9.4 物体的浮与沉（课件）2024-2025学年沪科版物理八年级全一册

第九章　浮力 第四节　物体的浮与沉 第1课时　物体的浮沉条件 1 知识点一　浮沉条件1：G物与F浮的关系 1. 小明在“探究怎样使物体上浮或下沉”的活动中，将乒乓球和橡皮浸 没在水中，松手后，乒乓球上浮，橡皮下沉。关于乒乓球上浮的原因， 下列说法正确的是(　D　) A. 它的质量比橡皮的小 B. 它的体积比橡皮的大 C. 它在水中受到的浮力比橡皮的大 D. 它在水中受到的浮力比它受到的重力大 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2. 小静煮饺子时发现，当饺子刚刚下锅时会沉在水底，此时饺子所受的 浮力 　小于　重力；在水中煮一会儿，饺子就会浮在水面上，此时饺子 所受的浮力 　等于　重力。(均填“大于”“等于”或“小于”) 小于　 等于　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3. 小明同学把一个体积为64 cm3的苹果放入水中，苹果在水中处于悬浮 状态，则苹果所受的浮力为 　0.64　N。小明从水中取出苹果，分成一 个大块和一个小块，如图所示，再将小块放入水中，发现小块沉入水底，据此现象可以推断：若将大块浸没在水中，松手后大块将会 　 上(填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) 0.64　 上浮 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 知识点二　浮沉条件2：ρ物与ρ液的关系 4. 如图所示，将同一个小球分别放入甲、乙、丙三种不同的液体中，静 止时小球在甲液体中漂浮、在乙液体中悬浮、在丙液体中下沉到底部。 如果用ρ甲、ρ乙、ρ丙分别表示三种液体的密度，则下列关于三种液体密度 大小关系的说法正确的是(　C　) A. ρ甲＞ρ乙＝ρ丙 B. ρ甲＝ρ乙＞ρ丙 C. ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 D. ρ甲＜ρ乙＜ρ丙 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5. 如图所示，把一个马铃薯放入浓盐水中，马铃薯处于漂浮状态。若将 水面以上的部分切去，则剩下部分的马铃薯将会(　A　) A. 漂浮 B. 悬浮 C. 下沉 D. 不能判断 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6. 俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中可以漂浮，李子投入水中 会下沉，如图所示。漂浮的西瓜受到的浮力 　等于　西瓜受到的重力， 西瓜的密度 　小于　李子的密度。(均填“大于”“等于”或“小于”) 等于　 小于　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7. 将重为18 N、体积为2×10－3 m3的实心物体投入装有适量水的烧杯 中，当物体静止时，物体处于 　漂浮　(填“漂浮”“悬浮”或“沉底”) 状态，此时物体所受的浮力为 　18　N；若将该物体投入酒精中，该物 体将 　下沉　(填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(ρ水＝1.0×103 kg/m3， ρ酒精＝0.8×103 kg/m3，g取10 N/kg) 漂浮　 18　 下沉　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8. 将体积相同的甲、乙两实心球放入装有水的烧杯中，甲、乙两球所受 的重力和排开的水所受的重力见表格，则两球静止在水中的情形可能是 图中的(　C　) 实心球 实心球所受 的重力/N 排开的水所 受的重力/N 甲 2 2 乙 3 2 C A B C D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9. 如图所示，已知鸡蛋的质量为55 g、体积为50 cm3。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里，鸡蛋沉入杯底，如图甲所示；逐渐将食盐溶解在水中，鸡蛋恰好悬浮，如图乙所示；继续溶解食盐，最终鸡蛋漂浮，如图丙所示。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。下列说法正确的是(　B　) B A. 图甲中鸡蛋所受的浮力为0.55 N B. 图乙中盐水的密度为1.1×103 kg/m3 C. 图丙中鸡蛋所受的浮力大于重力 D. 三种状态下浮力的大小关系为F甲＜F乙＜F丙 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10. 如图所示，把质量为120 g的小球放入盛满水的溢水杯中，溢出90 g 的水，小球受到的浮力为 　0.9　N，小球静止时将 　沉底　(填“漂 浮”“悬浮”或“沉底”)。(g取10 N/kg) 0.9　 沉底　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11. 如图所示，水平桌面上两个相同的烧杯中分别盛有体积相同的甲、乙 两种液体。