13水的浮力（原卷版）-1

1.3水的浮力【知識網(wǎng)絡(luò)】【知識掌握】水的浮力1、液體(氣體)對浸入(包括完全浸沒和部分浸入)其內(nèi)的物體都會產(chǎn)生向上的浮力。大?。焊≡谒嫔?，F(xiàn)浮=G；方向：垂直向上；作用點：物體重心。2、阿基米德原理：浸在液體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力。公式：F浮=G排液=ρ液gV排液注意(1)浮力只跟物體排開的液體受到的重力有關(guān)；(2)浮力與液體的深度、物體的密度，形狀無關(guān)；(3)對于完全浸沒在液體中的物體而言，浮力還與液體的密度，物體的體積有關(guān)；(4)計算時，單位要統(tǒng)一（ρ液取kg/m3，V排取m3）3、物體的浮沉條件：浸在液體中的物體的浮沉取決于：物體的重力G和浮力F浮的大小。①F浮<G下沉(完全浸沒時的F浮)②F浮>G上浮(完全浸沒時的F浮)③F浮=G懸浮此時V排=V物④F浮=G漂浮此時V排<V物注意：①上浮和下沉都是不穩(wěn)定狀態(tài)，是動態(tài)過程。上浮的物體最終會浮出液面，而處于漂浮狀態(tài)；下沉的物體最終則會沉到液底處于靜止?fàn)顟B(tài)。②漂浮和懸浮時，物體都是受到兩個力而處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)浮=G(沉到水底時：F浮＋F支持力=G)4、實心物體浸沒在液體中①當(dāng)ρ液>ρ物時,上浮(最終漂浮)②當(dāng)ρ液<ρ物時,下沉③當(dāng)ρ液=ρ物時,懸浮5、浮沉條件的應(yīng)用輪船①因為漂浮時，F(xiàn)浮=G，所以同一艘輪船從大海行駛到江河或從江河行駛到大海，其受到的浮力不變。②根據(jù)F浮=ρ排液gV排，同一艘輪船從大海行駛到江河，因為F浮不變，ρ排液減小，所以V排必增大，即船身稍下沉。潛水艇它的上浮和下沉是通過對水艙的排水和充水而改變自身的重力來實現(xiàn)的密度計因為F浮=ρ液gV排，液體密度不同，密度計排開液體的體積不同，液面所對應(yīng)的位置也就不同?？潭忍攸c：上小下大、上疏下密；密度計在不同液體中的浮力大小相等?！纠}精析】例1．小朋友牽著氣球在公園內(nèi)游玩，氣球所受浮力的方向正確的是（）A．B． C． D．例2．三個相同容器內(nèi)分別盛滿不同的液體，現(xiàn)將三個完全相同的小球輕輕放入容器中，小球靜止后狀態(tài)如圖所示，關(guān)于三個容器中小球受到的浮力大小判斷正確的是（）A．F甲＞F乙＞F丙 B．F甲＜F乙＜F丙 C．F甲＝F乙＝F丙 D．F甲＜F乙＝F丙例3．小柯和家人一起去死海旅游，小柯為躺在水面上的爸爸拍了一張照片，如圖所示。下列對爸爸受到的浮力分析，正確的是（）A．排開海水的體積越大，受到的浮力越大 B．爸爸受到的浮力大于他的重力 C．海水的密度等于小柯爸爸身體的密度 D．浮力的方向是垂直向上例4．如圖所示，A、B是可自由移動的物體，C、D是容器自身凸起的一部分，現(xiàn)往容器里注入一些水。則一定不受浮力的是（）A．A B．B C．C D．D例5．如圖所示，a、b、c是三個實心小球，其中a與b質(zhì)量相等，b與c體積相同；放入水中后，a球漂浮、b球懸浮、c球沉底。則下列判斷中正確的是（）A．b球體積大于a球 B．b球所受重力大于c球 C．三個小球的密度關(guān)系是ρa(bǔ)＞ρb＞ρc D．三個小球所受浮力關(guān)系是Fa＝Fb＝Fc例6．將重力為5N的物體放在盛滿液體的杯子里，最后溢出液體重力為4N，則可判斷（）A．物體將沉入杯底 B．物體將浮在液面上 C．物體將懸浮在液體中 D．無法確定物體的沉浮例7．