10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用（講義）（原卷版）八年級物理下冊教學(xué)綜合資源（人教版）

第3節(jié)物體的浮沉條件及應(yīng)用知識點1：物體的浮沉條件1.浸沒在液體中的物體，受到兩個力：一個是豎直向下的重力，一個是豎直向上的浮力。其浮沉取決于它受到的重力和浮力的大小關(guān)系。2.物體的浮沉條件（1）物體的浮沉與重力和浮力大小的關(guān)系初始狀態(tài)及受力情況放手后運動狀態(tài)及受到浮力的情況最終狀態(tài)及受力情況逐漸上浮，直至漂浮。物體從開始上浮到剛露出液面的過程排開液體體積不變，浮力不變;剛露出液面到最后漂浮的過程排開液體的體積減小，浮力也逐漸減小至恰好等于重力逐漸下沉，直至沉底。整個過程中排開液體體積不變，浮力不變靜止（物體可靜止于液面下方任一處）將物體浸沒在液體中后物體的運動情況;（2）物體的浮沉與密度的關(guān)系狀態(tài)分析密度關(guān)系由F?。綠可得∶ρ液gV排＞ρ物gV物，因為V排=V物，所以ρ液＞ρ物?ρ液＞ρ物由F?。糋可得：ρ液gV排＜ρ物gV物，因為V排=V物，所以ρ液＜ρ物ρ液＜ρ物由F浮=G可得：ρ液gV排=ρ物gV物，因為V排=V物，所以ρ液=ρ物ρ液=ρ物由F浮=G可得：ρ液gV排=ρ物gV物，因為V排＜V物，所以ρ液＞ρ物ρ液＞ρ物由F?。糋可得：ρ液gV排＜ρ物gV物，因為V排=V物，所以ρ液＜ρ物ρ液＜ρ物（3）物體的浮沉情況歸納?狀態(tài)浮沉條件特點浮力和物體重力比較物體密度和液體密度比較F浮＞Gρ液＞ρ物處于非平衡狀態(tài)，分析運動狀態(tài)變化的過程F?。糋ρ液＜ρ物F浮=Gρ液=ρ物處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件進行分析F浮=Gρ液＞ρ物F浮＜G（F浮+F支=G）ρ液＜ρ物理解：對ρ物的理解ρ物是物體的密度（平均密度），而不是構(gòu)成該物體的物質(zhì)的密度，因此對于實心物體，可以直接根據(jù)密度關(guān)系判斷物體的浮沉情況;對于空心物體，應(yīng)該用物體的平均密度與液體的密度比較來判斷，不能直接用構(gòu)成物體的物質(zhì)的密度與液體密度比較。劃重點浸沒在液體中的物體，當(dāng)ρ液＞ρ物時，物體會上浮，直至漂浮;當(dāng)ρ液＜ρ物時，物體會下沉，直至沉底;當(dāng)ρ液=ρ物時，物體處于懸浮狀態(tài)，可以懸浮在液體內(nèi)。應(yīng)用1物體的浮沉情況例1：體積相同的三個實心物體A、B、C浸沒水中，沉浮狀態(tài)如圖所示。則此時對物體分析正確的是（）A．三個物體受到的浮力：F浮A＞F浮B＞F浮CB．三個物體的密度：ρA＞ρB＞ρCC．三個物體的重力：GA＜GB＜GCD．三個物體都處于平衡狀態(tài)應(yīng)用2：利用浮沉條件分析現(xiàn)象例2：如圖所示，在水平桌面上有甲乙兩個相同的燒杯，燒杯內(nèi)分別裝有不同的液體，把同一個雞蛋分別放入甲、乙兩杯液體中，雞蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中沉底，兩液面相平。關(guān)于這一現(xiàn)象，下列說法中正確的是（）A．甲杯中的液體密度小于乙杯中的液體密度B．甲杯中的雞蛋受到的浮力大于乙杯中雞蛋受到的浮力C．