物體上浮
F浮＜G——物體下沉
F浮＝G——物體漂浮或懸浮
2.關(guān)鍵點(diǎn)二：比較物體的密度和液體的密度。
條件:物體實(shí)心或ρ物指物體平均密度
ρ液＞ρ物——物體上浮
ρ液＜ρ物——物體下沉
ρ液＝ρ物——物體懸浮
例1.（2022·廣西玉林·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，新鮮雞蛋沉在盛有純水的容器底部，若要其上浮，可加（已知）（　　）
A．酒精 B．植物油 C．純水 D．濃鹽水
例2.（2022·浙江·中考真題）學(xué)習(xí)了物體的浮沉條件后，小舟做了如下實(shí)驗(yàn)：在兩個(gè)薄氣球中加滿溫水，扎緊后剪去多余部分，分別浸沒于盛有冷水與熱水的玻璃杯中（如圖）。若不計(jì)氣球自重，放手后兩氣球的運(yùn)動(dòng)情況是（　　）
A．冷水、熱水中都下沉 B．冷水中下沉，熱水中上升
C．冷水、熱水中都上升 D．冷水中上升，熱水中下沉
例3.（2022·內(nèi)蒙古赤峰·統(tǒng)考中考真題）放在水平桌面上的兩個(gè)相同的燒杯中裝有不同濃度的鹽水，其中一杯是飽和的。鹽水中的實(shí)心小球是用同種材料制作的。小球靜止時(shí)情況如圖所示，此時(shí)小球1、小球2受到的浮力分別記為F1、F2。向兩個(gè)燒杯中分別加入少許質(zhì)量相等的鹽后（鹽的體積忽略不計(jì)），發(fā)現(xiàn)小球1依然靜止在燒杯底，小球2還是處于漂浮狀態(tài)。此時(shí)小球1、小球2兩個(gè)小球受到的浮力分別記為F1′、F2′。整個(gè)過(guò)程溫度不變，可推斷出（　　）
A．F1′>F1，F(xiàn)2′>F2，F(xiàn)1′F1，F(xiàn)2′=F2，F(xiàn)1′=F2′
C．F1′>F1，F(xiàn)2′=F2，F(xiàn)1′考點(diǎn)2.浮沉條件的應(yīng)用實(shí)例
方法：關(guān)于浮力大小計(jì)算的分析思路
1.分析物體的狀態(tài)：
（1）懸浮或漂浮
（2）下沉
2.尋找物體存在狀態(tài)的條件和處理方法：
（1）懸浮或漂浮：一般根據(jù)二力平衡條件F浮＝G或F浮＝ρ液gV排求解；
（2）下沉：一般根據(jù)F浮＝ρ液gV排求解。
例4.（2022·貴州遵義·統(tǒng)考中考真題）094型戰(zhàn)略核潛艇是我國(guó)自主研發(fā)的目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的核潛艇，下列有關(guān)該潛艇說(shuō)法正確的是（　　）
A．核潛艇通過(guò)改變浮力大小來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮和下沉
B．浸沒在水中的核潛艇上浮時(shí)，所受浮力會(huì)逐漸變大
C．浸沒在水中的核潛艇下潛時(shí)，所受浮力大于自身重力
D．漂浮在水面的核潛艇所受的浮力與自身重力是一對(duì)平衡力
例5.（2022·江蘇常州·統(tǒng)考中考真題）2022年1月，海嘯導(dǎo)致南太平洋島國(guó)湯加淡水緊缺，為實(shí)施人道主義救援，中國(guó)海軍五指山艦日夜兼程抵達(dá)湯加之后，停泊于碼頭旁并通過(guò)管道向陸地輸送550t淡水。如圖所示，輸水過(guò)程中，五指山艦（　　）
A．艦體略上浮受到浮力不變 B．艦體略上浮受到浮力變小
C．艦體略下沉受到浮力不變 D．艦體略下沉受到浮力變大
例6.（2022·山東濰坊·統(tǒng)考中考真題）2022年5月15日，我國(guó)自主研發(fā)的極目一號(hào)Ⅲ型浮空艇，從青藏高原海拔4270m的中科院珠峰站附近升空，順利升至9032m，超過(guò)珠峰高度，創(chuàng)造了浮空艇大氣科學(xué)觀測(cè)世界紀(jì)錄。該浮空艇通過(guò)一條纜繩與地面的錨泊設(shè)備連接，利用所受的浮力和纜繩的拉力控制可實(shí)現(xiàn)升空和駐空。忽略浮空艇體積的變化，在其勻速直線上升過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．浮空艇周圍的大氣壓不變 B．浮空艇受非平衡力的作用
