第1章 水和水的溶液第1章 物質(zhì)及其變化第第3課時(shí)物體浮沉條件的應(yīng)用課時(shí)物體浮沉條件的應(yīng)用1 120172017吉林吉林 下列設(shè)備和器材中，利用浮力的是下列設(shè)備和器材中，利用浮力的是( () )A A抽水機(jī)抽水機(jī) B B氣壓計(jì)氣壓計(jì)C C潛水艇潛水艇 D D鉛垂線鉛垂線知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1 1 物體沉浮條件的應(yīng)用物體沉浮條件的應(yīng)用第3節(jié)水的浮力C C【解析解析】潛水艇是靠改變自身的重力來實(shí)現(xiàn)浮沉，利用了浮力。潛水艇是靠改變自身的重力來實(shí)現(xiàn)浮沉，利用了浮力。2 2用密度計(jì)測量液體密度時(shí)，如圖用密度計(jì)測量液體密度時(shí)，如圖B1B13 31111所示，它的重力和所示，它的重力和浮力大小浮力大小_；液體的密度越大，它排開液體的體積越；液體的密度越大，它排開液體的體積越_，密度計(jì)的位置也就越密度計(jì)的位置也就越_(_(填填“高高”或或“低低”) )。第3節(jié)水的浮力相等相等小小高高3 3把完全相同的三支簡易密度計(jì)分別放入三種不同的液體中，如把完全相同的三支簡易密度計(jì)分別放入三種不同的液體中，如圖圖B1B13 31212所示。三種液體的密度分別為所示。三種液體的密度分別為甲甲、乙乙和和丙丙，則，則( () )A A甲甲乙乙丙丙B B甲甲丙丙乙乙C C甲甲丙丙乙乙D D三個(gè)容器中液面不一樣高，無法判定三個(gè)容器中液面不一樣高，無法判定第3節(jié)水的浮力C C第3節(jié)水的浮力4 4小明在水盆中洗碗，發(fā)現(xiàn)一個(gè)大碗正漂浮在水盆中，如圖小明在水盆中洗碗，發(fā)現(xiàn)一個(gè)大碗正漂浮在水盆中，如圖B1B13 31313所示。他將水盆中的一些水放入大碗中，但大碗仍然漂浮。所示。他將水盆中的一些水放入大碗中，但大碗仍然漂浮。與原先相比，大碗所受到的浮力將與原先相比，大碗所受到的浮力將_(_(填填“變大變大”“”“不變不變”或或“變小變小”) )，水盆中的水面將會(huì)，水盆中的水面將會(huì)_(_(填填“上升上升”“”“不變不變”或或“下降下降”) )。不變不變變大變大第3節(jié)水的浮力【解析解析】碗處于漂浮狀態(tài)，浮力等于重力，當(dāng)向碗里放水時(shí)，重力變大，碗處于漂浮狀態(tài)，浮力等于重力，當(dāng)向碗里放水時(shí)，重力變大，浮力也增大。浮力變大，排開水的體積也變大，將水從盆里放入碗中，盆浮力也增大。浮力變大，排開水的體積也變大，將水從盆里放入碗中，盆里水的體積減小，由于碗里的水和碗排開水增加的體積相等，所以液面不里水的體積減小，由于碗里的水和碗排開水增加的體積相等，所以液面不變。變。第3節(jié)水的浮力5 5中國改裝的中國改裝的“瓦良格瓦良格”號(hào)航空母艦出海試航，當(dāng)航母在平靜的號(hào)航空母艦出海試航，當(dāng)航母在平靜的水面航行時(shí)，它所受的浮力水面航行時(shí)，它所受的浮力_(_(填填“大于大于”“”“等于等于”或或“小小于于”) )它的總重力。當(dāng)航空母艦上艦載飛機(jī)起飛后，它排開水的體它的總重力。當(dāng)航空母艦上艦載飛機(jī)起飛后，它排開水的體積積_(_(填填“增大增大”“”“減小減小”或或“不變不變”) )。6 6一艘遠(yuǎn)洋輪船裝上貨物后，發(fā)現(xiàn)船身下沉了一些，則它受到的一艘遠(yuǎn)洋輪船裝上貨物后，發(fā)現(xiàn)船身下沉了一些，則它受到的浮力浮力_(_(填填“變大變大”“”“變小變小”或或“不變不變”) )。