甲杯中的液體對杯底的壓強等于乙杯中的液體對杯底的壓強D．甲乙兩個燒杯對水平桌面的壓強相等應(yīng)用3：密度計例3：將一支密度計先后放入甲、乙兩容器中，如圖，兩容器中液體的密度分別是ρA、ρB，密度計受到液體的浮力是FA、FB，則ρA、ρB和FA、FB的關(guān)系分別是（）A．ρA<ρBFA＝FB B．ρA<ρBFA>FBC．ρA>ρBFA＝FB D．ρA＝ρBFA>FB知識點2：浮力的應(yīng)用1.增大或減小浮力的方法由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知，浸在液體中的物體受到的浮力由液體密度和物體排開液體的體積兩個因素決定。因此，改變浮力大小也可以從這兩個因素出發(fā)。（1）增大浮力的方法∶①增大液體（或氣體）的密度，如往水中加入鹽;②增大物體排開液體（或氣體）的體積，如將物體做成空心或船形等。（2）減小浮力的方法∶①減小液體（或氣體）的密度，如在鹽水中加清水;②減小物體排開液體（或氣體）的體積，如飛艇降落時，通過將輔助氣囊中的氣體放出，使飛艇排開空氣的體積減小。2.浮力的應(yīng)用（1）輪船——"空心法"增大浮力①原理∶把密度大于水的鐵片制成空心的輪船，使它排開的水變多，增大可利用的浮力，從而使其漂浮在水面上。②排水量∶輪船的大小通常用排水量來表示，排水量就是輪船裝滿貨物時排開水的質(zhì)量。滿載時有F浮=G排=m排g，其中m排=m船+m貨。知識拓展：輪船吃水線的變化同一輪船無論是在海里還是在河里行駛，都處于漂浮狀態(tài)，所以F浮=G，輪船的重力不變，所以輪船所受的浮力不變。由于海水的密度大于河水的密度，由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排知，當(dāng)輪船從河水中駛?cè)牒Ｋ袝r，V排變小，輪船應(yīng)該上浮一些，即輪船的吃水線下降;當(dāng)輪船從海水中駛?cè)牒铀袝r，V排變大，輪船應(yīng)該下沉一些，即輪船的吃水線上升。（2）潛水艇——改變自身重力實現(xiàn)浮沉?工作原理;浸沒在水中的潛水艇排開水的體積不變，所以受到的浮力始終不變。潛水艇兩側(cè)有水艙，向水艙中充水時，潛水艇的重力逐漸變大，當(dāng)F浮=G時，潛水艇可以懸浮在水中;當(dāng)F?。糋時，潛水艇逐漸潛入水中;當(dāng)用壓縮空氣將水艙中的水排出一部分時，潛水艇的重力減小，當(dāng)F?。綠時，潛水艇上浮。（3）氣球和飛艇工作原理;內(nèi)部充入的氣體密度小于空氣密度，通過改變排開空氣的體積（也是自身的體積）即可實現(xiàn)升降。對于氣球來說，F(xiàn)浮=ρ空氣gV，G球=ρ空氣gV+G殼，當(dāng)F?。綠球時，氣球可升上天空。若要使充入氦氣或氫氣的氣球降回地面，可以放出氣球內(nèi)的一部分氣體，使氣球體積縮小，排開空氣體積減小，浮力減小至小于G球;對于熱氣球，只要停止加熱，熱空氣冷卻，即可降落回地面。飛艇的工作原理與氣球類似。應(yīng)用4輪船?例4：如圖所示是我國新型萬噸級055型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦，其排水量可達12500t，該型驅(qū)逐艦在海上航行過程中，下列說法正確的是（）A．發(fā)射導(dǎo)彈后，驅(qū)逐艦所受浮力變小 B．