C．浮空艇所受浮力大小不變 D．浮空艇所受浮力大于自身的重力
例7.（2022·河南·統(tǒng)考中考真題）兩同學(xué)分別在底端封閉的兩支相同吸管中裝入不同質(zhì)量的細(xì)沙，制成了A、B兩支密度計(jì)，放入同一個(gè)盛有水的燒杯中，靜止后如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．密度計(jì)A所受浮力較小 B．密度計(jì)B所受重力較小
C．兩密度計(jì)底部所受水的壓強(qiáng)相等 D．兩密度計(jì)在水面處的刻度值不同
考點(diǎn)3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
例8.（2022·四川瀘州·中考真題）2021年12月9日，航天員王亞平在“天宮課堂”中展示了“浮力消失實(shí)驗(yàn)”。在中國(guó)空間站微重力環(huán)境中，她用吸管把乒乓球輕輕壓入水中，取出吸管后，觀察到乒乓球懸停在水中，如圖甲所示；在中國(guó)科技館的同學(xué)們做了同樣的實(shí)驗(yàn)，用吸管把完全相同的乒乓球壓入水中，取出吸管后，乒乓球會(huì)迅速上浮直至漂浮在水面，如圖乙所示。請(qǐng)根據(jù)你所學(xué)的物理知識(shí)，判斷下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．圖甲中的乒乓球具有慣性，圖乙中的乒乓球不具有慣性
B．圖甲中的乒乓球受到水對(duì)它向上與向下的壓力差幾乎為零
C．圖乙中的乒乓球在上浮過(guò)程中，受到水的浮力等于它受到的重力
D．圖乙中的乒乓球在水面漂浮時(shí)，往水中加鹽，乒乓球會(huì)下沉
例9.（2022·江蘇連云港·統(tǒng)考中考真題）“彩球溫度計(jì)”是一種精美的居家裝飾品，也是一種很特別的溫度計(jì)，可用于粗略地測(cè)量環(huán)境溫度。如圖甲所示，玻璃管中裝有對(duì)溫度敏感的液體，當(dāng)外界溫度變化時(shí)，玻璃管中液體的密度會(huì)隨之變化。液體中裝有體積相同的五顏六色的彩球，每個(gè)彩球都標(biāo)注有特定的溫度。當(dāng)彩球都在玻璃管中靜止，不再運(yùn)動(dòng)時(shí)，所有上浮彩球中最下方一個(gè)彩球標(biāo)注的溫度表示所測(cè)的環(huán)境溫度。當(dāng)外界溫度降低時(shí)，液體中有部分彩球上浮至“彩球溫度計(jì)”的上部（彩球體積變化可忽略）。圖乙是某溫度時(shí)彩球溫度計(jì)中的彩球穩(wěn)定后的分布情況。請(qǐng)根據(jù)以上信息并結(jié)合所學(xué)知識(shí)，回答下面問(wèn)題：
（1）乙圖“彩球溫度計(jì)”中彩球___________上標(biāo)注的溫度是當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度（請(qǐng)?zhí)顚懖是蚓幪?hào)）；
（2）如果圖甲是另一溫度時(shí)彩球穩(wěn)定后的分布情況，則___________“彩球溫度計(jì)”所處環(huán)境溫度較高（選填“甲”或“乙”）；
（3）如果彩球的質(zhì)量為，彩球的質(zhì)量為，則___________（選填“>”“=”或“＜”）；彩球標(biāo)注的溫度___________彩球標(biāo)注的溫度（選填“高于”或“低于”）；
（4）彩球是否為懸浮狀態(tài)___________，理由是___________。

展開更多......

收起↑