2025年湖北省中考物理一轮复习第10讲　浮力 第2课时　物体的浮沉条件及应用课件

2025年湖北省中考物理 一轮复习 第2课时 物体的浮沉条件及应用 【版本导航】人教：八下P57～P60　北师大：八下P80～P84 考点1：物体的浮沉条件 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G F浮＋FN＝G ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 V排 V物 ρ液 ρ物 V排 V物 ρ液 ρ物 V排 物 处于动态(运动状态不断改变)，受非平衡力作用 可以停留在液体任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态 处于静态，受平衡力作用 ＞ ＜ ＝ ＝ ＞ ＜ ＝ ＝ ＞ ＜ ＜ ＝ 考点2：浮力的应用 轮船 原理 漂浮在液体的表面上，受到的浮力 重力(将密度大于水的材料做成空心) 排水量 轮船的大小用 表示，是指轮船按照设计要求满载货物时排开水的 0 潜水艇 因浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变，所以潜水艇受到的浮力 ，潜水艇的上浮和下沉全靠改变 0 (通过水舱充水或排水改变自身重力) 气球和飞艇 通过充入密度 空气的气体而飘在空中 等于 排水量 质量 不变 自身 的重力 小于 密 度 计 原理 根据物体的 及阿基米德原理制成(用来测定液体密度的仪器) 特点 浸入液体的体积越小，说明 0 注意 密度计的刻度分布不均匀，上疏下密，上面刻度值小，下面刻度值大 盐水 选种 当ρ种＜ρ盐水时，种子 ；当ρ种＞ρ盐水时，种子 0 漂浮条件 液体的密度越大 上浮 下沉 1．(北师大八下P83作业T2改编)孔明灯相传是由三国时期蜀汉丞相诸葛亮发明的。点燃孔明灯加热灯内空气，灯罩内的气体被加热，密度变 ，使灯自重 于浮力时就会上升。孔明灯不能一直上升的原因是高度增加气体变稀薄，受到的浮力 。 小 小 变小 2．(人教八下P57图10.3－2改编)如图，质量为55 g的新鲜鸡蛋在水中下沉。陆续向水中加盐并轻轻搅拌，最后鸡蛋悬浮在水中，则此时鸡蛋受到的浮力是 N。若鸡蛋的体积是50 cm3，则盐水的密度是 kg/m3。 (g取10 N/kg) 0.55 1.1×103 3.(人教八下P59图10.3－6改编)潜水艇(如图)对保卫我国的南海起着重要的作用。当潜水艇由江里经过入海口潜行到海里时，若潜水艇在海水中处于悬浮状态，其所受浮力将 ，其所受重力将 ；当该潜水艇浮出海面，其所受到的浮力将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 变大 变大 变小 重难点1：浮沉条件的相关判断 浮沉 条件 判断 方法 比较G物与F浮的合力  比较ρ物与ρ液的大小 合力向上 合力向下 合力为0 ρ物＞ρ液 ρ物＜ρ液 ρ物＝ρ液 上浮 下沉 漂浮或悬浮 下沉 上浮 悬浮 　　 将一个实心小铅球轻轻放入水中，铅球最终将( ) A．漂浮在水面上　　　B．悬浮在水中 C．沉在水底　　　　　D．无法判断 【思路点拨】因为ρ铅＞ρ水，所以G物＞F浮。 C 　　 某实心小球的质量是200 g，体积是300 cm3，把它浸没在水中，放手后小球将会( ) A．沉入水底　　　　B．上浮至漂浮 C．悬浮水中　　　　D．无法判断 【思路点拨】先计算出ρ球，再比较ρ球与ρ水。 B 重难点2：浮沉条件的相关计算 1.一般物体利用平衡法计算浮沉条件 2.漂浮体利用F浮＝G物计算浮力 密度计、轮船、木块等物体始终漂浮在水面上，都属于漂浮体。漂浮体漂浮在不同液体中，所受浮力等于自身的重力，且物体在密度大的液体中浸入的体积小。 3．浮沉条件计算中的临界问题： (1)临界问题的关键词：“恰好”“刚好”“最大”“最少”； (2)刚好漂浮：V排＜V物，F浮＝G物； (3)刚好悬浮：①漂浮到悬浮：V排＝V物，②沉底到悬浮：F浮＝G物＝G排； (4)刚好沉底：V排＝V物，F浮＝G排＜G物。 　 ★(2024•达州)如图所示，一重为20 N的正方体木块静止在盛水的薄壁柱形容器中，已知容器底面积S＝200 cm2，则木块下底面受到水的压力为 N，木块放入容器前后水对容器底部的压强变化量为 Pa。 【思路点拨】木块上表面受到水的压力为0，故下表面受到压力等于受到的浮力，又由物体漂浮推出要求的浮力，可用Δp＝ρ液gΔh来求压强变化量，其中Δh为V排与S底的比，而V排用F浮＝ρ液gV排的变形公式求得。 20 1 000 ★如图所示为我国某新型战略核潜艇，它在海面航行时排水量为8×106 kg，它排开海水的体积是 m3。当向潜艇充入2×106 kg海水后潜艇悬浮在100 m深的海水中，此时潜艇受到的浮力是 N，潜艇下潜过程中受到海水的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ海水＝1×103 kg/m3，g＝10 N/kg) 【思路点拨】排水量即排开水的质量，向潜水艇充海水相当于增加了潜艇自身的重，下潜过程中所处深度不断增加，故压强变化由p＝ρgh可判断。 8×103 1×108 变大 ★把一金属块浸没在盛满水的杯中，从杯中溢出20 g水；若将该金属块浸没在盛满酒精的杯中(ρ水＝1.0 g/cm3, ρ酒精＝0.8 g/cm3)，从杯中溢出的酒精的质量( ) A．一定是16 g　　　B．可能是16 g C．一定是20 g　　　D．可能是20 g 【思路点拨】此金属块放在水中或酒精中，排开的体积不变，再根据密度算质量。　 A (2024•连云港)质量为2 kg的物体放置在水平桌面上，底面积为2×10－2 m2，体积为3×10－3 m3。(g＝10 N/kg) (1)求该物体对桌面的压力为 N； (2)求该物体对桌面的压强为 Pa； (3)该物体浸没在水中释放后，求静止时受到的浮力。 【思路点拨】物体浸没释放后，要先判断静止时的沉浮状态，再计算在此状态下的浮力。 20 1×103 解：当物体浸没在水中时，受到的浮力： F浮＝ρ液gV排 ＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10－3 m3 ＝30 N， 因为F浮＞G， 所以物体静止时处于漂浮状态：F′浮＝G＝20 N。 命题点1：浮沉条件的判断与应用 1．(2023•恩施州6题2分)我国古代曾发明过用作军事信号的“孔明灯”，如图所示，由竹篾、纸、木碟等材料制成，点燃碟内的松脂，可以升空，主要原因是( ) A．加热使灯笼体积变小 B．加热使灯笼总重减轻 C．火焰对灯笼产生推力 D．松脂燃烧时受地磁力 B 2．★(2023•黄冈、孝感、咸宁8题3分)课上，老师将整个橙子放入水中，漂浮在水面上，如图甲。将其切成大小两块，再次投入水中，发现大块仍漂浮，小块缓慢沉入水底，如图乙。下列说法正确的是( ) A．整个橙子的密度等于水的密度 B．大块橙子受到的浮力大于其重力 C．小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小 D．两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力 D 命题点2：浮沉条件相关的计算 3．★(2022•荆门7题2分)如图甲所示，水平放置的容器中装有密度为0.8×103 kg/m3的某种液体，体积为9.6×10－3 m3的长方体漂浮在液体中，排开液体的体积为6.0×10－3 m3。如图乙所示，对长方体施加竖直向下的外力，使其上表面刚好浸没在液体中并保持静止状态，则( ) A．长方体的密度为0.625×103 kg/m3 B．长方体的重力为60 N C．刚好浸没时长方体所受的浮力为36 N D．刚好浸没时长方体所受的外力为28.8 N D 4．