八年級科學(xué)上冊舉一反三培優(yōu)講義 3.4 物體的浮沉條件及應(yīng)用(解析版)_第1頁
八年級科學(xué)上冊舉一反三培優(yōu)講義 3.4 物體的浮沉條件及應(yīng)用(解析版)_第2頁
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3.4物體的浮沉條件及應(yīng)用知識點(diǎn)及考點(diǎn)概述:考點(diǎn)1——利用浮力和重力大小比較探究物體浮沉考點(diǎn)2——利用物體密度和液體密度分析物體浮沉考點(diǎn)3——物體的浮沉條件考點(diǎn)4——密度計考點(diǎn)5——物體浮沉的綜合應(yīng)用二.考點(diǎn)舉一反三〖考點(diǎn)1利用浮力和重力大小比較探究物體浮沉〗〖方法點(diǎn)撥〗浮沉條件指的是浸沒在液體中的物體,受到兩個力:豎直向下的重力和豎直向上的浮力,這兩個力的大小決定了物體在液體中的運(yùn)動狀態(tài)?!祭}1〗研究發(fā)現(xiàn),同一物體在地球的不同緯度所受的重力不同,物體越靠近赤道,所受重力越??;越靠近地球兩極,所受重力越大.一艘軍艦從我國青島港出發(fā),前往位于赤道附近的亞丁灣執(zhí)行護(hù)航任務(wù),若海水密度及艦艇質(zhì)量不變,比較兩地,則該艦艇在亞丁灣所受浮力較________(選填“大”或“小”).【答案】小【考點(diǎn)】物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】首先根據(jù)重力和緯度的關(guān)系判斷這艘軍艦在亞丁灣附近時重力的大小變化,然后根據(jù)二力平衡判斷浮力的大小關(guān)系。

【解答】艘軍艦從我國青島港出發(fā),前往位于赤道附近的亞丁灣執(zhí)行護(hù)航任務(wù),那么它受到的重力將變??;由于它始終在水面漂浮,那么它受到的浮力始終等于重力,因此它在亞丁灣受到的浮力較小?!甲兪?-1〗小明同學(xué)探究浮力大小與排開水的重力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)過程如下:①如圖乙,用彈簧測力計測出石塊的重力為F1;②如圖丙,用彈簧測力計測出空燒杯的重力為F2;③如圖丁,把石塊浸入盛滿水的溢杯中,用該空燒杯承接從溢杯里被排出的水,當(dāng)石塊全部浸入水中時,讀出彈簧測力計的示數(shù)為F3;④如圖戊,用彈簧測力計測出該燒杯和排出的水的總重力為F4。(1)用F1、F2、F3、F4

表示,實(shí)驗(yàn)中測得石塊所受的浮力為________。(2)得出物體所受浮力大小與排開水的重力的定量關(guān)系后,小明和同學(xué)小王對物體浸沒前受到的浮力大小與浸入水中的深度是否有關(guān),有不同的猜想,于是用相同的長方體重物,分別以甲圖和乙圖的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并獲得如下數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)者實(shí)驗(yàn)序號物體重G(N)浸入水中深度h(cm)彈簧秤讀數(shù)F/(N)浮力大小F浮/(N)小王14.82.04.224.03.636.03.0小明44.83.03.654.03.265.02.8分析實(shí)驗(yàn)序號1、2、3或4、5、6可以得出的結(jié)論是:________。(3)綜合分析兩個人的數(shù)據(jù),你會發(fā)現(xiàn)第(2)小題的結(jié)論是不正確的,請你指出相關(guān)的實(shí)驗(yàn)序號,并做簡要說明來支持你的觀點(diǎn)。________。課后,小明和小王才知道,物體受到的浮力大小隨排開水的體積增大而增大。

【答案】(1)F1–F3(或F4–F2)

(2)物體受到的浮力大小隨浸入水中的深度增大而增大

(3)2和4(或者2和5,3和6)【考點(diǎn)】阿基米德原理,物體的浮沉條件及其應(yīng)用,浮力的變化【解析】【分析】浮力是在液體或氣體中的物體受到豎直向上托的力;阿基米德原理是物體受到的浮力等于它排開液體的重力;【解答】(1)浮力是物體在液體中受到的一個向上的力,因此在空氣中測得的重力與在溶液中測得示數(shù)之差即為浮力;因此浮力為:F1–F3;而阿基米德定理可知,浮力等于排開液體的重力,因此浮力為:F4–F2;故答案為:F1–F3(或F4–F2);

