第9章　浮力 9.3 物體的浮與沉目錄1.物體的浮與沉平衡狀態(tài)：非平衡態(tài)：2.物體浮沉的應用1、密度計的原理：用密度計測量液體的密度時，它所受的浮力總是等于它的重力，根據密度計浸入液體的深度就可以從刻度上讀出液體的密。2、鹽水選種的原理：把種子放在一定濃度的鹽水里，利用浮力把好種子和壞種子分開來。3、潛水艇的浮沉原理 ：潛水艇的原理是靠改變自身重力來實現(xiàn)在水中的浮沉。4、熱氣球的升降原理：熱氣球的升降原理是利用里面充的氣體的密度小于空氣的密度，空氣產生的浮力大于自身的重力來升空；利用減小浮力來下降。1.物體的浮與沉【例1】（2020·營口）把重10N，密度為0.9×103kg/m3的實心物體投入水中．當物體靜止時，物體處于________（選填“漂浮”“懸浮”或“沉底”）狀態(tài)，物體所受浮力為________N，排開水的體積是________m3．【答案】漂浮   10   1×10?3  【解析】因為ρ物=0.9×103kg/m3<ρ水，所以物體靜止時，物體漂??；因為物體漂浮，所以F浮=G物=10N；因為F浮=G排=ρ水gV排，所以V排=F浮/(ρ水g)=10N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=1×10?3m3．     【常考1】物體的浮與沉【例1】（2020·福州）如圖所示，四個體積相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分別靜止在水中不同深度處．受到浮力最小的是（        ）
  A. 甲  B. 乙  C. 丙  D. 丁【答案】A【解析】解：由圖知，四個球排開水的體積：V甲<V乙<V丙=V丁，因為F浮=ρ水V排g，ρ液相同，四個球受到的浮力：F甲<F乙<F丙=F丁．【?？?/span>2】物體沉浮的應用【例2】（2019·益陽）海權握，國則興．建設一支強大海軍是實現(xiàn)中國夢的有力保障，潛水艇是海軍的戰(zhàn)略重器．如圖所示是我國海軍某艦隊的“強國號”潛水艇在海水中懸浮、上浮、漂浮的訓練過程．下列對此潛水艇分析正確的是（    ）A . 懸浮和漂浮時受到的浮力相等                     B . 漂浮時排開的海水所受的重力最小C . 上浮過程中所受浮力逐漸變大                     D . 漂浮時潛水艇底部所受海水壓強最大【答案】B【解析】A．由圖可知，懸浮時排開海水的體積大于漂浮時排開海水的體積，由F浮=ρ液gV排可知，潛艇懸浮時所受浮力大，即F懸浮>F漂浮，故A錯誤；B．根據阿基米德原理可知，浮力等于排開液體所受的重力；由A項可知F懸浮>F漂浮，所以漂浮時排開海水所受的重力最小，故B正確；C．潛艇上浮過程中，露出水面前，V排不變，根據F浮=ρ液gV排可知，潛艇所受浮力不變；逐漸露出水面時，V排減小，潛艇所受浮力減小，故C錯誤；D．由圖可知，潛艇漂浮時其底部所處深度最小，根據p=ρgh可知，此時潛艇底部所受海水壓強最小，故D錯誤． 【熱點題型1】物體的浮與沉【例1】（2020·臺州）如圖，容器中水面上漂浮著一只空碗，水底沉著一只土豆。若將土豆取出放入碗中（碗仍能漂浮在水面），則水面高度將（ ）
