7.“死海不死”的故事说的是……“将奴隶和俘虏扔进海里,可他们都漂浮在海面上-………”。以下是几位同学对该现象的解释,其中正确的是( )(题型二)
A.奴隶和俘虏是被水平仍进海里的
B.海水的密度等于人体的密度,人在海里自然漂浮
C.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力总大于其重力
D.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力等于其重力
6.关于浮沉条件的应用,下列说法中正确的是( )(题型三)
A.潜水艇上浮过程中受到的浮力变大
B.气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度
C.密度计上的刻度示数从下到上逐渐变大
D.密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关
5.轮船从内河航行到大海时,船将( )(题型三)
A.下沉一点; B.上浮一点; C.不变; D.无法判定。
4.如图10-2所示,浸没在烧杯底部的鸡蛋所受水的浮力Fl小于鸡蛋的重力.现将适量的浓盐水倒入烧杯中,鸡蛋所受的浮力为F2,则Fl与F2的大小关系为 ( )(题型二)
A.Fl<F2 B.Fl=F2 C.Fl>F2 D.无法确定
3.我国农民常用盐水浸泡法来选种,如图10-1所示。在浓度适宜的盐水中,饱满的种子沉在底部是因为________,干瘪、虫蛀的种子浮在液面上是因为_________.(题型三)
2.一小球所受的重力为5N.体积为 5 × 10-4 m3。将它浸没在水中时,所受的浮力大小为_________N(取 g=10N/kg),浮力的方向是________。放开手后,小球
将 (填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。(题型一)
1.停在海里的小游艇总重2.06 ×104N,它受到的浮力大小为_________N;它排开海水的体积为___________m3(海水的密度海水=1.03×103kg/m3,取 g=10N/kg)。(题型二)
2.怀丙和尚揭榜解难题的故事
北宋时候,山西省河中府的黄河上,架着一座浮桥,浮桥的桥身用许多像小船似的浮体连接而成。浮桥的两端用铁索栓在黄河两岸的“桥桩”上。“桥桩”是铁铸成的铁牛,每只铁牛重几十万牛。岸边各放4只铁牛,浮桥的铁索就拴在这些铁牛身上。
南宋英宗平治年间(1066年),河水暴涨,水涨桥高。在洪水的冲击下,浮桥遭到了破坏,把铁牛冲到河中间沉没在河底,铁索也断了,两岸来往交通中断。由于铁牛掉进河里,给修桥带来很大的困难。当时没有起重机,怎样才能把铁牛拖到岸边呢?于是官府贴出“招贤榜”,招募从河底拉出铁牛的能人。
当时,有个名叫怀丙的和尚揭榜应招了,他说:“铁牛是被水冲走的,我就叫水把铁牛带回来!”怀丙叫人们用两艘大船,装满泥沙,开到铁牛沉没的地方,用一根粗大的木头,横架在两艘大船上,并在大木头上拴住铁索,投入河中,又叫水性好的人潜下水去把铁牛绑住,抽紧铁索。然后把船里的泥沙卸掉,船就逐渐上浮,便把铁牛拖到了岸边。
这事发生在900多年以前,与三国时期的曹冲称象一样,宋朝怀丙和尚打捞铁牛的故事也脍炙人口。
智 能 归 例
题型一 会运用物体的浮沉条件判别浸在液体中的物体所处的状态,能灵活应用浮沉条件及漂浮条件解决有关的简单问题
例1 把质量为250g,体积为300cm3的金属球放入水中,静止时它受到的浮力为 。
闯关点拨 解本题的关键在于确定金属球在水中静止时所处的状态。 方法一,求出球的密度ρ球,再跟ρ水比较。方法二,假设该球全部浸没水中,求出它在水中受到的最大浮力,然后跟它的重力比较。
解法一
∵ρ球<ρ水 ∴球静止时漂浮在水面上
解法二 假设将球浸没水中,则最大浮力
G=2.45N,∵F浮大>G ∴球将上浮,静止时漂浮在水面上,此时浮力F浮=G=2.45N
例2 在一个装满水的容器中,放入一个质量为20g的物体,从容器中溢出15g的水,则该物体在水中的浮沉情况和水对容器底部的压强是( )
A.下沉,压强不变 B.上浮,压强不变
C.漂浮,压强减小 D.悬浮,压强增大
闯关点拨 判断浮沉情况的关键是比较浮力和重力的大小关系;水对容器底部的压强变化情况取决于水面的变化情况。
解 F浮=G排=m排g, G排=m物g ∵15g<20g.即m排<m物 ∴F浮<G物 ,因而物体下沉。
由于容器中原来装满水,物体放入后,水面高度不变,故水对容器底部的压强不变。
答 选A
题型二 漂浮条件与阿基米德原理的综合运用
例1 有一木块,放入水中静止后,有的体积露在水面上,若将它放入另一种液体中时,有的体积浸入液体中,求液体的密度.
闯关点拨 此题是利用阿基米德原理及漂浮条件解决密度问题的典型问题,而且条件较为隐蔽,在解决此类条件隐蔽的问题时,首先要认真分析题目中的一些关键词语,如上题中的“ 露出水面”,此处有两层含义:(1)物体是漂浮在液面,(2) .其次,要对物体的状态和受力做认真的分析,才能建立正确的方程.