(2)對比1、2、3或4、5、6的實(shí)驗(yàn)可知,變量是深度,而浮力也在改變;故答案為:物體受到的浮力大小隨浸入水中的深度增大而增大;

(3)要證明(2)小題的結(jié)論是錯誤的,設(shè)置變量浮力不變時,深度如何變化即可;故答案為:2和4;

故答案為:(1)F1–F3(或F4–F2);(2)物體受到的浮力大小隨浸入水中的深度增大而增大;(3)2和4?!甲兪?-2〗在學(xué)習(xí)了浮力的有關(guān)知識后,甲、乙兩同學(xué)對“物體的上浮或下沉與哪些因素有關(guān)”進(jìn)行了探究。他們各自將一根新鮮蘿卜浸沒在水中,松手后,發(fā)現(xiàn)蘿卜要上浮直至漂浮在水面上(如圖1所示)。為了使漂浮的蘿卜沉下去,兩同學(xué)分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn):甲:將一根鐵釘全部插入蘿卜中(如圖2所示),將蘿卜浸沒水中松手,發(fā)現(xiàn)蘿卜沉入水底。乙:也用同樣的鐵釘,但只將其一半插入蘿卜中(如圖3所示),將蘿卜浸沒水中松手,發(fā)現(xiàn)蘿卜也沉入水底。請回答下列問題:(1)物體受力的角度看,他們在蘿卜中插入鐵釘是為了改變________的大小。(2)結(jié)合兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑦^程及現(xiàn)象,可以得出的結(jié)論是________。(3)雖然兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致,但老師認(rèn)為甲同學(xué)的方法更科學(xué)。你認(rèn)為老師這樣評價的主要理由是________?!敬鸢浮浚?)重力

(2)在浮力一定的條件下,物體的上浮或下沉與物體的重力有關(guān)

(3)甲同學(xué)將鐵釘全部插入蘿卜中,在改變重力時讓浮力保持了不變【考點(diǎn)】物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】浮沉條件指的是浸沒在液體中的物體,受到兩個力:豎直向下的重力和豎直向上的浮力,這兩個力的大小決定了物體在液體中的運(yùn)動狀態(tài)。【解答】(1)將鐵釘插入胡蘿卜后,胡蘿卜的體積沒有發(fā)生改變,重力發(fā)生了改變;

(2)利用控制變量法進(jìn)行分析,即在浮力一定的條件下,物體的上浮或下沉與物體的重力有關(guān);

(3)利用控制變量法進(jìn)行分析,甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中將鐵釘全部插入蘿卜中,只改變胡蘿卜的重力,而胡蘿卜所受到浮力保持不變;但乙同學(xué)在改變重力的同時,也改變了胡蘿卜所受到的浮力,因此,甲同學(xué)的方法更科學(xué);

故答案為:(1)重力;(2)在浮力一定的條件下,物體的上浮或下沉與物體的重力有關(guān);(3)重力;浮力?!甲兪?-3〗某校八年級二班的同學(xué)在學(xué)習(xí)“探究浮力的大小等于什么,,這節(jié)課后。小組反復(fù)討論,改進(jìn)了老師的實(shí)驗(yàn),改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:其中A、B是彈簧測力計,C為重物,D為薄塑料袋(質(zhì)量不計),F(xiàn)是用廢棄的大號飲料瓶、帶孔橡皮塞以及彎曲的玻璃管自制的溢水杯,杯中加入紅色的水,E是彈簧可升降平臺,G為鐵架臺。(1)實(shí)驗(yàn)時同學(xué)們逐漸調(diào)節(jié)水平鐵棒高度,使重物浸入水中的體積越來越大,觀察到彈簧測力計A的示數(shù)________;彈簧測力計B的示數(shù)________(選填“增大”、“減小’’或“不變”)。比較彈簧測力計A的示數(shù)變化量△FA和彈簧測力計B的示數(shù)變化量△FB,它們的大小關(guān)系是:△FA________△FB(選填“>”、“<”或“=”)(2)通過分析,你認(rèn)為改進(jìn)后的裝置優(yōu)點(diǎn)是什么:(請寫出一條)________。【答案】(1)減?。辉龃?;=

