B．物体浮沉条件的应用·
从理论上分析，要改变物体的浮沉情况，有如下三条基本途径：
（1）测定人体血液的密度
常采用以下方法：
在几支试管内分别装入密度不同的硫酸铜溶液，再向每支试管中滴人一滴血液，若血液在其中一管内悬浮，则说明血液的密度与该试管内硫酸铜溶液的密度相同（每管内硫酸铜溶液的密度是已知的）．
（2）密度计
密度计是一根上部标有刻度的形状特殊的玻璃管，在管的下部玻璃泡内封装入小铅丸或水银，如图所示．
密度计是物体漂浮条件的一个应用．用密度计测量液体密度时，它所受的浮力总等于它受到的重力．由于密度计受到的重力不变，所以它在各种不同液体里受到的浮力都相同．在各种密度不同的液体中，密度计排开液体的体积不同．根据它浸入液体的深度就可以读出液体的密度．
玻璃管上的刻度值一般标的是液体密度与水的密度的比值，如图中密度计的读数为l.3，则表示所测液体的密度是ρ液=1.3ρ水=1.3×103kg／m3．
（3）轮船
轮船是用密度大于水的密度的钢铁制成的．由于把它做成空心，增大了排开水的体积，从而增大了受到水的浮力，使它能够漂浮在水面上．根据轮船的设计要求，当它满载时，排开水的质量叫做轮船的排水量．由于轮船是漂浮体，由F浮=G，m排g=m船g+m货g，则m排=m船+m货．也就是说轮船排开水的质量等于船和货物的总质量．同一轮船在不同的水面上航行，所受的浮力都相同．由于不同的水密度不一定相同，由F浮=觥％可知，水的密度越大，轮船排开水的体积越小．为了保障安全，轮船上都标有在不同水面上航行的“吃水线"，最上面的“吃水线”表示在内河航行时允许的最大“吃水”深度．
（4）用浮筒打捞沉船
现代打捞沉船的方法是将多个充满水的巨大浮筒沉入水底，用钢绳将它们绑在沉船两侧，然后用高压空气将浮筒中的水排出，这样沉船与浮筒的总重力减小，当浮力大于重力时，它们就上浮，最终浮出水面．
（5）气球
气球的主要组成部分是气囊，在气囊中充入密度小于空气的气体，当气球与下面所载物体与人的总重力小于浮力时，气球就升空．气球主要用来进行气象观测，气象台每天都要放出探测气球，带着探空仪把高空的温度、气压、湿度、风速、风向等通过无线电传递给地面观测站．气球的顶部装有放气阀门，气球工作完毕后，自动打开放气阀放掉一部分空气，使气球体积缩小，从而使浮力减小得比重力减小得多，当浮力小于重力时，气球就缓慢地落回地面．
（6）潜水艇
潜水艇的两侧有水舱，通过向水舱中充水或排水而改变自身的重力来实现潜入水中或浮出水面．
在水下，当F浮=G时，潜水艇可悬浮在水中的任何一个位置，此时，如果向水舱内充水，潜水艇自重增大，则F浮G，潜水艇上浮．当上浮到水面后，由于浮力减小，当减小到和重力相等时，潜水艇就漂浮在水面上．
由于潜水艇在水下有一定深度，受到大气压和水的压强就比较大，因而在水舱内向外排水时必须用高压空气，否则水舱内的水是排不出去的．
（7）盐水选种
各种庄稼的种子，都有一定的密度．如很饱满的小麦种子密度超过1.2×103kg／m3，很饱满的芒稻种子密度超过1.1×103kg／m3，而干瘪或虫蛀的种子都比饱满的种子密度小得很多．
盐水选种，就是把种子倒入一定深度的盐水里，利用浮力把良种和不良的种子分开，选小麦种子的盐水密度在1.16×103kg／m3～1.2×103kg／m3之间，把小麦浸泡其中，密度超过l.2×103kg／m3的良种，由于ρ液<ρ物而下沉；而密度小于l.16×103kg／m3的不良的种子，由于ρ液>ρ物而上浮，这样好坏种子就泾渭分明，容易分开了．
2．二力平衡
A.平衡力
物体在几个力的作用下处于静止或匀速直线运动状态，该物体就处于平衡状态．使物体处于平衡状态的几个力称做平衡力．当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，称做二力平衡．
说明：
平衡力不是一个具体的作用力，它是指物体同时受到几个力作用，而运动状态未变，即这些力对于改变物体运动状态的效果互相抵消．因此，平衡力是从作用效果上命名的物理概念．
B二力平衡的条件
二力平衡的条件是：
两个力作用在同一个物体上，大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上．四个条件必须同时满足．二力才能平衡．
说明：
判断二力是否平衡有两种方法：
①根据物体在二力作用下是否处于平衡状态，运用二力平衡的概念来判断．
②已知二力的大小和方向关系时，根据二力平衡的条件来判断．
C一对平衡力与一对相互作用力的区别
现以一个具体例子来说明：
如图所示，一木块放在水平桌面上处于静止状态，图中木块受到的重力G与支持力F是一对平衡力，而木块受到的支持力F与桌面受到的压力F＇是一对相互作用力．
（1）相同点：
大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．
（2）不同点：
