1.3.3水的浮力提升（講義）-2022-2023學年八年級上冊科學講練課堂（浙教版）

浙教版八年級上冊第一章第三節(jié)水的浮力（三）【知識點分析】一.對于直筒型容器：上下粗細相同的容器1.浮力變化量等于液體對容器底部支持力變化量(液體對物體的浮力向上，物體對液體的反作用力向下大小等于浮力，所以整體進行受力分析可得，容器底對液體的F支=G液+F浮)2.容器底對液體的支持力等于液體對容器底壓力（△F壓=△PS=ρ液g△hS=△F?。?.對于這樣的斷層式容器上表面S1，下表面S2分析變化關(guān)系【考點回顧】浮力的變化量等于容器底部壓力變化量壓力變化量等于ρ液g△hS，可推算壓強變化量壓力大小與壓強和底面積大小均有關(guān)【例題分析】【例1】如圖，臺秤的托盤上一個裝有水的燒杯，一個不吸水的木塊下面用細線懸掛一個實心鐵球，木塊仍浮在水面上。下列各種說法中正確的是（）A．木塊的重力等于木塊所受的浮力B．鐵球的重力一定大于木塊的重力C．剪斷細線前后，臺秤示數(shù)不變D．剪斷細線前后，容器底部所受水的壓強不變【答案】C【解析】A．因木塊和鐵塊整體漂浮，受到的浮力等于自身的重力，且鐵塊受到的浮力小于自身的重力，所以木塊受到的浮力大于自身的重力，故A錯誤。B．不知鐵球和木塊體積的大小關(guān)系，無法比較重力的大小，故B錯誤。C．以燒杯、水、木塊、鐵球作為整體為研究對象，剪斷細線前托盤受到的壓力等于燒杯、水、木塊、鐵球的重力之和；剪斷細線后，托盤受到的壓力不變，所以剪斷細線前后，托盤受到的壓力不變，故C正確。D．剪斷細線后，木塊將上浮一些，所以液面下降，由可知：容器底部所受壓強將變小，故D錯誤。【例2】如圖所示水平地面上有底面積為，質(zhì)量不計的薄壁柱形盛水容器A，內(nèi)有質(zhì)量為，邊長為，質(zhì)量分布均勻的正方體物塊B，通過一根的細線與容器底部相連，此時水面距容器底，剪斷繩子后，木塊最終靜止時有的體積露出水面，計算可得出（）A．剪斷繩子前，水對容器底部的壓力為B．剪斷繩子前，容器對水平地面的壓力是C．剪斷繩子，待物塊靜止后漂浮在水面上，水平地面受到的壓強變化了D．剪斷繩子，待物塊靜止后漂浮在水面上，水對容器底的壓強變化了【答案】C【解析】A．剪斷繩子前，容器底受到水的壓強p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa水對容器底部的壓力F=pS=3000Pa×300×10-4m2=90N故A錯誤；B．容器內(nèi)水的體積V水=Sh-VB=300cm2×30cm-(10cm)3=8000cm3容器內(nèi)水的質(zhì)量m水=ρ水V水=1.0g/cm3×8000cm3=8000g=8kg因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，且薄壁柱形盛水容器A的質(zhì)量不計，所以，剪斷繩子前，容器對水平地面的壓力F=G總=(m水+mB)g=(8kg+0.4kg)×10N/kg=84N故B錯誤；C．剪斷繩子，待物塊靜止后漂浮在水面上，受到的浮力F浮=GB=mBg=0.4kg×10N/kg=4N木塊漂浮時排開水的體積=4×10-4m3液面下降的深度水對容器底壓強的變化量Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa故C正確；D．剪斷繩子，待物塊靜止后漂浮在水面上時，B的質(zhì)量和水的質(zhì)量均不變，由F=G=mg可知，水平地面受到的壓力不變，水平地面受到的壓強不變，即壓強的變化量為0Pa，故D錯誤。【例3】如圖所示，在兩個完全相同的容器中裝有甲、乙兩種不同的液體，將體積相等的實心小球A、B、C分別放入兩個容器中。放入小球后兩個容器中的液體深度相同，且A、C兩球排開液體體積相同，B球在甲液體中懸浮，在乙液體中下沉。