(2)可直觀地比較G排和F浮的大小關(guān)系【考點(diǎn)】物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】(1)根據(jù)阿基米德原理可知,重物浸入水中的體積越來越大時受到的浮力變大,根據(jù)稱重法可知彈簧測力計A示數(shù)的變化;此時重物排開水的體積變大即溢出水的體積變大,據(jù)此可知彈簧測力計B示數(shù)的變化;再根據(jù)阿基米德原理判斷彈簧秤A的示數(shù)變化量FA′和彈簧秤B的示數(shù)變化量FB′之間的關(guān)系.(2)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)從增加實(shí)驗(yàn)器材的目的來分析.【解答】(1)重物浸入水中的體積越來越大時,排開液體的體積變大,

根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力變大,

∵F浮=G-F′

∴彈簧測力計A的示數(shù)F′=G-F浮變小;

又∵重物浸入水中的體積越來越大時,溢出水的體積變大、溢出水的質(zhì)量變大、溢出水受到的重力變大,

∴彈簧測力計B的示數(shù)變大;

根據(jù)阿基米德原理可知,物體所受浮力的大小和排開液體的重力相等,

∴彈簧測力計A示數(shù)的變化量FA'和彈簧測力計B示數(shù)的變化量FB′相等.

(2)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中,把水變?yōu)榧t色是為了增加可見度,可直觀地比較G排和F浮的大小關(guān)系;使用可調(diào)節(jié)的平臺,可以形象觀察到物體溢出液體體積的變化;使用鐵架臺是為了固定彈簧秤方便老師講解?!伎键c(diǎn)2利用物體密度和液體密度分析物體浮沉〗〖方法點(diǎn)撥〗浮沉條件也可以用物體密度和液體密度大小比較,物體合密度大于液體密度時,物體沉底;物體密度小于液體密度時,物體上浮到液面以上。物體密度等于液體密度時,物體懸浮?!祭}2〗小明學(xué)習(xí)了浮力知識后,利用家中的物品做了幾個小實(shí)驗(yàn)。(1)小明把小蘿卜放入水中,小蘿卜漂浮在水面上,此時它受到的浮力為F浮,重力是G蘿,那么F浮________G蘿(選填“>”、“<”或“=”)。(2)小明把小蘿卜從水里撈出擦干,再放入足夠多的白酒中,小蘿卜沉底了,此時排開白酒的體積V排與小蘿卜的體積V蘿的關(guān)系是V排________V蘿(選填“>”、“<”或“=”)。(3)小明還想測量小蘿卜的密度,于是找來一個圓柱形茶杯、刻度尺和記號筆。具體做法如下:①如圖甲所示,在茶杯中倒入適量的水,在水面處用記號筆做好標(biāo)記,用刻度尺測量出水面到茶杯底的豎直距離為h0;②如圖乙所示,將小蘿卜輕輕地放入水中靜止后,用刻度尺測量出此時的水面到茶杯底的豎直距離為h1;③將茶杯中的水全部倒出,取出小蘿卜擦干,再向杯中慢慢地倒入白酒直至________為止;④如圖丙所示,將小蘿卜輕輕地放入白酒中靜止后,用刻度尺測量出此時的白酒液面到茶杯底的豎直距離為h2。(4)水的密度用ρ水來表示,請你用ρ水、h0、h1、h2寫出小蘿卜的密度表達(dá)式ρ蘿=________?!敬鸢浮浚?)=(2)=(3)標(biāo)記處(4)h1【考點(diǎn)】固體密度的測量,物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】(1)根據(jù)二力平衡的知識判斷浮力和重力的關(guān)系;

(2)當(dāng)物體完全浸沒在液體中時,它排開液體的體積等于自身的體積;

(3)將水倒出后,倒入白酒,讓液面的位置也到達(dá)原來的標(biāo)記處,然后再放入小蘿卜浸沒,利用前后的液面差可以計算出小蘿卜的體積。

(4)物體漂浮在水面上時,它受到的浮力等于重力,據(jù)此可以得到物體的質(zhì)量;當(dāng)物體完全浸沒在水中時,可以利用排水法得到物體的體積,最后根據(jù)密度公式計算出它的密度即可?!窘獯稹浚?)小蘿卜漂浮在水面上,那么它受到的浮力和重力相互平衡,根據(jù)二力平衡的條件可知,浮力F浮=G蘿。

