课时9.5 物体的浮与沉-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练（苏科版2024）

第九章 压强和浮力 课时9.5 物体的浮与沉 2025年课程标准 物理素养 1、知道物体的浮沉条件。 2、掌握浮力的计算方法‌和浮力的应用。 物理观念：明确物体在液体中的浮沉取决于物体的重力与浮力的关系‌。 科学思维：了解浮力大小等于物体在液体中排开的液体体积的重量‌。 科学探究：应通过实验操作，如浮沉实验，来观察和记录物体在液体中的浮沉现象，从而加深对浮沉条件的理解‌。 科学态度与责任：通过观察、操作、讨论等方式，培养自己的实践能力和团队协作能力，同时激发对科学的兴趣和好奇心‌。 知识点一、物体的浮沉条件及其应用 前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。 1.物体在液体中的浮沉条件 （1）当物体的密度小于液体的密度时，物体所受的浮力大于重力，因此物体会上浮。 （2）当物体的密度等于液体的密度时，物体所受的浮力等于重力，物体将保持悬浮状态。 （3）当物体的密度大于液体的密度时，物体所受的浮力小于重力，因此物体将下沉。 2.漂浮问题的几个规律 规律1：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力。 规律2：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同。 规律3：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小。 规律4：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几。 规律5：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力，外力等于液体对物体增大的浮力。 特别提醒 （1）如果被研究的物体的平均密度可以知道，则物体的浮沉条件可变成以下形式：①ρ物＜ρ液，上浮 ②ρ物=ρ液，悬浮 ③ρ物＞ρ液，下沉。 （2）冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。 小刚放学回家发现家里鱼缸中的小金鱼正在水中吐泡泡，细心的小刚发现鱼缸中小金鱼吐出的气泡，在水中上升的过程体积逐渐 ，小金鱼通过改变其自身所受的 （选填“重力”或“浮力”）来实现上浮或下沉的。 知识点二、 1.调节浮力的大小：采用“空心”增大体积，从而增大浮力，使物体能漂浮在液面上。 2.潜水艇：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。 3.气球和气艇：气球和飞艇，体内充有密度小于空气的气体（氢气、氦气、热空气），从浮力与重力的大小关系来解释气球升空。 4.浮力的利用：汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重力；汤圆煮熟时，它的体积增大，浮力也随之增大。 特别提醒 （1）轮船采用了把它做成空心的办法，使它能够排开更多的水，增大浮力，使轮船能漂浮在水面上。 （2）密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的。 巴勒斯坦和约旦交界处，有一个“死海”，即便不会游泳的人也总是浮在水面上。这是因为“死海”含盐量高，水的 大，人们惬意的漂浮在水面上，自身受到浮力 重力。人看到水中的鸟儿飞翔是由于光的 形成的。水岸上的游人用高压锅煮饭，是因为锅内水面气压越大，水的沸点越 ，食物更容易熟。 问题一：物体的浮沉条件及其应用 【角度1】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 【典例1】如图所示是由我国自主研发的极目一号Ⅲ型浮空艇，创造了海拔9032m的大气科学观测世界纪录。浮空艇的总体积约为，上升过程中需要调整气囊中的气压来保持外形不变。在浮空艇上升过程中，浮空艇受到的浮力 （选填“等于”“大于”或“小于”）它排开空气的重力，浮力大小 （选填“变大”“变小”或“不变”），浮空艇在9032m高空受到的浮力是 N。（已知地表的空气密度为，9032m高空的空气密度约为） 1、比较重力与浮力的大小，或者液体密度的大小来判断物体的浮沉。 【变式1-1】如图所示，一质量为500g的木块放入水中静止后有的体积露出水面，此时木块所受浮力大小为 N；木块的密度为 。若用手将木块压入水中使木块刚好完全浸没，此时手对木块施加力的大小为 N。（，） 【变式1-2】一个苹果的质量为140g、体积为，用手将其浸没在水中，此时受到的浮力为 N。