下列選項正確的是（）A．甲液體對容器底的壓強與乙液體對容器底的壓強相等B．三個小球中密度最小的是A球C．A球所受浮力等于C球所受浮力D．如果把A、C兩球?qū)φ{(diào)，A球在乙液體中可能下沉【答案】D【解析】A．由圖可知，B在甲中懸浮，A在甲中漂浮，則B=甲=B由B在乙中下沉，可知已知兩容器中的液體深度相同，由p=gh可得，兩液體對容器底部的壓強關(guān)系故A錯誤；B．由B在乙中下沉，C在乙中漂浮可知，則由A、C漂浮，且兩球排開液體體積相同，可得gV=則=則gV=g則=則所以三個小球的密度關(guān)系為故B錯誤；C．由VA排=VC排根據(jù)F浮=gV排可得A、C兩球所受浮力關(guān)系為FAFC故C錯誤；D．因為，所以已知，但不能比較和的關(guān)系，所以不能確定把A、C兩球?qū)φ{(diào)后，A放在乙液體中的浮沉情況，A球在乙液體中可能下沉，故D正確?！纠?】兩個底面積相同形狀不同的容器A、B（GA=GB），盛有不同的液體放置在水平桌面上，現(xiàn)將甲、乙兩個相同的物塊分別放入兩容器中，當兩物塊靜止時，兩容器中液面恰好相平，兩物塊所處的位置如圖所示（忽略液體的損失），下列說法正確的是（）A．甲物塊受到的浮力大于乙物塊受到的浮力B．兩容器底受到的液體壓強相等C．取出兩物塊后，B容器底受到液體的壓強大于A容器底受到液體的壓強D．A容器內(nèi)液體的密度一定大于B容器內(nèi)液體密度【答案】C【解析】A．根據(jù)浮沉條件可知，甲懸浮，則F浮甲=G甲；乙漂浮，則F浮乙=G乙，因為甲、乙重力相等，可知F浮甲=F浮乙，故A錯誤。BD．物體甲在A中懸浮，則ρA=ρ物，在B中漂浮，則ρB＞ρ物，可知ρA＜ρB，故D錯誤；已知深度相同，且ρA＜ρB，由p=ρ液gh可知，B液體對容器底的壓強大，故B錯誤。C．因為甲排開液體的體積大于乙排開液體的體積，而且甲是下寬上窄，則取出物體后，甲液面下降的更大。因為ρA＜ρB，且A中液體的深度小于B中液體的深度，由p=ρ液gh可知，B液體對容器底的壓強大，即B容器底受到液體的壓強大于A容器底受到液體的壓強，故D正確?！纠?】某科學興趣小組對物體的浮沉條件進行研究。在一個底面積為200cm2的圓柱形薄壁玻璃容器底部，放一個邊長為10cm的正方體物塊，然后逐漸向容器中倒水（水始終未溢出），物塊受到的浮力F浮與容器中水的深度h的關(guān)系如圖所示。則下列敘述錯誤的是（）A．水的深度由0逐漸增加到8cm的過程中，物塊受到的浮力與浸入水中的深度成正比B．當容器中水深超過8cm以后，物塊處于漂浮狀態(tài)C．物塊的密度是0.8×103kg/m3D．當水深為12cm時，將物塊取出后，容器底部受到水的壓強減小600Pa【答案】D【解析】A．由圖象可知：水的深度由0逐漸增加到8cm的過程中，物塊受到的浮力F浮越來越大，物塊受到的浮力與浸入水中的深度成正比，故A正確，不符合題意；B．水的深度增大到8cm后，物塊受到的浮力不再發(fā)生變化，物塊沒有全浸入，所以物塊處于漂浮狀態(tài)，故B正確，不符合題意；C．由圖象可知G=F浮=8N物塊的體積V=10cm×10cm×10cm=1×10-3m3物塊的密度故C正確，不符合題意；D．當水深為12cm時，物塊漂浮，浮力為F浮=8N由阿基米德原理可知排開水的體積將物塊取出后，水面降低容器底部受到水的壓強減小p=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa故D錯誤，符合題意?！纠?】在三支相同的平底試管內(nèi)裝入等量鐵砂，然后分別放入裝有甲，乙，丙三種不同液體的相同燒杯里，其靜止狀態(tài)如圖所示，此時三個燒杯中的液面相平，則下列說法中正確的是（

