初中物理复习 物体浮沉条件及应用

1、第二十七讲浮力浮沉条件及应用模块一物体浮沉条件【一、知识点】1浸没在液体中的物体，在竖直方向上受到两个力的作用；竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。物体在液体中究竟是上浮、下沉还是悬浮，有物体所受的重力G和浮力F浮的大小关系决定。2沉浮条件小结：重力和浮力的大小关系物体与液体密度关系运动关系GF浮下沉 由上表可知，物体的浮沉可根据重力和浮力大小判断，有时也可以根据与的大小判断。3悬浮与漂浮的辨析状态相同点不同点位置密度排开液体体积漂浮处于平衡状态G=F浮液面悬浮可以静止在液体内部任一地方4改变物体沉浮的方法(1)改变自身重力的大小；(2)改变自身体积的大小或者改变液体密度的大小从而改变浮力的

2、大小。【二、例题精讲】【例1】把重3N、体积为510-4m3的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法正确的是()A物体上浮，F浮=5NB物体悬浮，F浮=3NC物体漂浮，F浮=3ND物体沉在水底，F浮=5N考点：物体的浮沉条件及其应用解析：设物体全部浸入水中，则所受浮力为：F=水gV=1.0103kg/m310N/kg5104m3=5N，F3N，故物体将漂浮于水面上；由浮沉条件得：物体受到的浮力等于重力，即F浮=G=3N答案：C【测试题】把重3N、体积为210-4m3的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法正确的是()A物体上浮，F浮=20NB物体悬浮，F浮=3NC物

3、体漂浮，F浮=3ND物体沉底，F浮=2N考点：物体的浮沉条件及其应用解析：设物体全部浸入水中，则所受浮力为：F=水gV=1.0103kg/m310N/kg2104m3=2N，F2N，故物体将沉底，假设成立。答案：D【拓展题】将重为4N，体积为610-4m3的物体投入一个装有足够水的烧杯中，溢出200g水，当物体静止时，下列判断正确的是()A物体漂浮，F浮=2 NB物体悬浮，F浮=4 NC物体漂浮，F浮=4 ND物体沉在水底，F浮=2 N考点：物体的浮沉条件及其应用解析：G=mg=Vg，物体的密度：=680kg/m3；水，物体在水中将漂浮；物体在水中受到的浮力：F浮=G=4N答案：C【例2】如图

4、所示，两个完全相同的鸡蛋分别放入甲、乙两杯不同浓度的盐水中，鸡蛋在甲杯处于悬浮状态，在乙杯处于漂浮状态；此时，两杯盐水的液面相平甲图鸡蛋受到的浮力为F甲；乙图鸡蛋受到的浮力为F乙；甲容器底部受到盐水的压强为p甲，乙容器底部受到盐水的压强为p乙，则下列说法正确的是()AF甲=F乙，p甲=p乙BF甲=F乙，p甲p乙CF甲F乙，p甲p乙DF甲F乙，p甲=p乙考点：物体的浮沉条件及其应用；压强大小比较解析：因为鸡蛋在甲、乙两杯中处于漂浮和悬浮状态，所以，浮力都等于自身的重力，是相等的；根据浮力的公式F浮=液gV排，在浮力相同时，甲杯中的V排大，所以液小，根据p=液gh，深度相同，甲液体的密度小于乙液体

5、的密度，所以p甲小于p乙答案：B【测试题】如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态下列判断正确的是()A甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度B甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度C鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力D鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力考点：物体的浮沉条件及其应用解析：AB、物体在甲中漂浮，所以物体的密度小于甲盐水的密度；在乙中悬浮，所以物体的密度等于乙盐水的密度，所以甲盐水的密度大于乙盐水的密度则A正确，B错误；CD、鸡蛋在甲中漂浮，所以浮力等于重力，在乙中悬浮，所以浮力等于重力，所以甲乙中受到的浮力相等

6、，则CD错误答案：A【例3】将一实心物体先后投入足量的水和酒精中，物体静止时，所受浮力分别为6N和5N，判定物体在水和酒精中的浮沉状态可能是（酒=0.8103kg/m3）()A在水中漂浮，在酒精中漂浮B在水中漂浮，在酒精中沉底C在水中悬浮，在酒精中沉底D在水中沉底，在酒精中沉底考点：物体的浮沉条件及其应用；阿基米德原理解析：A、B、假设物体在水中漂浮，则由物体的浮沉条件可得，物体重为6N，而在酒精中受到的浮力为5N，故在酒精中应下沉，不能漂浮，故A错、B正确；C、假设在水中悬浮，则由物体的浮沉条件可得，物体受到的浮力等于物体重为6N，在酒精中受到的浮力小于重力沉底，但此时根据阿基米德原理，物体

