《初中物理》物体的浮沉条件及应用

2024年3月29日发(作者：方觐)

物体的浮沉条件及应用

知识集结

知识元

物体的浮沉条件及其应用

知识讲解

物体在液体中的浮沉条件

上浮：F浮＞G 悬浮：F浮=G 漂浮：F浮=G

下沉：F浮＜G 沉底：F浮+N=G

理解：研究物体的浮沉时，物体应浸没于液体中（V排=V物），然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道，则物体的浮沉条件可变成以下形式：①ρ物＜ρ液，上浮 ②ρ物=ρ液，悬浮 ③ρ物＞ρ液，下沉

浮沉条件的应用

潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的；热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的；密度计的工作原理是物体的漂浮条件，其刻度特点是上小下大，上疏下密；用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。此外，轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。

例题精讲

物体的浮沉条件及其应用

例1.

（2019∙安丘市二模）如图所示，在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体，将体积相等的实心小球A、B、C分别放入两个容器中，放入小球后两个容器中的液体深度相同，且A、C两球排开液体体积相同，B球在甲液体中悬浮，在乙液体中下沉。则下列选项错误的是（ ）

A．甲液体比乙液体对容器底的压强大

B．三个小球中密度最小的是C球

C．如果把A、C两球对调，A球在乙液体中可能下沉

D．A、C两球所受的浮力相等

例2.

（2019∙商丘二模）如图所示，A、B、C体积相同。将它们放入水中静止后，A漂浮，B悬浮，C沉底。则下列说法正确的是（ ）

A．A所受的浮力大于B、C所受浮力

B．B下表面所受的压力小于A下表面所受水的压力

C．C所受的浮力一定等于B所受的浮力

D．A、B所受的浮力相等且大于C

例3.

（2019∙开封一模）如图所示，在水平桌面上有甲乙两个相同的烧杯，烧杯内分别装有不同的液体，把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯液体中，鸡蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中沉底，两液面相平。关于这一现象，下列说法中正确的是（ ）

A．甲杯中的液体密度小于乙杯中的液体密度

B．甲杯中的鸡蛋排开液体的重力大于乙杯中的鸡蛋排开液体的重力

C．甲杯中的液体对杯底的压强等于乙杯中的液体对杯底的压强

D．甲乙两个烧杯对水平桌面的压强相等

例4.

（2019春∙利辛县期末）小明同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”，玻璃瓶在饮料瓶中的情况如图所示（玻璃瓶口开着并倒置），玻璃瓶的横截面积为S=1.5cm2，此时玻璃瓶内外水面高度差h1=2cm，饮料瓶内水面到玻璃瓶底部高度差h2=8cm，下列说法中正确的是（ ）（不计饮料瓶和小玻璃瓶中气体的重力，g=10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）

①用力挤压饮料瓶，发现玻璃瓶仍然漂浮在水面，此过程中h1减小、h2不变；

②用力挤压饮料瓶，发现玻璃瓶仍然漂浮在水面，此过程中h1不变、h2增大；

③空玻璃瓶的质量为3g；④空玻璃瓶的质量为13g。

A．①③

例5.

B．②③ C．①④ D．②④

（2019∙广州一模）如图1所示，一个容器中盛有密度为ρ的液体，容器底面积为S1，将底面积为S2的木块A放入液体中，如图2所示，静止时液面会____（填“上升”或“下降”）一定的高度h，则A的重力为_______，A在液面以下部分的高度为___；将B吊在A下方放入容器中静止时如图3所示，此时液面高度又上升了h，则B的重力为_______；剪断绳后，A和B静止时的位置如图4所示，若B的密度为ρ的两倍，和图3相比容器中液面会____（填“上升”“下降”或“不变”），若液面位置会改变，改变的高度是______，若液体的总重力

为G，4个图中液体对容器底的压力分别为___、_________、__________、________。

例6.

（2019∙自贡模拟）“曹冲称象”是家喻户晓的典故，某校科技小组模仿这一现象，制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中，如图所示，已知玻璃杯的质量为300g，底面积为30cm2，高度为15cm。g=10N/kg，求：

（1）将杯子开口向上竖直放入水中时（水未进入杯内），杯子受到的浮力。

（2）此时杯子浸入水中的深度。

（3）此浮力秤最大能够称多少g的物体。

例7.

（2019∙长沙一模）如图所示，质量为1.2kg的木块浮在水面上静止不动，（g取10N/kg）求：

（1）这时木块受到的浮力是多大？

（2）此时木块浸在水中的体积为多少？

（3）该木块体积是2×10-3m3，要使木块刚好浸没在水中，至少需要多大的力向下压木块？

例8.

（2019∙广陵区校级二模）小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计

（1）取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能______在液体中。

（2）将吸管放到水中的情景如图（a）所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如

图（b）所示，浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度，则ρ液___ρ水（选填“>”、“<”或“=”），ρ液与ρ水、h及H的关系式是ρ液=___________。

实验次数

液体密度ρ/（g/cm3）

浸入的深度h/（cm）

（3）小明做了五次实验，获得的数据如上表：小明根据实验数据在吸管上标出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度线（单位g/cm3）。结果发现，1.1刻线是在1.0刻线的___（上/下）方。

（4）为检验刻度误差，小明取来食油，先用天平测出食油与烧杯的总质量如下图甲所示，将部分食油倒入量筒中，如下图乙所示，测出剩余食油与烧杯的质量为41.0g，食油的密度是__________kg/m3．若将食用油倒入量筒时，量筒壁上沾上了少量食用油，则食用油密度的测量值相比真实值____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

（5）接着小明再用这个密度计测量。但操作时却出现了图（c）所示的情形，这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗，根据经验或思考，在不更换食油的情况下，你认为可以进行怎样的尝试：_____________________。

1

0.8

6.3

2

0.9

5.6

3

1.0

5.0

4

1.1

4.5

5

1.2

4.2

当堂练习