）A．三種液體對試管的浮力大小關(guān)系是B．三種液體的重力大小關(guān)系是C．三種液體對燒杯底部的壓強大小關(guān)系是D．三支試管底部所受液體壓強大小關(guān)系是【答案】D【解析】A．由于裝入等量鐵砂的相同的平底試管在三種液體中都漂浮，所以試管受到的浮力F甲=F乙=F丙=G故A錯誤；B．由圖可知：排開的液體體積V排甲＞V排乙＞V排丙而F甲=F乙=F丙則根據(jù)F浮=ρ水V排g可知ρ甲＜ρ乙＜ρ丙燒杯相同，液面相同，根據(jù)圖示可知：三種液體的體積V甲＜V乙＜V丙根據(jù)G=mg=ρVg可知G甲＜G乙＜G丙故B錯誤；C．由圖可知：放入試管后液面等高ρ甲＜ρ乙＜ρ丙根據(jù)p=ρgh可得：燒杯底部所受壓強p甲＜p乙＜p丙故C錯誤；D．物體受到的浮力等于物體上下表面受到液體的壓力差，而上表面受到的壓力為0，所以F浮=F下表面-F上表面=F下表面由于受到的浮力相等，所以下表面受到的壓力相等，即F甲′=F乙′=F丙′由p=可得p甲′=p乙′=p丙′故D正確?！纠?】有甲、乙兩杯液體靜止在水平桌面上，把同一個雞蛋分別放入甲、乙兩杯液體中，如圖所示，雞蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中懸浮，此時兩液面相平（注：甲乙兩杯的液體均為食鹽水）。下列說法中正確的是（）A．兩杯液體的密度相等B．兩杯液體對容器底部的壓強相等C．雞蛋在甲、乙兩杯液體中受到的浮力相等D．在甲杯液體中加入食鹽溶解后，雞蛋會下沉一些【答案】C【解析】A.由圖可知，雞蛋在甲杯中漂浮，可得ρ甲＞ρ物；雞蛋在乙杯中懸浮，可得ρ乙=ρ物，所以ρ甲＞ρ乙，故A錯誤。B.由題可知，兩液面相平，即h甲=h乙，且ρ甲＞ρ乙，根據(jù)p=ρgh可得容器底部所受液體壓強：p甲＞p乙，故B錯誤。C.由圖可知，同一個雞蛋在甲、乙兩杯液體中分別處于懸浮和漂浮狀態(tài)，物體漂浮或懸浮時，受到的浮力和自身的重力相等，所以同一只雞蛋在兩杯中受到的浮力相等，都等于雞蛋的重力，故C正確。D.在甲杯液體中加入食鹽溶化后，甲杯中液體密度變大，雞蛋仍然漂浮，其所受浮力仍然等于其所受重力，根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，排開液體的體積變小，所以雞蛋會上浮一些，故D錯誤?！纠?】彈簧測力計下掛一長方體物體，將物體從盛有適量水的燒杯（可看成柱形）上方離水面某一高度處緩緩下降，然后將其逐漸浸入水中，如圖甲；圖乙是彈簧測力計示數(shù)與物體下降高度變化關(guān)系的圖像，則下列說法錯誤的是（）A．物體的體積是B．物體的密度是C．物體剛浸沒時下表面受到水的壓力是D．物體完全浸沒后與最初時相比，燒杯底部受到水的壓力增大了【答案】D【解析】A．由圖像可知，當h＜4cm時，彈簧測力計示數(shù)為9N不變，此時物體在空氣中，根據(jù)二力平衡條件可知，物體重力G=F=9N由圖像可知，當h＞8cm時，彈簧測力計示數(shù)為5N不變，此時物體浸沒在水中，物體受到的浮力最大，則物體受到的最大浮力F浮=G-F拉=9N-5N=4N物體的體積故A正確，不符合題意；B．物體的密度故B正確，不符合題意；C．物體剛浸沒時上表面受到水的壓力為零，由浮力產(chǎn)生的原因可得，下表面受到水的壓力F向上=F浮+F向下=F浮=4N故C正確，不符合題意；D．物體完全浸沒后與最初時相比，燒杯底部受到水的壓力等于物體受到的浮力，即壓力增大4N，故D錯誤，符合題意?！纠?】水平桌面上放置足夠高的柱形容器如圖甲，容器底部放一個邊長為10cm的均勻?qū)嵭恼襟wM?，F(xiàn)緩慢向容器中注入某液體，M對容器底部的壓力隨注入液體深度h的變化關(guān)系如圖乙。則下列說法正確的是（取g=10N/kg）（）A．M的密度是1.25×103kg/m3B．注入液體的密度是0.7×103kg/m3C．