排水量指的是驅(qū)逐艦所受的重力C．驅(qū)逐艦直線行駛時，運動狀態(tài)不變 D．發(fā)射導(dǎo)彈后，驅(qū)逐艦會下沉一些應(yīng)用5潛水艇?例5：海權(quán)握，國則興。建設(shè)一支強大海軍是實現(xiàn)中國夢的有力保障，潛水艇是海軍的戰(zhàn)略重器。如圖所示是我國海軍某艦隊的“強國號”潛水艇在海水中懸浮、上浮、漂浮的訓(xùn)練過程。下列對此潛水艇分析正確的是（）A．懸浮和漂浮時受到的浮力不相等B．潛水艇是通過改變浮力大小達到上浮和下沉的C．上浮過程中所受浮力逐漸變小D．潛水艇完全入水后，下沉越深，所受浮力越大?應(yīng)用6氣球和飛艇例6：2020年5月27日，我國8名登山隊員成功登峰測極成功登頂離不開準確的天氣預(yù)報。如圖所示，是氣象探測保障服務(wù)團隊，在珠峰大本營準備釋放甲、乙兩個探空氣球采集氣象信息，甲的體積小于乙的體積。在探空氣球釋放前后的過程中，下列分析正確的是（）A．釋放前甲受到的浮力一定等于它自身的重力B．釋放前甲受到的浮力一定大于乙受到的浮力C．釋放后探空氣球受到的浮力等于它排開空氣所受的重力D．釋放后探空氣球上浮過程中受到的浮力一定小于自身重力易錯點計算浮力時忽略物體的狀態(tài)例：把體積為100cm3，質(zhì)量為60g的物體放入水中，物體靜止時，它所處的狀態(tài)和受到的浮力（水的密度為1.0×103kg/m3）（）A．漂浮

0.6N B．沉底

0.6N

C．沉底1N D．漂浮

1N提升密度計（1）用途∶測量物體的密度。（2）構(gòu)造∶密度計是一根上部標有刻度、形狀特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡內(nèi)封裝入小鉛丸。（3）原理∶密度計是根據(jù)物體漂浮時浮力等于重力的原理制成的（F浮=G）。（4）使用方法∶將密度計放入待測液體中，當(dāng)密度計靜止時，讀出與液面相平的刻度值即是液體的密度值。（5）刻度特點∶上小下大。分析∶將密度計放入某一液體中漂浮時，有F浮=G=ρ液gV排，，密度計的重力G不變，密度計浸入液體中越深，排開液體的體積V排越大，相應(yīng)的液體密度ρ液越小，因此密度計上的刻度值上小下大。例：同一支密度計分別放在甲、乙兩種不同的液體中，靜止后如圖所示，密度計受到的浮力分別為F甲、F乙，液體的密度分別為ρ甲、ρ乙，則（）A．F甲=F乙，ρ甲>ρ乙 B．F甲=F乙，ρ甲<ρ乙C．F甲<F乙，ρ甲=ρ乙 D．F甲>F乙，ρ甲=ρ乙突破1物體浮沉條件的應(yīng)用例1：如圖，把一個自制的密度計分別放入兩種不同液體中，下列判斷正確的是（）A．甲液體的密度比乙液體的密度小B．這個密度計在兩液體中受到的浮力相等C．在標記刻度時B的示數(shù)應(yīng)比A小D．適當(dāng)增加配重鐵絲的質(zhì)量可以提高密度計的靈敏度【針對訓(xùn)練1】潛水艇為增強國防力量，維護祖國安定發(fā)揮了重要作用。潛水艇截面如圖所示，通過向水艙中充水或從水艙向外排水來改變潛水艇的自重，從面使其下沉或上浮。我國某型號潛水艇的總體積為2×103m3，水艙未充海水時潛水艇總重為1.26×107N，最大下潛深度可達400m。海水密度取1.03×103kg/m3。g取10N/kg。求：(1)最大下潛深度處的海水壓強；(2)潛水艇完全潛入海水中時受到的浮力；(3)潛水艇懸浮在海水中時，水艙中充入海水的質(zhì)量。