1、更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：10.3 物体的浮沉条件及应用（解析版） 考点直击 典例分析变式训练考点1 浮力的利用（1）调节浮力的大小：采用“空心”增大体积，从而增大浮力，使物体能漂浮在液面上；（2）轮船采用了把它做成空心的办法，使它能够排开更多的水，增大浮力，使轮船能漂浮在水面上；（3）潜水艇：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的；（4）气球和气艇：气球和飞艇，体内充有密度小于空气的气体（氢气、氦气、热空气），从浮力与重力的大小关系来解释气球升空；（5）密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的。汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重力；汤圆煮熟时，它
2、的体积增大，浮力也随之增大。【典例1】（春兴化市期末）下列属于利用浮力升空的是（）A飞机B飞艇C风筝D火箭【答案】B。【分析】（1）飞机的机翼通常做成上面突起、下面平直的形状，当飞机在机场跑道上滑行时，流过机翼上方的空气的流速大，流过机翼下方的空气的流速小，机翼上下方所受的压力差形成的向上的升力，当飞机的滑行速度达到一定值时，机翼所受的升力大于飞机自重，飞机起飞；风筝的升空原理与飞机类似。（2）火箭升空靠气体的反冲作用而获得动力。（3）飞艇工作时，需要向飞艇内充入比空气密度小的气体，从而利用浮力来飞行。【解答】解：（1）飞机和风筝是靠飞机或风筝上下方所受的压力差形成的向上的升力实现升空的，故A
3、、C错；（2）火箭是靠气体的反冲作用而获得动力而升空的，故D错；（3）飞艇工作时，需要向飞艇内充入比空气密度小的气体，从而利用浮力来飞行，故B正确。故选：B。【典例2】（春鹤山区校级月考）年4月22日，在中国海军成立71周年纪念日前夕，075型两栖攻击舰的2号舰在上海某造船厂正式下水如图所示，这艘两栖攻击舰长约235m，宽约36m，排水量约为3.5104t，是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰下列说法正确的是（）A此军舰满载时受到的浮力约为3.5104NB军舰受到的浮力和军舰对水的压力是一对平衡力C此军舰从长江驶入东海后，船体会下沉一些D直升机从军舰上飞走后，军舰所受浮力减小【答案】D。【分析
4、】（1）排水量是指满载时排开水的质量，利用F浮G排m排g求此军舰满载时受到的浮力；（2）二力平衡的条件是作用在同一个物体上的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。（3）此军舰从长江驶入东海后，都漂浮，受到的浮力等于军舰的重力，重力不变、浮力不变；由于江水的密度小于海水的密度，由公式F浮液gV排可知排开液体体积的变化；（4）当直升机飞离舰艇后，舰艇自重减小，舰艇仍然漂浮，据此分析受到的浮力大小变化。【解答】解：A、此军舰满载时受到的浮力F浮G排m排g3.5104103kg10N/kg3.5108N，故A错误；B、军舰受到的浮力和军舰对水的压力，二力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线
5、上，作用在两个物体上，所以二力不是平衡力，而是一对相互作用力，故B错误；C、军舰不管是在海水中还是在江水中，都处于漂浮状态，浮力始终等于军舰的重力，而军舰的重力不变，所以军舰受到的浮力保持不变；从长江驶入东海后，由于海水的密度大于江水的密度，由公式F浮液gV排可知，排开液体的体积减小，所以军舰要上浮一些，故C错误；D、直升机起飞时，舰艇仍漂浮，但自重G减小，根据漂浮条件可知军舰所受浮力减小，故D正确。故选：D。【典例3】（2019春大同期末）潜水艇在水里上浮是靠（）A增加自重B增大浮力C减轻自重D减小浮力【答案】C。【分析】在水中，潜水艇F浮水V排g，水、V排不变，所以F浮不变；但自身重会变大