當h=10cm時，M對容器底部的壓力是2ND．當h>10cm時，物體M漂浮【答案】C【解析】A.由圖乙可知，當注入液體深度h=0cm，即還沒有注入液體時，正方體M對容器底部的壓力F壓1=G=12NM的質(zhì)量M的體積V=（0.1m）3=0.001m3正方體M的密度故A錯誤。B.由圖乙可知，當注入液體深度h=5cm，正方體M對容器底部的壓力F壓2=G-F浮=7N此時M受到的浮力F浮=G-F壓2=12N-7N=5NV排=（0.1m）2×0.05m=0.0005m3液體的密度故B錯誤。C.當h=10cm時，排開水的體積V排′=（0.1m）2×0.1m=0.001m3受到的浮力F浮′=ρ液V排′g=1×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=10NM對容器底部的壓力F壓3=G-F浮′=12N-10N=2N故C正確。D.由選項C可知，當物體排開水的體積為0.001m3時，物體完全浸沒，此時浮力小于重力，所以當h>10cm時，物體所受浮力不變，浮力仍小于重力，所以物體處于沉底狀態(tài)，故D錯誤。【例10】如圖所示，將盛有適量水的容器放在水平桌面上，然后把系在彈簧測力計下的鐵塊慢慢地浸入水中（水未溢出），觀察鐵塊從剛開始浸入水中到完全浸在水中的實驗現(xiàn)象，并對一些物理量做出了如下判斷：①鐵塊受到的浮力變大；②彈簧測力計的示數(shù)變??；③桌面受到的壓力變大；④水對容器底部的壓強變大。其中正確的是（）

A．①② B．①②③ C．①②③④ D．①②④【答案】C【解析】①據(jù)題意可知，鐵塊剛開始浸入水中到完全浸沒在水中，鐵塊排開液體的體積越來越大，因此受到的浮力變大，①正確；②由F=G-F浮可知，由于鐵塊受到的浮力變大，所以測力計的示數(shù)變小，②正確；③整個過程中，鐵塊受到的浮力變大，根據(jù)力的作用的相互性，鐵塊會給水向下的壓力，所以容器對桌面的壓力變大，③正確；④鐵塊剛開始浸入水中到完全浸沒在水中，鐵塊排開液體的體積越來越大，水的深度越來越大，由p=ρgh可知，水對容器底的壓強變大，④正確。由上分析可知，①②③④均正確。【例11】把一個質(zhì)量為30克，體積為的物塊輕放入盛滿水的燒杯中，當物塊靜止時，下列說法中正確的是（）A．溢出水的質(zhì)量為30g，水對杯底的壓強不變 B．溢出水的質(zhì)量為30g，水對杯底的壓強變大C．溢出水的質(zhì)量為50g，水對杯底的壓強變大 D．溢出水的質(zhì)量為50g，水對杯底的壓強不變【答案】A【解析】物體的密度所以物塊輕放入盛滿水的燒杯中，將漂?。凰訤浮=G排=G物即m排=m物=30g所以溢出水的質(zhì)量為30g；物塊輕放入盛滿水的燒杯中，物塊漂浮，水深h不變，由p=ρgh可知，水對杯底的壓強不變?！纠?2】如圖所示，水平桌面上有未盛滿水的容器，在彈簧測力計下系一鐵塊慢慢地浸入水中（水不會溢出容器），鐵塊從甲位置到乙位置，以下相關(guān)分析判斷正確的（）

A．鐵塊受到的浮力一直變大 B．彈簧測力計的示數(shù)一直變小C．桌面受到的壓力不變 D．水對容器底部的壓強先變大后不變【答案】D【解析】A．在彈簧測力計下系一鐵塊慢慢地浸入水中（水不會溢出容器）時，它排開水的體積逐漸增大后不變，根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它受到的浮力逐漸增大然后保持不變，故A錯誤；B．根據(jù)F拉=G-F浮可知，彈簧測力計的示數(shù)先減小后不變，故B錯誤；C．鐵塊對水產(chǎn)生的壓力與水對鐵塊的浮力為相互作用力，即二者相等，因此鐵塊對水產(chǎn)生的壓力先變大后不變。根據(jù)桌面受到的壓力F=G燒杯+G水+F鐵對水桌面受到的壓力先增大后不變，故C錯誤；D．