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(共30张PPT)
　基础过关
第二　力
第九讲　浮力　第2课时　物体的浮沉条件及应用
知识点1　物体(实心)的浮沉条件
受力分析
浮沉情况 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
浮力和重 力的大小 F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G
物体和液 体的密度 ρ物 ρ液 ρ物
ρ液 ρ物
ρ液 ρ物
ρ液 ρ物
ρ液
＞
＜　
＝　
＝　
＜　
＜
＞　
＝　
＜　
＞　
物体和排 开液体的
体积 (浸没)
V物＝
V排 (浸没)
V物＝V排 (浸没)
V物＝V排 V物
V排 (浸没)
V物＝V排
运动状态 处于动态(物体的运 动状态不断改变)， 受非平衡力作用 可以停留在 液体的任何 深度 是“上浮” 过程的最终 状态 是“下沉” 过程的最终 状态
处于静态，受平衡力作用
＞　
知识点2　浮力的应用
(1)轮船：①原理是把密度大于水的材料做成空心，可以使排开水的体 积 ，从而 浮力。②排水量：轮船装满货物时排开水的 质量，用符号m排表示。
(2)潜水艇：原理是通过改变自身重力(改变水舱中水的重力)实现上浮和 下潜。
增大　
增大　
(3)热气球和飞艇：充的气体密度 空气密度，热气球和飞艇总重 力小于所排开的空气的重力(即浮力)，因而能够升空。(F浮＝ρ空气gV排)
小于　
＝　
放在不同液体中，所受的浮力相等；测量时密度计浸入液体中的体积越
大，待测液体密度就越小　
核心考点1　物体的浮沉条件及应用
例1：如图甲，用手拿着一个塑料袋(塑料袋的下方开口)，把塑料袋放在 酒精灯上方加热了一会儿后塑料袋膨胀，再继续加热一段时间，松手后 发现塑料袋从原来的静止状态变成往上运动的状态。
例1图
(1)塑料袋内的空气受热后膨胀，部分空气从开口处排出，根据密度公 式 ，袋内剩余空气的密度将 (选填“变大”“变小”或 “不变”)。
变小　
(2)在乙方框内画出松手后塑料袋(包括袋内的气体)上升的受力分析图(用 “·”表示塑料袋和袋内气体)。
例1：如图甲，用手拿着一个塑料袋(塑料袋的下方开口)，把塑料袋放在 酒精灯上方加热了一会儿后塑料袋膨胀，再继续加热一段时间，松手后 发现塑料袋从原来的静止状态变成往上运动的状态。
例1图
塑
料袋内的空气受热一段时间后，一部分空气受热膨胀被排出，塑料袋及
袋内空气受到总重力G变小，而外界的空气的密度、g和V排都不变，根据
F浮＝ρ空气gV排可得，F浮不变，因而浮力大于重力，所以塑料袋会由静止
开始往上运动　
例1：如图甲，用手拿着一个塑料袋(塑料袋的下方开口)，把塑料袋放在 酒精灯上方加热了一会儿后塑料袋膨胀，再继续加热一段时间，松手后 发现塑料袋从原来的静止状态变成往上运动的状态。
例1图
解题思路：本题综合考查运用密度知识、受力分析方法来分析解决实际 情景中问题的能力，分析方法和热气球原理类似。
[练习]将一个重为30 N的物体先后放入a、b和c三种液体中，物体静止时 如图所示。
练习图
(1)在图中分别画出物体在三种液体中的受力示意图。
Fa＝Fb＝
Fc　
由于物体在三种液体中都处于静止状态，受平衡
力，根据二力平衡的条件，可得G＝Fa＝Fb＝Fc　
(3)三种液体的密度ρa、ρb和ρc的大小关系是 。
ρa＜ρb＜ ρc　
[练习]将一个重为30 N的物体先后放入a、b和c三种液体中，物体静止时 如图所示。
练习图
30　
物体在液体中处于静
止状态，受平衡力，根据二力平衡的条件，可得G＝F浮　
20　
20　
悬浮　
物体所受的浮力大小仍等于其所受重力的大小，所以物体仍静止在
原来的位置，即处于悬浮状态　
[练习]将一个重为30 N的物体先后放入a、b和c三种液体中，物体静止时 如图所示。
练习图
实心球 实心球所受的重力/N 排开水所受的重力/N
甲 1 1
乙 2 1
A
C