将两块相同的橡皮泥捏成小船和小球分别轻轻放入甲液体和 乙液体中，静止时两液面等高。此时小船受到的浮力 　＞　小球受到的 浮力，甲、乙两液体密度的大小关系是ρ甲 　＞　ρ乙。(均填“＞”“＝” 或“＜”) ＞　 ＞　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12. 如图甲所示，将一正方体木块放入盛水的容器中，待其静止漂浮在 水面后，木块体积的浸入水中，此时木块排开的水重为6 N。(ρ水＝ 1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) (1)木块所受的浮力是多少？ 答：(1)6 N； 答：(1)6 N； 解：(1)木块处于漂浮状态，则木块所受的浮力F浮＝G排＝6 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2)木块的密度是多少？ 答：(2)0.75×103 kg/m3 解：(2)木块处于漂浮状态，则有F浮＝G，即ρ水gV＝ρ木gV， ρ木＝×1.0×103 kg/m3＝0.75×103 kg/m3。 答：(2)0.75×103 kg/m3 解：(2)木块处于漂浮状态，则有F浮＝G，即ρ水gV＝ρ木gV， ρ木＝×1.0×103 kg/m3＝0.75×103 kg/m3。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3)如图乙所示，为使木块刚好全部浸入水中，需在木块上竖直向下施加 的压力F是多少？ 答：(3)2 N。 答：(3)2 N。 解： (3)由F浮＝ρ液gV排可得，题图甲中木块排开水的体积 V排＝＝＝6×10－4 m3， 木块的体积V＝V排＝×6×10－4 m3＝8×10－4 m3， 木块浸没在水中时，受到的浮力F浮'＝ρ液gV排'＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8×10－4 m3＝8 N， 需要对木块施加的竖直向下的压力F＝F浮'－G＝8 N－6 N＝2 N。 解： (3)由F浮＝ρ液gV排可得，题图甲中木块排开水的体积 V排＝＝＝6×10－4 m3， 木块的体积V＝V排＝×6×10－4 m3＝8×10－4 m3， 木块浸没在水中时，受到的浮力F浮'＝ρ液gV排'＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8×10－4 m3＝8 N， 需要对木块施加的竖直向下的压力F＝F浮'－G＝8 N－6 N＝2 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13. 下图是南极海洋中冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块 淡水冰。据科学分析，全球气候变暖会导致冰山熔化，海平面升高。下 列判断正确的是(　C　) A. 冰山所受的浮力一定大于它所受的重力 B. 冰山所受的重力小于它排开水所受的重力 C. 冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上 D. 冰山熔化一部分后排开水的体积不变 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第九章　浮力 第四节　物体的浮与沉 第2课时　浮沉条件的应用 17 知识点一　密度计 1. (2024·福州仓山区期末)取一根木棒，在它的一端缠绕一些铜丝就做成 了一个简易密度计，将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中， 它竖直立在液体中的情形如图所示。密度计在甲、乙两个烧杯中所受的 浮力分别为F甲和F乙，两个烧杯中液体的密度分别为ρ甲和ρ乙，则(　C　) A. F甲＞F乙 B. F甲＜F乙 C. ρ甲＞ρ乙 D. ρ甲＜ρ乙 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2. 有两根完全相同且粗细均匀的木棒，两名同学分别在木棒一端缠绕质 量不同的细铜丝制成A、B两支简易密度计，把它们放入同一个盛有水的 容器中，静止后的情景如图所示。下列说法正确的是(　B　) A. 密度计A所受的浮力比重力小 B. 密度计A所受的重力比密度计B所受的重力大 C. 两密度计所受的浮力相等 D. 两密度计在水面处的刻度值不同 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 知识点二　盐水选种 3. (2024·四川自贡)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，如图所示。下列说法正确的是(　C　) 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. 下沉的种子的密度比盐水的密度大 D. 沉底的种子只受重力和支持力 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 知识点三　潜水艇 4. 悬浮在水中的潜水艇上浮至漂浮的过程中，下列说法正确的是(　B　) A. 潜水艇悬浮时，若要上浮需向水舱内充水 B. 潜水艇漂浮时，所受的浮力等于重力 C. 潜水艇上浮过程中，所受的浮力逐渐变大 D. 