燒杯內(nèi)水面先升高后不變，根據(jù)液體壓強公式p=ρ液gh可知，水對容器底部的壓強先變大后不變，故D正確。【例13】如圖甲所示，用彈簧測力計將一不吸水的長方體從裝有水的容器中勻速拉出，圖中長方體的底面積為20cm2，容器的底面積為100cm2，水的密度為1.0×103kg/m3，拉力隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，下列說法錯誤的是（）A．物體的密度為2.5×103kg/m3B．當物體有一半露出水面時，彈簧測力計的示數(shù)為4NC．物體上升的速度為10cm/sD．t=1s時，水對杯底的壓力為26N【答案】C【解析】A．由圖象可知，物體完全露出水面后，繩子的拉力即物體的重力G=5N，未露出水面時，物體受到的拉力F=3N，所以浸沒時物體受到的浮力F浮=G-F=5N-3N=2N物體的體積物體的質(zhì)量所以物體的密度故A正確。B．當物體有一半露出水面時，物體受到的浮力為完全浸沒時受到浮力的一半，即F浮′=1N根據(jù)稱重法可知彈簧測力計的示數(shù)F示數(shù)=G木-F浮′=5N-1N=4N故B正確。C．根據(jù)圖象可得下圖：t=0s時長方體物體沉在杯底，t=2s時長方體物體上表面到達水面，t=3s時長方體物體下表面離開水面；由圖象可以知道，物體露出水面的整個過程用時t′=3s-2s=1s長方體物體的高度此時，因為長方體物體離開水面，水面下降高度為以物體上表面為標準，物體露出水面的整個過程向上移動的距離為所以物體的運動速度故C錯誤。D．物體從杯底到上表面到達水面時運動的距離s′=vt2=8cm/s×2s=16cm則最初水的深度h′=s′+h=16cm+10cm=26cm=0.26m由圖象可以知道，當t=1s時，長方體物體處于浸沒狀態(tài)，水的深度不變，所以水對容器底的壓強p=ρgh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.26m=2.6×103Pa水對容器底的壓力F=pS杯=2.6×103Pa×100×10-4m2=26N故D正確?！纠?4】三個相同容器內(nèi)分別盛滿不同的液體，現(xiàn)將三個完全相同的小球輕輕放入容器中，小球靜止后的狀態(tài)如圖所示，三容器的液面處于同一深度，以下判斷正確的是（）

A．小球在甲中受到浮力最小，在乙中受到浮力最大B．液體對容器底部的壓強關(guān)系是p乙>p甲>p丙C．液體的密度關(guān)系是ρ甲>ρ丙>ρ乙D．小球受到的浮力大小關(guān)系是F乙=F丙>F甲【答案】D【解析】AD．小球在甲中下沉，則浮力小于重力；小球在乙中漂浮，在丙中懸浮，則浮力等于重力，因此浮力的大小關(guān)系為F乙=F丙>F甲即甲的浮力最小，而乙和丙的浮力相等，故A錯誤，D正確。BC．小球在甲中下沉，則ρ甲<ρ小球在乙中漂浮，則ρ乙>ρ小球在丙中懸浮，則ρ丙=ρ那么三者的密度關(guān)系ρ乙>ρ丙>ρ甲根據(jù)液體壓強公式p=ρ液gh可知，容器底部受到液體壓強p乙>p丙>p甲故B、C錯誤?！纠?5】三個相同容器內(nèi)分別盛滿不同的液體，現(xiàn)將三個完全相同的小球輕輕放入容器中，小球靜止后的狀態(tài)如圖所示，小球在液體中的狀態(tài)分別是沉底、漂浮、懸浮。以下判斷正確的是（）A．液體的密度關(guān)系是ρ甲>ρ丙>ρ乙B．液體對容器底部的壓強關(guān)系是p乙>p甲>p丙C．容器對桌面的壓強關(guān)系是p’甲>p’乙>p’丙D．小球受到的浮力大小關(guān)系是F乙=F丙>F甲【答案】D【解析】A．將三個完全相同的小球輕輕放入容器中，小球在甲液體中沉底，則；小球在乙液體中漂浮，則；小球在丙液體中懸浮，則；因此液體的密度關(guān)系是ρ乙＞ρ丙＞ρ甲，故A不符合題意。B．靜止時三個容器的液面恰好相平，即深