  A. 下降        B. 上升         C. 不變       D. 條件不足，難以判斷【答案】B【解析】將空碗和土豆看作一個整體，當一只空碗在水面上漂浮，一只土豆沉在水底時，根據浮沉條件可知：F浮碗＝G碗，F(xiàn)浮土豆<G土豆，所以，F(xiàn)浮總＝F碗+F浮土豆<G碗+G土豆；若將土豆取出放入碗中（碗仍能漂浮在水面），則F?。紾碗+G土豆；所以，總的浮力比之前變大了，根據F?。溅裧V排知，V排變大，故水面上升。1.（2020·福州）如圖所示，四個體積相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分別靜止在水中不同深度處．受到浮力最小的是（        ）
  A. 甲  B. 乙  C. 丙  D. 丁【答案】A【解析】解：由圖知，四個球排開水的體積：V甲<V乙<V丙=V丁，因為F浮=ρ水V排g，ρ液相同，四個球受到的浮力：F甲<F乙<F丙=F丁．2.（2020·四川省初二期中）體積相同的鐵球、鋁球和木塊，浸在液體中的情況如圖所示，則比較它們受到的浮力（　?。?/span>A．鐵球受到的浮力最大 B．鋁球受到的浮力最大C．木塊受到的浮力最大 D．它們受到的浮力一樣大【答案】D【解析】由圖可知，鐵球、鋁球和木塊均浸沒在液體中，因物體浸沒時排開液體的體積相等，所以，體積相同的鐵球、鋁球和木塊排開液體的體積相等，由F浮=G排=ρ液gV排可知，它們受到的浮力一樣大。故選D。3.（2020·廣東省初三其他）如圖所示，兩個相同的燒杯中分別裝滿了兩種不同的液體，把甲、乙兩球分別輕輕放入兩杯液體，最后甲懸浮在液體中，而乙沉底。已知甲排開液體的重力小于乙排開液體的重力，則甲、乙所受浮力相比（　?。?/span>A．甲所受的浮力更大 B．乙所受的浮力更大C．甲、乙所受浮力一樣大 D．無法判斷甲、乙所受浮力大小【答案】B【解析】根據阿基米德原理可知，物體受到的浮力等于物體排開液體的重力，由題可知，甲排開液體的重力小于乙排開液體的重力，所以乙所受的浮力更大。故選B。4.（2020·福建省初二期中）把重3 N的鐵塊放入裝滿水的溢水杯里，鐵塊靜止時，從杯中溢出的水重為1 N。則鐵塊受到的浮力（  ）A．一定是2 NB．可能是1 NC．一定是1 ND．可能是3 N【答案】C【解析】根據阿基米德原理可知鐵塊受到的浮力F浮=G排=1N故選C。5.（2020·北京初三一模）關于浸在液體中的物體所受浮力F浮與物體重力G物、物體排開液體的重力G排間的大小關系，以下說法中正確的是A．只有當物體浸沒時，F(xiàn)浮等于G物 B．不管物體是否浸沒，F(xiàn)浮都等于G物C．只有物體未浸沒時，F(xiàn)浮等于G排 D．不管物體是否浸沒，F(xiàn)浮都等于G排【答案】D【解析】AB．根據物體的沉浮條件可知，當物體處于漂浮或懸浮狀態(tài)時，物體受到的浮力等于自身的重力，故AB錯誤；CD．根據阿基米德原理，浸在液體里的物體所受的浮力等于物體排開液體所受的重力，故C錯誤、D正確。6.（2021·重慶南開中學初二期中）小杰同學在游玩“海底世界”時，觀察到魚嘴里吐出的氣泡上升時的情況如圖所示，對氣泡上升過程中受到的浮力和氣泡內氣體壓強分析正確的是（　　）A．浮力不變，壓強不變 B．浮力變小，壓強變小C．浮力變大，壓強變小 D．浮力變大，壓強變大【答案】C【解析】(1)氣泡上升時，h變小，由P=ρgh得氣泡受到水的壓強變小，因此氣泡的體積變大，由于一定質量的氣體，體積變大，壓強變小，所以氣泡內的壓強變?。?2)由于氣泡在上升過程中體積變大,所以根據阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，氣泡所受的浮力在變大．故選C.7.（2020·湖北省初三其他）如圖所示，“A”和“B”表示滿載的輪船在海水或江水中靜止時液面的位置。圖示中的輪船是在_____（填“江水”或“海水”）中停泊。