7、所受浮力为4.8N，与题意不符，故C错。D、假设它在水和酒精中都处于沉入底部，全部排开液体的状态，则它受到的浮力分别是：F水=水gV、F酒=酒gV；F水:F酒=5:4，而现在是6:5，故D错故选B答案：B【测试题】一物体漂浮在某液体中受到的浮力为F1，悬浮在另一液体中时受到的浮力为F2，则F1和F2的大小关系为()AF1=F2BF1F2CF1F2D无法确定考点：浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用解析：同一物体不管漂浮或悬浮，浮力都等于自身重力，所以物体在两种液体中所受浮力F1和F2大小相等，即：F1=F2答案：A【拓展题】把一块实心的蜡块放入足够多的酒精中，蜡块静止时，排开酒精的质量为16

8、g，把这个蜡块放入足够多的水中，蜡块静止时，排开水的体积是()蜡=0.9103kg/m3、酒精=0.8103kg/m3A16cm3B18 cm3C20 cm3D25 cm3考点：阿基米德原理解析：蜡块的密度大于酒精的密度，蜡块放入酒精静止时，蜡块沉入容器底，并完全浸没在酒精中；则蜡块受到的浮力：F浮=G排=mg，蜡块的体积：V=V排酒精=20cm3；蜡块的重力：G=m蜡块g=蜡块Vg，蜡块的密度小于水的密度蜡块放入水中静止时，蜡块漂浮在水中；此时蜡块受到的浮力：F浮=G蜡块=蜡块Vg排开水的体积：V水=18cm3答案：B模块二 浮沉条件应用【一、知识点】1轮船(1)工作原理：物体漂浮在水面的原

9、理工作的。(2)利用把密度比水大的钢材制成空心的使它的平均密度减小，同时排开更多的水，增大可利用的浮力。 (3)轮船在河里和海里都是浮体，因而所受浮力相同，都等于轮船自身的重力。根据阿基米德原理，它在海水里比在河水里浸入的体积小。2潜水艇工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮，靠改变自身的重力来实现的。潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放水的多少。 水舱排出水，减少自重，上浮；水舱进入水，增加自重，下沉3热气球(1)上升：喷嘴点火加热，袋内空气受热膨胀，排开气体的体积增大，浮力增大，浮力大于重力时，气球上升。(2)下降：喷嘴火焰熄灭，袋内空气变冷体积减小，排开气体的体积减小，浮力减小， 浮力小于重

10、力，气球下降。4氢气球(1)气球内充有密度小于空气的气体 氢气、氦气等。 (2)原理：当时，必有，物体在空气中上浮。5其他应用盐水选种子的道理：饱满种子的密度要大于盐水的密度而下沉。鱼鳔的功能：(1)当鱼鳔充气时，鱼体的平均密度小于水的密度，鱼体上浮；(2)当鱼鳔排气时，鱼体的平均密度大于水的密度，鱼体下沉。6知识拓展：密度计(1)用途：一种可以直接测量液体密度的仪器。(2)读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度。(3)刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。(4)工作原理：利用物体漂浮在液面上时浮力等于重力的原理制成的。【二、例题精讲】【例4】如图，a，b，c是三个质量相等实心小球，放入水中后

11、，a球漂浮，b球悬浮，c球沉底，则下列判断正确的是()A它们的体积关系为：VaVb=VcB它们的重力关系为：Ga=GbGcC它们的浮力关系为：Fa=FbFcD它们的密度关系为：ab=c考点：物体的浮沉条件及其应用解析：（1）甲、乙、丙三个实心小球是质量相等的，根据G=mg可知三个小球所受得重力关系是：G甲=G乙=G丙，故B不正确；（2）由图可知，a漂浮，b悬浮，c沉入底部，当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉，当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮，当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮，Fa=Ga，Fb=Gb，FcGc；三球质量相等，物体的重力相等，Fa=FbFc，故C正确；（3）Fa=F

12、bFc，根据F浮=gV排，V排a=V排bV排c，由图可知，VaV排a，Vb=V排b，Vc=V排c，VaVbVc，故A不正确；（4）当物体的密度大于液体的密度时物体下沉，当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮，当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮，abc，故D不正确答案：C【测试题】有质量相等的甲、乙、丙三个小球，另有盛有体积相等的水的A、B、C三个完全相同的烧杯把三个小球分别放入三个烧杯中，甲球在A烧杯中漂浮，乙球在B烧杯中悬浮，丙球在C烧杯中沉底，烧杯中的水均未溢出下列说法正确的是()A三个烧杯中水对杯底压强的关系是papBpCB三个小球排水体积的关系是V甲V乙V丙C三个小球所受浮力的关