如将苹果压入水中更深一些，它受到的浮力将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；松手后苹果将 （选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）。 【角度2】根据物体的浮沉状态判断密度大小 【典例2】把体积相同、质量不同的三个小球A、B、C放入同种液体中，静止后的位置如图所示，三球的密度分别为、、，则它们密度关系正确的是（　　） A． B． C． D． （1）漂浮的物体密度比液体密度小。 （2）悬浮的物体密度与液体密度相等。 （3）下沉的物体密度比液体密度大。 【变式2-1】小宁用水浸泡水果时发现：体积较小的橘子漂浮，而体积较大的芒果却沉在水底。你认为下列说法正确的是（　　） A．橘子的密度大于芒果的密度 B．橘子的密度等于芒果的密度 C．橘子的重力等于芒果的重力 D．橘子受到的浮力小于芒果受到的浮力 【变式2-2】将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球，分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中，甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮，如图所示，下列说法正确的是（ ） A．三个小球的质量大小关系是 B．三个小球受到的浮力大小关系是 C．三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是 D．三个烧杯底部对桌面的压力大小关系是 【角度3】物体在不同液体中的浮沉比较浮力和密度的大小 【典例3】如图，甲、乙两个相同的杯子盛有不同浓度的盐水，放在同一水平面上，将两个质量、体积均相同的鸡蛋放入两个杯子中，当鸡蛋静止时，两个杯子中液面恰好相平，下列说法正确的是（　　） A．甲杯中的鸡蛋排开盐水的质量较大 B．乙杯中的鸡蛋受到的浮力较大 C．甲杯的盐水密度比乙杯的盐水密度小 D．此时甲杯底受到盐水的压强比乙要大 （1）漂浮的物体密度比液体密度小。 （2）悬浮的物体密度与液体密度相等。 （3）下沉的物体密度比液体密度大。 【变式3-1】一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料，分别放在装有甲、乙两种液体的容器中，静止后，饮料瓶的状态如图所示，饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙，甲、乙两种液体的密度为ρ甲、ρ乙，则下列说法正确的是（　　） A．， B．， C．F浮甲=F浮乙， D．F浮甲=F浮乙， 【变式3-2】水平面上放有甲、乙两个完全相同的容器，容器中装有质量相等的不同液体。现把质量相等的A、B两球放入甲容器中后，A漂浮、B沉底；用线把A、B两球系在一起放入乙容器中（线的质量和体积不计），静止后的状态如图所示，两容器中液面恰好相平。下列说法中正确的是（　　） A．甲容器中的液体密度比乙容器中的液体密度大 B．球在甲中排开液体重力大于在乙中排开液体重力 C．甲容器底所受液体压强小于乙容器底所受液体压强 D．将乙容器的细线剪断，并将A球取出，待液面和B球静止时液体对容器底减小的压强等于容器对桌面减小的压强 问题二： 【角度1】浮力的利用 【典例1】潜水艇是靠改变 来实现上浮和下沉的；轮船是利用增大 的方法增大了可以利用的浮力；世界上最大的矿沙船的排水量为40万吨，它在海水中满载航行时，船及所装货物的总重为 N。（g取10N/kg） 浮力的利用方法主要基于对浮力基本概念、计算方法、浮沉条件以及实际应用的深入理解和掌握。通过灵活运用这些知识，我们可以更好地理解和利用浮力来解决实际问题。 【变式1-1】春节期间，小红和家人一起坐飞机从成都到哈尔滨旅游，在景区她乘坐热气球观赏雪景。小红通过查阅资料得知：民航客机利用机翼上、下表面空气流速不同而产生的 升空。热气球利用空气产生的 升空。（两空均选填“升力”或“浮力”） 【变式1-2】如图为模拟潜水艇工作原理的装置，潜水艇模拟装置在水下下潜过程中，试管所受浮力大小将 （变大/变小/不变）。如果想要模拟潜水艇的试管上浮，应该向 （内压入/外抽出）空气。由此可见潜水艇是通过改变 实现上浮和下潜。 【基础强化】 1．如图甲所示是生活中常见的喷壶，用力捏手柄，壶内的液体就会被“吸”上来并从壶嘴喷出，其结构简图如图乙所示。下列四个实例中，应用了这个实验现象所揭示的物理原理的是（　　） A．茶壶的壶盖上有一个小孔 B．充入氦气的气球会上升到空中 C．大海中并排行驶的两艘船不能靠得太近 D．大坝修建得上窄下宽 2．