人教版初二物理下冊10.3物體的沉浮條件及應(yīng)用綜合應(yīng)用

1、10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用綜合應(yīng)用體物體浮沉條件及其應(yīng)用”是初中物理浮力章節(jié)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識，物體浮沉條件是二力平衡條件及運(yùn)動和力的關(guān)系在流體靜力學(xué)中特殊表現(xiàn)形式，它涉及物體浮沉條件和應(yīng)用兩方面的知識，具有知識量大，相互聯(lián)系緊密和知識交叉的特點(diǎn)。一、物體的浮沉條件浸沒在液體中的物體受到兩個力的作用：一個是豎直向下的重力G,另一個是豎直向上的浮力F浮。由于力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，當(dāng)這兩個力的大小關(guān)系不同時，物體在液體中所處的狀態(tài)也不同。當(dāng)F浮G物，則物體下沉；當(dāng)F浮=6物，則物體懸??；當(dāng)F浮6物，則物體上?。簧细〉奈矬w在露出液面后繼續(xù)運(yùn)動的過程中，它排開液體的體積逐漸減小，受到的浮力也變

2、小，當(dāng)F浮=6時，物體就會靜止在液面上，這種狀態(tài)叫做漂浮。物體漂浮時，F(xiàn)浮=6利用物體密度與液體密度的大小關(guān)系也可以判斷出物體在液體中的浮沉情況：當(dāng)P物液物體下沉當(dāng)P物=液物體懸浮當(dāng)p物p液物體上浮，最后漂浮在液面例1.（2012武陽）同一個雞蛋先后放入水和鹽水中靜止時，雞蛋在圖甲中漂浮、在圖乙中沉底，如圖所示。由此可知甲乙IA.甲圖中的雞蛋受到的浮力大于重力B.乙圖中的雞蛋受到的浮力小于重力C.甲、乙兩圖中雞蛋受到的浮力大小相等D.乙圖中的液體是鹽水解析：（1）同一個雞蛋在甲圖中雞蛋漂浮，F(xiàn)浮甲二G在乙圖中雞蛋沉底，F(xiàn)浮乙<G,所以，F(xiàn)浮甲>F浮乙,故B正確，AC不正確；（2）同

3、一個雞蛋在甲圖中雞蛋漂浮p甲>雞蛋，在乙圖中雞蛋沉底，p乙<p雞蛋,所以P甲>乙，故甲圖中的液體是鹽水，D不正確.故選B.點(diǎn)評：本題考查了物體浮沉條件的應(yīng)用；關(guān)鍵是知道物體漂浮時浮力和重力相等、且p液>物，物體下沉?xí)r浮力小于重力、且p液<p物.例2.（2012?長春）體積相等的AB兩個實(shí)心球，放入酒精中靜止時，A漂浮，B沉底；放入水中靜止時，兩球均漂浮，則A球受到水的浮力B球受到水的浮力（選填“大于”“等于”或“小于”）.解析：（1）體積相等的A、B兩個實(shí)心球，放入酒精中靜止時，A漂浮，則F浮a=G;B沉底，則F浮b<G;因?yàn)锳B體積相等，A漂浮，B沉底，所

4、以A排開酒精的體積小于B排開酒精的體積，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G<F浮b<G;（2）放入水中靜止時，兩球均漂浮，則受到水的浮力F浮A=G,則F浮b'=G,因?yàn)镚<G,所以F浮A<F浮b'.故答案為：小于.點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生對物體的浮沉條件的掌握和運(yùn)用，利用好條件“體積相等的A、B兩個實(shí)心球在酒精中靜止時，A漂浮，B沉底”得出兩球的重力大小關(guān)系是本題的關(guān)鍵.例3.（2012*南）如圖所示，先將半個西瓜皮輕輕放在水缸中，發(fā)現(xiàn)它漂在水面上，此時它受到的浮力大小為F浮1.然后把它接入水面下.發(fā)現(xiàn)它沉入水底，此時它受到