當(dāng)船由內(nèi)河駛。當(dāng)船由內(nèi)河駛?cè)氪蠛：?，船受的浮力入大海后，船受的浮力_(_(填填“變大變大”“”“變小變小”或或“不變不變”) )，船相對(duì)于水面將船相對(duì)于水面將_(_(填填“上浮上浮”“”“下沉下沉”或或“不變不變”) )。等于等于減小減小變大變大不變不變上浮上浮第3節(jié)水的浮力【解析解析】 由題可知，輪船在裝上貨物后，船身下沉，排開水的體積由題可知，輪船在裝上貨物后，船身下沉，排開水的體積V V排排變大，變大， 由由F F浮浮水水gVgV排排可知：船受到水的浮力變大；可知：船受到水的浮力變大； 當(dāng)船由內(nèi)河駛?cè)氪蠛：?，都?dāng)船由內(nèi)河駛?cè)氪蠛：?，都是漂浮，是漂?。?根據(jù)漂浮條件可知：根據(jù)漂浮條件可知：F F浮浮G, G, 由于船受到的重力不變，則船受到由于船受到的重力不變，則船受到的浮力不變；的浮力不變； 根據(jù)根據(jù)F F浮浮液液gVgV排排，河水河水海水海水可知：可知： 排開河水的體積大排開河水的體積大于排開海水的體積，船將上浮一些。于排開海水的體積，船將上浮一些。第3節(jié)水的浮力7 7魚類體內(nèi)有魚鰾，魚通過改變魚鰾的體積，可以輕易地改變自魚類體內(nèi)有魚鰾，魚通過改變魚鰾的體積，可以輕易地改變自身的沉浮。魚能控制自身的沉浮，主要是通過改變身的沉浮。魚能控制自身的沉浮，主要是通過改變( () )A A所受的浮力所受的浮力 B B所受的重力所受的重力C C液體的密度液體的密度 D D身體的溫度身體的溫度A A第3節(jié)水的浮力8 820172017沈陽沈陽 建設(shè)一支強(qiáng)大的海軍是實(shí)現(xiàn)中國夢的有力保障，建設(shè)一支強(qiáng)大的海軍是實(shí)現(xiàn)中國夢的有力保障，核潛艇是海軍的戰(zhàn)略重器，如圖核潛艇是海軍的戰(zhàn)略重器，如圖B1B13 31414是我國是我國094094型戰(zhàn)略導(dǎo)彈型戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇，關(guān)于它在海中狀態(tài)的有關(guān)分析正確的是核潛艇，關(guān)于它在海中狀態(tài)的有關(guān)分析正確的是( () )A A上浮過程中所受浮力逐漸增大上浮過程中所受浮力逐漸增大B B懸浮時(shí)所受浮力等于重力懸浮時(shí)所受浮力等于重力C C懸浮和漂浮時(shí)所受的浮力相等懸浮和漂浮時(shí)所受的浮力相等D D漂浮時(shí)與懸浮時(shí)排開海水質(zhì)量相等漂浮時(shí)與懸浮時(shí)排開海水質(zhì)量相等B B第3節(jié)水的浮力【解析解析】 核潛艇懸浮時(shí)，處于平衡狀態(tài)，所受的力為平衡力，平衡力大小核潛艇懸浮時(shí)，處于平衡狀態(tài)，所受的力為平衡力，平衡力大小相等，即浮力等于重力。相等，即浮力等于重力。第3節(jié)水的浮力9 920172017淮安我國自主設(shè)計(jì)建造的第一艘航母淮安我國自主設(shè)計(jì)建造的第一艘航母001A001A已經(jīng)順利下已經(jīng)順利下水，航母的總質(zhì)量為水，航母的總質(zhì)量為6.56.510104 4 t t，當(dāng)航母漂浮在水面上時(shí)，受到，當(dāng)航母漂浮在水面上時(shí)，受到的浮力是的浮力是_N_N，此時(shí)航母排開水的體積為，此時(shí)航母排開水的體積為_m_m3 3。