假期辅导讲义：10.5 物体的沉与浮-2023-2024学年苏科版物理八年级下册

10.5 物体的沉与浮 姓名：_________________ 日期：_____月______日 等第___________ 《酬乐天扬州初逢席上见赠》 【作者】刘禹锡【朝代】唐 巴山楚水凄凉地，二十三年弃置身。 怀旧空吟闻笛赋，到乡翻似烂柯人。 沉舟侧畔千帆过，病树前头万木春。 今日听君歌一曲，暂凭杯酒长精神。 刘禹锡的这首《酬乐天扬州初逢席上见赠》表现了诗人的坚定信念和乐观精神，同时又暗含哲理，表明新事物必将取代旧事物。其中一句“沉舟侧畔千帆过”中“沉舟”与“千帆”形成强烈对比，为什么有的船会沉？物体的沉浮有什么条件呢？ 今天我们就一起学习初中物理第十章第五节《物体的沉与浮》： 01物体的沉浮条件 物体在液体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。由于浮力与重力大小不同，物体浮沉存在三个过程（上浮、悬浮、下沉），对应三种终态（漂浮、悬浮、沉底）。 物体浮沉条件： （1）F浮＞G，物体上浮；露出液面后，V排逐渐变小，F’浮逐渐变小，当F’浮=G时，最终漂浮； （2）F浮＝G，物体悬浮； （3）F浮＜G，物体下沉；最终沉底，F浮+N=G。 推理：由于 F浮＝G排＝V排ρ液g，G＝mg＝V物ρ物g ⓵当物体上浮时，F浮＞G，即V排ρ液g＞V物ρ物g， 由于物体上浮时：V物≥V排 所以：ρ液＞ρ物 ⓶当物体悬浮时，F浮＝G，即V排ρ液g＝V物ρ物g， 由于物体浸没时：V排＝V物 所以：ρ液＝ρ物 ⓷当物体下沉时，F浮＜G，即V排ρ液g＜V物ρ物g， 由于物体上浮时：V物＝V排 所以：ρ液＜ρ物 结论：通过上面的推理，我们可以用物体密度跟液体密度的大小来描述物体浮沉情况，这也与我们的常识相一致，即密度大的物体更容易下沉。 02沉浮条件的应用 沉浮条件有很多的应用，比如密度计、轮船问题、空气浮力（热气球等）等，下面简要的介绍一下这几种经典的应用： ❀密度计是根据物体漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成，用来测定液体密度的仪器。密度计始终漂浮在液体中，m排一定，ρ液越大，V排就越小，密度计露出液面部分就越大。所以，密度计刻度线越靠下，示数越大，即上小下大。 ❀轮船问题：轮船不是实心的，而是空心的，这是为了增加排开水的体积，所以可以受到较大的浮力。 几个概念 排水量：轮船装满货物时排开水的质量。例如，一艘轮船的排水量是5000t，表示此轮船满载时，货物质量和船身质量之和为5000t，即m排=5000t。 吃水深度：轮船浸入水中的深度。轮船空载和满载时，吃水深度不同。满载时排水量大，所以排开水的体积较大，吃水深度就较大。 ❀空气浮力：像热气球和飞艇等飞行器靠充入密度小于空气密度的气体（如热空气、氢气及氦气等）来工作。 巩固练习： 1、一只实心球恰好能悬浮于酒精中(ρ酒精=0．8×103kg／m3)，把此球浸没于水中，则（ ） A. 一定下沉 B．一定上浮 C．一定悬浮 D. 都有可能 2、“辽宁”号是中国第一艘航母，训练时，当舰载战斗机全部飞离“辽宁”号航空母舰后（   ） A. 航母将沉下一些，所受浮力增大    B. 航母将浮起一些，所受浮力减小 C. 航母将沉下一些，所受浮力减小    D. 航母始终漂浮，所受浮力不变 3、潜水艇在海水里匀速上浮过程中(未露出水面),下面说法中正确的是( ) A 浮力变大,重力小于浮力 B 浮力不变,重力小于浮力 C 浮力不变,重力等于浮力 D 浮力和重力同时变小,但浮力和重力始终相等 4、物理小组制作的潜水艇模型如图所示。通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时，若从胶管吸气，烧瓶将会( ) A.上浮，它受到的浮力增大 B.下沉，它受到的浮力减小 C.下沉，它受到的浮力不变 D.上浮，它受到的浮力不变 5、潜水艇由海面下10米深处潜至20米深处的过程中( ) A.它受到的压强增大,浮力不变 B.它受到的压强增大,浮力都不变 C.它受到的压强浮力都增大 D.它受到的压强不变,浮力减小. 6、船从海里开到河里,它将( ) A.上浮一些 B.下沉一些 C.不变 D.无法判定 7、把重5N,体积为6×10-4m3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是( ) A 物体漂浮,F浮=6N B 物体悬浮,F浮=5N C 物体漂浮,F浮=5N D 物体沉在水底,F浮=6N 8、一艘轮船在河里航行时的排水量是105吨，它受到的浮力为________牛。