(2)小明把小蘿卜從水里撈出擦干,再放入足夠多的白酒中,小蘿卜沉底了,此時排開白酒的體積V排與小蘿卜的體積V蘿大小相等,即V排=V蘿;

(3)③將茶杯中的水全部倒出,取出小蘿卜擦干,再向杯中慢慢地倒入白酒直至標(biāo)記處為止;

(4)根據(jù)步驟①②可知,小蘿卜受到的浮力為:F浮=ρ水gV排=ρ水g(h1-h0)S;

因?yàn)樾√}卜在水面漂浮,

所以浮力等于重力,即G=F??;

mg=ρ水g(h1-h0)S;

解得:小蘿卜的質(zhì)量m=ρ水(h1-h0)S;

根據(jù)步驟③④可知,小蘿卜的體積V=V排酒=(h2-h0)S;

那么小蘿卜的密度:ρ=〖變式2-1〗甲、乙兩位同學(xué)分別對“物體的浮沉條件”進(jìn)行了探究。(1)甲同學(xué)的探究方案實(shí)驗(yàn)器材:彈簧測力計(量程0~5N,分度值0.2N)、天平(帶砝碼盒)、量筒及水、蠟塊(9g左右)。探究問題:蠟塊的上浮條件。實(shí)驗(yàn)過程:①首先測量蠟塊的重力:方案一是用彈簧測力計直接測出蠟塊的重力;方案二是用天平測出蠟塊的質(zhì)量,再求出重力。在方案一、二中,你支持方案________,理由是________。②測量蠟塊受到的浮力:量筒中放入適量的水,把蠟塊放在水中,浮在水面時,測出蠟塊排開水的體積,用阿基米德原理求出浮力。你認(rèn)為上述操作存在的問題是________。③通過比較蠟塊的重力和受到的浮力,可知物體上浮的條件。(2)乙同學(xué)的探究方案實(shí)驗(yàn)器材:裝有水的大燒杯、蠟塊、鐵釘(見圖)。探究問題:蠟塊的下沉條件。實(shí)驗(yàn)過程:把蠟塊浸沒在水中,松手后,發(fā)現(xiàn)蠟塊要上浮,直至漂浮在水面。為了使浸沒在水中的蠟塊會下沉,設(shè)計了兩種實(shí)驗(yàn)方案。方案一:將一根鐵釘全部插入蠟塊中,然后將蠟塊浸沒在水中松手,發(fā)現(xiàn)蠟塊沉入水底。方案二:用同樣的鐵釘,但只將其部分插入蠟塊中,將蠟塊浸沒在水中松手,發(fā)現(xiàn)蠟塊也沉入水底。①從物體受力的角度看,在蠟塊中插入鐵釘是為了改變________的大小。②能夠得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________。③雖然兩種方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致,但老師認(rèn)為方案一更科學(xué)。你認(rèn)為老師這樣評價的主要理由是________。(g取10N/kg)【答案】(1)二;因?yàn)閺椈蓽y力計的分度值大于蠟塊的重力;蠟塊沒有浸沒在水中

(2)重力;物體的重力大于浮力時,物體下沉;方案一是在改變物體重力的同時,控制了浮力不變這一條件【考點(diǎn)】物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】(1)根據(jù)彈簧測力計的分度值和蠟塊大概的質(zhì)量可以確定方案;研究蠟塊上浮條件時,要測出蠟塊浸沒在水中時的浮力與重力進(jìn)行比較;(2)插入鐵釘后蠟塊和鐵釘看成了一個整體,體積不變,重力增加;研究下沉條件時,因素有體積和重力,在研究時重力時需要控制物體的體積不變?!窘獯稹浚?)由于彈簧測力計的分度值為0.2N,而蠟塊的質(zhì)量只有9g左右,估計重力也就在0.09N左右,所以不可能用彈簧測力計測出蠟塊重力,需要用天平測出質(zhì)量在測出重力。所以支持方案二,理由是:因?yàn)閺椈蓽y力計的分度值大于蠟塊的重力。

在研究蠟塊上浮條件時,要測出蠟塊浸沒在水中時的浮力與重力進(jìn)行比較,所以上述操作中存在的問題是:蠟塊沒有浸沒在水中。

(2)①從物體受力的角度看,在蠟塊中插入鐵釘是為了改變重力的大小。

②根據(jù)方案中得到的現(xiàn)象:蠟塊沉入水底。能夠得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:物體的重力大于浮力時,物體下沉。

