浮力大小比较中的受力分析 ——2024-2025学年人教版物理八年级下册

浮力大小比较中的受力分析 一、浮力的大小比较 浮力的大小比较：抓准两个思路→阿基米德原理（F浮=ρ液gV排）及受力分析（沉浮条件）。 密度的大小比较：记好关键点：物体密度越大，在液体中越往下沉（石头在水中下沉）；液体密度越大，会让物体越往上浮（人在死海中漂浮）。 【类型一】同物异液（相同的物体放入不同密度的液体中后静止） 同物异液，越ρ漂液越大 ①判断密度关系： ρ甲<ρ乙<ρ丙（液体密度越大，会让物体越往上浮，控制物体密度相同即可）。 ②判断浮力关系： F浮甲<F 浮乙=F浮丙（对三个状态的物体受力分析：F浮甲<G，F浮乙=G=F浮丙）。 ③判断液体对容器底部压力/压强关系： F液甲<F液乙<F液丙（利用液体压强p=ρgh分析）。 ④判断容器对地面压力/压强关系： F固甲<F固乙<F固丙（整体受力分析，容器中液体重力依次增大）。 ⑤判断乙、丙液体对物体下表面压力/压强关系： F下乙>F下丙（浮力产生原因： F浮=F下－F上）。 【类型二】同液异物（体积相等的物体放入相同的液体中后静止） ①判断密度关系： ρ甲>ρ乙>ρ丙（物体密度越大，在液体中越往下沉）。 ②判断浮力关系： F浮甲=F浮乙>F浮丙（阿基米德原理： F浮=ρ液gV排，根据V排大小进行判断）。 ③判断液体对容器底部压力/压强关系： F液甲=F液乙=F液丙（利用液体压强p=ρgh分析）。 ④判断容器对地面压力/压强关系： F固甲>F固乙=F固丙（对容器受力分析，液体对容器的压力大小一样，但甲中多一个物体对容器的压力，即物体受到的支持力对应的相互作用力）。 二、溢水杯模型 【类型一】溢水杯装满 1.甲→乙 ①物体所受浮力大小：逐渐变大（F浮=ρ液gV排）。 ②水对杯底压力大小：大小不变（F水压=G水+F浮－G排：每个时刻的F浮=G排）。 ③溢水杯对地面压力大小（溢水杯下的电子秤示数）：大小不变（F杯压=G杯+F水压）。 ④小桶中所装水的重力：G桶水=F浮。 2.乙→丙 ①物体所受浮力：大小不变（V排不变）。 ②水对杯底压力大小：大小不变。 ③溢水杯对地而压力大小：先不变后增大（从物体触底开始：F杯压=G杯+F水压+F支）。 【总结】该类型是最基础的模型，在分析过程中，要注意两个关键点： ①物体开始下沉，浮力变大，也会导致水被排走，而两者的力的大小是一样的（F 浮=G排）。 ②物体开始触底，浮力不变，而物体会受到容器的支持力，导致弹簧测力计示数在减小，容器对地面的压力也在增大（物体对容器有向下的压力）。 【类型二】溢水杯未装满 1.甲→乙（液面刚好到达溢水杯杯口） ①物体所受浮力大小：逐渐变大（F浮=ρ液gV排）。 ②水对杯底压力大小：逐渐变大（F水压=G水+F浮）。 ③溢水杯对地面压力大小：逐渐变大（F杯压=G杯+F水压）。 2.乙→丙（物体刚好完全浸没） ①物体所受浮力大小：逐渐变大（F浮=ρ液gV排）。 ②水对杯底压力大小：大小不变（F水压=G水+F浮－G排=G水+F乙浮）。 ③溢水杯对地面压力大小：大小不变。 ④小桶中所装水的重力：G桶水=F丙浮－F乙浮（甲→乙没有水排出，乙→丙开始排水，排开水的重力大小等于乙、丙两个状态下的浮力差）。 【总结】该类型属于进阶版，在计算题、选择题中常考，分析时可以把过程进行拆解： ①物体开始下沉时，会让液面上升，直到到达杯口（乙图），关键状态为乙图，必须找到此时物体受到的浮力、物体下降高度等。 ②从乙状态往后，可以按照上述的【类型一】进行分析。 ③等量关系：F乙浮=G满水－G水。（乙状态下的浮力等于溢水杯装满的水重减去甲状态下原有的水重）。 三、受力分析总结 图 示 液体对底部的压力大小 G水 G水+F浮 G水+F浮 G水+F浮 容器对地面的压力大小 G容+G水 G容+G水+F浮 G容+G水+G物 G容+G水+G物 F浮=G物+F拉 四、真题演练 1.（2024年河南省中考题）10.宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛，展现了我国古人的智慧。图为打捞过程示意图，先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛就被拉起，然后把船划到岸边，解开绳索卸下铁牛， 就可将铁牛拖上岸。 船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为F甲、F乙、F丙，下列判断正确的是（　　） 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 【解析】由图可知，船在图中甲、乙、丙排开水的体积V甲>V乙>V丙，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力F甲>F乙>F丙。 【答案】B 2.（2024年四川省自贡市市中考题）9.