(2023•宜昌32题2分)重为0.5 N的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中，鸡蛋受到的浮力是 N，若再往玻璃杯中加盐，鸡蛋受到的浮力将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。 0.5 不变 5．★(2023•荆州24题2分)如图甲所示的密闭容器，壁厚忽略不计。其底部是边长为5 cm的正方形，容器中装有高度为8 cm的水，此时水对容器底的压强为 Pa。将容器倒置并使其在水中竖直漂浮，如图乙所示，容器内外水面的高度差为2 cm，该容器的质量为 g。(水的密度为1.0×103 kg/m3， g取10 N/kg) 800 50 6．(2022•黄石22题8分)兴趣小组用厚壁容器(内有空腔)、轻软管制成潜水艇模型，开始下水试验：先把模型内空腔充满水，沉入水底，如图①；通过进气管打气，排出空腔内一半的水，模型上升至悬浮状态，如图②；再继续打气，排出空腔内所有存水，模型上升至水面漂浮，如图③，露出水面的体积为整个模型总体积的 。若不计进气管和排水孔的体积，整个模型的总体积为3×10－3 m3；全过程忽略水封空气的体积随压强的变化，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。 (1)模型的总重力G为 N； (2)模型内部空腔的容积V为 m3； (3)模型沉在水底时，受到底面的支持力为 N； (4)请描绘出在缓慢打气过程中，模型露出水面的体积V1与空腔内的气体体积V2之间的关系图象，并列式说明。 20 2.0×10－3 10 (2分) (2分) (2分) 解：当空腔内充入气体体积V2增大时，模型的总重力减小，当重力小于浮力时，即V2＞1×10－3 m3时，模型上浮，直至露出水面；当空腔内充入气体体积V2继续增大时，模型露出水面的体积V1增大，一直到V2＝2×10－3 m3时露出水面的体积V1达到 1×10－3 m3，即G＋ρ水g(V－V2)＝ρ水g(V物－V1)，(1分) 根据表达式知，V1－V2是一次函数关系，其V1－V2图象如图所示：(1分) 7．(2022•襄阳31题6分节选)一底面积为 8 cm2的容器放置在水平地面上(如图甲所示)，内放有一创意“潜艇”模型。“潜艇”是由高 20 cm、底部嵌有金属块的塑料制成的柱体(ρ塑料＝0.8×103 kg/m3)。缓慢向图甲所示容器中注水到一定深度时“潜艇”会漂浮，继续注水到 24 cm时停止，注水质量m与容器中水的深度h的m－h关系图象如图乙所示。当把“潜艇”水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮(如图丙所示)，测得“潜艇”剩余部分的质量为 0.05 kg。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) (1)图丙中“潜艇”剩余部分悬浮于水中时受到的浮力为 N；由图乙分析可知，当注水深度为 cm时，“潜艇”对容器底部压力刚好为0； (2)“潜艇”水平切掉的高度Δh以及图乙中m1的值各为多少？ 0.5 18 (2分) (2)“潜艇”水平切掉的高度Δh以及图乙中m1的值各为多少？ 解：当注入水深度h＝18 cm＝0.18 m时，“潜艇”恰好处于漂浮状态，由浮漂条件有： F浮＝G总＝G切＋G剩，即ρ水gS潜×0.18 m＝ρ塑gS潜×Δh＋m剩g ①，(1分) 当把“潜艇”水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮时， F浮′＝G剩′，即ρ水gS潜(0.2 m－Δh)＝m剩g ②，(1分) 联立①②解得：Δh＝0.1 m＝10 cm，S潜＝5×10－4 m2＝5 cm2， “潜艇”恰好处于漂浮状态时注入水的体积： V1＝(S容－S潜)h1＝(8 cm2－5 cm2)×18 cm＝54 cm3，(1分) 此过程中注水的质量：m1＝ρ水V1＝1.0 g/cm3×54 cm3＝54 g。(1分) $$