6、、变小（打开压力舱阀门，让水进入，自重变大；将空气压入压力舱排除水，自重变小；当压力舱充满空气自重更小将漂浮）从而改变F浮与G的关系，实现下潜和上浮【解答】解：在水中，潜水艇F浮水V排g，水、V排不变，所以F浮不变；可以通过“让海水进入压力舱”增大自重，F浮G时，潜水艇下沉；“将海水排除压力舱”减小自重，F浮G时，潜水艇上浮。故选：C。【典例4】（春邗江区校级期末）小迪在吸管的下端装入适量的小钢珠后用蜡封住并使底部平整，制成了简易的密度计，如图所示，将密度计放入液体中呈漂浮状态，h为密度计浸在液体中的深度。（1）吸管的下端装入适量小钢珠，是为了使吸管能竖直漂浮在液体中；（2）漂浮时，密度计受到
7、的浮力等于（大于/小于/等于）它的重力；（3）将自制的密度计分别放入水和盐水中时，测得两次h相差1cm，已知盐水的密度是1.1103kg/m3，则密度计浸在水中的深度是11cm；（4）若测量液体密度时，密度计接触到容器的底部，测得的密度值将大于（大于/小于/等于）实际值。【答案】（1）竖直；（2）等于；（3）11；（4）大于。【分析】（1）因为密度计是一根两端封闭即空心的，所以能使密度计浮在液体表面，为了使它保持竖直的漂浮，就在管的底部封存适量小钢珠；（2）密度计是利用物体漂浮时浮力与重力相等的条件工作的；（3）根据物体漂浮时浮力与重力相等，列出等式即可求得密度计浸在水中的深度；（4）密度计接
8、触到容器的底部，密度计没有浮起来，据此判断测量值。【解答】解：（1）为了让吸管能竖直的漂浮在液体中，吸管的下端装入适量小钢珠作为配重，这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中；（2）密度计是物体的沉浮条件的实际应用，利用物体漂浮时浮力与重力相等的条件工作的；（3）因为盐水的密度大于水的密度，所以密度计浸没在水中的深度大于浸没在盐水中的深度，所以h盐水h水1cm，密度计放入水中时，处于漂浮状态，则F浮水G，即水gV排水G，密度计放入盐水中时，处于漂浮状态，则F浮盐水G，即盐水gV排盐水G，则水gV排水盐水gV排盐水，水gSh水盐水gS（h水1cm），化简得：水h水盐水（h水1cm），代入数据得1.0
9、g/cm3h水1.1g/cm3（h水1cm）解得：h水11cm；（4）密度计接触到容器的底部，密度计不能继续向下运动，没入液体中的体积偏小，因为密度计越往下越大，测量的密度值偏大。故答案为：（1）竖直；（2）等于；（3）11；（4）大于。【变式训练1】（2019春潍城区期末）如图所示完全是依靠空气的浮力而升空的物体是（ ）A 同步卫星B 飞机C 风筝D 氢气球【答案】D。【分析】浮力与升力在生活中的应用很广泛，不同的物体升空的原理也不尽相同。热气球是通过改变气体的密度改变浮力与重力的关系实现升降；风筝、飞机、鸟等是利用流体压强产生的升力升空的。【解答】解：A、同步卫星是通过火箭向下喷射气体，利
10、用气体的反推力升空，所以该选项不正确。B、飞机是利用机翼上下方空气的流速不同产生的升力升空的，所以该选项不正确。C、风筝是利用风筝上下方空气的流速不同产生的升力升空的，所以该选项不正确。D、氢气球里所充氢气的密度小于空气密度，气球受浮力作用而上升，所以该选项正确。故选：D。【变式训练2】（春柘城县校级月考）已知0.01A型航母满载时的排水量（排水量指航母排开水的质量）约为6.5万吨，它满载时受到的浮力约为 6.5108N；当航母从海水密度较小的港口驶达密度较大的远海时，若不计航母质量的变化，其浮力会 不变（变大/不变/变小）。【答案】6.5108；不变。【分析】（1）知道航母满载时的排水量（满
