第一章 沉浮条件和计算 同步讲义--—2022-2023学年浙教版科学八年级上册

初二科学 沉浮条件和浮力计算 第一节 沉浮条件 知识梳理： 一、物体的沉浮条件 【思考1】：在日常生活中,哪些物体是浮在水上,那些是沉在水中的,你能举些例子吗? 答：木头、塑料、船…… 1．前提条件：物体 浸没 在液体中，且只受 重力 和 浮力 作用。 2．情况分析： 【思考2】：试推导可以用物体密度和液体密度大小关系来判断物体沉浮状态 答：例如下沉——物体完全浸没，只受重力和浮力 F浮<G 即ρ液gV排<ρ物gV物 ， 完全浸没时，V排=V物 故ρ液<ρ物 【思考3】：对于质量分布不均匀的物体，该怎样判断沉浮状态？ 答：可用总质量与总体积，求出平均密度，比较物体平均密度与液体密度大小，来判断物体状态 二、物体浮沉的应用 1．轮船 ①把密度大于水的钢铁采用“空心”的办法，增大体积，使它排开更多的水，达到增大浮力，最终使 F浮=G船 ，浮在水面。 ②在河里和海里都漂浮在水面，因而所受浮力 相同 ，都等于 轮船自身的重力 。根据阿基米德定理可知，它在海水里比在河水里浸入的体积 小 。 2．密度计 可以直接测量 液体 密度的仪器，利用物体 漂浮 在液面上时浮力 等于 重力的原理制成的。 【注意】 ①密度计的下端装有铅丸或水银；密度计上所标的数值是纯数，这个纯数代表被测液体的密度与水的密度的比值。 ②刻度特点：上 小 下 大 ，上 疏 下 密 。 【思考】：密度计的刻度为什么越往上值越小？ 答：密度计始终漂浮，浮力等于重力，根据阿基米德定理可知，浮力一定时，液体密度越小，排开液体的体积越大。 3．潜水艇 潜水艇的上浮、下沉和悬浮，靠改变 自身的重力来实现 （但它的 体积 不发生改变）；而潜水艇自身重力的改变取决于水舱内充水或放水的多少。 【思考】：由潜水艇，你想到了什么动物？ 答：鱼是靠改变自身体积，从而改变浮力，来实现浮沉的。 4．气球和飞艇 ①采用充密度比空气 小 的气体（氢气、氦气、热空气）的办法，使它受到的浮力 大于 重力而升空。升空时ρ平均 < ρ空气。 ②用改变自身的体积，实现沉浮。如减小体积,则有F浮 < G球下降。 ③气球不能无限制地升入高空，当F浮=G球时，气球 悬浮 ，实际上在没有达到悬浮时，就会因其内部气压大于外部气压而破裂。 例题分析： 例一 沉浮条件 【例题1】在研究物体的浮沉条件实验中，将鸡蛋放入装有水的玻璃杯中后沉入水底。为了使鸡蛋上浮，可采用的措施是向杯中加入适量的（ ） A．热水 B．酒精 C．食盐 D．冷水 【答案】C 【例题2】如图所示，体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况，此时甲、乙、丙三个物体所受的浮力分别为F甲、 F乙、 F丙，则下面关系正确的是（ ） A．F甲> F乙> F丙 B．F甲 < F乙 <F丙 C．F甲= F乙 > F丙 D．F甲= F乙= F丙 【答案】D 【例题3】木头、小鱼、石块、海螺在水中的位置如图所示，分析它们所受的浮力，错误的是（ ） A．木头受到的浮力等于它受到的重力 B．小鱼受到的浮力等于它排开的水受到的重力 C．石块受到的浮力等于它受到的重力 D．海螺受到的浮力等于水对它的压力差 【答案】C 【变式1】有一不吸水木球，其质量为l0g，体积为20cm3，先把它轻轻放入盛满水的溢水杯中。当木球球静止时，溢出水的质量为l0g；把它取出擦干，再轻轻放入盛满煤油的溢水杯中，当木球静止时，溢出煤油的质量是(煤油的密度是0.8g/cm3)（ ） A．5g B．8g C．l0g D．16g 【答案】C 【变式2】在两个相同的薄壁塑料瓶（质量忽略不计）内分别装入体积相等、密度为ρ甲和ρ乙的两种液体后密封，再把它们放入两个装有水的容器中，处于如图所示状态。下列判断正确的是（ ） A．ρ甲>ρ乙 B．ρ甲=ρ乙 C．ρ甲<ρ乙 D．无法判断 【答案】A 【变式3】在一支平底试管内装入适量铁砂，然后先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里，如图所示。下列说法正确的是（