輪船的排水量為6000t，在海水中滿載時受到的浮力是_____N。（g取10N/kg，，）【答案】海水    6×107    【解析】[1]在海水和江水中，輪船漂浮，浮力和重力相等，即浮力大小不變；因為海水的密度大于江水的密度，根據公式可知，輪船在江水中排開江水的體積大于在海水中排開海水的體積，所以在江水中的吃水線要高于在海水中的吃水線，故圖示中的輪船是在海水中停泊。[2]根據阿基米德原理得輪船所受浮力8.（2020·湖北省初三其他）2019年12月17日，將成為中國海軍發(fā)展史上被載入史冊的日子，因為在這一天，首艘國產航母“山東”號在海南省三亞軍港正式交付。如圖所示，該航空母艦艦長315m、艦寬75 m，滿載時排水量達5萬噸。它滿載時所受的浮力為______牛（取g=10N/kg）。 當一架艦載機著艦后，浮力將______ （選填“不變”、“變小”、“變大”）。 【答案】5×108    變大    【解析】[1] 該艦滿載時所受浮力[2] 艦載機著艦后，航空母艦的總重力增大，因為航空母艦仍然漂浮，浮力與重力相等，所以浮力變大。9.（2019·天津）排水量為106kg的輪船在河水中航行，船滿載時所受河水的浮力________N（g取10N/kg）；若輪船從河水航行到海水中，它所受到的浮力________（選填“變大”“變小”或“不變”）．【答案】107   不變  【解析】解：輪船滿載時受到的浮力：F浮=G排=106kg×10N/kg=107N；由河里駛入海里時，因船在海水中也處于漂浮狀態(tài)，所受浮力不變。10.（2020·廣東省初三一模）把重10N，密度為0.9×103kg/m3的實心物體投入水中．當物體靜止時，物體處于_______（漂浮/懸浮/沉底）狀態(tài)，物體所受浮力為_____N，排開水的體積是_______m3．（g取10N/kg）【答案】漂浮    10    0.001    【解析】根據題意知道，實心物體密度小于水的密度，由物體的浮沉條件知道，此物體會漂浮在水面上；由于物體漂浮在水面上時，浮力等于物體重力，故物體所受浮力是：F浮=G物 =10N；由阿基米德原理知道，F(xiàn)浮=ρ水gV排，所以，排開水的體積是：V排==10N/1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-3 m3． 1.（2019·南寧）在潛水艇浸沒下潛過程中(忽略潛水艇體積的變化)，所受海水的（        ） A. 壓強減小，浮力不變  B. 壓強不變，浮力增大  C. 壓強增大，浮力減小  D. 壓強增大，浮力不變【答案】D【解析】根據阿基米德原理F浮=ρ液gV排，物體浸沒在水中，無論深度如何，V排不變，水的密度不變，F(xiàn)浮不變；液體壓強公式p=ρ液gh表明了物體受到的壓強只與液體的密度和深度有關，與其他因素無關，潛水艇向深處潛時，液體密度不變，深度增加，所以壓強增大．故選D．2.（2020·黑龍江省初三其他）如圖所示，水平桌面上有兩個完全相同的魚缸甲和乙，盛有適量的水，把一個橡皮泥做的小船放入乙后，小船處于漂浮狀態(tài)，此時兩魚缸內的水面剛好相平；然后把它們分別放在臺秤上，則臺秤的示數(shù)（  ）A．甲放上時大 B．乙放上時大C．甲或乙放上一樣大 D．無法判斷【答案】C【解析】可用等效替代法來分析此題，小船漂浮在水面上，所以小船受到的浮力與其重力相等，則小船的重力等于排開水的重力，可得船的質量等于排開水的質量，從而可以判斷出臺秤示數(shù)的變化。