《第十章 第3节 物体的浮沉条件及应用》知识点详解-2023-2024学年人教版物理八年级下学期

《第十章 第3节 物体的浮沉条件及应用》知识点详解 一、物体浮沉条件 二、浮沉条件应用 1.轮船（船的平均密度<水） ①轮船：能够 漂浮 在水面上，是因为轮船做成 空心 的，增大了V排。 ②排水量m排：轮船 满载 时排开水的 质量 （排水量1×104t：船身+满载货物总质量为 1×104t ） ③轮船从河入海，ρ液变大，F浮 不变 ，V排 变小 ，船身 上浮一些 。 ④航母上飞机起飞后（卸货），G船 变小 ，F浮 变小 ，船身 上浮 。 2.潜水艇 ①工作原理：通过改变自身的 重力 来实现浮沉——通过水舱的吸水和排水。 ②浮沉条件： ③充排水： ④V排和F浮的变化： a.潜水艇在水中下潜时：V排 不变 ，F浮 不变 。 b.潜水艇上浮出水的过程中：V排 不变 ，F浮 不变 。 c.潜水艇在水面下，从河潜行入海（ρ液变大）：F浮 变大 。 浸没：V排不变 （此时，想继续保持悬浮，需要增大G艇总，使G艇总=F浮） 3.浮沉子 与潜水艇原理相同： ①捏紧大瓶，将水压入小瓶中，G小瓶 变大 → G小瓶>F浮，小瓶下沉。 ②松开大瓶，小瓶中被压缩的空气把水压出来，G小瓶 变小 → G小瓶<F浮，小瓶上浮。 ③用恰当力度挤压大瓶，当G小瓶=F浮时，小瓶悬浮。 4.热气球 热气球和飞艇：充入 密度比空气小 的热空气/氢气来实现升空，使 F浮>G 。 F浮、G的大小关系ρ空气、ρ气球大小关系（浸没在空气中：V排=V气球） 5.密度计 ①漂浮：F浮甲=F浮乙=G（同一密度计：G相同） ②F浮=ρ液gV排 F浮相同，ρ液越大，V排越小 ∴ ρ甲<ρ乙 ③图像： ④刻度特点： 上小下大 、 上疏下密 （不均匀） ⑤理论分析： G=F浮=ρ液gV排=ρ液gSh浸 ⟹ ⟹ 一定时，h浸 与ρ液 成反比 ∴ 刻度不均匀（一次函数时，刻度均匀，如弹簧测力计；由反比例函数图像也可知刻度不均匀） 三、物体浮沉相关问题分析 1.由浮沉条件判断浮沉状态 ①比较物重G与物体所受浮力F浮的大小关系： 例1.用手将一重为5N的物体全部压入水中，排开水的重为8N，此时物体受到的浮力为_______N；放手后物体将_______，物体从开始露出水面到静止在水中的过程中，所受浮力逐渐________，最终物体静止时所受的浮力为_______N。 解析：（1）根据阿基米德原理：F浮=G排=8N （2）由于F浮=8N，G=5N，F浮>G，∴ 上浮 （3）露出水面，V排开始变小，F浮=ρ液gV排变小 （4）上浮的最终状态→漂浮→静止→受力平衡→F浮=G=5N 答案：8；上浮；减小；5。 例2.在探究物体的浮沉条件时，小明将一物块A轻轻放入盛满水的烧杯中，A静止后，有72g的水溢出；再将其轻轻放入盛满酒精的烧杯中，A静止后，有64g的酒精溢出。A在水中静止时，受到的浮力为______N，A的体积为_______cm3，A的密度为_______g/cm3。（ρ水=1.0g/cm3，ρ酒精=0.8g/cm3，g取9.8N/kg） 解析：（1）根据阿基米德原理，A在水中静止时受到的浮力：F浮=G排=m排g=72×10-3kg×10N/kg=0.72N （2）A在酒精中所受到的浮力：F浮′=G排′=m排′g=64×10-3kg×10N/kg=0.64N<0.72N 物块A在水中和酒精中不可能都漂浮，漂浮时F浮=G，G不变，则F浮也应相同 ∴ 物块A在水和酒精中“一漂浮一浸没”或“都浸没” 由于ρ水>ρ酒精，则物块A在酒精中一定浸没 故： （3）物块A排开水的体积： 故物块A在水中漂浮，此时GA=F浮=0.72N 则： 物块A的密度： 答案：0.72；80；0.9。 ②比较物体密度ρ物与液体密度ρ液的大小关系：（用此方法时，要注意物体是否空心！） 例3.小红洗水果时，发现有的水果浮于水面，有的悬浮或 沉底。她测得一个苹果和一个梨的密度分别为0.9g/cm3、1.1g/cm3，将它们浸没有水中后放手，苹果最终________，梨最终________。 解析：ρ苹果=0.9g/cm3<ρ水=1.0 g/cm3，漂浮；ρ梨=1.1g/cm3>ρ水=1.0 g/cm3，沉底。 答案：漂浮；沉底。 例4.一个实心小球重4.5N，体积为5×10-4m3。先将小球轻放入水中，小球静止时受到的浮力F1=_______N；再将小球轻放入酒精中，小球静止时受到的浮力F2=_______N。 解析：小球的质量： 小球的密度： 而ρ球<ρ水=1.0×103kg/m3，小球在水中漂浮，浮力：F1=G球=4.5N ρ球>ρ酒精=0.8×103kg/m3，小球在酒精中沉底。浮力： F2=ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=4N 答案：