潜水艇上浮过程中，水对潜水艇外底部的压力不变 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5. 潜水艇是靠改变自身所受的 　重力　来实现上浮和下潜的。如图所 示，用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中，此时该模型受到的浮 力 　等于　(填“大于”“等于”或“小于”)重力。当通过进(排)气管向 塑料瓶中打气时，塑料瓶内气体的压强将 　变大　(填“变大”“不变” 或“变小”)，潜水艇模型将上浮。 重力　 等于　 变大　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 知识点四　热气球 6. 元宵佳节，许多人燃放孔明灯祈福。如图所示，孔明灯加热上升时， 灯罩内气体的密度 　小于　灯罩外气体的密度，它受到的浮力 　大 　(前两空均填“大于”“小于”或“等于”)重力。孔明灯距今已有1700多年的历史，它的发明，体现出我国古代人民的聪明才智，现在有些地方已禁止燃放孔明灯，请你说出禁放的原因： 　易引起火灾(合 　。 小于　 大于 易引起火灾(合理即可) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 知识点五　轮船 7. (2024·四川内江)青岛号导弹驱逐舰从海洋驶入长江时，受到的浮力和 吃水深度的变化是(ρ海水＞ρ水，忽略驱逐舰自重的变化)(　B　) A. 浮力变大 B. 浮力不变 C. 吃水深度变小 D. 吃水深度不变 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8. 如图所示，珠海云号是我国自主研制的全球首艘智能型无人系统母 船，设计排水量约2 000 t，可搭载数十台空、海、潜无人系统装备。当 母船满载并静止在海面上时，受到的浮力为 　2×107　N。当滑翔翼无人 机飞离母船甲板时，母船底部受到海水的压强将 　减小　(填“增大” “不变”或“减小”)。(g取10 N/kg) 2×107　 减小　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9. 如图所示，一艘轮船在甲海洋中航行，水面与轮船上的A位置齐平。 当该轮船驶入乙海洋中时，水面与轮船上的B位置齐平。设轮船的总质量 不变，轮船在甲、乙两海洋中所受的浮力分别为F1和F2，甲、乙两海洋 的海水密度分别为ρ1和ρ2，则F1 　＝　F2，ρ1 　＞　ρ2。(均填“＞”“＝”或“＜”) ＝　 ＞　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10. 如图所示，某种鱼通过鱼鳔膨缩(改变鱼鳔内的空气量)来改变自身的 体积，从而实现浮沉。关于原来静止在水中的这种鱼，下列判断正确的 是(　B　) A. 鱼鳔膨胀时，鱼所受的浮力小于重力，会下沉 B. 鱼鳔膨胀时，鱼所受的浮力大于重力，会上浮 C. 鱼鳔收缩时，鱼所受的浮力小于重力，会上浮 D. 鱼鳔收缩时，鱼所受的浮力大于重力，会悬浮 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11. 如图所示，蛟龙号是我国首台自主设计的世界上下潜能力最深的作业 型载人潜水器，蛟龙号的体积约为30 m3，空载时的质量约为22 t，最大 荷载为240 kg。蛟龙号空载漂浮在水面时受到的浮力为 　2.2×105　N； 若蛟龙号某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注 入 　7.76×103　kg的水。(g取10 N/kg) 2.2×105　 7.76×103　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12. (2024·福州鼓楼区校级期中)某科技小组的同学想制作一个简易浮力 秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖上系一块质 量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，当瓶中不放被测物体静止时， 在瓶上与水面相平的位置标记为零刻度线，再在瓶身上均匀标记其他刻 度线，左侧标记的是长度值，若在刻度线右侧标上相应的质量值，即可 做成一个简易浮力秤，如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀，其 横截面积为50 cm2，不放被测物体时浮力秤的总质量为170 g，水的密度 为1.0 g/cm3，g取10 N/kg。求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (1)简易浮力秤所受的重力； 解：(1)简易浮力秤所受的重力 G秤＝m秤g＝0.17 kg×10 N/kg＝1.7 N。 解：(1)简易浮力秤所受的重力 G秤＝m秤g＝0.17 kg×10 N/kg＝1.7 N。 答：(1)1.7 N (2)图中所示状态浮力秤所受的浮力； 解：(2)此时浮力秤漂浮，浮力秤所受的浮力等于重力，即F浮＝G秤＝ 1.7 N。 解：(2)此时浮力秤漂浮，浮力秤所受的浮力等于重力，即F浮＝G秤＝ 1.7 N。 