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第2節 物體浮沉條件及其應用
【知識清單】
考點1物體的浮沉條件
上浮 下沉 漂浮 懸浮 沉底
F浮>G F浮實心體 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液>ρ物 V排處于動態(運動狀態不斷改變),受力不平衡 是“上浮”過程的最終狀態 可以停留在液體的任何深度處 是“下沉”過程的最終狀態
處于靜態,受平衡力作用
如圖所示,關于物體M所處的狀態和所受的浮力,下列說法正確的是 (　　)
A.物體處于沉底狀態,浮力大于重力
B.物體處于懸浮狀態,浮力大小等于重力
C.物體處于漂浮狀態,浮力大小等于重力
D.條件不足,無法判定
浸在液體中的物體的浮沉取決于物體受到的浮力和重力的大小關系,當浮力小于重力時,物體就會上浮,最后漂浮;當浮力等于重力時,物體就會懸浮;當浮力小于重力時,物體就會下沉。
考點2物體的浮沉條件的運用
1.輪船:采用①　　　　　　的方法來增大排開液體的體積從而增大浮力。輪船的滿載排水量就是輪船滿載時排開水的質量。
2.潛水艇:通過向壓水艙中充水或排水來改變自身的②　　　　　　,從而實現上浮、懸浮或下沉。
3.氣球和飛艇:其氣囊中充的是密度③　　　　　　空氣密度的氣體,可以通過改變氣球或氣囊中氣體的體積(或質量)來改變氣球和飛艇受到的浮力大小,從而實現升降。
4.密度計:測定液體密度的儀器,在液體中處于④　　　　　　狀態,同一密度計漂浮在不同的液體中,受到的浮力相同,密度計浸入液體的體積越大(小),該液體的密度越小(大)。
【核心突破】
核心突破點:物體的浮沉條件
解題思維模型
放在水平桌面上的甲、乙兩個相同的容器中盛有同種液體,體積相等的a、b兩個物體在液體中靜止時,兩液面相平,如圖所示。則 (　　)
A.物體a的密度較大
B.物體b受到的浮力較小
C.甲容器底部受到的壓力較小
D.兩容器對桌面的壓強一樣大
根據物體的浮沉條件分析物體密度的大小關系;根據阿基米德原理判定浮力的大小關系;根據p=ρgh判斷甲、乙兩容器中的液體對容器底部的壓強大小關系,根據F=pS分析容器底部受到的壓力的大小關系;根據容器對桌面的壓力等于容器的重力和容器內部物體重力之和,可判斷兩容器對桌面的壓力大小關系,根據p=分析桌面受到的壓強的大小關系。
三維變式練
(浮力的利用)潛艇在國防中起到了重要作用,下列關于潛艇的知識正確的是 (　　)
A.潛艇的浮沉是通過改變自身體積實現的
B.潛艇浸沒在水中的深度越深,受到的浮力越大
C.懸浮在水中的潛艇受到的浮力等于自身重力
D.水對潛艇上表面的壓強大于下表面的壓強
(判斷物體的浮沉)如圖所示,在水平桌面上的燒杯中漂浮著一個質量分布均勻的木塊,若將木塊露出水面的部分截掉,那么 (　　)
A.木塊余下部分上浮,水對杯底壓強變小
B.木塊余下部分下沉,水對杯底壓強變大
C.木塊余下部分上浮,燒杯對桌面壓強變大
D.木塊余下部分不上浮也不下沉,燒杯對桌面壓強不變
(判斷液面的升降)小明看到清淤作業人員正在將水塘底部的淤泥搬運到船上。他想:水面高度會變化嗎 于是,小明進行了探究:首先,將石塊a和不吸水的木塊b置于裝有水的燒杯中,如圖所示;然后,將石塊a從水中拿出并輕輕放在木塊b上,它們處于漂浮狀態,則水面高度將 (　　)
A.下降 B.上升
C.不變 D.無法判斷
實驗探究 —— 學科核心素養提升
【回歸教材】
教材圖片 考查內容
如圖,一重為0.5 N的雞蛋沉在水底,向水中加入食鹽并攪拌,雞蛋仍沉在水底,此過程中,雞蛋受到的浮力　　　　　　(選填“變大”“變小”或“不變”);繼續加入食鹽并攪拌,雞蛋上浮,上浮過程中,雞蛋受到的浮力　　　　　　(選填“>”“=”或“<”)0.5 N;最終靜止時,雞蛋排開鹽水的重力　　　　　　(選填“>”“=”或“<”)0.5 N
小明將自制的密度計分別放入盛有甲、乙兩種液體的兩個容器中,密度計兩次靜止時的情景如圖所示,從小明觀察到的現象可以判斷:密度計兩次靜止時所受的浮力大小關系為F甲　　　　　　F乙,兩種液體的密度大小關系為ρ甲　　　　　　ρ乙(均選填“>”“=”或“<”)
真題精粹——河南6年真題精選及真題百變
考向1物體的浮沉條件　(6年3考)
1.(2023·河南)(雙選)水平桌面上有兩個完全相同的杯子,盛有等質量的水。將橘子放入左側杯中,取出后剝皮再放入右側杯中,橘子靜止時的狀態分別如圖甲、乙所示。下列分析正確的是 (　　)
A.甲圖中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B.甲圖中的橘子比乙圖中的橘子所受的浮力大