核心考点2　浮力的综合应用
B
C
D
解题思路：由表格数据可知，甲乙两实心球所受的重力和排开水所受的 重力，根据阿基米德原理，F浮＝G排，通过比较实心球甲、乙所受的重 力和浮力，可以判断甲、乙两球静止在水中的状态。
练习图
A. 下降 B. 上升 C. 不变 D. 无法判断
B
核心考点3　 浮力与压强综合计算
例3：如图甲，在弹簧测力计下挂一金属块，从盛水的烧杯上方某一高度 缓慢下降，金属块浸没后继续下降，直到金属块底面与烧杯底部接触为 止。在金属块下降过程中，弹簧测力计示数F随金属块下降高度h变化的 图像如图乙所示。(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
例3图
(1)求金属块浸没在水中后受到的浮力大小；
解：(1)F浮＝G－F'＝12 N－4 N＝8 N
(2)求金属块的体积和密度；
(2)因金属块浸没时排开水的体积和自身的体积相等，所以，由F浮＝
ρ液gV排得，
例3：如图甲，在弹簧测力计下挂一金属块，从盛水的烧杯上方某一高度 缓慢下降，金属块浸没后继续下降，直到金属块底面与烧杯底部接触为 止。在金属块下降过程中，弹簧测力计示数F随金属块下降高度h变化的 图像如图乙所示。(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
例3图
(3)分析金属块从B到C过程中受到的浮力和压强的大小变化情况，并写出 依据。
例3：如图甲，在弹簧测力计下挂一金属块，从盛水的烧杯上方某一高度 缓慢下降，金属块浸没后继续下降，直到金属块底面与烧杯底部接触为 止。在金属块下降过程中，弹簧测力计示数F随金属块下降高度h变化的 图像如图乙所示。(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
例3图
(3)金属块从B到C过程中受到的浮力和压强均变大。依据：金属块从
B到C过程中，排开水的体积和所处的深度均逐渐增加，由F浮＝
ρ水gV排可知，金属块受到的浮力变大，由p＝ρ水gh可知，金属块受到的
压强变大。
解题思路：(1)通过图乙，结合称重法，可以求出浮力的大小；(2)知道V排 与V物之间的关系，通过公式F浮＝ρ液gV排可以求出V排；(3)知道浮力的大 小只与ρ液和V排有关，液体压强的大小与深度h和ρ液有关。
[练习]如图1中圆柱形容器装有适量的水，当水温从0 ℃升到15 ℃时，水 的密度ρ和水温t关系如图2所示，此过程水的质量不变，不考虑圆柱形容 器的热胀冷缩。
练习图
先变小后变大　
容器中的水的质量不变，从图2可
的体积的变化规律是先变小后变大　
(2)水在0 ℃时对容器底部的压强 (选填“大于”“等于”或“小 于”)水在15 ℃时对容器底部的压强。
等于　
[练习]如图1中圆柱形容器装有适量的水，当水温从0 ℃升到15 ℃时，水 的密度ρ和水温t关系如图2所示，此过程水的质量不变，不考虑圆柱形容 器的热胀冷缩。
练习图
(3)在容器中放入一个实心木块(ρ木＝0.6 g/cm3)。当容器中的水在0 ℃ 时，木块受到的浮力为F1；当容器中的水在15 ℃时，木块受到的浮力为 F2，则F1 F2( 选填“大于”“等于”或“小于”)。
等于　
[练习]如图1中圆柱形容器装有适量的水，当水温从0 ℃升到15 ℃时，水 的密度ρ和水温t关系如图2所示，此过程水的质量不变，不考虑圆柱形容 器的热胀冷缩。
练习图
A. 甲容器中的物体所受浮力大
B. 甲容器中的液体的密度大
C. 乙容器对水平桌面的压强大
D. 乙容器底部所受液体的压力大
第1题图
C
A. 种子上浮过程中盐水对种子的压强变大
B. 漂浮的种子受到的浮力大于自身重力
C. 下沉的种子密度比盐水的密度大
D. 沉底的种子只受到重力和支持力
第2题图
C
3. 如图是用薄纸制成的下端开口的容器，容器的容积为1 m3，所用薄纸 重量为0.5 N。 容器内空气重量为 N，容器 (含其内空气)的总重 量为 N(空气密度为1.29 kg/m3，g取10 N/kg)，为了使容器悬浮 在空中，你要用 方法使容器内空气减少，容器内空 气的重量减少 N，容器才能悬浮在空中，此时容器内空气密 度 (选填“大于”“等于”或“小于”)容器外空气密度。