5、的浮力大小為F浮2.則F浮1與F浮2的大小關(guān)系是（）A.F浮1>F彳?2B.F浮尸F(xiàn)浮2C.F浮1<F彳?2D.無法比較解析：當(dāng)西瓜皮輕輕放在水缸中，發(fā)現(xiàn)它漂在水面上，由物體的浮沉條件可知，此時浮力等于重力；當(dāng)把它接入水面下.發(fā)現(xiàn)它沉入水底，則此時浮力小于重力，重力沒變，所以則F浮1>F浮2.故選A.點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生物體浮沉條件的應(yīng)用，明確漂浮時浮力等于重力，下沉?xí)r浮力小于重力是解答此題的關(guān)鍵.例4.生湯圓在水中是沉的，熟湯圓在水中是浮的原因？解答：湯圓剛放入水中時，湯圓受到的浮力小于重力，湯圓沉入鍋底；湯圓煮熟時，它的體積增大，浮力也隨之增大，湯圓受到的浮力大于重力，湯

6、圓浮出水面。點(diǎn)評：本題考查學(xué)生對物體的沉浮條件的掌握和運(yùn)用，關(guān)鍵知道物體重力大于浮力時下沉，等于浮力時懸浮，小于浮力時上浮.例5.（2012?淮北模擬）某課外活動小組的同學(xué)在探究物體的“浮沉條件”時，將質(zhì)量為90g的物體放入盛滿水的盆中，發(fā)現(xiàn)有80g水溢出.則（）A.物塊會沉入水底B.物塊會懸浮在水中C.物塊會漂浮在水面上D.不能據(jù)此判斷出物塊的沉浮解析：解：m物=90g=0.09kg,m排=m=80g=0.08kg,二m物m排, G=mg 二G物G排, F浮=6排, .F浮<G物,物塊在水中下沉、沉入水底.故選A.點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生對物體的浮沉條件和阿基米德原理的掌握和運(yùn)用，關(guān)鍵看學(xué)

7、生能否靈活利用阿基米德原理比較浮力與重力的大小關(guān)系.二、浮沉條件的應(yīng)用（1）輪船：采用“空心”的辦法，增大可利用的浮力。輪船能漂浮在水面的原理：鋼鐵制造的輪船，由于鋼鐵的密度比水的密度大，所以把實(shí)心的鐵塊浸在水中時會下沉，但是如果把鐵塊做成空心的船形，它就會排開更多的水，使浮力增大，從而浮在水面上，輪船就是采用這種方法制成的。(2)潛水艇：采用“改變自身重力”的方法實(shí)現(xiàn)上浮和下沉。浸沒在水中的潛水艇排開水的體積，無論下潛多深，始終不變，所以潛水艇所受的浮力始終不變.潛水艇的上浮和下沉是靠壓縮空氣調(diào)節(jié)水艙里水的多少來控制自身的重力而實(shí)現(xiàn)的(改變自身重力：排水充水)。若要下沉，可充水，使5浮6若要

8、上浮，可排水，使F浮6.在潛水艇浮出海面的過程中，因?yàn)榕砰_水的體積減小，所以浮力逐漸減小，當(dāng)它在海面上行駛時，受到的浮力大小等于潛水艇的重力(漂浮)。(3)氣球和飛艇：采用改變自身體積的方法改變受到的浮力。氣球和飛艇都是利用空氣浮力升空的。氫氣球或飛艇(充入氮?dú)?內(nèi)氣體的密度小于空氣的密度，通過改變氣囊內(nèi)氣體的體積來改變所受到的浮力大小，從而實(shí)現(xiàn)浮沉。熱氣球是通過加熱空氣的方式來改變球內(nèi)空氣的平均密度，從而實(shí)現(xiàn)上升和下降的。(4)密度計：用來測量液體密度大小的儀器，是利用物體漂浮在液面上時浮力與重力相等的原理工作的。例1.(2012?廈門)2012年6月，我國首臺載人潛水器“蛟龍?zhí)枴痹谔窖篑R

9、里亞納海溝，進(jìn)行7km級海試，如圖所示.“蛟龍?zhí)枴辈捎孟蚩諝馀撝凶⑷牒Ｋ畬?shí)現(xiàn)下沉，用拋棄壓載鐵的辦法實(shí)現(xiàn)上浮.“蛟龍?zhí)枴毕鲁?、上浮的原理?)A.下沉?xí)r靠減小浮力，上浮時靠增大浮力B.下沉?xí)r靠增加自重，上浮時靠減小自重C.下沉?xí)r靠減小浮力，上浮時靠減小自重D.下沉?xí)r靠增加自重，上浮時靠增大浮力解析：完全浸沒時，“蛟龍?zhí)枴睙o論下沉還是上浮，受到的浮力一定.要實(shí)現(xiàn)上浮，浮力必須大于重力，所以減輕自身重；要實(shí)現(xiàn)下沉，浮力必須小于重力,所以向空氣艙中注入海水增加總重.故選B.點(diǎn)評：結(jié)合社會熱點(diǎn)、最新科技成就設(shè)計題目，體現(xiàn)了物理學(xué)科的社會性、時代性.例2.（2013狄連）體育、娛樂活動用的熱氣球如圖所示