③雖然兩種方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致,但老師認(rèn)為方案一更科學(xué)。在方案一改變了重力,物體的體積不變,方案二改變了重力體積也發(fā)生了變化。所以這樣評價的主要理由是:方案一是在改變物體重力的同時,控制了浮力不變這一條件。

故答案為:(1)二;因?yàn)閺椈蓽y力計的分度值大于蠟塊的重力;蠟塊沒有浸沒在水中;(2)重力;物體的重力大于浮力時,物體下沉;方案一是在改變物體重力的同時,控制了浮力不變這一條件?!甲兪?-2〗.科學(xué)探究小組學(xué)習(xí)了浮力以后,提出了一個問題:對于漂浮在液面上的實(shí)心物體,排開液體部分的體積和總體積是否存在一種關(guān)系?通過組員的討論、計算,最終得出了一個關(guān)系式:ρ物ρ液【答案】解:因?yàn)槠?,所以F浮=G物---------①;

又根據(jù)阿基米德原理,F(xiàn)浮=ρ液gV排;

G物=m物g=ρ物gV物;——————②

將①帶入②,得ρ液gV排=ρ物gV物,化簡得到ρ物【考點(diǎn)】密度公式的應(yīng)用,阿基米德原理,物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】首先根據(jù)浮沉條件,得到浮力和重力的等量關(guān)系;然后用阿基米德原理和密度公式將等式的兩邊展開,通過數(shù)學(xué)運(yùn)算即可得到最終的關(guān)系式。

【解答】因?yàn)槠。?/p>

所以F浮=G物

①;

又根據(jù)阿基米德原理得到:F浮=ρ液gV排

;根據(jù)密度公式得到:G物=m物g=ρ物gV物

②將①代入②,

得:ρ液gV排=ρ物gV物,

化簡得到:

ρ物〖變式2-3〗“蛟龍?zhí)枴笔俏覈着_自主設(shè)計、自主集成研制世界上下潛最深的作業(yè)型深海載人潛水器。“蛟龍?zhí)枴斌w積約為30m3,空載時質(zhì)量約為22t,最大荷載240kg。(1)“蛟龍?zhí)枴笨蛰d漂浮在水面時受到的浮力為多大?(2)若“蛟龍?zhí)枴蹦炒螡M載時下沉是采用注水方式實(shí)現(xiàn)的,則至少注入多少立方米的水?(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)【答案】(1)蛟龍?zhí)枴笨蛰d漂浮在水面時受到的浮力:F=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N;

(2)當(dāng)“蛟龍?zhí)枴蓖耆]時受到的浮力為:F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N;

滿載總重力G滿=m滿g=(22×103kg+240kg)×10N/kg=2.224105N

需要注入水的重力為:G注水=F浮-G滿=3×105N-2.224×105N=7.76×104N;

需要注入水的體積為:V注水=【考點(diǎn)】密度公式的應(yīng)用,二力平衡的條件及其應(yīng)用,物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】(1)當(dāng)物體在水面漂浮時,它受到的浮力等于自身重力,即F浮=G=mg;

(2)首先根據(jù)F浮=ρ水gV排計算出“蛟龍?zhí)枴苯]時受到的浮力,然后根據(jù)F浮=G+G水計算出注入水的質(zhì)量,最后根據(jù)公式V水〖考點(diǎn)3物體的浮沉條件和阿基米德定律〗〖方法點(diǎn)撥〗利用阿基米德原理,來解決物體的浮沉條件及其應(yīng)用相關(guān)題型〖例題1〗如圖所示,容器中水面上漂浮著一只空碗,水底沉著一只土豆。若將土豆取岀放入碗中(碗仍能漂浮在水面),則水面高度將(

)A.

不變

B.

上升

C.

下降

D.

條件不足,難以判斷【答案】B【考點(diǎn)】阿基米德原理,物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】比較土豆放入碗中后排開水的體積有啥變化,體積變大,水面上升;體積減小,水面下降。

【解答】空碗始終在水面漂浮,因此它不會影響水面的變化。原來土豆處于下沉狀態(tài),它受到的浮力小于重力;將土豆放入碗中后,它處于漂浮狀態(tài),即浮力等于重力。比較可知,土豆受到的浮力增大了。根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,土豆排開水的體積變大了;因此水面高度將上升。故選B?!甲兪?-1〗一圓柱體先后放入密度為ρ1和ρ2的兩種液體中,均處于漂浮狀態(tài),如圖所示。圓柱體在兩液體中所受浮力依次是F1和F2,則(

)A.