①一对平衡力作用在同一个物体上，而一对相互作用力分别作用在两个物体上．
②一对平衡力二力不一定同时存在，如木块离开桌面下落时G仍然存在，但F消失，而一对相互作用力一定同时存在，同时消失，如F=0时，F＇=0．
③一对平衡力不一定是同一性质的力，如G属于引力，F属于弹力，而一对相互作用力一定是同一性质的力，如F和F＇都属于弹力．
注意：
上述①是区别一对平衡力与一对相互作用力最显著的特征．
D．二力平衡的应用
（1）根据二力平衡的概念判断二力是否平衡
如当物体在液体中处于悬浮或漂浮时，其运动状态未变，它所受的浮力和重力就是一对平衡力；当物体在液体中上浮和下沉时，其运动状态改变，它所受的浮力和重力就是一对非平衡力．
（2）根据二力平衡的条件判断二力是否平衡，从而判断物体的运动状态是否改变
（3）利用二力平衡的条件，由已知一个力的大小和方向去求另一个力的大小和方向
例如：
设计测量滑动摩擦力大小的实验，设计测量大气压大小的实验，利用悬挂法或支撑法找物体的重心等．
3．力与运动的关系
A.牛顿第一定律（惯性定律）
一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态，这就是著名的牛顿第一定律（也叫惯性定律）．
说明：
①关于定律中关键字、词的理解“一切”表示宇宙问万事万物，即三维空间中所有的物体都用遵循这一规律．按物体原来的运动情况，“一切物体"可分两类：
原来静止的物体和原来运动（包括作曲线运动）的物体．“总"表示过去遵循、现在遵循、将来也遵循，即在时间流逝的过程中，牛顿第一定律总是成立的．．．
“外"表示其他物体对研究对象的作用．
“或”表示两者居其一，即在没有受到外力作用时，原来静止的物体总保持静止状态，原来运动的物体总保持匀速直线运动状态．
②牛顿第一定律是在实验的基础上通过科学推理得到的，它揭示的是物体不受外力作用时的运动规律，它不可用实验直接验证．．
B力与运动的关系
力是改变物体运动状态的原因．
⑴物体不受力；⑵物体受力（受平衡力或受非平衡力）
说明：
①在现实世界中，一个物体的运动状态不变，并不是它没有受到外力的作用，而是它受到平衡力的作用．
②物体受平衡力作用与物体不受力作用的区别
物体受平衡力作用与物体不受力作用，对物体的运动是等效的，即物体的运动状态都不变，但对物体的形变来说，物体不受力它就不产生形变，而物体受平衡力它就会产生形变．
C同一直线上二力的合成
若两个力或几个力共同作用在一个物体上的效果跟一个力作用在物体上的效果相同，那么这个力就是那两个力或几个力的合力（等效力），这两个力或几个力就是那一个力的分力．
作用在同一个物体上的两个力F1、F2如果在同一直线上，方向相同时，F=Fl+F2，F的方向与F1、F2相同；方向相反时，F=IFl一F21，F的方向与F1、F2中较大的那一个相同．
D．惯性
物体具有保持原有运动状态的性质，叫做惯性．原来静止的物体要保持静止状态，原来运动的物体要保持匀速直线运动状态．
惯性是物体本身的一种属性．一切物体在任何情况下都具有惯性．
惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性就越大，惯性的大小反映了物体运动状态改变的难易程度．
说明：
①力与惯性的区别
力是物体对物体的作用，一个物体不能对自己产生力的作用；而惯性是一个物体本身具有的一种属性，与别的物体无关．力有三要素，而惯性只有大小．
②惯性与惯性定律的区别
惯性是物体本身的一种属性，不论物体是否受到外力的作用，物体都具有惯性；而惯性定律是一切物体都遵循的一条客观规律，它只有在物体不受外力作用时才能成立．
E惯性的应用及危害的防止
惯性现象普遍存在，惯性的应用非常广泛．
例如：
跳远运动员助跑后，奋力一跳，靠自身的惯性，在空中继续前进，以提高成绩．木工调整刨刀的位置时，用斧头打击刨身后部，刨刀由于惯性保持原来的静止状态就从刨身中退出．锤头松了，把锤柄的一端在固定物体上撞击几下，锤柄因撞击而突然停止-锤头由于惯性仍然要继续前进，结果就紧套在锤柄上了．汽车司机为了节省汽油，在停车前提早关闭油门，利用汽车的惯性来行驶一段路程．在地球表面，赤道处地球自转的线速度最大．因此，在赤道附近顺着地球自转（自西向东）的方向发射人造卫星，可以充分利用地球自转的惯性，节省推力．
物体的惯性对我们也有不利的一面．例如：
高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成交通事故．为了行车安全：
①汽车驾驶员和前排乘客必须系好安全带，汽车座椅靠背上要配备夹枕，照明不能用吊灯；②禁止客货混装；③静止车辆超载；④车辆行驶时，车辆之间必须保持一定的距离；⑤交通要道、市区对机动车辆行驶速度进行限制；⑥能见度太低时要封闭高速公路；⑦车未停稳，乘客不要下车；……
【典例剖析】
1.