从河里开到海里，它受到的浮力________（填“变大”、“变小”或“不变”），由于河水密度________海水密度（填“大于”、“小于”、“等于”） ，船从河里开到海里排开液体体积_______（填“变大”、“变小”、“不变”）。 9、一个球重5N,体积是0.6×10-3m3,浸没在水中,则它所受到的浮力大小为_______N,若它能自由运动,则它在水中将_______(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”) 10、潜水艇两侧有______,向水舱中冲水时,潜水艇的重力逐渐_______,当潜水艇的重力等于它排开的水重力(即浮力)时,潜水艇可以_______在水中,当用压缩空气将水舱内的水排出一部分时,潜水艇的重力_______,从而使重力______浮力,而上浮.所以潜水艇是通过改变______________来实现上浮和下沉的. 11、在盛着水的缸中放有一质量为500g的木块,木块浮在水面上静止不动,该木块所受的浮力为_______N,合力为_______.若木块露出水面的体积占总体积的2/5,则它的密度为________kg/m3 12、将一物体挂在弹簧测力计挂钩上,示数为70N,将物体浸没入水中时,测力计示数为68N,则物体在水中受到的浮力是 ，物体的体积是 。 13、质量是50g的物体漂浮在水面上,则它受到的重力是______N, 它受到的浮力是_____N. 14、小明在一枝铅笔的下端粘上一块橡皮泥，将它分别置于甲、乙两杯液体中，观察到铅笔静止时的情形如图所示，则铅笔在甲杯液体中受到的浮力 铅笔在乙杯液体中受到的浮力，甲杯中液体的密度 乙杯中液体的密度。 15、小梅帮妈妈做饭时，把一个质量为100g的土豆放进盛满水的盆里，有90mL水溢出，则此土豆在水中静止后处于什么状态? 16、一艘轮船满载时排开水的质量是2×107kg,船的自重是7×107N,它最多能装多少千克的货物?当它满载时,它浸入水中的体积是多少立方米?.(g=10N/kg) 17、有一个形状不规则的金属块,在空气中用弹簧测力计称得重4N,把它全部浸入水中称重为3.5N,求:(1)金属块受到的浮力;(2)这块金属块的体积;(3)这块金属块的密度. 18、已知水的密度为1.0×103kg/m3，某兴趣小组用一薄壁量杯（杯壁体积忽略不计）制作了一个测量液体密度的简易装置，操作如下： (1)在量杯内装入适量细沙后放人水中，量杯在水中竖直静止时，如图甲所示。此时量杯浸没在水中的体积为______mL； (2)将该装置放入某液体中，静止时如图乙所示，则该液体的密度为____________kg/m3；某同学将一小石子放入量杯，静止时如图丙所示，则小石子质量是______g。 19、甲、乙两位同学分别对“物体的浮沉条件”进行了探究。 （1）甲同学的探究方案 实验器材：弹簧测力计（量程0～5N，分度值0.2N）、天平（带砝码盒）、量筒及水、蜡块（10g左右）。 探究问题：蜡块的上浮条件。 实验过程：①首先测量蜡块的重力：方案一是用弹簧测力计直接测出蜡块的重力；方案二是用天平测出蜡块的质量，再求出重力。 你支持方案    ，理由是     。 ②测量蜡块受到的浮力：量筒中放入适量的水，把蜡块放在水中浮在水面时，测出蜡块排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力。你认为上述操作存在的问题是     。 ③通过比较蜡块的重力和受到的浮力，可知物体上浮的条件。 （2）乙同学的探究方案 实验器材：装有水的大烧杯、蜡块、铁钉（见图）。 探究问题：蜡块的下沉条件。 实验过程：把蜡块浸没在水中，松手后，发现蜡块会上浮直至漂浮在水面。为了使浸没在水中的蜡块会下沉，设计了两种实验方案。 方案一：将一根铁钉全部插入蜡块中，然后将蜡块浸没在水中后松手，发现蜡块沉入水底。 方案二：用同样的铁钉，但只将其部分插入蜡块中，将蜡块浸没在水中后松手，发现蜡块也沉入水底。 ①从物体受力的角度看，在蜡块中插入铁钉是为了改变物体    的大小。 ②能够得到的实验结论是： 。 ③虽然两种方案的实验结果基本一致，但老师认为方案一更科学。你认为老师这样评价的主要理由是     。 参考答案： 1、B；2、B；3、C；4、C；5、A；6、B；7、C；8、1×108；不变；<；变大；9、6；上浮； 10、水舱；变大；悬浮；变小；小于；自重；11、5；0；0.6×103；12、2；2×10-4；13、0.5；0.5；14、=；<；15、下沉；16、1.3×107kg；2×104m3；17、0.5N；0.5×10-4 m3； 8×103kg/m3；18、20；0. 8×103kg/m3；12；19、二；蜡块重力小于测力计分度值；蜡块未浸没；重力；未控制体积相同； 1 学科网（北京）股份有限公司 $$