（2分）在传统农耕文化中，劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子，下列说法正确的是（　　） A.种子上浮过程中盐水对种子的压强变大 B.漂浮的种子受到的浮力大于自身重力 C.下沉的种子密度比盐水的密度大 D.沉底的种子只受到重力和支持力 【解答】A.种子在上浮过程中所处的深度不断减小，由p＝ρgh可知，种子受到的液体压强也在不断减小，故A错误； B.根据物体浮沉条件可知，漂浮的种子受到的浮力大小等于其自身的重力，故B错误； C.根据物体浮沉条件可知，下沉的种子密度比盐水的密度大，故C正确； D.由物体的浮沉条件可知，沉底的种子受到的重力大小大于浮力，所以沉底的种子除了受重力和浮力的作用，还受容器底对其的支持力，故D错误。 【答案】C 3.（2024年四川省凉山州中考题）7.（2分）如图所示，两个完全相同的小球，分别漂浮在装有一定酒精和水的容器中（ρ水＞ρ酒），小球的质量为6g，体积为10cm3，下列描述正确的是（　　） A.小球的密度为6×103kg/m3 B.小球排开水的质量等于排开酒精的质量 C.用力将图乙的小球向下压的过程中，小球受到的浮力不变 D.将酒精注入乙容器中（不溢出液体），小球浸入液体的体积不变 【解析】A.已知小球的质量为6g，体积为10cm3，由可得＝0.6×103kg/m3，故A错误； B.由图甲和乙可知，小球在水和酒精中处于漂浮，根据浮沉条件F浮＝G球，根据阿基米德原理F浮＝G排，即G排＝G球，两小球完全相同，则小球排开水的质量等于排开酒精的质量，故B正确； C.用力将图乙的小球向下压的过程中，V排变大，由阿基米德原理可知，浮力变大，故C错误； D.将酒精注入乙容器中（不溢出液体），小球的密度仍然小于液体密度，小球仍处于漂浮，浮力大小不变，液体密度变小，小球浸入液体的体积变大，故D错误。 【答案】B 4.（2024年山东省枣庄市中考题）6.我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底，标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中，受到（ ） A.压强增大，浮力增大 B.压强不变，浮力增大 C.压强增大，浮力不变 D.压强不变，浮力不变 【解析】当“奋斗者”号在水下下潜过程中，深度逐渐增大，由p=ρgh知道，所以受的压强逐渐增大；“奋斗者”号在水面以下下潜过程中，“奋斗者”号排开海水的体积和海水密度不变，由F浮＝ρ液gV排知道，下潜过程中所受浮力不变，故C符合题意，ABD不符合题意。 【答案】C 5.（2024年江西省中考题）11.下图是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器，它创造了万米的载人深潜新纪录，标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中，不考虑海水密度及潜水器体积的变化，以下说法正确的是（　　） A.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大 B.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变 C.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变 D.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大 【解析】在万米深海处继续下潜的过程中，根据F浮＝ρ液gV排和p=ρgh可知，“奋斗者”号排开水的体积不变，深度变大，故“奋斗者”号受到海水的浮力不变，压强变大，故A正确，BCD错误。 【答案】A 6.（2024年山东省临沂市初中学业水平考题）19.水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体，两个相同的物块在液体中静止时两液面相平，如图所示。下列选项中的物理量，相等的是（　　） A.两物块底部受到的压力 B.两物块排开液体的质量 C.两液体对烧杯底的压强 D.两烧杯对桌面的压强 【解析】由图可知，物块在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态，浮力等于自身重力，因此两个相同的物块在液体中静止时受到的浮力相等。 A.将两个相同的物块分别放在两烧杯中，两物块受到的浮力相等，都等于物块的重力，浮力是浸在液体中的物体上下表面受到的压力差，即F浮=F下表面－F上表面；物块漂浮是上表面受到的压力为零，悬浮时上表面压力不为零，两物块底部受到的压力不同，故A不符合题意； B.根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于其排开液体的重力，两物体受到的浮力相等，所以排开甲液体的重力等于物块排开乙液体的重力，故B符合题意； B.