突破2利用浮沉條件比較所受浮力大小例2：如圖a、b、c三個實心小球，其中a與b質(zhì)量相等，b與c體積相同；將三個小球放入水中靜止不動時，a球漂浮、b球懸浮、c球沉底，則下列判斷中正確的是（）A．它們在水中的體積關(guān)系是： B．它們的重力關(guān)系是：C．它們的密度關(guān)系是： D．它們所受的浮力關(guān)系是：【針對訓(xùn)練2】水平桌面上有甲、乙、丙三個完全相同的容器，裝有不同的液體，三個完全相同的長方體A、B、C分別放入容器的液體中，靜止時的位置如圖所示，三個容器的液面相平。則下列說法正確的是（）A．長方體所受浮力F浮A=F浮B=F浮CB．液體的密度ρ甲＞ρ乙＞ρ丙C．液體對容器底的壓強p甲=p乙=p丙D．液體對容器底的壓強p甲＜p乙＜p丙突破3阿基米德原理與浮沉條件的綜合計算【2020山東濱州中考】如圖所示，將邊長為10cm的正方體木塊，放入盛有足夠多水的水槽內(nèi)，待木塊靜止時，有的體積露出水面。（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）木塊受到的浮力大??；（2）木塊的密度大?。唬?）要使木塊全部浸入水中，至少需對木塊施加一個多大的力?！踞槍τ?xùn)練3】如圖所示，邊長是10cm的正方體木塊A和金屬球B用細線連接后剛好懸浮在水中，如圖甲所示；把細線剪斷待A和B靜止后，木塊A漂浮在水面上，露出水面的高度是4cm，已知木塊A和金屬球B的體積相等。求：（g取10N/kg）（1）木塊A漂浮時水對木塊A底部的壓強；（2）木塊A的密度；（3）乙圖中金屬球?qū)θ萜鞯撞康膲毫Α?．如圖所示是小明用礦泉水瓶和小玻璃瓶制作的“浮沉子”。他將裝有適量水的小玻璃瓶口朝下，使其漂浮在礦泉水瓶內(nèi)的水面上，礦泉水瓶內(nèi)留有少量空氣，擰緊瓶蓋使其密封，用力擠壓礦泉水瓶側(cè)面時“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”上浮。下列說法錯誤的是（）A．潛水艇與“浮沉子”浮沉的原理相同B．“浮沉子”下沉?xí)r，所受重力大于它受到的浮力C．無論怎樣用力擠壓礦泉水瓶側(cè)面，“浮沉子”都不可能懸浮在水中D．松開手“浮沉子”上浮時，小玻璃瓶內(nèi)上方氣壓增大2．分別用木頭、銅、鐵制成甲、乙、丙三個小球，將它們放入足夠多的水中，三個小球靜止時位置如圖所示，以下判斷正確的是（

）A．甲小球一定是空心的B．乙小球一定是空心的C．丙小球可能是空心的D．三個小球可能同時都是空心的3．如圖，A、B、C三個體積相同的實心小球浸入水中，下列說法正確的是（）A．A球受的的浮力最大B．A球受的的浮力最小C．B球和C球受的浮力相等D．三球的密度關(guān)系是ρA＜ρB＜ρC4．一物塊輕輕放入盛滿煤油的大燒杯中，靜止后有160g煤油溢出。將其輕輕放入盛滿水的大燒杯中，靜止后有180g水溢出。則物塊在水中靜止時的狀態(tài)及物塊的密度分別是（ρ煤油=0.8×103kg/m3，ρ水=1.0×103kg/m3）（）A．漂浮 B．下沉C．0.9g/cm3 D．1.1g/cm35．俗話說“瓜浮李沉”，是指西瓜投入水中會漂浮在水面，李子投入水中會下沉。如圖，若西瓜和李子都保持靜止?fàn)顟B(tài)，則下列各個量中，李子一定比西瓜大的是（）A．密度 B．浮力 C．質(zhì)量 D．壓力6．