魚缸乙中橡皮泥的重力等于其浮力，根據阿基米德原理，該浮力等于其排開水的重力，所以橡皮泥的重力等于其排開水的重力，顯然，兩魚缸的總重力相等，所以把它們分別放在臺秤上時，臺秤的示數(shù)相同。故選C。3.（2020·北京初三一模）水平桌面上有甲、乙兩個相同的溢水杯，裝滿不同密度的液體?，F(xiàn)將小球A分別放入兩溢水杯中，小球靜止時的情景和溢出的液體如圖所示，從甲杯中溢出的液體所受重力為G甲 =0.9N，從乙杯中溢出的液體所受重力為G乙=0.8N，小球在甲杯中所受的浮力為F甲，在乙杯中所受的浮力為F乙。則下列說法中正確的是（　　）A．因為A在乙杯中排開的液體體積較大，所以有F乙>F甲B．A的重力為0.9N，它在乙杯中受到浮力為0.8NC．液體對甲杯底的壓強等于液體對乙杯底的壓強D．甲杯對桌面的壓力小于乙杯對桌面的壓力【答案】B【解析】AB．由阿基米德原理可知，浮力等于排開液體的重力，G甲＞G乙，因此F甲> F乙，又因為甲中A漂浮，浮力等于重力為0.9N，乙中浮力等于排開液體的重力為0.8N，故A錯誤，B正確；C．由圖像可知甲中A漂浮，，乙中A沉底，，因此，由可知深度相同時，液體對甲杯底的壓強大于液體對乙杯底的壓強，故C錯誤；D．甲杯對桌面的壓力為乙杯對桌面的壓力由圖可知甲液體的體積大于乙液體的體積，同時甲的密度大于乙的密度，由可知因此可得故D錯誤。故選B。4.（2020·江蘇省初二月考）把一個鐵球放入盛滿酒精的杯子中時，從杯中溢出8g酒精，若將該鐵球放入盛有水的杯中時，從杯中溢出水的質量是（鐵球全部浸在液體中）（ρ酒=0.8×103kg/m3）（　?。?/span>A．可能大于10g B．一定等于10g C．可能小于10g D．一定等于8g【答案】C【解析】若鐵球在酒精中漂浮，因為水的密度大于酒精的密度，所以鐵球在水中一定漂浮，因為漂浮，所以鐵球受到的浮力等于鐵球的重力，根據阿基米德原理鐵球所受的浮力等于排開液體的重力，所以排開液體的重力等于鐵球的重力，因為鐵球重力一定，所以排開水的重力等于排開酒精的重力，所以排開水的質量等于排開酒精的質量等于8g；若在酒精中懸浮，則在水中一定漂浮，同理可得此時排開水的質量等于排開酒精的質量等于8g；若在酒精中沉底，在水中漂浮，在酒精中浮力小于球的重力，即排開酒精的質量小于球的質量，在水中漂浮所以排開水的質量等于球的質量，所以排開水的質量大于排開酒精的質量，即大于8g。故選C。5.潛艇在正常航行時，有時突然遭遇海水密度變化，可能會引發(fā)潛艇“掉深”，即突然快速向海底沉降。造成潛艇沉降的原因可能是（　?。?/span>A. 海水密度變大，潛艇所受浮力突然增大         B. 海水密度變大，潛艇所受壓強突然增大C. 海水密度變小，潛艇所受浮力突然減小         D. 海水密度變小，潛艇所受壓強突然減小【答案】C【解析】由于海水中不同深度下海水的密度是變化的，所以潛艇突遇“斷崖”險情是因為遇到海水的密度突然變小，潛水艇排開海水的體積不變，根據F?。溅押Ｋ甮V排可知浮力會突然變小，潛水艇突然遭遇海水密度突變引發(fā)潛艇“掉深”，“掉深”到潛艇的極限深度便會艇毀人亡，由此分析可知ABD錯誤，C正確。6.潛艇能在水下航行（圖甲），也能浮出水面（圖乙），下面說法正確的是（　?。?/span>A. 潛艇從圖乙狀態(tài)下潛到圖甲狀態(tài)，排開水的體積不變B. 當潛艇以圖乙狀態(tài)從河里開到海里，潛艇會下沉一些C. 潛艇在圖甲狀態(tài)，下潛越深，所受水的壓強不變D. 