（无锡中考）如图，小明在江边玩耍，看到江中停着一艘轮船，突发奇想，如果地球对所有物体的引力都突然减小一半，这艘轮船的质量和浮沉情况会产生怎样的变化呢?
正确的看法是：
这艘轮船的质量将（填“变大”、“变小”或“不变”），它的位置将（填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变"）．
2.小明同学将一只苹果放入水中，苹果在水里处于悬浮状态，则此苹果的密度为kg／m3．小明从水中取出苹果，分成一个大块和一个小片（如图所示），再将小片放入水中，发现小片沉入水底，据此现象可以推断：
若将大块浸没水中，松手后大块将会（填“上浮”、“悬浮”或“下沉"），大块的密度（填“大于”、“小于”或“等于”）小片的密度．
3.一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器，内装密度为ρ的液体，将挂在弹簧测力计下的金属块A浸没在该液体中（A与容器底未接触），金属块A静止时，弹簧测力计的示数为F．将木块B放在该液体中，静止后木块B露出液面的体积与其总体积之比为7：
12，把金属A放在木块B上面，木块B刚好没入液体中（如图所示）．若已知金属块A的体积与木块B的体积之比为l3：
24，则金属块A的体积为．
4.甲、乙是两个质量相等的空心球，它们的空心部分体积完全相同，甲球恰好能在水中悬浮，ρ甲=3.0×103kg／m3，ρ乙=2.0×103kg／m3，ρ水=1.0×103kg／m3，则甲、乙两球的体积之比为；当把乙球放入水中时，乙球露出水面的体积占乙球体积的．
5.
小亮同学通过实验，研究物体运动与受力的关系．在光滑水平桌面上放一小车，其两端通过细绳悬挂重力相等的两个钩码，物体静止，如图甲所示．在同样的受力情况下，小车也可向左做匀速直线运动，如图乙所示．当小车向左做匀速直线运动时，用手竖直向上托住左侧的钩码后，发现小车将继续向左运动一段距离，如图丙所示．
（1）分析比较图可以得到：
当—个物体只受两个力的作用，且这两个力大小相等、方向相反并作用在同—条直线上时，物体将静止或做匀速直线运动．
（2）分析比较图乙和丙可以得到：
．
6.请利用一矿泉水瓶设计两个不同的物理实验，并完成下表．
7.
操作方法
实验现象
物理知识
示例
将矿泉水瓶举起后松手
瓶下落
重力方向是竖直向下的
实验一
实验二
具有“世界第一跨"之称的重庆石板坡长江大桥复线桥主跨跨度为330m，复线桥所需钢箱梁在武汉制造，这是一个长达103m、重达1400t，能浮在水面上却没有动力的大家伙．如图所示为今年5月8日钢箱梁在机动船的推动下缓缓驶入三峡船闸时的情景，请根据此情景提出两个与钢箱梁有关的物理问题，并针对所提出的问题做出简答．（g取10N／kg）．
示例：
问题：
钢箱梁为什么能浮在水面上?
简答：
钢箱梁是空心的，排开的水重等于它受到的重力．
问题
（1）：
?
简答：
．
问题
（2）：
?
简答：
．
8.