在水平桌面上有一個盛有水的容器，木塊用細線系住沒入水中，如圖甲。將細線剪斷，木塊最終漂浮在水面上，且有的體積露出水面，如圖乙。下列說法正確的是（）A．甲、乙兩圖中，水對容器底部的壓強大小相等B．水和木塊的密度之比為5∶2C．甲圖中細線對木塊的拉力與木塊受到的浮力之比是2∶5D．甲圖中容器對桌面的壓力小于乙圖中容器對桌面的壓力7．如圖所示，兩個相同的燒杯中盛有不同液體，將兩支相同的密度計分別放入甲、乙燒杯，當(dāng)密度計靜止時，兩燒杯內(nèi)液面高度相同。下列說法正確的是（）A．甲杯中液面對應(yīng)的密度計的刻度值大B．乙杯中液體對容器底的壓力小C．甲、乙兩杯中密度計下表面受到的壓強相等D．乙杯中密度計所受的浮力小8．如圖所示，水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四個完全相同的圓柱形容器，其中甲容器內(nèi)只有水，乙容器內(nèi)有木塊漂浮在水面上，丙容器內(nèi)有一個裝有鋁塊的平底塑料盒漂浮在水面上，塑料盒底始終與容器底平行，且塑料盒的底面積等于圓柱形容器底面積的一半，丁容器中用細線懸吊著一個實心的鋁球浸沒在水中。已知四個容器中的水面一樣高，ρ木＝0.6×103kg/m3；ρ酒精＝0.8×103kg/m3；ρ鋁＝2.7×103kg/m3，對于這一情景，有如下一些說法，其中說法正確的是（）A．向乙容器中倒入酒精后，木塊底部受到的壓強將增大B．甲、乙、丙、丁容器對水平桌面的壓強相同C．將懸吊鋁球的細線剪斷后，丁容器對水平桌面壓力的增大值等于鋁球所受重力的大小D．將丙容器塑料盒內(nèi)的鋁塊取出放入到水中，待塑料塊和鋁塊穩(wěn)定后，則丙容器中的液面不變9．如圖所示，將邊長為10cm的正方體木塊放入裝滿水的燒杯中，木塊靜止時，上表面距離水面4cm，g取10N/kg，則（）A．木塊受到的浮力是60NB．使木塊完全浸沒需要40N向下的壓力C．木塊底部受到水向上的壓強為103PaD．當(dāng)向下施加壓力使木塊剛好完全浸沒在水中后，杯底對桌面的壓強不變10．如圖所示、裝有水的容器靜止放在水平桌面上。正方體物塊M懸浮在水中，其上表面與水面平行，水對物體M豎直向下的壓力F1，豎直向上的壓力為F2。則下列說法中正確的是（）A．F1大于F2B．F1與F2的合力方向豎直向下C．F1與F2合力大小等于物體M受到的重力大小D．物體M受到水的作用力的合力大小等于零11．如圖所示、長方形水槽中漂浮一個木球、水槽底部中央有一個三棱柱支持著，恰好處于平衡狀態(tài)、則下列判斷正確的是（）A．當(dāng)木球偏向左側(cè)時，水槽將向左側(cè)偏斜B．當(dāng)木球偏向左側(cè)時，水槽將向右側(cè)偏斜C．無論木球在何處，水槽仍可處于平衡狀態(tài)D．若用一個實心鐵球代替木球、則鐵球無論放在何處，水槽仍處于平衡狀態(tài)12．有一體積為0.1m3的冰塊漂浮在水面上（ρ冰＝0.9×103kg/m3，ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg），則該冰塊（）A．總重量是1×104NB．受到的浮力是9×102NC．水上部分體積占總體積的D．浸入液面以下的體積是0.8m313．如圖，碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，下列說法正確的是（）A．沉入水底時受到的浮力等于它的重力B．