13、系是F甲F乙F丙D三个小球密度的关系是甲乙丙考点：物体的浮沉条件及其应用；密度公式的应用；液体的压强的特点；阿基米德原理解析：（1）甲球漂浮，乙球悬浮，丙球下沉至容器底部，所以甲球的密度小于水的密度，乙球的密度等于水的密度，丙球的密度大于水的密度，因此三个小球的密度大小关系是：甲乙丙，故D选项正确；（2）甲球漂浮，浮力等于重力；乙球悬浮，浮力等于重力；丙球下沉，浮力小于重力；三球质量相等，重力也相等，因此三球在水中受到的浮力大小关系是：F甲=F乙F丙，故C选项错误；（3）由阿基米德原理知，浮力等于排开的液体受到的重力，即F浮=G排=液gV排，根据浮力大小关系，因此三个小球排水体积的关系是V甲=

14、V乙V丙，故B选项错误；（4）因为三支烧杯完全相同，里面水的体积也相同，根据排开的水的体积的关系V甲=V乙V丙，因此最后烧杯中液面高度的关系是hA=hBhC，烧杯底部受到水的压强的关系是pA=pBpC，故A选项错误 答案：D【例5】2013年2月，中国海监在钓鱼岛海域放置浮标以监测我国领海的水文变化监测发现，从春季至夏季，海水温度上升、体积膨胀导致密度下降此过程中，若浮标体积保持不变，则()A浮力变大，露出海面体积变小B浮力变小，露出海面体积变大C浮力不变，露出海面体积变大D浮力不变，露出海面体积变小考点：物体的浮沉条件及其应用；阿基米德原理解析：因为浮标始终漂浮，并且浮标重力不变，故浮力等于

15、重力，并且浮力不变；又因为海水密度减小，由F浮=gV排可知，浮标排开海水的体积变大，则露出海面体积变小 答案：D【例6】如图所示，水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙，盛有适量的水，把一个橡皮泥做的小船放入乙后，小船处于漂浮状态，此时两鱼缸内的水面刚好相平然后把它们分别放在台秤上，则台秤的示数()A甲放上时大B乙放上时大C甲和乙放上一样大D无法判断考点：物体的浮沉条件及其应用解析：小船漂浮，F浮=G排=G船，即：放入小船后排开水的重力等于小船的重力两鱼缸的总重相同，G=mg，两鱼缸的总质量相同，把它们分别放在台秤上，则台秤的示数相同 答案：C【测试题】如图所示，把铁块放在空容器中，沿容器壁缓慢

16、向容器中加水至虚线处加水过程中，铁块受到浮力则在加水的全过程中，容器底对铁块的支持力F与时间t的关系图象是()ABCD考点：阿基米德原理；力的合成与应用；物体的浮沉条件及其应用解析：（1）在铁块浸没水中之前，V排变大，因为F浮=水V排g，所以铁块受到的浮力变大；在铁块浸没水中之后，V排不变，因为F浮=水V排g，所以铁块受到的浮力不变；可见铁块受到的浮力是先变大、后不变；（2）F支=GF浮，F浮先变大、后不变；F支先变小、后不变；图C说明容器底对铁块的支持力F随时间的增大，先变小、后不变，所以图C符合支持力的变化规律， 答案：C【拓展题】如图所示，两个相同容器盛满水，甲中有一个体积为20cm3，

17、密度为0.5103kg/m3的木块漂浮在水面下列说法正确的是()A木块漂浮时，浮力等于自身重力，并有体积露出水面B甲容器对水平桌面的压力大于乙容器对水平桌面的压力C将木块缓慢下压至浸没的过程中，木块受到的浮力不变D将木块全部压入水中后，两容器底部受到水的压力相等考点：物体的浮沉条件及其应用；阿基米德原理解析：A、因为木块漂浮，所以F浮=G，因此水gV排=木gV木，则水V排=木V木=1.0103kg/m3V排=0.5103kg/m3V木，得：，所以木块露出水面的体积也是木块体积的，故本选项错误；B、木块漂浮，木块受到的浮力等于木块重，F浮=水V排g，木块受到的重力等于排开的水重，两容器水面等高，

18、甲容器对水平桌面的压力等于乙容器对水平桌面的压力；故本选项错误；C、由阿基米德原理公式F浮=水gV排可知，当液体密度一定时，V排越大F浮越大由于木块缓慢下压至浸没的过程中，V排在增大，所以F浮在增大；D、液体压强公式：p=gh，当木块全部压入水中时，虽然溢出了一些水，但左边容器中的水面高度仍然和右边的水面高度相同，所以两容器底部受到水的压强是相等的；因为压强相等且两容器的底面积相等，根据F=PS可知，两容器底部受到水的压力相等答案：D【例7】物理学家阿基米德指出：浸在液体中的物体所受到的向上的浮力大小等于它排开液体的重力（已知：水=0.6103kg/m3，酒精=0.8103kg/m3，铁=7.