如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与t的关系如图乙所示，物体运动速度υ与t的关系如图丙所示．由图像可知，当t=1s时，物体受到的摩擦力为N；当t=5s时，物体受到的合力为N．
9.某年5月31日午后，北京城区突降冰雹，假设质量为m的冰雹从高h处下落，在下落的过程中，所受阻力大小与冰雹下落速度的平方成正比，比例系数为k，则该冰雹降落可能达到的最大速度是．（可以认为冰雹下落过程中质量不变）
10.
高度h／m
2
4
6
8
下落所需时间t／s
0.63
0.90
1.10
1.26
时间平方t2／s2
0.40
0.81
1.21
1.59
物理科技活动小组研究了物体在某一高度自由下落时，高度跟下落所需时间的关系的实验数据如下表：
（1）分析实验数据，可以得出高度跟下落所需的时间之间的关系：
．
（2）如果物体从10m高处自由下落，按你所得的关系，可以得到物体下落的时间为s．
11.
我国北方常遭遇严重的沙尘暴天气．所谓沙尘暴可简化为如下情景：
快速向上刮起的大风将大量沙尘颗粒扬起后悬浮（不动），这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡，其作用力的大小可近似表达为
，其中
为空气密度，S为沙尘颗粒的横截面积，
为风速．如果沙粒的密度ρ沙=3×103kg／m3，沙粒半径r为2.5×10-4m，地面空气密度ρ0=1.25kg／m3，那么要形成沙尘暴现象，地面的风速至少为m／s．假设空气密度随地面高度h的变化关系如图所示，那么当地面风速为8m／s时，当地沙尘暴的最大高度为m．（沙粒可近似看成球体，且体积
）
12.某同学在超市购物时，用10N水平力推着购物小车在水平地面上做匀速直线运动，这时小车受到的阻力是N．突然他发现前面有位老人，于是马上用15N的水平力向后拉小车，使小车减速，在减速的过程中，小车所受的合力为N．
13.
小明看到鸡蛋浮在盐水面上（如图），他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉．在此过程中，鸡蛋受到的浮力F随时间t变化图像可能是（）
14.
如图，甲、乙、丙三个实心小球分别在不同的液体中静止，三个球的体积关系是V甲>V乙=V丙，三种液体的密度关系是ρ甲=ρ乙>ρ丙．则三个球的重力、密度的大小关系应该为（）
15.如图所示，水平桌面上有一装满水的溢水杯和一个小球，此时水对杯底的压强为P1，杯对桌面的压强P2，若将小球缓慢的放入溢水杯中，则小球放人后（）
A.P1减小，P2可能增大B．P1不变，P2可能增大
C．P1减小，P2一定不变D．P1不变，P2一定不变
16.一个充气的气球下面挂一个金属块，把它们放入水中某处恰能静止，如图所示．如果把金属块及气球的位置轻轻向上移一些，则金属块和气球（）
A.仍能静止B.向下运动C向上运动D．上下晃动
17.将塑料球和木球用细绳相连放入水中时，木球露出水面的体积为它自身体积的3/8，如图甲所示；当把细绳剪断后，塑料球沉底，木球露出水面的体积是它自身体积的1/2，这时塑料球受到池底对它的支持力为F，如图乙所示．若已知塑料球和木球体积之比为1：
8，则（）
A.木球重力为4F
B.塑料球所受浮力为F
C.塑料球的密度为2.0×103kg／m3
D.绳子剪断前后，两物体所受总浮力相差2F
18.
已知有红、黄、蓝三种密度依次增大的材料，选这三种材料按不同的比例做成体积完全相同的甲、乙、丙三个物体（如图所示）．其中，构成甲物体的三种材料质量相等．把它们放人水中后，发现甲物体的红色部分、乙物体的黄色部分、丙物的蓝色部分均恰好浮在水面上，而且这三部分的体积也正好相等．比较甲、乙、丙三物体所含物质的多少，下列判断中正确的是（）
A.含有红色物质最多的是甲物体，最少的是丙物体
B．含有黄色物质最多的是乙物体，最少的是丙物体
C.含有蓝色物质最多的是丙物体，最少是乙物体
19.如图所示，将一本英汉字典放在水平桌上，它们中存在的力有：
①书的重力；②书对桌面的压力；③桌面对书的支持力；④桌子的重力．以上几个力为一对平衡力的是（）
A.③与④B．②与③C.②与④D．①与③
20.如图所示，物体A在水平力F的作用下静止在竖直墙壁止．当水平力减小为等时，物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑，此时物体A所受摩擦力的大小（）
A.减小为原来的1/2B.和原来一样C.增大为原来的2倍D．无法判断
21.
