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初二物理《浮力的应用》知识点归纳

2018-08-13 初二

  初二物理《浮力的应用》知识点(一)

  浮力的应用:轮船、潜水艇、气球和飞艇等。

  浮力的利用:

  1.盐水选种我国农民常采用盐水浸泡法来选种,如图,这种方法是把种子放入浓度适宜的盐水中,干瘪、虫蛀的种子密度小于盐水的密度会上浮至液面,而饱满的种子则因为密度大于盐水的密度因此它们会沉在底部。

  2.轮船用密度大于水的材料制成能够浮在水面的物体,必须使它能够排开更多的水。根据这个原理,人们制造了轮船,轮船是用密度大于水的钢铁制成的,把它做成空心的,使它的平均密度小于水的密度时,它就会漂浮在水面上,这时船受到的浮力等于自身的重力,所以能浮在水面上。只要船的重力不变,无论船在海里还是河里,它受到的浮力不变。根据阿基米德原理如: G排=液gV排。它在海里和河里浸入水中的体积不同。轮船的大小通常用排水量来表示,排水量就是轮船按设计的要求装满货物即满载时排开水的质量。

  3.潜水艇

  (1)潜水艇的上浮和下沉是靠压缩空气调节水舱里水的多少来控制自身的重力而实现浮沉的。(如图所示)

  (2)浸没在水中的潜水艇排开水的体积,无论下潜多深,始终不变,所以潜水艇所受的浮力始终不变。若要下沉,可充水,使F浮G。在潜水艇浮出海面的过程中,因为排开水的体积减小,所以浮力逐渐减小,当它在海面上行驶时,受到的浮力大小等于潜水艇的重力。

  初中物理浮力的应用知识点(二)

  1.物体浸没在液体中时,受到_______的浮力F浮,同时还受到方向_______的重力G。当F浮G时,物体就会____________。

  思路解析:物体所受浮力的大小与物体排开液体的重力有关系,排开的液体重力越大,受到的浮力也越大。当浮力小于物体的重力,物体会下沉;当浮力等于重力时,物体就可以停留在液体内部任一位置,这样的现象叫悬浮;当浮力大于重力时,物体将浮在水面上。

  答案:向上 竖直向下 下沉 悬浮 上浮

  2.轮船是根据_______制成的。潜水艇的工作原理是______________,它是靠改变______________实现上浮和下沉的。热气球是靠加热球内的空气,使其密度_________,相当于充入了_______的气体,当F浮_______G时就升空了,若需要下降则要_______,这时,球内空气的密度_______,当F浮_______G时就下降了。

  答案:漂浮的条件F浮=G物体的浮沉条件 自身重力 减小 密度小于空气密度 大于 停止加热 变大 小于

  3.下列说法正确的是(  )

  A.浮力等于重力,一定悬浮

  B.浮力等于重力,一定漂浮

  C.物体在水中上浮,在没有露出水面之前浮力不变

  D.在水中匀速下沉的物体重力大于浮力

  思路解析:浮力等于重力,有两种可能,即漂浮或悬浮。匀速下沉的物体,浮力等于重力。上升的物体,在露出水面之前V物不变,浮力不变,故只有C是正确的。

  答案:C

  10分钟训练(强化类训练,可用于课中)

  1.(2010北京四中模拟模拟)浸没在盐水中的鸡蛋(不沉底),所排开盐水的重力大约为(  )

  A.0.5NB.5N

  C.50ND.500N

  思路解析:浸没在盐水中的鸡蛋将悬浮,因此鸡蛋的重力等于排开水的重力,而一个鸡蛋的重力大约为0.5N。

  答案:A

  2.把重5N、体积为0.6c3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是(  )

  A.物体上浮,F浮=6NB.物体悬浮,F浮=5N

  C.物体漂浮,F浮=5ND.物体沉在水底,F浮=6N

  思路解析:假设体积为0.6c3的物体能浸没于水中,则F浮=液gV排=1.0g/c3×10N/g×0.6c3=6N,大于物体自身的重力,因此物体最终漂浮于水面上,由漂浮条件可得F浮=G=5N。

  答案:C

  3.质量相同的木块和铝块都放入水中,木块浮在水面上,铝块沉入水底。它们受的浮力大小是(  )