19、9103kg/m3，水银=13.6103kg/m3）将一木块投入到一装满水的容器中，溢出10g水；若将此木块投入到装满酒精的容器中，溢出 g酒精将一铁块投入到一装满水的容器中，溢出10g水；若将此铁块投入到装满酒精的容器中，溢出 g酒精将一铁块投入到一装满水的容器中，溢出10g水；若将此铁块投入到装满水银的容器中，溢出 g水银考点：阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用解析：（1）木块漂浮在水面上，也漂浮在酒精面上，G木=F浮水=F浮酒精=G排水=G排酒精，m排水g=m排酒精g，m排酒精=m排水=10g，可以得出放入木块后，溢出水的质量和溢出酒精的质量相等，所以也是10g；（2）由题知，铁块放入

20、水中下沉，V铁块=V排水=；铁块放入酒精中下沉，V排酒精=V铁块=V排水=；m排酒精=V排酒精酒精酒精0.8103kg/m3=8103kg=8g；由题知，铁块放入水中下沉，V铁块=V排水=；铁块放入水银中漂浮，G排水银=G铁块，m排水银=m铁块=V铁块铁=铁=7.9g/cm3=79g答案：10；8；79【测试题】如图所示，将一只玩具青蛙（实心）放入水中，它能漂浮于水面；把它放入另一种液体中，它却沉入底部则在这两种情况下这只玩具青蛙受到的浮力大小关系是F浮水 F浮液A B C= D 不确定考点：物体的浮沉条件及其应用解析：当青蛙漂浮在水面上时，青蛙受到的重力等于其受到的浮力；当青蛙在液体中下沉时

21、，其受到的浮力小于重力；由于青蛙浸入水或液体中，其重力不变，所以青蛙在水中受到的浮力大于在液体中受到的浮力答案：A【例8】某同学制作了如图所示的潜水艇模型，下列说法错误的是()A潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的B向内推注射器活塞，水会被压入试管中，可实现潜艇下沉C向外拉注射器活塞，试管内水量适当时，可实现潜艇悬浮D潜艇模型的试管上绕些铁丝，可保持试管稳定考点：物体的浮沉条件及其应用解析：A、当潜艇模型浸没在水中时，排开水的体积不变，所受浮力不变，因此模型的上浮和下沉是通过改变潜艇的重力来实现的，故A正确，但不符合题意；B、向内推注射器活塞，水会被压出试管，此时模型的自重减小，模型上浮，故

22、B错，符合题意；C、向外拉注射器活塞，试管内水增加，试管内水量适当时，潜艇可能悬浮，故C正确，但不符合题意；D、试管左轻、右重，为了保持试管稳定，潜艇模型的试管上绕些铁丝，故D正确，但不符合题意； 答案：B【测试题】关于潜水艇的上浮和下沉，下列说法正确的是()A潜水艇是通过改变自身重力达到上浮和下沉的B潜水艇是通过改变浮力达到上浮和下沉的C潜水艇下沉越深，所受浮力越大D潜水艇浮出水面的过程中，所受浮力不变考点：物体的浮沉条件及其应用；阿基米德原理解析：在水中，潜水艇受到水的浮力和重力的作用，F浮=水V排g，潜水艇的体积不变，排开水的体积不变，潜水艇受到水的浮力不变；把压缩空气压入潜水艇的压力舱

23、，将海水排出，潜水艇自重G减小，当F浮G时，潜水艇上浮；打开压力舱的阀门，让海水进入压力舱内，潜水艇自重G增大，当F浮G时，潜水艇下沉；当F浮=G时，潜水艇悬浮，可以停留在任何深度；由此可见，潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的故A符合题意；B不符合题意潜水艇下沉越深，而排开液体的体积不变，由公式F浮=水V排g可知，所受的浮力不变；故C不符合题意；潜水艇浮出水面的过程中，则排开液体的体积变小，由公式F浮=水V排g可知，所受的浮力变小；故D不符合题意 答案：A【例9】如图所示是体育、娱乐活动用的热气球，充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气要使已经升空的热气球上升或下降，下列说法正确的是() A继续对热空气加热可以使热气球上升B继续对热空气加热可以使热气球下降C停止对热空气加热可以使热气球上升D停止对热空气加热可以使热气球下降考点：浮力的利用；物体的浮沉条件及其应用解析：热气球是利用球内的热空气比球外的冷空气的密度要小而能够上升的，继续对热空气加热球囊内的空气密度变小，其体积变大，故由F浮=G排=m排g=气V排g，