在《浮力》一課中，為了幫助同學(xué)們提出猜想，老師讓各組用相同大小的橡皮泥造“船”，看哪組的“船”能承載的貨物最多。（1）根據(jù)此實驗，同學(xué)們可提出的猜想是：浸在液體里的物體所受浮力的大小可能與有關(guān)（寫出一個）。（2）下課后，小妍意猶未盡。她慢慢地往玻璃缸中加食鹽，最后缸底還是剩下了一些食鹽，如圖乙所示。則小妍剛開始加入食鹽時，浮在水面上的“小船”逐漸（填“上浮”或“下沉”）。例8．小金利用如圖所示的裝置驗證阿基米德原理，回答下列問題（g取10N/kg）：（1）小物體受到的浮力為牛。（2）若小金的實驗驗證了阿基米德原理，則F4＝牛。（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，小物體的密度是千克/米3。（4）若實驗前溢水杯中的水未裝滿，能否驗證阿基米德原理，理由：。例9．國之重器﹣新光華號半潛船，為10萬噸級半潛船，是國內(nèi)最大、全球第二大半潛船，該輪船總長255米，寬68米，下潛吃水深度30.5米，空載時的質(zhì)量為51500噸，載重量為8000噸。全船有118個壓載水艙，每一個壓載水艙都有一個閥門。裝載前半潛船空載漂浮于海面，裝載時需向船體水艙注水，船體重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下，拖船將漂浮的貨物拖至半潛船的甲板上方并固定好，半潛船排出水艙中的水，甲板上浮剛好至海面，半潛船就可以馱著貨物離開，如圖所示。（1）半潛船是靠改變什么來實現(xiàn)上浮和下沉的？（2）求半潛船空載時浸入海水的體積。（海水密度為1.03×103千克/米3）（3）半潛船在如圖所示空載、下沉、載貨的三種狀態(tài)下所受的浮力分別為F1、F2、F3，分析比較它們的大小關(guān)系。【鞏固提高】一．選擇題（共9小題）1．如圖，室溫下氣球下面用細(xì)繩吊一鐵塊懸浮在水中靜止不動，若將水升溫至50℃，氣球和鐵塊會（）A．一起向上運動 B．一起向下運動 C．靜止不動 D．條件不足，無法判斷2．俗話說“瓜浮李沉”，是指西瓜投入水中會漂浮在水面，李子投入水中會下沉。如圖，若西瓜和李子都保持靜止?fàn)顟B(tài)，則下列各個量中，李子一定比西瓜大的是（）A．密度 B．浮力 C．質(zhì)量 D．壓力3．將一個相同的實心球分別放入水和鹽水中，如圖所示，實心球受到的浮力分別用F1、F2表示，比較浮力的大小，應(yīng)為（）A．F1＜F2 B．F1＞F2 C．F1＝F2 D．無法判斷4．形狀不同的銅塊、鐵塊、鋁塊和鉛塊，浸沒在水中的不同深處，如果受到的浮力相等，則可以判定（）A．它們的質(zhì)量相等 B．它們的體積相等 C．它們所受的重力相等 D．無法判斷5．有甲、乙、丙三個實心物體，密度分別為ρ甲＝0.85g/cm3，ρ乙＝1.05g/cm3，ρ丙＝1.25g/cm3。現(xiàn)將它們放在密度為1.05g/cm3的液體中，當(dāng)三個物體靜止時，甲、乙、丙三個物體所在的位置對應(yīng)如圖中所示的序號可能是（）A．1、2、4 B．1、4、3 C．1、2、3 D．2、3、46．如圖所示，潛水員正潛沒在海水中，他攜帶的氣瓶可以對身上的背心進(jìn)行充氣或放氣，以改變背心的體積大小來實現(xiàn)浮沉。下列對潛水員分析正確的是（）A．向海底下潛過程中，受到海水的壓強(qiáng)不變 B．海水中水平游動時，受到海水的壓強(qiáng)變小 C．對背心進(jìn)行充氣后，受到海水的浮力變小 D．對背心進(jìn)行放氣后，受到海水的浮力變小7．對于下列自然現(xiàn)象或生物生活習(xí)性，從科學(xué)的角度給予解釋，其中不正確的是（）A．潛水艇之所以能在水下自由上浮下潛是因為可以改變自身重力 B．