第十九讲 物体的浮与沉-【寒假自学课】2024年八年级物理寒假提升学与练（苏科版）

第十九讲 物体的浮与沉（预习篇）（原卷版） 目录 新知导航：熟悉课程内容、掌握知识脉络 基础知识：知识点全面梳理，掌握必备 小试牛刀：基础题+中等难度题，合理应用 一、决定物体浮沉的因素 1.浸没在液体中的物体受力分析 受力分析：浸没液体的物体受到自身的重力和向上的浮力。 提醒：在分析物体浮沉时，物体所受浮力是指物体完全浸没时所受的浮力。 2.物体的浮沉 分析：（1）物体所受浮力等于物体的重力，物体保持静止，即停留在液体中任意位置，即悬浮，如图甲所示。 （2）物体所受浮力大于物体的重力，物体将由静止变为向上运动，即上浮，如图乙所示。 （3）物体所受浮力小于物体的重力，物体将由静止变为向下运动，即下沉，如图丙所示。 甲 乙 丙 归纳总结： 物体的浮沉决定于物体完全浸没时所受浮力与重力的大小关系。 二、物体的浮沉条件 1.物体的浮沉条件 条件： （1）F浮＞G物，物体上浮； （2）F浮＝G物，物体悬浮； （3）F浮＜G物，物体下沉。 分析：（1）上浮的物体，在未露出液面之前，物体所受的浮力不变，如图b所示。物体开始露出液面，物体所受的浮力会减小，如图c所示，当物体所受的浮力减小到与其重力相等时，物体不再上浮，如图d所示，此时物体处于漂浮。 （2）下沉的物体，在下沉过程中浮力不变，直至其与容器底部接触，受到容器向上的支持力，物体重力等于物体所受浮力与底部支持力的和，此时物体处于沉底。 2.根据物质密度与液体密度关系判断浮沉 比较：由阿基米德原理可知：F浮 =ρ液V排液g，由重力和密度公式可得：G物=ρ物V物g。 分析：当物体完全浸没在液体中，V排液 =V物，而g为常量，由此可知：对于实心物体的浮沉，可直接比较组成物质的密度与液体密度的大小关系。 结论： （1）ρ液＞ρ物，物体上浮，最终漂浮； （2）ρ液＝ρ物，物体悬浮； （3）ρ液＜ρ物，物体下沉，最终沉底。 二、改变物体浮沉的方法 1.物体重力不变，改变物体所受的浮力 方法： 根据F浮＝ρ液V排液g可知，改变物体所受浮力的方法： （1）改变物体排开液体的体积； （2）改变液体的密度。 应用：（1）钢铁制成的轮船能够漂浮在水面，是将轮船做成空心，增大轮船排开水的体积； （2）农业生产中利用密度适宜的盐水，将种子倒入盐水种，颗粒不饱满的种子重力较小，它受到的浮力大于它的重力，这些种子就上浮，最终漂浮。颗粒饱满的重力大于它受到的浮力而下沉，从而选出颗粒饱满度种子。 2.物体所受的浮力，改变物体重力 方法： 保持物体排开液体（或气体）的体积不变，即保持浮力不变，改变物体的配重，改变物体的浮沉。 应用：（1）潜水艇通过改变自重改变物体的浮沉。潜水艇潜入水中，它排开的液体体积不变，即潜水艇所受的浮力不变，潜水艇设有水舱，当潜水艇要下沉时，向水舱中注水，使浮力小于重力，实现下沉。当潜水艇要上浮时，将水舱中水排出一部分，使浮力大于重力，实现上浮。 （2）孔明灯通过改变自身重力实现上浮。孔明灯排开空气的体积不变，点燃下方蜡烛加热上方密闭在孔明灯内的空气，空气热胀冷缩将部分空气排出孔明灯，使孔明灯的重力减小，当浮力大于重力时，孔明灯就上浮。 归纳总结： 改变物体浮沉的实质就是改变浮力与重力的大小关系。 例题：综合实践活动课上，小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。 制作时，小明先将吸管两端剪平，铁丝密绕成小团后塞入吸管一端，再用石蜡将该端口堵住密封；接着，将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态（图甲），用笔在吸管上标记此时水面位置O；取出吸管，量出O点至封口端的距离H，通过分析与计算，在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的位置并标上密度值。 使用时，将密度计静置于待测液体中，读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。 （1）O位置处的刻度值为 　 　g/cm3； （2）吸管漂浮在其他液体中时（图乙），液面下方的深度h＝　 　（用ρ水、ρ液、H表示）； （3）管壁上标注的4个刻度值，相邻两刻度值之间的距离 　 　（相等/不相等）； （4）小明突发奇想，将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出，缠绕到底部外侧，其它没有变化（图丙），他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度，测量结果 　 　（偏大/偏小/无变化）； （5）若增加塞入吸管中铁丝的质量，则制作的密度计精确程度将 　 　。 点拨：（1）O位置处的刻度值为水的密度； （2）根据物体在液体中的沉浮条件和阿基米德原理分析