如图所示，在水平放置的圆形长直管中，有一个光滑的、可自由移动的活塞刚好把长直管分成左右两部分，且活塞左、右两端面的形状如图，当左、右两部分中气体的压强分别为P1和P2时，活塞可停在图示位置不动．现在同时缓慢增大左、右两部分中气体的压强，使活塞仍然停在图示位置不动．若左、右两部分中气体压强的变化量为△p1和△p2，则下列关于它们关系的说法中正确的是（）
D．无法确定
22.
如图所示，一个物体放在粗糙的水平面上，在水平推力Fl、F2的作用下处于静止状态，已知F1=3N，F2=8N，当撤去推力F2后，物体受到的合力为（）
A.3N，方向水平向右B.8N，方向水平向右
C.2N，方向水平向左D．零
23.
A、B两物体叠放在水平桌面上，在如图所示的三种情况下：
①甲图中两物体均处于静止状态；②乙图中水平恒力F作用在B物体上，使A、B一起以2m／s的速度做匀速直线运动；③丙图中水平恒力F作用在B物体上，使A、B一起以20m／s的速度做匀速直线运动．比较上述三种情况下物体A在水平方向的受力情况，以下说法中正确的是（）
A.三种情况下，A在水平方向都不受力
B．三种情况下，A在水平方向都受力且受力相同
C.①中A在水平方向不受力，②③中A在水平方向上都受力但受力不同
D．①中A在水平方向不受力，②③中A在水平方向上都受力且受力相同
24.
如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb=5N、Fc=10N，分别作用于物体b,c上和，a、b和c仍保持静止．以f1、f2、f3分别表示a与b,b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则（）
25.
系统是由相互作用、相互依赖的各部分组成的有机整体，用系统观点分析、处理问题的方法称为整体法．请用整体法分析下图所示的放在光滑水平面上的系统，其运动情况是（）
A.向左运动，越来越快B向右运动，越来越快
C.运动状态不会发生变化D．条件不足，无法判断
26.如图甲所示，质量为M的圆环用轻绳吊在天花板上，环上有两个质量均为m的小环自大环顶部开始分别向两边滑下，当两个小环下落到与大环圆心等高时，小环受摩擦力的大小均为f，则此时绳对大环的拉力大小为（）
27.关于建立“牛顿第一定律”的说法，正确的是（）
A.它是通过理论推导出来的B.它是通过实验直接得出的
C.它是可以通过实验进行验证的
D．它是以实验事实为基础，通过推理、想象而总结出来的
28.
如图所示，是利用每秒闪光10次的照相装置拍摄到的四个物体运动的闪光照片（友情提示：
图中的黑点表示物体）．其中可能受到平衡力作用的物体是（）
29.
如图所示是小车做变速直线运动时，车内悬挂的小球和杯中水面的某一瞬间的情况，其中符合物理规律的是（）
30.
用绳子拉着重l0N的物体在水平地面上以3m／s速度做匀速直线运动，所用拉力是2N．当绳了突然断开时，则（）
A.物体立即停止，受到的摩擦力为零
B．物体速度保持不变，受到的摩擦力小于2N
C.物体速度逐渐减小，受到的摩擦力等于2N
D．物体速度逐渐减小，受到的摩擦力大于2N
31.如图
（1）所示，物体静止在水面上，画出它所受力的示意图．
32.边长为2cm的实心正方体木块和铁块，木块的密度为0.6×103kg／m3，铁块的密度为7.9×103kg／m3，将它们放入装满水的10m深的水槽中，待其静止时，求木块和铁块受到的浮力（g取10N／kg）．
33.在南极考察时使用海洋破冰船，针对不同的冰层有不同的破冰方法．其中一种破冰方法是：
接触冰面前，船全速航行，船体大部分冲上冰面，就可把冰压碎．
（1）当破冰船航行于海面时，它的排水体积约为1500m3，求船自身的重力．
（2）在一次破冰行动中，当船冲到冰面上时，船的排水体积变为原来的1/3，船与冰层接触面积为5m2，此时破冰船对冰层的压强是多少?
（海水的密度取l.0×103kg／m3）．
34.轮船的排水量是轮船按设计要求装满货物即满载时排开水的质量．一轮船的排水量为5800t，空载时受到的浮力为2.6×107N．
（1）轮船能够装载货物的质量是多少吨?
（g取10N／kg）
（2）轮船从内河进入大海是上浮一些还是下沉一些，说明原因．
35.某年某地区遭受了特大洪涝灾害．为抗洪抢险，急需在18小时内从甲地调运65吨钢材至乙地．现仅剩一艘满载时排水量为80吨的货船，船身质量（包括船员）约17吨．已知甲、乙两地的水路距离为80千米，船行驶的平均速度为l0千米／时，钢材的密
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