解 设该木块的体积为,放入水中后有的体积露在水面,则意味着有 的体积浸入水中,即 .
受到的浮力,又因为放入另一种液体中漂浮时有 的体积浸在液体里,即,受到的浮力.由于木块在水中和在液体中都是漂浮状态,其受到的浮力都等于重力.即 . 则
即
答 液体的密度是。
[拓展题] 现有如下器材:一只可直立于水中的平底薄壁试管、水槽、足量的水和一把量程足够的刻度尺。小明利用上述器材设计了测量某种液体密度的实验。
(1)请你将实验的主要步骤补充完整,并写出需要测量的物理量。实验的主要步骤有:
①在水槽中放人适量的水,将试管直立于水中,待其漂浮时,用刻度尺测出水面到试管底部的深度,记为 h1;
②在试管内倒人一定量的待测液体, 当试管再次直立于水中漂浮时,用刻度尺测出水面到试管底部的深度,记为h2;
③_______________________________________________________________。
(2)根据测量数据,写出待测液体密度的表达式, ρ=____________________。
解 将试管从水槽中取出,用刻度尺测出试管内液面到地步的深度,记为h3
表达式:ρ=
例2 一座冰山漂浮在水面上,露出水面部分的体积 ,这座冰山重有多少?(已知 )
闯关点拨 要想求出冰山的重.根据 ,必须先求出整个冰山的体积.由于冰山浮在水面上,根据漂浮物体的条件 来求,设冰山的体积的为V,那么它浸入水中的体积即 ,然后由阿基米德原理求出 ,先求出V,再求出G即可.
解 ∵ ∴
又∵
∴
由 得:
整个冰山重:
答:这座冰山重 .
例3 有一根粗细均匀的蜡烛,底部插入一根铁钉,竖直地漂浮在水中,蜡烛长20cm,密度 ,上端露出水面1cm.现将蜡烛点燃,求这根蜡烛燃烧到剩余多长时,蜡烛的火焰会被水熄灭?(铁钉体积不计)
闯关点拨 蜡烛漂浮在水面上,根据漂浮物体的条件, .随着蜡烛的不断燃烧,其质量不断减小,重力也在减小,蜡烛露出水面部分逐渐减少,当蜡烛燃烧到水面时,蜡烛就无法燃烧,火焰将被水熄灭.所以,此题的关键是确定蜡烛多长时没有水面以上的部分.
解 ∴
又 ∵蜡烛是漂浮的 ∴
即: ①
②
①-②得:
则
∴
答 当蜡烛剩下10cm时火焰位于水面,这时,蜡烛的火焰被水熄灭.
题型三 了解浮沉条件在生产、生活中的应用,知道通过哪些有效方法能改变物体的浮沉
例1 人们常利用盐水来选种,当把种子放入盐水中时,所有的种子都未浮起来,为使不饱满的种子浮起来,问应在盐水中加盐还是加水?为什么?
闯关点拨 要改变物体浮沉可以改变物体的重力或改变物体受到的浮力,而本题中种子的重力不能改变,应改变种子受到的浮力
答 应加盐.不饱满的种子未浮起来,说明其受到的浮力小于重力.加盐后,盐水的密度增大,种子所以受的浮力(·g·)增大,当浮力大于重力时,不饱满的种子就会浮起来.
例2 阳湖中学旁一河塘被沿河化工厂污染,为调查河水被污染的程度,初三(1)班学生分成三个研究小组。化学研究小组利用pH试纸检测河水的酸碱度,生物研究小组采用舀取河水饲养金鱼的办法调查水质,物理研究小组根据常识:河水被污染后密度普遍变大,当河水密度超过1.05×103kg/m3,一般就不再适合水产养殖。他们制作简易的液体密度计─边长为10.5cm的正方体木块,先将木块放在清水中漂浮,测得木块下表面在水中的深度为6.3cm,该木块密度为_____________kg/m3,然后在木块上清水液面处画一周白线。若将木块放入密度为1.05×103kg/m3的污水中漂浮,那么污水面将在该木块白线的_______(选填“上”或“下”)方距离白线_________cm处,再在该线处画上一周红线,用此木块就可检测河水的密度是否超标。
闯关点拨 本题考查了物体的浮沉条件的应用,求解该题的关键是对木块进行受力分析,列出方程。
解 木块漂浮在清水中时,由于木块所受重力于浮力相等:ρ木gV木=ρ水gV排水
代入数据得木块的密度ρ木=0.6×103kg/m3.
而木块漂浮在污水中时,同理可得:ρ木gV木=ρ污gV排污
代入数据得,又V排污=Sh排污,V木=Sh木,得h排污=6cm。亦即污水面在该木块白线下方0.3cm处.
答 0.6×103 下 0.3
智 能 训 练
基础知识训练
1.对于漂浮在液面上的物体,有几个很有用的结论或推论,记住并会运用这些结论解题会使你事半功倍.
结论一:同一物体漂浮在密度不同的液体中,所受的浮力相等.
结论二:漂浮在液面上的物体,m物=m排=ρ液V排.
应用:假如ρ液已知,只要测出V排,就可求得m物.
结论三:漂浮在液面上的物体,。
应用:能方便地求得ρ物或ρ液。
2、反思不足,助我提高!
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