(g(g取取10 N/kg10 N/kg，水水1.01.0l0l03 3 kg/m kg/m3 3) )6.51086.5104第3節(jié)水的浮力101020162016衢州衢州20152015年年1212月，世界上最大全透型載客潛水器月，世界上最大全透型載客潛水器“寰島蛟龍寰島蛟龍1”1”在海南下水在海南下水( (如圖如圖B1B13 31515所示所示) )。潛水器搭載。潛水器搭載9 9名乘客緩慢下潛至水面下一定深度處懸停，待乘客觀光一段時(shí)間名乘客緩慢下潛至水面下一定深度處懸停，待乘客觀光一段時(shí)間后，緩慢上浮至水面。下列關(guān)于潛水器的說法中正確的是后，緩慢上浮至水面。下列關(guān)于潛水器的說法中正確的是( () )A A下潛時(shí)有慣性，懸停時(shí)沒有慣性下潛時(shí)有慣性，懸停時(shí)沒有慣性B B在下潛過程中，水對(duì)它的壓強(qiáng)不變?cè)谙聺撨^程中，水對(duì)它的壓強(qiáng)不變C C懸停時(shí)受到的重力和浮力是一對(duì)平衡力懸停時(shí)受到的重力和浮力是一對(duì)平衡力D D在上浮過程中，受到的浮力變大在上浮過程中，受到的浮力變大C C第3節(jié)水的浮力111120162016麗水麗水 潛水器從剛好浸沒時(shí)開始下潛到返回水面合計(jì)潛水器從剛好浸沒時(shí)開始下潛到返回水面合計(jì)10 min10 min，顯示器上分別顯示全過程深度曲線和速度圖像如圖，顯示器上分別顯示全過程深度曲線和速度圖像如圖B1B13 31616，下列對(duì)潛水器分析正確的是，下列對(duì)潛水器分析正確的是( () )A A在在1 13 min3 min，受到水的壓強(qiáng)逐漸減小，受到水的壓強(qiáng)逐漸減小B B在在1 13 min3 min，受到水的浮力逐漸變大，受到水的浮力逐漸變大C C在在4 46 min6 min，都是處于水下靜止?fàn)顟B(tài)，都是處于水下靜止?fàn)顟B(tài)D D在在6 68 min8 min，都是處于受力平衡狀態(tài)，都是處于受力平衡狀態(tài)C C第3節(jié)水的浮力121220162016溫州溫州 半潛船可用來運(yùn)輸超大型貨物，空載時(shí)漂浮半潛船可用來運(yùn)輸超大型貨物，空載時(shí)漂浮于海面于海面( (如圖如圖B1B13 31717甲甲) )；裝載時(shí)需向船體水艙注水，船體重；裝載時(shí)需向船體水艙注水，船體重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下力增加，巨大的甲板下沉至海面以下( (如圖乙如圖乙) )；待貨物被拖到甲；待貨物被拖到甲板上方時(shí)，排出水艙中的水，船體重力減小，甲板上浮至海面，板上方時(shí)，排出水艙中的水，船體重力減小，甲板上浮至海面，完成貨物裝載完成貨物裝載( (如圖丙如圖丙) )。半潛船在甲、乙、丙三種狀態(tài)時(shí)所受的。半潛船在甲、乙、丙三種狀態(tài)時(shí)所受的浮力分別為浮力分別為F F1 1、F F2 2、F F3 3，則以下判斷正確的是，則以下判斷正確的是( () )第3節(jié)水的浮力A.F1F3F2 BF2F3F1CF3F1F2 DF3F2F1 【解析解析】 由阿基米德原理可知，在液體密度一定的條件下，物體所受浮由阿基米德原理可知，在液體密度一定的條件下，物體所受浮力的大小取決于排開液體的體積。由圖可知，半潛船在乙、丙、甲中排力的大小取決于排開液體的體積。由圖可知，半潛船在乙、丙、甲中排開液體的體積依次減小，則在這三種狀態(tài)下所受浮力的大小關(guān)系是開液體的體積依次減小，則在這三種狀態(tài)下所受浮力的大小關(guān)系是F F2 2F F3 3F F1 1。