碗沉入水底時比漂浮時的浮力小C．碗沉入水底時比漂浮時的浮力大D．碗沉入水底時容器底部受到水的壓強變大了14．測量液體密度的儀器叫做密度計。圖甲和圖乙是用自制的簡易密度計測量液體密度。簡易密度計是在粗細均勻木棒的一端纏繞一些銅絲做成的，將其放入盛有不同液體的兩個燒杯中，它會豎直立在液體中，若銅絲的體積不計，木棒在甲、乙液體中受到的浮力大小分別為F甲和F乙，甲、乙兩種液體的密度大小分別為ρ甲和ρ乙，則（）A．F甲>F乙 B．ρ甲=ρ乙 C．ρ甲<ρ乙 D．ρ甲>ρ乙15．將同一支密度計先后放入甲、乙兩容器中，如圖，兩容器中液體的密度分別是ρA、ρB，密度計受到液體的浮力是FA、FB，則密度和浮力的關(guān)系分別是（）A．ρA>ρB；FA=FBB．ρA<ρB；FA>FBC．ρA<ρB；FA=FBD．ρA=ρB；FA>FB16．一個邊長為10cm的立方體木塊，細線的一端跟木塊底部相連，另一端固定在容器底如圖甲所示（容器高比細線與木塊邊長之和大得多），現(xiàn)向容器中慢慢加水，如圖乙所示。用F浮表示木塊受到的浮力，用h表示容器中水的深度。則圖丙可以正確描述F浮隨深度h變化的關(guān)系圖像。（g取10N/kg）（1）當(dāng)F浮=4N時，木塊處于___________（填“漂浮”、“懸浮”或“下沉”）狀態(tài)；（2）木塊的密度為多少；___________（3）整個加水過程中，木塊只受浮力和重力時，容器中水的深度h變化范圍？___________17．將一只密度計先后放入甲、乙兩容器中，如圖，兩容器中液體密度分別為A、B，則密度計在兩液體中受到的浮力F1___________F2，兩液體的密度A__________B（選填“>”“=”和“<”）。18．放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器，底面積為1×102m2，將一體積為5×104m3的木塊用細線與容器底相連浸沒在水中，如圖甲所示。現(xiàn)剪斷細線后，木塊上浮，靜止時木塊有1/5體積露出水面，如圖乙所示。木塊的密度為______kg/m3，甲乙兩圖中水對容器底的壓強變化了______Pa。19．一邊長為10cm，密度為0.6g/cm3的正方體木塊，用細線置于容器的水中，此時木塊下表面到水面的距離為15cm，如圖所示，求：（1）木塊上表面處的壓強大小；（2）細線的拉力大小；（3）細線剪斷后，木塊靜止時，木塊所受的浮力大?。?0．小明利用底面積為S1小燒杯、底面積為S2大燒杯和足量的水、刻度尺等，測量小物塊的密度，實驗步驟如下：步驟1：如圖甲所示，向小燒杯中倒入適量的水，再把小燒杯放入盛有水的大燒杯中，用刻度尺測量大燒杯中水的深度為h1。步驟2：如圖乙所示，將小物塊放入到小燒杯中，用刻度尺測量大燒杯中水的深度為h2。步驟3：如圖丙所示，將小物塊從水中取出放入到大燒杯中，用刻度尺測量大燒杯中水的深度為h3。（1）小物塊的體積為V=__________。（2）小物塊密度的表達式為ρ物=___________。（3）在實驗步驟2和3中，將沾水的小物塊放入大燒杯中，測出的金屬塊密度將____________。（4）小明發(fā)現(xiàn)在向小燒杯中倒水的過程中，小燒杯的浸入水中深度不斷變大，小燒杯沒入水中的深度與小燒杯內(nèi)水的質(zhì)量__________正比（選填“成”或“不成”）。（5）小明聯(lián)想到同一艘輪船滿載質(zhì)量相同的貨物，吃水