ρ1>ρ2

F1>F2

B.

ρ1<ρ2

F1<F2

C.

ρ1>ρ2

F1=F2

D.

ρ1<ρ2

F1=F2【答案】C【考點(diǎn)】阿基米德原理,物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】(1)當(dāng)物體漂浮時,它受到的浮力等于重力;(2)根據(jù)公式F浮=ρ液gV排可知,當(dāng)浮力不變時,物體排開液體的體積越小,液體的密度越大。

【解答】同一圓柱體在兩種液體中都處于漂浮狀態(tài),那么它受到的浮力都等于重力,即F1=F2=G;根據(jù)公式F浮=ρ液gV排可知,V排1<V排2,那么液體密度的大小為:ρ1>ρ2。

故選C?!甲兪?-2〗容器內(nèi)裝有一定質(zhì)量的水,將物體A、B疊放后一起放入水中,靜止時如圖所示。再將A從B上拿下放入水中,B靜止時在水面漂浮。下列說法錯誤的是(

)A.

物體A的密度大于物體B的密度

B.

物體B漂浮后,水對容器底的壓強(qiáng)變小

C.

物體B漂浮后,桌面受到的壓力變大

D.

物體B漂浮后,物體A所受的浮力不變【答案】C【考點(diǎn)】阿基米德原理,物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】(1)根據(jù)浮沉條件比較物體密度的大?。唬?)比較物體B漂浮前后排開水的總體積的變化,進(jìn)而確定水面高度的變化,最后根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρ液gh判斷水對容器底部壓強(qiáng)的變化;(3)桌面的壓力等于桌面上所有物體的重力之和;(4)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排判斷浮力的變化?!窘獯稹繉從B上拿下后,B漂浮在水面上,那么ρB<ρ水。A在水中下沉,那么ρA>ρ水,因此ρA>ρB,故A正確不合題意;物體B漂浮后,A和B排開水的總體積變小,那么水面下降,根據(jù)p=ρ液gh可知,水對容器底部的壓強(qiáng)變小,故B正確不合題意;無論B是否漂浮,桌面受到的壓力F=G容器+G水+GA+GB,因此桌面受到的壓力不變,故C錯誤符合題意;物體B漂浮后,A仍然在水中浸沒,它排開水的體積不變,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物體A受到的浮力不變,故D正確不合題意。故選C?!甲兪?-3〗26.將體積相同、材料不同的甲、乙、丙三個實(shí)心小球,分別輕輕放入三個裝滿水的相同燒杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮、丙球懸浮,如圖所示。(1)三個小球的浮力F甲、F丙、F乙大小關(guān)系是________。(2)三個燒杯底部對桌面的壓強(qiáng)P甲、P丙、P乙大小關(guān)系是________?!敬鸢浮浚?)F甲=F丙>F乙