第3節(jié)水的浮力1 1某同學(xué)制作了如圖某同學(xué)制作了如圖B1B13 31818所示的潛水艇模型，其中試管中所示的潛水艇模型，其中試管中一側(cè)繞有鐵絲，以保持試管穩(wěn)定，試管內(nèi)有一定體積的水。一側(cè)繞有鐵絲，以保持試管穩(wěn)定，試管內(nèi)有一定體積的水。第3節(jié)水的浮力(1)(1)若向左推注射器活塞，則潛水艇模型可以實(shí)現(xiàn)若向左推注射器活塞，則潛水艇模型可以實(shí)現(xiàn)_(_(填填“上浮上浮”或或“下沉下沉”) )。(2)(2)將水全部排空后潛水艇模型的總質(zhì)量為將水全部排空后潛水艇模型的總質(zhì)量為20 g20 g，浸沒在水中時(shí)排，浸沒在水中時(shí)排開水的體積為開水的體積為30 cm30 cm3 3，潛水艇模型如果要實(shí)現(xiàn)下沉至水面以下，潛水艇模型如果要實(shí)現(xiàn)下沉至水面以下，試管中至少需要進(jìn)入水試管中至少需要進(jìn)入水_g_g。上浮上浮10第3節(jié)水的浮力【解析解析】 (1)(1)當(dāng)潛水艇模型處于懸浮狀態(tài)時(shí)，若向左推動(dòng)活塞，即試管中當(dāng)潛水艇模型處于懸浮狀態(tài)時(shí)，若向左推動(dòng)活塞，即試管中的氣體增加，試管中的水會(huì)減少，而潛水艇模型自身重力減小，此時(shí)排開的氣體增加，試管中的水會(huì)減少，而潛水艇模型自身重力減小，此時(shí)排開水的體積不變，即浮力不變，所以重力小于浮力，潛水艇模型會(huì)上浮。水的體積不變，即浮力不變，所以重力小于浮力，潛水艇模型會(huì)上浮。(2)(2)潛水艇模型如果要實(shí)現(xiàn)下沉至水面以下，則應(yīng)使其自身的重力大于或潛水艇模型如果要實(shí)現(xiàn)下沉至水面以下，則應(yīng)使其自身的重力大于或等于所受的浮力，即其排開水的質(zhì)量與自身的總質(zhì)量至少要相等。潛水艇等于所受的浮力，即其排開水的質(zhì)量與自身的總質(zhì)量至少要相等。潛水艇排開水的質(zhì)量排開水的質(zhì)量m mVV1 g/cm1 g/cm3 330 cm30 cm3 330 g30 g，試管中至少需要進(jìn)入水的，試管中至少需要進(jìn)入水的質(zhì)量質(zhì)量m m水水m mm m模型模型30 g30 g20 g20 g10 g10 g。第3節(jié)水的浮力2 2如圖如圖B1B13 31919是一種簡易溫度計(jì)，當(dāng)外界溫度升高時(shí)，液是一種簡易溫度計(jì)，當(dāng)外界溫度升高時(shí)，液體體積膨脹，引起液體密度變化，導(dǎo)致小球因受到的浮力變化體體積膨脹，引起液體密度變化，導(dǎo)致小球因受到的浮力變化而運(yùn)動(dòng)。小球運(yùn)動(dòng)會(huì)引起懸掛于下端的鏈條長度發(fā)生變化，最而運(yùn)動(dòng)。小球運(yùn)動(dòng)會(huì)引起懸掛于下端的鏈條長度發(fā)生變化，最終使小球重新懸浮在液體的某一深度，指針指示溫度值。終使小球重新懸浮在液體的某一深度，指針指示溫度值。( (小球小球體積變化可忽略體積變化可忽略) )第3節(jié)水的浮力(1)(1)該溫度計(jì)的刻度值自下而上變?cè)摐囟扔?jì)的刻度值自下而上變_。(2)(2)若該溫度計(jì)中小球的體積為若該溫度計(jì)中小球的體積為3 310105 5 m m3 3，20 20 時(shí)容器內(nèi)液時(shí)容器內(nèi)液體密度為體密度為0.80.810103 3 kg/m kg/m3 3，則此時(shí)懸浮在液體中的小球受到的，則此時(shí)懸浮在液體中的小球受到的浮力為多少？浮力為多少？(g(g取取10 N/kg)10 N/kg)小小解：小球懸浮，則解：小球懸浮，則V排排V球球3105m3。