C.甲圖中杯子對桌面的壓強小于乙圖中杯子對桌面的壓強
D.甲圖中杯底所受水的壓強大于乙圖中杯底所受水的壓強
2.(2020·河南)(雙選)將兩個完全相同的木塊分別放入盛有甲、乙兩種液體的相同容器中,木塊靜止時,兩容器中液面相平,如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.木塊在甲、乙兩種液體中所受浮力相等
B.木塊在乙液體中排開液體的質量較大
C.兩容器中,木塊下表面受到的液體壓強相等
D.兩容器底部受到的液體壓強相等
3.(雙選)水平桌面上大小相同的溢水杯中分別裝滿甲、乙兩種液體,將兩個完全相同的小球輕輕放入杯中,小球靜止時兩液面相平,如圖所示。若液體的密度分別為ρ甲、ρ乙,溢出液體的質量分別是m甲、m乙,燒杯底部受到的液體壓強分別是p甲和p乙(兩只燒杯完全相同),溢水杯對水平桌面的壓力分別是F甲和F乙,下列判斷正確的是 (　　)
A.ρ甲>ρ乙 B.m甲C.p甲F乙
【參考答案】
回歸教材
知識清單
考點1:
例題　D
考點2:
①“空心”　②重力　③小于　④漂浮
核心突破
例題　D
變情境　C　【解析】潛艇的浮沉是通過改變自身重力來實現的,故A錯誤;潛艇在液體中受到的浮力與潛艇浸入液體的體積有關,和潛艇浸入液體的深度無關,故B錯誤;懸浮時,潛艇所受浮力等于潛艇自身的重力,故C正確;液體的壓強隨液體深度的增加而增大,所以水對潛艇上表面的壓強小于下表面的壓強,故D錯誤。
變設問　A　【解析】將露出水面的部分截掉后,木塊的密度不變,仍然小于水的密度,所以沒入水中的那部分木塊將要上浮;截掉露出水面的部分后,因為木塊仍漂浮,浮力等于重力,木塊重力變小,受到的浮力變小,根據F浮=ρ水V排g可知,木塊排開水的體積變小,容器內水位變低,水變淺,根據p=ρgh可知,水對容器底的壓強變小;燒杯對桌面的壓力等于燒杯的重力、水的重力、木塊重力之和,截掉露出水面的部分后,木塊重力變小,燒杯對桌面的壓力變小,根據p=可知,燒杯對桌面的壓強變小,故A正確,B、C、D錯誤。
變設問　B　【解析】由圖可知,b漂浮,F浮b=Gb,a沉底,F浮aF浮a+F浮b,由阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,將石塊a放在木塊b上后排開水的體積比原來的變大了,所以水面將升高。
實驗探究
回歸教材
變大　>　=　=　<
真題精粹
1.BD　【解析】甲圖中的橘子在水中處于漂浮狀態,根據物體的浮沉條件可知,浮力等于重力,故A錯誤;乙圖中的橘子處于沉底狀態,受到的浮力小于自身的重力,因為乙圖中橘子的重力小于甲圖中橘子的重力,所以甲圖中的橘子比乙圖中的橘子所受的浮力大,故B正確;橘子剝皮后的重力變小,水和杯子的重力相同,所以甲杯子的總重力大于乙杯子的總重力,受力面積相同,根據p=可知,甲圖中杯子對桌面的壓強大于乙圖中杯子對桌面的壓強,故C錯誤;甲中橘子受到的浮力大,根據F浮=ρ液gV排可知,甲中橘子排開的水的體積大,所以甲中水的液面高,根據p=ρgh可知,甲圖中杯底所受水的壓強大于乙圖中杯底所受水的壓強,故D正確。
2.AC　【解析】木塊在甲、乙兩種不同液體中都漂浮在液面上,所受的浮力都等于木塊的重力,即F甲浮=F乙浮。木塊在液體中受到的浮力與液體的密度和木塊排開液體的體積有關,浮力相等時,排開液體的體積越大,液體的密度越小;液體對木塊豎直向上的壓力差等于木塊受到的浮力,F浮=F向上=pS;液體的壓強跟液體的密度和深度有關,深度相同,密度不等,壓強不等。
3.AD　【解析】小球在甲中漂浮,小球的密度要小于甲液體的密度,小球在乙中下沉,小球的密度要大于乙液體的密度,所以ρ甲>ρ乙,故A正確;球在甲中漂浮,浮力等于自身重力,小球在乙中下沉,浮力小于重力,所以小球在甲中受到的浮力要大于在乙中受到的浮力,根據阿基米德原理可知,小球在甲中排開液體的重力要大于在乙中排開液體的重力,根據G=mg可知,m甲>m乙,故B錯誤;由于液體的深度相同,根據p=ρgh可知,液體對甲杯底的壓強大于液體對乙杯底的壓強,即p甲>p乙,故C錯誤;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G=mg=ρVg可知,甲容器中剩余液體重力大于乙容器中剩余液體重力,而容器對桌面的壓力等于容器、液體、小球的總重力,所以甲容器對桌面的壓力大于乙容器對桌面的壓力,即F甲>F乙,故D正確。

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