潛艇靠改變自身的重力來控制浮沉【答案】D【解析】A、潛艇從圖乙狀態(tài)下潛到圖甲狀態(tài)，排開水的體積增大，故A錯誤；B、當潛艇以圖乙狀態(tài)從河里開到海里，受到的浮力不變，但海水的密度變大，所以排開水的體積會減小，會上浮一些，故B錯誤；C、潛艇在圖甲狀態(tài)，下潛越深，所受水的壓強越大，故C錯誤；D、潛艇靠改變自身的重力來控制浮沉，故D正確。7.為了延長水果的存放時間，果農先將水果浸沒到自己配制的保鮮液中．再用保鮮紙包住就能存放比較長的時間．若將同一個蘋果先后放入甲乙兩個容器的保鮮液中靜止后蘋果的浮沉情況如圖所示，則甲乙兩容器中保鮮液的密度大小比較．正確的是（　　）A . 甲中的大B . 乙中的大C . 一樣大D . 條件不夠，不能比較【答案】A【解析】解：甲圖中，蘋果漂浮在保鮮液中，所以F浮A=G，且ρ液>ρ蘋果，乙圖中，蘋果懸浮在保鮮液中，所以ρ液=ρ蘋果．所以，ρ甲>ρ乙．故選A．8.將密度計分別放到甲、乙兩種液體中，液體表面位置分別在密度計的A、B處，如圖所示，由此可知（        ）A . 甲種液體密度大B . 甲、乙兩種液體密度一樣大C . 乙種液體密度大D . 無法判斷【答案】A【解析】解：密度計在水中懸浮，所受重力與浮力相等，即在這兩種液體中密度計所受浮力相等，乙液體中排開水的體積大，由F=ρgV得乙液體的密度要?。?/span>
故選A9.（2019·石家莊）某微型潛水艇由江面逐漸下潛到浸沒的過程中，受到的浮力逐漸________（填“變大”“變小”或“不變”），潛水艇潛到水面下深處，此處的液體壓強為________．潛水艇從長江潛行駛入大海中仍保持懸浮，其排開液體所受的重力________（填“變大”“變小”或“不變”）．（，，）【答案】變大   105   變大  【解析】潛水艇由江面逐漸下潛到浸沒的過程中，水的密度一定，V排變大，由F浮=G排=ρ水V排g可知，它所受的浮力變大；潛水艇潛到水面下10m深處，此處的液體壓強：p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×10m=105Pa；懸浮在水中的潛水艇從長江潛行到大海，由于始終完全浸沒，所以排開液體的體積不變，等于潛艇的體積，因為ρ水<ρ海水，液體的密度變大，V排不變，所以根據F浮=G排=ρ水V排g可知，潛艇受到的浮力變大，其排開液體所受的重力變大．10.（2020·上海）“中國海監(jiān)”是目前我國最先進的海監(jiān)船（如圖所示），它的排水量達噸。若在黃浦江碼頭補給噸貨物后達到滿載，則該船自身的質量為________噸，所受浮力為________牛，補給后它便駛向釣魚島海域執(zhí)行任務，在入海過程中，它所受浮力大小將________（選填“變大”、“不變”成“變?。?，船身將________（選填“上浮”或“下沉”）一些。【答案】2980   3.98×107   不變   上浮  【解析】船漂浮，由漂浮條件可知：F?。紾排＝G船+G貨，若滿載時，所裝物品的質量為1000噸，則該船自身的重力：G船＝G排?G貨＝m排g?m貨g，則該船自身的質量為：m船＝m排?m貨＝3980t?1000t＝2980t。船入海的過程中始終處于漂浮狀態(tài)，受到的浮力和自身的重力相等，由船的重力不變可知，船受到的浮力不變，因為ρ海水>ρ江水，由F?。溅岩篻V排可知，排開海水的體積比排開江水的體積小，所以，船要上浮一些。 

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第三節(jié) 物體的浮與沉

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