答：(2)1.7 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3)浮力秤上2 cm刻度线对应的质量值。 解：(3)浮力秤浸到2 cm刻度线时，处于漂浮状态，设秤内被测物体的质 量为m测，根据漂浮条件可得F浮'＝G秤＋m测g， 则m测g＝F浮'－F浮， 根据阿基米德原理可得 F浮＝ρ水gV0，F浮'＝ρ水gV0＋ρ水gΔV排， 则浮力秤上2 cm刻度线对应的质量 m测＝ρ水ΔV排＝ρ水SΔh＝1.0 g/cm3×50 cm2×2 cm＝100 g。 答：(1)1.7 N；(2)1.7 N；(3)100 g。 解：(3)浮力秤浸到2 cm刻度线时，处于漂浮状态，设秤内被测物体的质 量为m测，根据漂浮条件可得F浮'＝G秤＋m测g， 则m测g＝F浮'－F浮， 根据阿基米德原理可得 F浮＝ρ水gV0，F浮'＝ρ水gV0＋ρ水gΔV排， 则浮力秤上2 cm刻度线对应的质量 m测＝ρ水ΔV排＝ρ水SΔh＝1.0 g/cm3×50 cm2×2 cm＝100 g。 答： (3)100 g。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13. 小明用大塑料瓶和小玻璃瓶制作了一个浮沉子，如图甲所示。 (1)将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向 　下　(填“上”或“下”)放入大塑 料瓶中，使其漂浮在大塑料瓶的水面上。 下　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2)挤压大塑料瓶，水在 　瓶内气压　(填“大气压”或“瓶内气压”)的 作用下被压入小玻璃瓶内，此时整个小玻璃瓶受到的重力大于浮力，小 玻璃瓶开始下沉。 (3)小华将大塑料瓶内的小玻璃瓶换成一颗封口的袋装糖果，也制成了一 个浮沉子，如图乙所示。挤压大塑料瓶时，袋装糖果可以实现下沉。小 华的浮沉子是通过改变袋装糖果受到的 　浮力　(填“重力”或“浮力”) 来改变浮沉的。 瓶内气压　 浮力　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第九章　浮力 实　践　调研我国造船与航海方面的成就 34 请根据材料，回答下列问题。 从福船到奋斗者号 福船，福建沿海一带尖底古海船的统称，上阔下窄，首尖尾宽两头 翘，复原模型图如图甲所示。其甲板平坦，龙骨厚实，结构坚固；吃水 深，容量多，善于装载，稳定性好，抗风能力强，适于远洋。2010年11 月15日，《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急 需保护的非物质文化遗产名录”。所谓“水密隔舱”，就是用厚实的隔 舱板把船舱层层隔断，分隔成互不透水的一个一个舱区。在航行过程中，如果有一个或两个舱外破损，海水进不到其他舱中，从船整体看，仍然保持有足够的实力，不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性，水密隔舱福船制造技术，对于远洋航海史研究有着不可替代的重要学术价值。 南京静海寺《郑和残碑》记载：“永乐三年(1405年)，将领官军乘驾 二千料海船并八橹船……”经学术界考证，与北京天坛齐名的二千料海 船就是福船。“料”是当时流行的用来表示舟船大小的一种计量单位。 二千料海船总长61.2 m，最大宽13.8 m，型深4.89 m；满载时，水线长 53 m，水线宽13 m，吃水3.9 m。帆装、给养、武器、人员、货物等及 船自身质量总共可达1 170 t。 随着人类文明的不断进步，人们在努力寻求着变革水上交通工具的 办法，我国奋斗者号(如图乙所示)载人深潜器于2020年11月28日，在马里 亚纳海沟深度10 909 m处成功坐底，再次成为中国载人深潜新坐标。奋 斗者号两侧配有压载铁，通过改变其数量来控制奋斗者号的下沉、上浮 或悬停，所谓压载铁，就是给奋斗者号增加总重的铁块。奋斗者号的外 壳坚固，其在下潜过程中体积保持不变，根据在不同海域测得的海水温 度、盐度和深度等参数精确地计算下潜时所需要的压载铁质量。奋斗者 号装配所需的压载铁下潜，当下潜至预定深度时，通过适时抛掉一定数 量的压载铁，并利用相关技术实现悬停。完成潜水工作后，还需要根据实时水文数据抛卸压载铁，以减小奋斗者号的总重从而开始上浮。奋斗者号的成功反映了我国当代科技工作者持续奋斗、勇攀高峰的精神风貌，每一位为中国探索星辰大海、保卫国泰民安、创造繁荣富强的工作者，都是这个时代最美的“奋斗者”！ (1)福船采用的 　水密隔舱　技术大大提高了船舶的整体抗沉性。 (2)排水量是衡量造船能力的重要指标，请你根据文中提供的信息计算出 二千料海船满载时受到的浮力为 　1.17×107　N，船底受到海水的压强 为 　3.9×104　Pa。(ρ海水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) 水密隔舱　 1.17×107　 3.9×104　 (3)某次执行任务时，奋斗者号载人潜水器从水面上方到潜入水下10 000 m的过程中，受到浮力的变化情况是 　先变大后不变　。(不考虑海水密 度变化) (4)压载铁的简化图如图丙所示，2 t的压载铁的体积约为0.25 m3，压载铁 浸没在海水中受到的浮力为 　2.5×103　N，抛掉压载铁后，潜水器向下 的力减小 　1.75×104　N。 先变大后不变　 2.5×103　 1.75×104　 $$