  A.木块大B.铝块大

  C.一样大D.无法比较

  思路解析:此题无法直接用阿基米德原理比较木块的浮力和铝块的浮力,因为虽然木块体积大于铝块的体积,但由于漂浮在水面上,它在水下部分的体积与铝块的体积无法直接比较。此题可将相同的质量(重力)作为比较的桥梁,利用浮沉条件中浮力与重力的关系得出结论。木块在水中受的浮力等于木块的重力,铝块受到的浮力小于铝块的重力,而木块与铝块的重力相等,所以木块受的浮力大于铝块受的浮力。

  答案:A

  4.(2010河北课改区)如图14-6-1所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们所受浮力的说法正确的是(  )

  A.甲受到的浮力大B.乙受到的浮力大

  C.丙受到的浮力大D.甲、乙、丙受到的浮力一样大

  思路解析:三球体积相同,由图示可以知道,甲乙丙排开的液体体积相同,所受浮力也一定相同。之所以甲上浮,是因为甲的浮力大于重力;乙悬浮说明了它受到的浮力等于它的重力;丙下沉说明它受到的浮力小于它的重力。所以D正确,ABC错。

  答案:D

  5.轮船的排水量指的是___________,若排水量为1万吨的货轮,自身质量为2000t,则最多能装货物为_______t。轮船是采用_________的办法来增大可利用的浮力。

  思路解析:轮船满载时,浮力等于其总重力,即总轮船的重力等于排开水的重力,也就是轮船的总质量等于排开水的质量,又轮船自身质量为2000t,所以最多能装货物为10000t-2000t=8000t。

  轮船是用密度大于水的材料制成的,若要能够浮在水面上,可以把它做成空心的,以使它能排开更多的水。

  答案:轮船满载货物时,排开水的质量 8000 “空心”

  6.对于完全浸没在液体中的物体,若F浮>G,则___________;若F浮=G,则___________;若F浮<G,则___________。漂浮在液面上的物体F浮___________G。请在图中用力的示意图表示。

  思路解析:本题考查物体的浮沉条件及漂浮的条件,若用密度比较,可表示为物>(下沉)、物=(悬浮)、物<(上浮,最终漂浮)。

  答案:上浮 悬浮 下沉 =

  如图所示。

  快乐时光

  博格是大学篮球队的主力,但他考试成绩却总是不太好。数学教授对博格说:“你的球艺那么好,为什么考试却不行呢?”博格说:“打篮球时有人配合,可考试的时候没有合作呀。”

  30分钟训练(巩固类训练,可用于课后)

  1.若要质量相等的铜块和铁块所受浮力相等,要把它们放在(  )

  A.水中B.酒精中

  C.水银中D.盐水中

  思路解析:质量相等的铜块、铁块体积不等,若放到A、B、D中,都要下沉,排开液体的体积不等,浮力不等,只有放到水银中才能漂浮(水银的密度较铜、铁的大),浮力等于重力,故C是正确的。

  答案:C

  2.完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程中,其浮力大小的变化情况是(  )

  A.浮力不断变大,但小于重力

  B.浮力不变,但浮力大于重力

  C.浮力先大于重力,后小于重力

  D.浮力先不变,后变小,且始终大于重力直至静止时,浮力才等于重力

  思路解析:浸没后物体排开液体的多少不再改变,浮力大小与物体在液体内深度无关。因此乒乓球在水中运动时所受浮力不变。当球露出水面的过程中,它排开液体的体积逐渐变小,浮力开始变小。当浮力等于重力时,球静止在水面上,呈漂浮状态。

  答案:D

  3.一塑料块,放入水中静止时,有 的体积没入水中,放入另一种液体中静止时,有 的体积没入液体中,则另一种液体的密度为(  )

  A. 水B. 水

  C. 水D. 水

  思路解析:根据漂浮的条件,F1=G=F2,

  V水g= V液g,液= 水,故C正确。

  答案:C

  4.由同种物质做成的实心正方体,放在水中后有1/3部分露出水面,现将露出水面的部分切去,则剩余的部分(  )

  A.将有 部分露出水面B.将悬浮在水中

  C.将下沉入水底D.将有1/2部分露出水面

  思路解析:假设将露出水面的部分切掉后,正方体仍保持原来的位置不动,那它受到的浮力也将不变,但此时它的重力已减小,小于它的浮力,当它受到的浮力大于重力时,它将上浮。由于切割后它的密度是不变的,因此它排开液体的体积占总体积的比例是不变的。