11、载时排开水的质量），利用阿基米德原理求航母受到的浮力；（2）当航母从海水密度较小的港口驶达密度较大的远海时，始终处于漂浮状态，浮力大小等于重力，据此分析浮力变化。【解答】解：（1）航母满载时受到的浮力：F浮G排m排g6.5104103kg10N/kg6.5108N；（2）不计航母质量的变化，航母重力不变，当航母从海水密度较小的港口驶达密度较大的远海时，始终处于漂浮状态，浮力等于重力，所以航母所受到的浮力不变。故答案为：6.5108；不变。【变式训练3】（齐河县一模）如图是关于浮力知识的应用实例，其中说法正确的是（）A图A中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大B图B中巨轮之所以能够浮在
12、水面是因为用空心的办法增大了排开液体的体积C图C中液体的密度越大密度计漂浮时受到的浮力就越大D图D中气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮【答案】B。【分析】（1）根据阿基米德原理F浮液gV排，受到的浮力与液体的密度和物体排开的液体的体积有关；（2）将物体做成中空的可以通过增大排开液体的体积增大浮力；（3）密度计是用来测量液体密度的工具，是根据物体漂浮时浮力与重力相等的原理制成的；（4）浸在液体或气体中的物体都受到液体或气体对它施加的竖直向上的浮力，当物体受到的浮力大于重力或者物体密度小于气体密度时，物体上浮。【解答】解：A浸没在水中的潜水艇在下潜过程中，水密度和排开水的体积不变，由F浮
13、液gV排可知，所受的浮力不变，故A错误；B巨轮之所以能够浮在水面上，是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力，故B正确；C密度计测液体密度时，都是漂浮的，所以浮力都等于重力，在不同液体中，密度计所受浮力不变，故C错误；D气球是利用在空气中的浮力来工作的，当气体的密度小于空气的密度时，才可以升空，故D错误。故选：B。【变式训练4】（肇源县二模）排水量为1000t的轮船在河水中航行，满载时，所受河水的浮力是1107N。当它由河里驶向海里时，船身会上浮。（选填：“上浮”、“下沉”或“不变”；河水密度小于海水密度）【答案】1107；上浮。【分析】（1）利用阿基米德原理求轮船满载时受到的浮力；（2
14、）由于船无论在海里还是在河里都是漂浮，通过物体的浮沉条件可知浮力不变，则由浮力公式及液体密度的变化分析轮船排开水的体积变化，得出船上浮还是下沉。【解答】解：根据阿基米德原理得轮船所受浮力：F浮G排m排g10001000kg10N/kg1107N，船无论是在河中还是在海中都漂浮，浮力等于船重，由于船的重力不变，所以船受到的浮力不变；因海水的密度大于河水的密度，由阿基米德原理F浮液gV排可知，船进入海水时排开水的体积变小，即船身会上浮。故答案为：1107；上浮。【变式训练5】（春东海县期末）课外，小明用吸管和铁丝制作了一个简易密度计：（1）取一根长度为20cm、横截面积为0.4cm2的饮料吸管，将
15、一些细铁丝从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的 下端（选填“上端”或“下端”）封起来，用天平测出其总质量为4g；（2）使其竖直漂浮在不同液体中，在吸管上标出液面的位置，测量出该位置到吸管下端的距离，即吸管浸入液体中的深度h，测量数据如下表所示，补全数据：当1.0g/cm3时。浸入液体中的深度h10cm；液体密度/gcm30.80.91.01.1浸入的深度h/cm12.511.19.1（3）根据表中的数据，在吸管上标出对应的密度刻度线，这些刻度线是 不均匀（选填“均匀”或“不均匀”）的；（4）理论上，该简易密度计能测量的最小密度是 0.5103kg/m3；（5）若想使简易密度计上两条刻度线
