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物体的浮沉条件及应用(基础)知识讲解及巩固练习.doc


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物体的浮沉条件及应用(基础)知识讲解及巩固练习.doc
文档介绍:
物体的浮沉条件及应用(基础)
【学****目标】
  1、知道物体的浮沉条件;
  2、知道浮力的利用;
  3、了解轮船的漂浮原理、潜水艇的浮沉原理、气球飞艇的升降。

【要点梳理】
要点一、物体的浮沉条件(高清课堂《浮力的应用》)
浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。而物体的运动状态取决于受力情况,物体的浮沉就取决于它所受的浮力与重力的关系。
要点诠释:
1.当F浮>G时,合力方向竖直向上  上浮
  当F浮=G时,合力为零     悬浮
  当F浮<G时,合力方向竖直向下  下沉
2.对于实心的物体,由,,浸没时,所以当时, F浮>G 物体上浮;当时, F浮=G, 物体悬浮;当,F浮<G 物体下沉。

3.物体上浮、下沉是运动过程,在此过程中受非平衡力作用,下沉的最终状态是沉到液体底部;上浮的最终状态是浮出液面,最后漂浮在液面,漂浮和悬浮的共同特点都是浮力等于重力(F浮=G)。在平衡力作用下静止不动,不同点是排开液体的体积不同,漂浮时物体的体积大于排开液体的体积;悬浮时,物体的体积等于排开液体的体积。



4.物体浮沉各种状态比较表
浮沉状况
物理现象
运动状态
条件
物液密度关系
与的关系

上浮
在液体中向上运动
向上运动



漂浮
浮在液面上
静止在液面上




悬浮
停留在液体中任何深度的地方
静止在液体中




下沉
在液体中向下运动
向下运动



沉底
停留在容器底部
静止在容器底部




要点二、物体浮沉条件的应用
从浮力利用的角度看,采用“空心”的办法可以增加可利用的浮力。即使现代化的轮船,也采用的是这种古老的办法。
要点诠释:
1.轮船
  ①轮船浮于水面,它们受到的浮力等于船的总重。
  ②轮船浮力的大小通常用排水量来表示,排水量是指轮船满载时排开的水的质量,根据漂浮条件知,排水量=船自身的质量+满载时货物的质量。

  2.潜水艇
  潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的,潜水艇为了实现升降,必须使浮力大小不等于重力,潜水艇在水下时,由于艇壳不能任意改变,因此浮力是不变的,要想控制上浮、下沉就只有改变自重,潜水艇两侧都有水舱,与高压气舱相连,高压气体能将水从水舱排出,减小潜水艇重力,当其小于浮力时潜水艇就上浮;当浮力大小等于重力,潜水艇可在水中任一位置保持静止,即悬浮;关闭高压气舱使进水口打开,在水压作用下水舱进水,自重增大到大于浮力时,潜水艇开始下沉。

  

3.气球和飞艇
  气球和飞艇是漂浮在空中的,部所充气体的密度必须小于空气的密度,一般充有氢气或氦气,充气时体积增大,浮力增大,当浮力增大到大于其重力时,气球和飞艇就上升;反之,排出一部分氢气或氦气时,气球和飞艇就下降,因此它们是通过改变体积来实现上升和下降的。
  热气球是通过加热的方式使气球气体热膨胀,从而减小气体的密度,因此热气球只要停止加热,气球体积就会缩小,浮力减小,降回地面。

【典型例题】
类型一、物体的浮沉条件
1、如图所示,甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙。将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中,鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为F乙。则下列关系正确的是(  )

A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲<ρ乙 C.F甲>F乙 D.F甲<F乙
【答案】B


【解析】鸡蛋在甲盐水中悬浮,所以鸡蛋的密度等于甲盐水的密度;在乙盐水中漂浮,所以鸡蛋的密度小于乙盐水的密度。因此乙的密度大于甲的密度,所以A错误,B正确。
鸡蛋在甲中悬浮,所以此时浮力等于重力;在乙中漂浮,浮力也等于重力,因此在甲和乙中所受浮力相等,所以CD都错误。
【总结升华】此题主要考查了浮沉条件,一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系。

举一反三:
【变式】为探究物体的浮沉和有关因素的关系,小刚将一个鲜鸡蛋先放入一个装有大半杯清水的玻璃杯中,鸡蛋沉入杯底,然后向杯中逐渐加盐,在此过程中,下列分析正确的是(  )
  A.鸡蛋所受浮力不变     B.鸡蛋所受重力变大
  C.杯底所受的压强不变    D.鸡蛋可能会慢慢上浮

【答案】D

2、园园煮汤圆时发现,生汤圆放入锅,由于浮力 (选填“大于”或“小于”)重力而下沉;煮熟的汤圆因其部受热膨胀,浮力 (选填“增大”或“减小”),汤圆上浮。若一个汤圆的体积约为20cm3,那么它在上浮过程中(未露出水面)所受浮力约为 N(g取10N/kg)。
【答案】
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