  答案:A

  5.(2010江苏南京)如图14-6-3甲所示,一只烧杯中盛有石蜡油、水和水银三种液体,液体之间不相溶合。将一实心铅块(铅的密度是11.3g/c3)轻轻放入该烧杯中,图14-6-3乙中能正确显示出铅块静止时位置的图是(  )

  图14-6-3

  思路解析:实心铅球的密度比水银的密度小,所以一定会漂浮在水银液体上。则A错,B对。水的密度比铅的小,所以一定会沉入水中,则CD均错。

  答案:B

  6.一个漂浮在小型游泳池水面上的小船,一个人从池中捞上几种物体放入船中,其中能使池中水面升高的是(  )

  A.从池中捞铁块B.从水面上捞木块

  C.从池中捞石块D.将池中的一些水装入船中

  思路解析:物体的重力为G,在水中排开水的体积为V排,捞到船上后漂浮在水面排开水的体积为V排′,石块、铁块浸没在水中时,V排=V= ,漂浮时G=F浮=水gV排′,V排′= ,由于>水,则V排>V排′,石块、铁块捞到船上后,水面上升;木块漂浮在水面上时和捞到船上后,所受浮力相同等于木块的重力,排开水的体积相等;水悬浮在水中时和捞到船上后,所受浮力相同等于水的重力,排开水的体积相等。水、木块放到船上后,水面高度不变。

  答案:AC

  7.(2010江苏南通)如图14-6-4所示,纵坐标表示物体的质量,横坐标表示物体的体积。图象a、b分别表示物体甲、乙的质量与体积的关系。下列说法中正确的是(  )

  A.将物体甲放入水中一定浮在水面

  B.将物体乙放入水中一定沉入水底

  C.将体积相等的甲、乙物体捆在一起放入水中一定沉入水底

  D.将体积相等的甲、乙物体捆在一起放入水中一定浮在水面

  思路解析:从图象a可以得出,当体积为13时,对应物体的质量是2.0×103g,由此得到该物体a的密度为a=2.0×103g-3>水(水的密度);同理物体b的密度为b=0.6×103g-3<水(水的密度)。于是可以作出判断,物体甲放入水中一定下沉,A错。物体乙放入水中一定漂浮,B错。将单位体积的甲乙物体放在一起,混合后的密度仍然大于水的密度,所以还是下沉,C正确D错。

  答案:C

  8.(2010湖北黄冈)如图14-6-5所示,打捞江底的沉船,下面采取的措施,合理的是(  )

  A.使沉船与水底淤泥尽量分离

  B.使用费力的机械把沉船拉起来

  C.清除船体中的泥沙,使船变轻

  D.将浮筒与船绑在一起,再排出浮筒内的水

  思路解析:使沉船与水底淤泥分离是不可能做到的,A错。沉船在深海中,用机械把沉船拉起来会遇到很大的困难,B错。清除船体中的泥沙,也不能使船变轻。因为钢铁的密度远大于海水的密度,C错。将浮筒与船绑在一起,再排出浮筒内的水,并让浮筒充满空气,是打捞沉船普遍采用的方法,D正确。

  答案:D

  9.在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图14-6-6所示。其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线。当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度1和2的关系是(  )

  A.浮力增大,1=2B.浮力减小,1=2

  C.浮力不变,1>2D.浮力不变,1<2

  思路解析:轮船行驶在北大西洋和印度洋上都是漂浮的,它受到的浮力都等于船的重力,由于船的重力是不变的,所以船受到的浮力也不变。由图可知轮船在北大西洋中排开液体的体积较小,根据阿基米德原理F浮=液gV排可知,当F浮不变,V排较小时,对应的液体密度液较大,因此北大西洋的海水密度较大。

  答案:C

  10.阿基米德原理不仅适用于液体同样也适用于气体。将两个没有充气的气球放到已经调好平衡的天平两边,天平平衡。如果给左边的气球充上空气,再放在天平左边,则(  )

  A.天平还是平衡的

  B.天平往没有充气的气球这边(右边)倾斜

  C.天平往充空气的气球这边(左边)倾斜

  D.无法判断

  思路解析:当左边的气球充上空气后,它受到外面空气对它的浮力和地球对它的重力同时增加,但由于气球内的空气是被压缩的,所以它的重力将大于被它排开的外界空气的重力,即左边充气后气球的重力大于它受到的浮力,它将下沉,天平的左盘下降。

  答案:C

  11.将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个很有用的土仪器。将它分别放到盛有不同液体的杯中,静止时的情景如图14-6-7所示。对于这个土仪器所运用的知识或用途,下列说法中不正确的是(  )