16、之间的距离更大一些，从而使测量结果更精确，他可以 换用更细的吸管（选填“换用更细的吸管”或“换用更粗的吸管”）。【答案】（1）下端；（2）10；（3）不均匀；（4）0.5103；（5）换用更细的吸管。【分析】（1）用石蜡将吸管的下端封起来，使其能够漂浮在液面上；（2）求密度计在水中浸没的深度，需要利用密度计的浮力等于重力列等式；（3）利用浮力相等列等式表示出液体的密度的表达式，进而判断出h和液的关系；（4）当液体密度最小时吸管全部浸没，吸管处于悬浮状态，根据浮力等于重力算出液体的最小密度；（5）为了使测量结果更准确，使简易密度计上两刻度线之间的距离大一些，因为VSh，所以可知减小S，即可使h变
17、大，据此设计即可。【解答】解：（1）用石蜡将吸管的下端封起来，使其能够漂浮在液面上；（2）当密度计漂浮在水面上时，V排SH，则有：F浮G物，即水gV排水G物，则：水gShG物，当密度计漂浮在密度为液的液体中时，V排液Sh，则有：F浮液G物，即液gV排液G物，则：液gShG物，所以，液gSh水gSh，则：hh12.5cm10cm；（3）由液gSh水gSh得液体的密度为：液可知：h和液是反比例函数，所以，刻度分布不是均匀的；（4）当液体密度最小时吸管全部浸没，吸管处于悬浮状态，浮力等于重力，即液gSh水gSh，液体的最小密度为：液0.5g/cm30.5103kg/m3；（6）因为F浮液G，即液gS
18、hG，则VSh，所以V变大，或使h变大，具体做法是：可适当增大铜丝的质量，用更细的吸管。故答案为：（1）下端；（2）10；（3）不均匀；（4）0.5103；（5）换用更细的吸管。考点2 物体的浮沉条件及其应用（1）前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。（2）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（3）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：物液，上浮 物=液，悬浮 物液，下沉；（4）冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。
19、漂浮问题的几个规律：规律1：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；规律2：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同；规律3：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；规律4：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；规律5：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力，外力等于液体对物体增大的浮力。【典例5】（秋温州期中）一个大物块甲，先后两次分别在小物块乙和小物块丙的作用下，其上表面恰好与水面相平，甲、乙之间用细绳连接，如图所示。则下列说法错误的是（）A两种情况下，甲物块所受浮力相等B绳的拉力与丙物块的重力大小相等C乙物块的质量比丙物块小
