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- 2021-11-10 发布
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题型18 漂浮体规律总结
▲ 漂浮物体6条规律:
规律一:“二力平衡”,即物体漂浮在液面上,所受浮力等于自身重力(),在液体中所受浮力都相等()
规律二:“”,即物体漂浮在液面上,排开液体的质量等于自身质量()
规律三:“浮体定比”,即物体漂浮在液面上,排开液体的体积与物体体积之比为一定值,且等于物体密度与液体密度之比()
证明:物体漂浮时,,即,因此有:,或者。
切片问题:密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把同一物体切成大小不等的两块放入同一液体中,则大块、小块都悬浮(或漂浮),满足“浮体定比”规律,即“浸没比”不变,即浮沉情况没有发生改变,和没有切割前相同,因为物块切割前后密度始终没有发生改变。此时的浮沉情况可由密度来进行判断。
如果把这个定义为“浸没比”,那么浸没比是几分之几,密度就是液体的几分之几(物体浸入液体体积为总体积的几分之几,则同样物体密度为液体密度的几分之几)。
规律四:“任漂、浮等”,即物体任意漂浮在不同液面上,所受浮力相等()
规律五:“密大浸少”,即物体漂浮在不同液面上,在密度大的液体中物体浸入液体的体积小
规律六:物体所受外力大小等于浮力的变化量()
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对于甲物体受力分析:
①
对于乙物体受力分析:
②
②-①:
题型赏析
【例1】若一艘轮船从长江驶入东海,关于轮船受到的浮力及船身状况的判断,正确是( )
A.浮力变大,船身上浮 B.浮力变大,船身下沉
C.浮力不变,船身上浮 D.浮力不变,船身下沉
【分析】由于轮船处于漂浮状态,所以在长江和东海中航行时,浮力都等于自身重力;根据漂浮物体的规律,由于东海海水密度大于长江中水的密度,因此轮船在东海排开体积小,即轮船在东海中相对长江会上浮一些。
答案:C
【例2】麻江蓝莓果实蓝莓被誉作“水果皇后”。蓝莓果实中含有丰富的花青素、鞣花酸及多种微量元素,具有抗癌、预防动脉硬化等作用。如图所示是麻江蓝莓果实图片,小明同学将几颗蓝莓放到水中,发现每颗蓝莓有的体积露出水面,则蓝莓的密度是
kg/m3。
【分析】根据题意,蓝莓浸入水中的体积占总体积的,根据漂浮物体的“浮体定比”规律,得到,因此有。
答案:0.9×103kg/m3
【例3】一木块漂浮在水面上时有的体积浸入水中,当浮在另一种未知液面上时有的体积露在液面外,则木块的密度为kg/m3;未知液体的密度为kg/m3。(g取10N/kg)
【分析】(1)木块漂浮于水中时,由物体的漂浮条件知G木=F浮,进一步变形得:ρ木gV木
4
=ρ水gV排,然后根据“有3/5的体积浸入水中”用V木表示出V排,水的密度是已知的,代入上式即可得出木块的密度。
(2)当木块漂浮于液体中时,方法与(1)完全相同;先由物体的浮沉条件得出:G木=F浮,可得:ρ木gV木=ρ液gV排,此时用V木表示出V排,而(1)中求得了ρ木,代入上面的等式中,即可求得液体的密度。
答案:0.6×103kg/m3 0.9×103kg/m3
【例4】如图甲,质量为0.55kg,边长为10cm的正方体木块漂浮在水面;如图乙,将物体A放置在正方体木块上方,使正方体恰好浸没在水中。(g取10N/kg)求:
(1)未放物体A时,正方体木块静止时受到的浮力是多少?
(2)未放物体A时,正方体木块排开水的体积是多少?
(3)物体A质量为多少时,正方体木块恰好浸没在水中?
变式训练:如图甲所示,把一个体积为6.0×10-4m3的物体(不吸水)放入水中,静止时有的体积露出水面,此时容器内水的深度为18cm。求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)图甲中,物块受到的浮力大小。
(2)图甲中,水对容器底部的压强。
(3)若要使该物体能完全浸没水中(如图乙所示),需在其上表面施加的压力F大小。
4
答案:(1)4N (2)1800pa (3)2N
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