魚類主要靠鰾的調(diào)節(jié)作用從而改變排開液體體積的大小來實現(xiàn)下沉和上浮的 C．在月球表面，物體變得很輕，是因為月球表面沒有大氣 D．對流層對流運動劇烈是因為對流層中氣溫隨高度的增加而減小8．將密度為0.9g/cm3、邊長為10cm的立方體冰塊，放入盛有水的柱狀容器中，靜止時冰塊有2cm露出水面，如圖所示。對容器緩慢加熱，直至冰塊完全熔化。在冰熔化過程中，下列判斷與事實不符的是（）A．冰吸收熱量，溫度保持不變 B．水面高度始終保持不變 C．冰塊漂浮之后，受到的浮力逐漸變小 D．水對容器底部的壓力最多增大1.0N9．裝有一定體積水的密閉塑料瓶，靜止在A液體中，塑料瓶所受浮力為FA（如圖甲）；倒置后靜止在B液體中，塑料瓶所受浮力為FB（如圖乙）；若不計塑料瓶的質(zhì)量及瓶壁、瓶蓋的體積，則下列判斷正確的是（）A．FA＜FB B．FA＞FB C．ρA＜ρB D．ρA＞ρB二．實驗探究題（共2小題）10．如圖所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗裝置和過程，其中彈簧測力計所掛的是同一金屬塊。（1）金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力是N。（2）分析圖丙、丁可知，浮力大小跟物體浸沒在水中的深度（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。（3）分析兩圖可知，沒在液體中的物體所受浮力大小跟液體密度有關(guān)。（4）根據(jù)上述實驗過程，可得戊圖中鹽水的密度是kg/m3。如果在實驗中不小心使戊圖中的金屬塊接觸了容器底且與容器底有力的作用，此時測量出的鹽水密度值將（填“變小”、“變大”或“不變”）（5）為了使實驗結(jié)論更加具有普遍性，應(yīng)。A．多次測量取平均值B.換用其他液體多次實驗11．在探究“浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗時，某同學(xué)將鐵塊掛在彈簧測力計下端，依次完成如圖所示實驗：（1）從實驗可知：物體的重力為；鐵塊浸沒在水中時，受到的浮力是；（2）實驗甲、乙、丙為了探究：（3）比較實驗丁、戊可知：浸在液體中的物體受到的浮力的大小跟有關(guān)；同時可求鹽水的密度為kg/m3；（4）比較實驗丙、丁可知：物體受到的浮力的大小跟物體浸沒在液體中的深度（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；（5）該同學(xué)還想探究“物體受到浮力的大小與其形狀是否有關(guān)”，他用橡皮泥代替鐵塊，再進(jìn)行實驗，步驟如下：步驟一：將橡皮泥做成“碗”狀并放入盛水的燒杯中，漂浮在水面上；步驟二：把橡皮泥從水中取出捏成團(tuán)狀，放入盛水的燒杯中，下沉至杯底。①橡皮泥第一次受到的浮力（選填“大于“、”等于“或“小于”）第二次受到的浮力；②由此該同學(xué)認(rèn)為：物體受到的浮力與其形狀有關(guān)，其結(jié)論錯誤的原因是：他只關(guān)注了橡皮泥形狀的改變，而忽略了對浮力大小的影響。三．計算題（共2小題）12．小佳在爸爸陪同下在游泳池學(xué)習(xí)游泳，為了安全，他用雙臂把一塊浮板壓入水中，如圖所示，借助浮板所受的浮力來輔助游泳。已知泡沫浮板的質(zhì)量是0.3kg，體積為3×10﹣3m3。（ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）當(dāng)他從游泳池淺處走向深處時，感受到腹部的壓迫感越來越大，這是因為（填物理原理）。（2）當(dāng)浮板自由漂浮在水面上時，浮板受到的浮力有多大？（3）為確保兒童游泳時的安全，使