根据浮沉条件可知，物体漂浮时ρ甲液>ρ物，物体悬浮时ρ乙液=ρ物，所以ρ甲液>ρ乙液，两杯中液面相平，根据p=ρgh可知，烧杯底受到液体的压强p甲液>p乙液，故C不符合题意； D.由图知，甲液体的体积大于乙液体的体积，且甲液体的密度大于乙液体的密度，根据m=ρV知，甲液体的质量大于乙液体的质量，又因为两物块的质量和两烧杯的质量都相同，根据G=mg知，甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力，根据知，甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强，故D不符合题意。 【答案】B 7.（2024年甘肃省兰州市中考题）10.将质量相等的实心物体A、B分别放入装有甲、乙两种不同液体的容器中，已知两液体质量相等，两容器底面积相等但形状不同，A、B两物体静止时的状态如图所示，此时两容器中的液面恰好相平，下列说法中正确的是（　　） A.A物体体积大于B物体体积 B.甲液体密度大于乙液体密度 C.A物体所受浮力小于B物体所受浮力 D.甲、乙两液体对容器底部的压强相等 【解析】由图可知，A在甲中漂浮，A受到的浮力等于A的重力，又根据阿基米德原理A受到的浮力等于A排开甲液体所受的重力，则有 GA=FA浮= G排甲 B在乙中悬浮，B受到的浮力等于B的重力，又根据阿基米德原理B受到的浮力等于B排开乙液体所受的重力，则有 GB=FB浮= G排乙 已知，A与B质量相等，根据G=mg可知，A与B重力相等，所以G排甲=G排乙，甲与乙液体重力相等，若此时两容器中只装有两种液体且液面相平，则甲液体总重力与乙液体总重力相等，即G甲′= G乙′，所以两容器中只装有两种液体且液面相平时，两种液体的总质量相等。又由图可知，甲液体的总体积大于乙液体的总体积，根据可以得到 ρ甲<ρ乙 根据液体压强计算公式p=ρgh可知，在深度相同时，甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强； 由前面分析可知 FA浮=FB浮 ⇒ ρ甲gV排甲=ρ乙gV排乙 已知ρ甲<ρ乙，所以 V排甲<V排乙 由题目信息可知VA>V排甲，VB=V排乙，所以 VA>VB 故A正确，BCD错误。 【答案】A 8.（2024年黑龙江省龙东市初中学业水平考题）9.将两个完全相同的小球，分别放入装有不同液体的甲、乙两个完全相同的烧杯中，小球静止时两烧杯液面相平，如图所示，下列判断正确的是（ ） A.甲烧杯中液体的密度小 B.乙烧杯底部受到液体的压强小 C.甲烧杯中小球受到的浮力大 D.甲、乙两烧杯对桌面的压力相等 【解析】AB.由图可知，小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态，根据浮沉条件可知，ρ甲>ρ球，ρ乙=ρ球，所以ρ甲>ρ乙，小球静止时两烧杯液面相平，根据p=ρgh可知，乙烧杯底部受到液体的压强小，故A错误，B正确； C.小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态，浮力都等于重力，所以浮力相等，故C错误； D.甲液体密度大于乙液体密度，从图中可知，甲液体的体积大于乙液体的体积，根据m=ρV可知，甲液体的质量大于乙液体的质量，烧杯质量相同，小球质量相同，根据 F=G=m总g 可知，甲烧杯对桌面的压力较大，故D错误。 【答案】B 9.（2024年四川省泸州市中考题）11.如图所示，甲、乙两个相同的平底烧杯放在水平桌面上，在两个烧杯中加入适量的清水，乙烧杯水面上漂浮有冰块，两杯水面恰好一样高，下列判断正确的是（　　） A.甲烧杯对桌面的压力等于乙烧杯对桌面的压力 B.甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强 C.乙烧杯中冰块熔化后，水对烧杯底的压力增大 D.乙烧杯中冰块熔化后，水对烧杯底的压强不变 【解析】A.两杯水面一样高，则由液体压强公式p=ρgh可知两杯水对容器底部压强都相等，则由压力公式F=pS可知两杯水对容器底部的压力也相等。烧杯对桌面的压力等于水对容器底部压力和容器的重力之和，因此甲乙烧杯对桌面的压力是相等的，故A正确； B.由于两容器对桌面的压力相等，烧杯的底面积也相同，由压强公式可知甲烧杯对桌面的压强等于乙烧杯对桌面的压强，故B错误； CD.乙烧杯中冰块处于漂浮状态，冰块所受的浮力等于自身受到的重力，也等于冰块排开液体所受的重力，因此当冰块熔化成水后，恰好将冰块排开液体的体积填充，即水的液面高度不变，由此可知水对烧杯底部的压强不变，水对烧杯底部的压力也不变，故C错误，D正确。 【答案】AD 第 3 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $$