初中物理《物体的浮与沉》精讲精练课件试题

《物体的浮与沉》精讲精练

山东侯合先

一、物体的浮沉条件

1．从力的角度认识物体的浮沉条件

物体在液体中的上浮，下沉或悬浮不取决于物体的轻、重，也不取决于物体所受到的浮力大小，而是取决于物体所受浮力F浮与本身重力G的共同作用，即物体所受的合力。

（1）当F浮＞G时，F浮与G不平衡，合力方向竖直向上，物体的运动状态就要发生变化，物体上浮，露出液面后，V排减小，F浮随之减小，直到F′浮=G时静止在液面，即漂浮时为止；

（2）当F浮＜G时，合力方向竖直向下，物体将下沉，直到静止在容器底部时为止；

（3）当F浮＝G时，物体所受的浮力和重力是一对平衡力，它们的合力为0，物体可悬浮在液体中的任意位置。

2．从密度的角度认识物体的浮沉条件

如果是质量分布均匀的实心物体浸没在液体中，根据物体的浮沉条件，结合公式F浮＝ρ液gV排和G物＝ρ物gV物，可得：

（1）当ρ液＜ρ物时，必有F浮＜G物，物体在液体中下沉；

（2）当ρ液＞ρ物时，必有F浮＞G物，物体在液体中上浮；

（3）当ρ液=ρ物时，必有F浮=G物，物体在液体中悬浮；

所以，也可以利用物体和液体的密度关系来判断物体的浮沉。

归纳总结：

例1 生产绿豆芽时，将绿豆倒入盛水的容器中，发现成熟饱满的绿豆沉入水底，干瘪、虫蛀的绿豆漂浮在水面上，下列几种说法中正确的是（）

A．漂浮在水面的绿豆受到的浮力大于重力

B．沉底的绿豆受到的浮力小于所受的重力

C．沉底的绿豆比漂浮在水面的绿豆排开水重力大

D．沉底的绿豆比漂浮在水面的绿豆受到的浮力小

解析漂浮在水面的绿豆受到的浮力等于重力，故A错误；沉底的绿豆受到的浮力

小于所受的重力，故B正确；因为不知绿豆的体积，故不好比较沉底的绿豆和漂浮在水面的绿豆排开水的重力大小，故C错误；因为不知绿豆重力，故也不好比较沉底的绿豆和漂浮在水面的绿豆受到的浮力情况，故D错误。

答案 B

点拨将不同的物体浸在同种液体中，沉底的物体不一定比漂浮的物体受到的浮力小，只能说沉底的物体浮力小于它自身的重力，而漂浮的物体浮力等于它自身的重力。而这两个不同的物体重力关系不确定，它们受到的浮力关系也是不确定的。

练习1 质量为0.3kg的木块漂浮在水面上，受到的浮力是______N，另一质量为0.5kg的物块浸没在水中时，排开3N的水，该物块在水中将______（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”，g取10N/kg）。

例2 如图1甲所示，烧杯里盛有6℃的水，小球在水中恰好悬浮。经研究发现，水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块，在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中，假设小球的体积始终不变，关于小球的浮沉情况判断正确的是（）

A．先下沉然后上浮B．浮力变小，一直下沉

C．先上浮然后下沉D．浮力变大，一直上浮

解析烧杯里盛有6℃的水，小球在水中恰好悬浮。则小球的密度与水的密度相等；由图象可知：当水的温度从6℃降到4℃时，因水的密度增大，大于小球的密度，使小球上浮、向上运动；当水的温度从4℃降到0℃时，因水的密度减小，最后小于小球的密度，使小球下沉、向下运动。

答案 C

练习2 如图2所示，将苹果放在水中，静止后会漂浮在水面上。

若将苹果露出水面的部分切掉，余下部分重新放入水中，则余下苹果将

（）

A．漂浮B．悬浮C．下沉D．无法确定

二、浮力的应用

1．密度计

（1）用途：密度计是用于测定液体密度的仪器。

（2）构造：密度计是一根上部标有刻度，形状特殊的玻璃管，管下部的

玻璃泡内封装小铅丸或水银（如图3所示）。

（3）原理：密度计是根据物体漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成的，

密度计在任何液体里都呈漂浮状态，所受浮力大小不变，都等于它受到的重

力。根据浮力计算公式F浮=ρ液g V排可知，液体密度较大时，密度计露出部分

多，反之则少，所以密度计上的刻度值是上面较小，下面较大（与温度计相反），密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数。如“1.8”表示该液体密度是1.8×103kg/m3。

2．盐水选种

选择优良种子，是农业丰收的基本保证，盐水选种是我国农民常采用的选种方法：将待选的种子放入浓度适当的盐水中后，良种沉入水底，次种则漂浮于水面，很快就能完成选种工作。

3．潜水艇

（1）原理：靠改变自身重力（充、放水）来实现上浮和下潜。

（2）工作过程：如图4所示，潜水艇有压力舱，它可以充入空气，

也可以充入海水。压力舱充满空气，阀门关闭时，潜水艇将漂浮在水面；

阀门打开，海水进入压力舱，潜水艇将下沉，甚至沉到海底；打开压力

舱充入空气，将海水排出，潜水艇将上浮。

注意：不管潜水艇是上浮还是下沉，只要未露出水面，排开水的体

积是不变的，所受浮力也是不变的。若是潜水艇从江水驶向海水或从海水驶向江水，虽然排水体积不变，但液体密度发生变化，从而引起浮力的变化。

4．热气球

热气球的升降与热气球的体积和热气球内部气体的密度有关。当热气球内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，热气球便上浮。

例3 测量液体密度的仪器叫密度计，将其插入被测

液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值（如图5甲所

示），图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计，它

是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入盛有不同

液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中，由图中现象可

以判断（）

A．密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大

B．密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大

C．乙烧杯中液体的密度较大

D．丙烧杯中液体的密度较大

解析同一个密度计放在乙、丙液体中都漂浮，F浮乙＝F浮丙＝G，密度计在乙、丙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G，故AB错误；由图知密度计排开液体的体积V排乙＞V排丙，又F浮＝ρ液gV排，浮力相等，则ρ乙＜ρ丙，因此C错误，D正确。

答案 D

练习参考答案1.3下沉2.A