10、.當(dāng)氣球靜止在空中某高度時，如果將燃燒器的火焰調(diào)小一些，熱氣球就會下降，下降過程中氣囊的體積不變.請分析說明熱氣球從靜止位置下降的原因？解答：如果將燃燒器的火焰調(diào)小一些，熱氣球內(nèi)氣體的密度會增大，重力大于浮力，熱氣球會下沉.點(diǎn)評：此題考查了熱氣球浮沉的原因，熱氣球熱氣球是通過改變自身氣體的密度來實(shí)現(xiàn)沉浮沉浮的，不是改變自身體積來實(shí)現(xiàn)沉浮沉浮的.熱的氣體比冷的氣體密度小，這是熱氣球沉浮熱氣球沉浮使用的原理的原理.例3.（2012砒陽一模）榛子是一種營養(yǎng)豐富的干果，有一種榛子叫做“水漏榛子”，具以果仁飽滿著稱.那么“水漏榛子”這個名字的得來與篩選這種榛子的方法有關(guān)：將采摘下來的榛子倒入某種液體中，

11、一部分榛子會漂起來，而另一部分榛子會沉在水底.那么，“水漏榛子”會“漂起來”還是“沉下去”呢？為什么？解答：“水漏榛子”，會沉下去.因?yàn)椤八╅蛔印钡墓曙枬M，密度較大，當(dāng)大于液體密度時，“水漏榛子”受到的重力大于所受的浮力，就會沉在水底.點(diǎn)評：本題考查物理知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，由浮沉條件可知浸沒水中的物體若浮力大于重力，則物體會上??；若浮力小于重力物體會下沉.也可直接比較榛子密度與水的密度的關(guān)系，若榛子密度大于水的密度則下沉，反之則上浮.故我們可以利用浮沉的條件將果仁飽滿的榛子選出.例4.（2012?黑龍江）近期的“有毒膠囊”事件發(fā)生之后，人們更加關(guān)注藥物的正確服用方法.其實(shí)我們生活中有些

12、習(xí)慣和做法，不一定是正確的.例如我們服用藥物時，往往都是仰脖兒下咽.有人發(fā)現(xiàn)：服用膠囊類藥物時，仰脖兒服用時水順利下咽，膠囊藥物卻經(jīng)常留在口中，而略低頭服用，藥物和水反而容易一起下咽.（1）請用浮力的知識解釋這種現(xiàn)象.（2）如果服用的是“片劑”藥物，你認(rèn)為怎樣服用更容易整片下咽？說出其中的理由.解答：（1）膠囊類藥物平均密度小于水的密度，在水中會漂浮.仰脖服用時，藥物離食道口遠(yuǎn)，不容易進(jìn)入食道口，容易留在口中；而低頭服用時，藥物離食道口近，所以更容易下咽；（2）片劑類藥物密度較大，一般大于水，在水中容易下沉.所以仰脖時藥物離食道口近，容易進(jìn)入食道.點(diǎn)評：此題以我們最熟悉的服藥過程為切入點(diǎn)，設(shè)計題目，充分體現(xiàn)生活處處有物理，物理規(guī)律或原理服務(wù)于生活的特點(diǎn)，是一道好題.例5.（2010?e水縣模擬）小芳在一端封閉的均勻圓玻璃管中裝入適量的小鉛丸，制成一支密度計.密度計能在液體中豎直漂浮.如圖甲所示，根據(jù)它在液體中浸沒的深度得知這種液體的密度.小芳的設(shè)計和制作過程如下：a.根據(jù)阿基米德原理及物體漂浮條件，推導(dǎo)出密度計在純水中浸沒的深度h的表達(dá)式.b.根據(jù)h的表達(dá)式，測量這支密度計自身的某些物理量，算出密度計在純水中浸沒的深度.在管上面畫上純水的密度值線A（如圖乙）.c.把密度