第3题图
12.9　
13.4　
加热容器内空气　
0.5　
小于　
4. (2023广州节选)小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的 液体。如图1，当该液体温度为19 ℃时，质量为4×10－3 kg的小球b悬 浮，b标记“19 ℃”；另外两个小球分别标记“15 ℃”“23 ℃”，当小 球悬浮时，它标记的温度与液体温度相等。图1、图2、图3中小球a、b、 c均静止，忽略小球体积变化，g取10 N/kg。
第4题图
图1中b悬浮。
(1)在方框中画出b的受力示意图(用“·”表示b)；
(2)求此时b受到的浮力；
解：(2)b受到的浮力
F浮＝G＝mg＝4×10－3 kg×10 N/kg＝4×10－2 N
4. (2023广州节选)小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的 液体。如图1，当该液体温度为19 ℃时，质量为4×10－3 kg的小球b悬 浮，b标记“19 ℃”；另外两个小球分别标记“15 ℃”“23 ℃”，当小 球悬浮时，它标记的温度与液体温度相等。图1、图2、图3中小球a、b、 c均静止，忽略小球体积变化，g取10 N/kg。
第4题图
(3)此时液体密度为0.8×103 kg/m3，求b排开液体的体积。
解：(3)由F浮＝ρ液gV排，得b排开液体的体积
4. (2023广州节选)小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的 液体。如图1，当该液体温度为19 ℃时，质量为4×10－3 kg的小球b悬 浮，b标记“19 ℃”；另外两个小球分别标记“15 ℃”“23 ℃”，当小 球悬浮时，它标记的温度与液体温度相等。图1、图2、图3中小球a、b、 c均静止，忽略小球体积变化，g取10 N/kg。
第4题图
5. (2022 广东)我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破10 000 m，在 载人深潜领域达到世界领先水平。(取ρ海水＝1.03×103 kg/m3，ρ水＝ 1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)潜水艇活动的海水深度一般为300 m至600 m。它可以通过水舱排水或 充水来改变 ，从而实现浮沉。
自身重力　
(2)深潜器可进入更深的水域，在10 000 m的深处，海水产生的压强 为 Pa。 由于深海海水压强太大，深潜器实现浮沉的方法与 潜水艇有所不同。
1.03×108　
(3)小明阅读资料后，利用如图的装置模拟深潜器在水中的运动过程。物 体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态，已知乙的质量为0.2 kg，体积为25 cm3，则乙所受浮力的大小为 N，乙受到细线的拉 力为 N。若剪断细线，甲将 (选填“上浮”“悬浮”或 “下沉”)，此时甲所受浮力 (填字母)。
第5题图
0.25　
1.75　
上浮　
C　
A. 增大，且大于重力 B. 不变，且等于重力
C. 不变，且大于重力 D. 减小，且小于重力
5. (2022 广东)我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破10 000 m，在 载人深潜领域达到世界领先水平。(取ρ海水＝1.03×103 kg/m3，ρ水＝ 1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)

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