(2)P甲>P丙=P乙【考點(diǎn)】阿基米德原理,浮力大小的計算,物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】(1)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排比較小球受到浮力的大小關(guān)系;(2)首先根據(jù)F浮力=G排和浮沉條件確定排出水的重力與小球重力的大小關(guān)系,然后比較容器對桌面的壓力大小,最后根據(jù)p=F【解答】(1)根據(jù)圖片可知,排開水的體積V甲=V丙>V乙,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,受到浮力的大小關(guān)系為:F甲=F丙>F乙;(2)甲在水中下沉,那么它受到的浮力F甲<G甲;乙在水中漂浮,丙在水中懸浮,那么受到的浮力F乙=G乙,F(xiàn)丙=G丙。根據(jù)F浮力=G排可知,G甲排<G甲,G乙排<G乙,G丙排<G丙。放入乙和丙兩個小球后,對桌面受到的壓力沒有影響,而甲小球放入后,會使桌面受到的壓力變大,即F甲>F乙=F丙。根據(jù)公式p=FS可知,容器與桌面的接觸面積相同,那么受到的壓強(qiáng)p甲>p丙〖考點(diǎn)4密度計〗〖方法點(diǎn)撥〗密度計相關(guān)題型還是要同學(xué)們結(jié)合浮沉條件及阿基米德定律求解?!祭}4〗學(xué)習(xí)浮力知識后,小華想制作一個密度計,他制作步驟如下:a、取一根飲料吸管,將鐵絲從吸管的下端塞入作為配重,并用石蠟將吸管的下端封起來。b、將其漂浮在水中,在吸管上標(biāo)出水面的位置,測出該位置到吸管下端的距離,即吸管浸入水中的深度H,如圖所示。c、推導(dǎo):設(shè)吸管橫截面積為S,在水中漂浮,故浮力與重力二力平衡,所以G=ρ水gSH;若漂浮在其它液體中,則浸入的深度h會因液體密度的改變而改變,但浮力仍與重力平衡,即G=ρ液gSh。(1)小華制作密度計的原理是利用了物體漂浮在液面時,浮力________重力(選填“大于”、“小于”或“等于”)。步驟a中,將一些鐵絲從吸管的下端塞入作為配重是為了降低吸管的重心,從而讓它能夠豎直的漂浮在液面上。(2)通過對步驟c的分析,請推導(dǎo)出漂浮在ρ液液體中時,浸入深度h=________(用ρ水、ρ液、H表達(dá)).(3)若吸管漂浮在水中時H=7.2cm,漂浮在某液體中時h=9cm,則液體密度為________kg/m3。(4)制作完畢后,小黃發(fā)現(xiàn)兩個相鄰密度值刻度線之間的距離較小,請?zhí)岢鲆粋€方法,使兩條刻度線之間的距離增大一些,進(jìn)而使測量結(jié)果更精確。方法是________?!敬鸢浮浚?)等于(2)h=ρ水H/ρ液(3)0.8×103kg/m3(4)在吸管下端塞入質(zhì)量更大的物體作為配重或用更細(xì)的吸管制作密度計【考點(diǎn)】密度公式的應(yīng)用,物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】(1)根據(jù)二力平衡的知識比較浮力和重力的大小關(guān)系。(2)密度計的重力不變,以此為等量關(guān)系將前后兩個數(shù)學(xué)式連接在一起,然后進(jìn)行推斷計算;(3)將數(shù)值帶入(2)中得到的計算式,然后計算即可;(4)根據(jù)G=ρ水gSH分析可知,兩個刻度之間的距離H與密度計的重力G成正比,與吸管的橫截面積成反比,據(jù)此分析解決方法。

【解答】(1)當(dāng)密度計漂浮在液面上時,它受到的浮力與重力相互平衡。根據(jù)二力平衡的條件可知,此時它受到的浮力等于重力。(2)在不同液體中,密度計的重力不變,即ρ水gSH=ρ液gSh;ρ水H=ρ液h解得:h=ρ水Hρ液;(3)根據(jù)h=ρ水Hρ液得到:9cm=1g〖變式4-1〗科學(xué)老師給每個學(xué)生發(fā)了一段相同的金屬絲,要求同學(xué)們課下在涂蠟的圓柱形松木棍一端纏繞上金屬絲,自制一支能夠測量鹽水密度的“密度計”。第二節(jié)物理課,同學(xué)們紛紛拿出了自己的作品。小芳的“密度計”如圖甲所示,小麗的如圖乙所示。請你判斷用哪支“密度計”測量時會更精確?并簡述理由。【答案】密度計在鹽水中漂浮處于平衡狀態(tài),F(xiàn)?。紾物,即ρ液gV排=G物,所以,ρ液=G物gV排=G物gSh,小芳和小麗的“密度計”測量同一種液體時,∵S甲>S乙,∴h甲<h乙【考點(diǎn)】阿基米德原理,物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】對于密度計來說,兩個相同的刻度值之間的間距越大,二者之間能夠標(biāo)注的刻度越多,那么它就越準(zhǔn)確。首先根據(jù)浮沉條件得到浮力和重力的關(guān)系,再根據(jù)阿基米德原理和密度公式將兩邊拆開,根據(jù)甲和乙的橫截面積的大小得到深度的變化關(guān)系即可?!甲兪?-2〗如圖所示,在木棍的下端粘一塊橡皮泥,將它分別放入密度不同的A、B、C三種液體中,它豎直在液體中的情況如圖。則(

)A.

木棍受到的浮力相同,B液體密度最大

B.