由阿基米德原理可得，由阿基米德原理可得，F(xiàn)浮浮液液gV排排0.8103 kg/m310 N/kg3105 m30.24 N。答：此時(shí)懸浮在液體中的小球受到的浮力為答：此時(shí)懸浮在液體中的小球受到的浮力為0.24 N。第3節(jié)水的浮力(3)(3)為了使該溫度計(jì)更精確，請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l改進(jìn)建議：為了使該溫度計(jì)更精確，請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l改進(jìn)建議：_。改用熱脹冷縮更明顯的液體改用熱脹冷縮更明顯的液體(或選用彈性更好、更細(xì)的金屬鏈或選用彈性更好、更細(xì)的金屬鏈條，其他合理答案也可條，其他合理答案也可)【解析解析】(1)(1)由于外界溫度升高時(shí)，液體體積膨脹，引起液體密度變小，導(dǎo)由于外界溫度升高時(shí)，液體體積膨脹，引起液體密度變小，導(dǎo)致小球受到的浮力減小，鏈條拉力減小，則小球會(huì)下降，最終使小球重新懸致小球受到的浮力減小，鏈條拉力減小，則小球會(huì)下降，最終使小球重新懸浮于液體中的深度變大，所以該溫度計(jì)的刻度值向下應(yīng)是變大的，即自下而浮于液體中的深度變大，所以該溫度計(jì)的刻度值向下應(yīng)是變大的，即自下而上指針指示的溫度值變小。上指針指示的溫度值變小。 (2)(2)小球排開水的體積與小球的體積相等，利用阿基米德原理進(jìn)行計(jì)算即可。小球排開水的體積與小球的體積相等，利用阿基米德原理進(jìn)行計(jì)算即可。第3節(jié)水的浮力(3)(3)該溫度計(jì)測量的原理是根據(jù)外界溫度對(duì)液體密度產(chǎn)生的影響，引起小球該溫度計(jì)測量的原理是根據(jù)外界溫度對(duì)液體密度產(chǎn)生的影響，引起小球在液體所處的深度不同，從而判斷外界溫度的高低；由此可知小球所處的深在液體所處的深度不同，從而判斷外界溫度的高低；由此可知小球所處的深度與液體密度的變化和金屬鏈條的彈性程度有關(guān)，所以為了小球懸浮在液體度與液體密度的變化和金屬鏈條的彈性程度有關(guān)，所以為了小球懸浮在液體中的深度變化更明顯，則可以改用熱脹冷縮更明顯的液體，或選用彈性更好、中的深度變化更明顯，則可以改用熱脹冷縮更明顯的液體，或選用彈性更好、更細(xì)的金屬鏈條。更細(xì)的金屬鏈條。第3節(jié)水的浮力3 320172017杭州小金學(xué)了浮力的知識(shí)后，想制造一臺(tái)浮力秤。他將一杭州小金學(xué)了浮力的知識(shí)后，想制造一臺(tái)浮力秤。他將一段密度為段密度為0.50.510103 3 kg/m kg/m3 3，粗細(xì)均勻的木料，先進(jìn)行不吸水處理，再，粗細(xì)均勻的木料，先進(jìn)行不吸水處理，再將其豎立水中，如圖將其豎立水中，如圖B1B13 32020所示。這段木料長為所示。這段木料長為40 cm40 cm，橫截面，橫截面積為積為0.1 m0.1 m2 2，其上表面可以作為秤盤，其上表面可以作為秤盤(g(g取取10 N/kg)10 N/kg)，問：，問：(1)(1)質(zhì)量為質(zhì)量為0 0的刻度線的位置在哪里？的刻度線的位置在哪里？(2)(2)距離上表面距離上表面10 cm10 cm處的刻度對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為多少？處的刻度對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為多少？第3節(jié)水的浮力第3節(jié)水的浮力