20、D乙物块的密度比水大【答案】C。【分析】A、两种情况下甲物体排开水的体积相同，由阿基米德原理得出受到的浮力相同；B、左边甲物体受到水的浮力等于甲物体重加上绳的拉力，右边甲物体受到水的浮力等于甲物体重加上丙物体重；由此可知绳的拉力与丙物块的重力大小相等；C、把甲乙、甲丙分别当做一个物体进行受力分析，因为都是漂浮体，浮力都等于自重，而甲乙物体受到的浮力比甲丙物体受到的浮力大，所以乙物块的重比丙物块大，据此分析乙、丙两物块的质量关系。D、乙物体要给甲物体向下的拉力，乙物体受到的重力要大于浮力，因此乙物体的密度要大于水的密度。【解答】解：A、两种情况下甲物体排开水的体积相同，由F浮水V排g得，甲物体受
21、到的浮力相同，故A正确；B、左边甲物体受到水的浮力：F浮G甲+F拉，右边甲物体受到水的浮力：F浮G甲+G丙，甲物体受到的浮力相同，所以F拉G丙，故B正确；C、由以上分析知，乙对甲的拉力等于丙对甲的压力；所以G乙F浮乙G丙，则所以G乙G丙，由Gmg得，乙物体的质量大于丙物体的质量，C错误。D、乙物体的密度大于水的密度，乙物体才能下沉，才能给甲物体向下的拉力，故D正确。故选：C。【典例6】（春阳信县期中）如图所示，体积相同的三个物体静止在水中，第三个物体沉底，以下说法正确的是（）A三个物体所受浮力F1F2F3B三个物体所受浮力F1F2F3C三个物体所受重力G1G2G3D三个物体所受重力G1G2G3
22、【答案】A。【分析】根据物体的沉浮条件进行判断，浸在液体中的物体，其沉浮条件取决于它所受到的浮力和重力的大小：（1）当浮力大于重力时，物体上浮；（2）当浮力小于重力时，物体下沉；（3）当浮力等于重力时，物体处于悬浮或漂浮状态。【解答】解：（1）由F浮液gv排，v排1v排2v排3，故，所以B不符合题意，A符合题意；（2）物体1漂浮，故F1G1液gv排，因v排v；物体2悬浮，故F2G2液gv排，因v排v；故F1F2；故G1G2；物体3下沉，故F3液gv排G3，因v排v，故F2F3G3故G1G2G3，故C、D错误。故选：A。【典例7】（春天津月考）一塑料块，放入水中静止时，有的体积没入水中，放入另一
23、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【答案】C。【分析】已知水的密度和木块露出水面体积占总体的比例，根据漂浮时，浮力等于重力求出木块的密度和液体的密度。【解答】解：根据漂浮的条件，塑料块放入水中静止时，F浮1G，塑料块在另一种液体中静止时，F浮2G，F浮1F浮2，根据阿基米德原理得：水gV液gV，液水，故C正确。故选：C。【典例8】（春济宁期中）通常在煮饺子时先将包好的饺子放在沸水中饺子先将沉在锅底，这是为什么？待水沸腾后饺子逐一浮出水面，这是为什么？【分析】物体的浮沉条件：上浮：F浮G，悬浮：F浮G，下沉：F浮G；物体在液体中的浮沉最终是由物体完全浸没
24、时浮力与重力的大小关系决定的，根据浮沉条件判断水饺在水中上浮和下沉的原因。【解答】答：开始时，由于饺子所受浮力小于重力，所以饺子下沉；一段时间后，由于饺子的体积增大，排开水的体积也增大，饺子所受到的浮力增大，当浮力大于重力时，饺子上浮，并浮出水面。【变式训练1】（鼓楼区校级模拟）如图，容器中水面上漂浮着一只空碗，水底沉着一只土豆。若将土豆取出放入碗中（碗仍能漂浮在水面），则水面高度将（）A下降B上升C不变D条件不足，难以判断【答案】B。【分析】将空碗和土豆看作一个整体，当一只空碗在水面上漂浮，一只土豆沉在水底时可由浮沉条件得出题目的总浮力与重力的关系；由物体的浮沉条件可知若将土豆取出放入碗中（
25、碗仍能漂浮在水面），由浮沉条件可得此时受到的浮力，根据浮力的变化利用阿基米德原理判断排开水的体积变化，即可判断水面高度的变化。【解答】解：将空碗和土豆看作一个整体，当一只空碗在水面上漂浮，一只土豆沉在水底时，根据浮沉条件可知：F浮碗G碗，F浮土豆G土豆，所以，F浮总F碗+F浮土豆G碗+G土豆；若将土豆取出放入碗中（碗仍能漂浮在水面），则F浮G碗+G土豆；所以，总的浮力比之前变大了，根据F浮gV排知，V排变大，故水面上升。故选：B。【变式训练2】（春庐江县期末）如图所示是某同学在家中做的一个小实验，先把鸡蛋放入清水中，发现鸡蛋会下沉到杯底，然后逐渐向水中加盐并轻轻搅拌，看到鸡蛋慢慢的向上浮起，最