木棍受到的浮力相同,C液體的密度最大

C.

木棍在B液體中受到的浮力最大,C液體密度最大

D.

木棍在C液體中受到的浮力最大,B液體密度最大【答案】B【考點(diǎn)】阿基米德原理,物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】根據(jù)浮沉條件判斷浮力大小,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排比較液體密度大小?!窘獯稹磕竟髟谌N液體中都是漂浮狀態(tài),那么它受到的浮力都等于木棍的重力。因?yàn)槟竟鞯闹亓Ρ3植蛔?,所以木棍受到的浮力保持不變,即浮力相同。根?jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,當(dāng)浮力相等時,液體密度密度與V排成反比。因?yàn)榕砰_液體的體積VB>VA>VC,那么液體的密度ρB<ρA<ρC,因此C液體的密度最大。

故選B?!甲兪?-3〗如圖所示,自制密度計由輕質(zhì)密閉細(xì)管和配重M組成,P、Q為自制密度計上的兩根刻度線,其中一根與其靜止于酒精中時的液面重合,另一根與其靜止于水中時的液面重合;現(xiàn)自制密度計靜止于X液體中,其液面位置到P、Q的距離相等。下列分析正確的是(

)A.

P與自制密度計靜止于酒精時的液面重合

B.

該密度計靜止于水中和酒精中時所受的浮力相等

C.

X液體的密度等于水和酒精密度的平均值

D.

用直徑更大的輕質(zhì)細(xì)管可使PQ間距變大,提高精度【答案】B【考點(diǎn)】阿基米德原理,物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】(1)(3)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排確定液體密度和V排的數(shù)量關(guān)系即可;(2)根據(jù)漂浮條件判斷;(4)根據(jù)體積公式V=Sh分析判斷?!窘獯稹棵芏扔嬍冀K在液面上漂浮,根據(jù)二力平衡的條件可知,它受到的浮力始終等于自身重力。因?yàn)樗闹亓Ρ3植蛔儯运谒泻途凭惺艿降母×ο嗟?,故B正確;根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,當(dāng)浮力相等時,液體的密度與V排成反比,即密度計上的刻度越靠下,V排越小,而液體的密度越大,因此P點(diǎn)靜止時與水的液面重合,故A錯誤;根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,當(dāng)浮力相等時,液體的密度與V排成反比,因此密度計上的刻度不是均勻的,且越靠下越密集,那么在P和Q中間處的液體密度肯定不等于水和酒精的密度平均值,故C錯誤;根據(jù)V=Sh可知,直徑越大的細(xì)管,PQ之間的間距h越小,精度越差,故D錯誤。故選B?!伎键c(diǎn)5物體浮沉的綜合應(yīng)用〗〖方法點(diǎn)撥〗解決這類綜合題型要結(jié)合我們之前所學(xué)的知識綜合分析?!祭}5〗如圖是A、B兩種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系圖象,用A、B兩種物質(zhì)分別制成質(zhì)量相等的甲、乙兩個正立方體,若將甲、乙放入水中,能漂浮的是________(填“甲”、"乙”);將甲、乙兩物體捆在一起放入水中,則捆綁物體的狀態(tài)是________(填“漂浮”、“下沉”或“懸浮”)【答案】乙;漂浮【考點(diǎn)】密度公式的應(yīng)用,物體的浮沉條件及其應(yīng)用【解析】【分析】(1)根據(jù)公式ρ=mV分別計算出兩種物質(zhì)的密度,然后根據(jù)浮沉條件判斷它們的狀態(tài)即可;(2)將甲、乙兩個物體捆綁在一起時,總質(zhì)量等于兩個物體的質(zhì)量之和,總體積等于兩個物體的體積之和,最后根據(jù)密度公式計算出平均密度,并根據(jù)浮沉條件判斷狀態(tài)即可。

【解答】(1)甲物體的密度為:ρ甲=m甲V甲=2g1cm3=2g/cm3;乙物體的密度為:ρ乙=m乙V乙=1g2cm3=0.5g/cm3;因?yàn)棣鸭?gt;ρ水,所以甲在水里下沉;因?yàn)椤甲兪?-1〗如圖所示,容器中水面上漂浮著一只空碗,水底沉著一只土豆。若將土豆取岀放入碗中(碗仍能漂浮在水面),則水面高度將(

)A.

不變

B.

上升

C.

下降

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