  A.运用了二力平衡的知识

  B.运用了物体的漂浮条件

  C.用它可以比较不同液体密度的大小

  D.用它可以测出液体密度的大小

  思路解析:此土仪器是根据物体的漂浮条件制成的,物体受到的浮力和重力是一对平衡力,A、B选项正确。它漂在不同密度的液体里,所受浮力大小是不变的,都等于土仪器自身的重力。根据阿基米德原理,浮力不变时,V排越大液越小,因此根据它浸入液体里的体积多少来比较液体的密度。此土仪器不能具体测出液体密度的大小,因为还没有将它准确地标上刻度。

  答案:D

  12.将一个实心铁球分别放入水中、酒精中和水银中(水银>铁>水>酒精),关于铁球所受浮力,下列说法中正确的是(  )

  A.在酒精中所受的浮力比在水中所受的浮力大

  B.在水银中受到的浮力最小

  C.在水银中受到的浮力最大

  D.在三种液体中所受的浮力一样大

  思路解析:要知道物体受到的浮力,首先要判断物体在液体里的状态,因为不同状态下它受到的浮力往往不同。因为铁的密度大于水和酒精的密度,所以实心铁球在水中、酒精中都是下沉的,它们的浮力可以用阿基米德原理比较。铁球排开水的体积和排开酒精的体积是相同的,但水的密度大于酒精的密度,根据阿基米德原理F浮=液gV排可知,铁球在水中比在酒精中受到的浮力大,A选项错误。铁球的密度小于水银的密度,铁球将漂浮在水银中,铁球受到的浮力等于铁球自身的重力。而铁球在水中是下沉的,在水中受到的浮力小于它自身的重力,因此铁球在水银中受到的浮力比在水中受到的浮力大。

  答案:C

  13.图1中a、b所示的是将相同的密度计分别放入两种不同液体中的情形,由图可知:两种液体的密度相比较:a_______b;密度计在两种液体中受到的浮力相比较:Fa_______Fb。(两空均填“>”“<”或“=”)

  思路解析:本题先做第二问比较容易,因为密度计是利用物体漂浮条件而工作的,它所受到的浮力总等于它受到的重力F浮=G,所以密度计在两种液体中受到的浮力始终相等,Fa=Fb。再根据F浮=液gV排可知:待测液体密度越大,则V排越小,密度计浸入液体中的体积越小,露出部分的体积就越大,反之,待测液体密度越小,则V排越大,密度计浸入液体中的体积越大,露出部分的体积就越小,所以a>b。

  答案:> =

  14.通常在煮饺子时,先将包好的饺子放入沸水中,饺子将沉在锅底,这是为什么?待水沸腾后,饺子逐一浮出水面,这是为什么?煮一会儿后,往往需要向锅中加入少许凉水,这又是为什么?

  思路解析:煮饺子是日常生活中常见的现象,开始时,由于饺子所受的浮力小于重力,所以下沉;水沸腾时,由于饺子内部的空气受热膨胀,体积增大,排开水的体积也增大,所以饺子受到的浮力大于重力,上浮;而加入凉水的目的是降低水的温度,达到止沸的目的。

  答案:饺子所受的浮力小于重力,所以下沉;水沸腾后,饺子体积增大,排开水的体积也增大,饺子受到的浮力大于重力,上浮;加入少许凉水目的是使沸水放热,温度降低,达到止沸的目的。

  15.旅游用的游艇上常常备有救生衣(一种颜色比较鲜艳的背心,并用密度比较小的发泡材料做成内胆),请回答:

  (1)为什么要用颜色比较鲜艳的面料来做救生衣?

  (2)设计救生衣的发泡材料用量要根据哪些条件?

  思路解析:本题是一道把浮力知识与实际应用紧密结合的试题。救生衣是为了防止人落水后下沉,所以要用密度比较小的发泡材料做内胆,而用颜色鲜艳的面料做是为了容易被人们发现。穿上救生衣的人落水后始终漂浮在水面上,所以有F浮=G物。根据题目中所给的条件即可解出发泡材料的最小质量。

  答案:用颜色比较鲜艳的面料做救生衣,是因为鲜艳的颜色,能见度比较高,容易被人发现,当事故发生时,很远的地方就能看见。设计出的救生衣应能让质量足够大的从穿上后也能浮在水面上,并保证至少让人的头部能露出水面。

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