26、终浮出液面，处于漂浮状态。对此现象分析正确的是（）A鸡蛋在清水中沉底时，鸡蛋没有受到浮力B鸡蛋上浮是因为向水中加盐使鸡蛋受到的重力减小C从沉底、上浮到漂浮整个过程中，浮力一直在变大D鸡蛋露出水面之前，上浮是因为向水中加盐使其受到的浮力大于受到的重力【答案】D。【分析】（1）浸在液体或气体中的物体，一般都要受到浮力作用；（2）物体在液体中的浮沉条件：浸没在液体中的物体，F浮G，则上浮；F浮G，则悬浮； F浮G，则下沉；当物体漂浮或悬浮时，浮力与重力相等。【解答】解：A、鸡蛋在清水中沉底时，也受到浮力的作用，只不过浮力小于重力，故A错误；BCD、加盐后盐水的密度增大，而鸡蛋排开液体的体积不变，因此
27、由F浮液gV排可知，鸡蛋所受浮力增大，当浮力增大到大于鸡蛋的重力时鸡蛋会上浮，此时鸡蛋的重力不变；鸡蛋最终漂浮在水面时，受到的浮力等于重力，整个过程中鸡蛋受到的浮力先变大后不变，故BC错误，D正确。故选：D。【变式训练3】（常州模拟）a、b两种物质的质量和体积关系图象如图所示，分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体，浸没在水中。放手稳定后（）A甲漂浮，甲受浮力大B乙漂浮，乙受浮力大C甲漂浮，乙受浮力大D乙漂浮，甲受浮力大【答案】D。【分析】由图象中数据可求得两物体的密度大小，比较物体密度与水的密度可知两物体在水中的状态；根据物体的浮沉条件和阿基米德原理判断两物体的浮力关系。【解答】
28、解：由图象可知当ma3.0g时，Va2.0cm3，所以a1.5g/cm3，当mb1.5g时，Va3.0cm3，所以b0.5g/cm3，由题VaVbV，a水，所以甲浸没在水中放手后会下沉，受到的浮力F甲水gV，b水，所以乙浸没在水中放手后会上浮，最后漂浮在水面，受到的浮力F乙GbbgV。所以F甲F乙。故ABC错误，D正确。故选：D。【变式训练4】（春新宾县期末）一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水中，它受到的浮力是0.5N，如果往盐水中再加入少许的盐（盐可以完全溶解），鸡蛋将上浮（选填“上浮”“下沉”），鸡蛋再次静止时所受到的浮力等于（选填“大于”“小于”或“等于”）0.5N。【答案】0.5；上浮；
29、等于。【分析】知道鸡蛋的质量，先根据重力公式求鸡蛋重，再根据物体的悬浮条件F浮G，求鸡蛋受到盐水的浮力。向盐水中加清水，盐水的密度会减小；鸡蛋的体积不变，排开盐水的体积不变，根据阿基米德原理判断鸡蛋受到的浮力大小情况，而鸡蛋重不变，再根据物体的浮沉条件判断鸡蛋的浮与沉；鸡蛋漂浮时，浮力等于其重力。【解答】解：鸡蛋受到的重力为：Gmg50103kg10N/kg0.5N，鸡蛋悬浮在盐水中，鸡蛋受到的重力和浮力相等，即浮力为0.5N；若向杯中加入少许的盐，使盐水的密度变大，而鸡蛋的体积（排开盐水的体积不变），由阿基米德原理知道鸡蛋受到的浮力变大，又因为鸡蛋重不变，所以此时鸡蛋受到的浮力大于鸡蛋重，鸡蛋将上浮，最终鸡蛋会漂浮在水面上，根据漂浮的条件可知，鸡蛋受到的浮力等于重力。故答案为：0.5；上浮；等于。【变式训练5】（春同心县校级月考）配置适当密度的盐水，可以用来选种：把种子放在盐水中，漂浮的种子是不饱满的，沉底的种子是饱满的，说明其中的道理。【分析】物体的沉浮条件是液物时，物体上浮；液物时，物体悬浮；液物时，物体下沉。饱满种子密度大、不饱满种子密度小。【解答】答：在质量一定时，饱满种子的体积要比不饱满的种子的体积小，由密度公式知：饱满种子的密度大；根据物体的浮沉条件知：密度大的饱满种子会下沉，而密度小的不饱满种子会上浮，