在生活中我们常常听到“石沉大海”一词，则下列分析错误的是（　　） A．石头受到的重力大于它受到的浮力 B．石头的密度大于海水的密度 C．在海水中石头本身的体积大于排开海水的体积 D．石头受到的浮力等于它排开海水受到的重力 3．“估测”是物理学中常用的一种方法，下列估测最符合实际的是（    ） A．中学生对水平地面的压力约为50N B．目前教室的大气压值约为 C．人站立时对水平地面的压强约为 D．一个实心物体能漂浮在水面上，其密度等于 4．将体积相同材料不同的甲乙丙三个实心小球，分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中，甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮，如图所示，下列说法正确的是（     ） A．甲球受到的重力最小 B．乙球队受到的浮力最大 C．丙球受到的浮力大小等于其受到重力的大小 D．A烧杯底部受到水的压强最大 5．如图所示，一个装有适量水的薄壁轻质塑料筒漂浮在一杯液体中，则该液体的密度约为 A．1.3×103kg/m3 B．0.7×103kg/m3 C．1.5×103kg/m3 D．2.1×103kg/m3 6．“半潜船”是专门用来运输超大型设备的特殊船舶。“半潜船”工作时，如图2所示。正常漂浮的半潜船如图甲；通过调节水舱中的海水量，使甲板下潜至预定水深，如图乙；待货物放置在甲板上，再次调节水舱中海水量，使甲板浮出水面，如图丙，完成装载过程。此过程中，“半潜船”所受浮力最大的情况是（　　） A．图甲：正常漂浮在水面上的半潜船 B．图乙：注水后下潜至预定水深的半潜船 C．货物放置在甲板上，尚未排水的半潜船 D．图丙：完成装载，浮出水面的半潜船 7．盐水选种是占代我国劳动人民的发明的一种巧妙的挑选种子的方法，用盐水选种时需要配制一定浓度的盐水，然后把种子倒入盐水中，则漂浮于盐水面的是次种，沉入容器底的是良种，有关盐水选种过程中下列说法正确的是（    ） A．良种所受浮力等于重力 B．次种所受浮力大于重力 C．若良种和次种的体积相同，则良种受到的浮力较大 D．盐水选种时所用盐水的密度都要大于所有种子的密度 8．2023年1月12日，全球首艘智能型无人系统科考母船“珠海云”完成各项检测顺利入泊母港。该船设计排水量（最大排水量）约2100t，则该船满载航行时受到的浮力为 N，船上无人艇被释放后，船身受到的浮力 （选填“变大”“不变”或“变小”）。（g取） 9．举世瞩目的三峡大坝的船闸可保证每年的通航能力达5000万吨，船闸是利用 的原理工作的；我国首艘国产航母“山东舰”在海南三亚某军港交付海军，舷号为“17”，国产航母满载时的排水量为70000t，则它满载时受到海水的浮力是 N，如果国产航母从东海驶入长江，舰底所受的压强会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（，g取10N/kg） 10．真理总是在大炮射程以内，如图是我国新建成的第三艘航母“福建舰”，满载时排水量为8万吨，功率190兆瓦，则航母满载时受到的浮力为 N；当我国自主研发的12架歼-20战斗机飞离航母甲板升空后，航母受到浮力将 。（选填“增大”“减小”或“不变”） 11．物体在水中的浮沉取决于所受的 大小关系。水中的鱼靠改变身体内鳔的大小，从而改变 力的大小，控制在水中的浮沉。 12．建筑工人盖房子时，利用铅垂线检查墙壁是否竖直，这是根据重力的方向是 的原理设计的，若检查所砌的墙面是否水平，经常用如图所示的水平尺检查，当液体中空气泡居中表示墙面水平，若空气泡在A端，则表示A端的墙面偏 （填“高”或“低”）。 【能力培优】 13．如图所示，水槽里有不相溶的A、B两种液体，A液体的密度为ρ，B液体的密度为2ρ。一个正方体小物块，有浸没在A液体中，其余部分浸没在B液体中，物块的上表面与A液体的上表面齐平，则物块的密度为（　　） A．1.2ρ B．1.3ρ C．1.4ρ D．1.5ρ 14．一个重5.4N的物体，放入装满水的容器中时，溢出了0.5kg的水，则此物体在水中将 （漂浮/悬浮/下沉），此物体静止时受到的浮力是 N。 15．小亮通过如图的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验。 (1)对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析，得出结论：物块浸没后，浮力的大小与深度 （填“有关”或“无关”） ； (2)分析D、E两图中的实验现象和数据，可得出结论：物块受到的浮力大小还与液体的 有关； (3)根据图中的数据，物块的重力是 N，物块的密度为 kg/m3，如考虑物体具有吸水性，则计算的结果比物块的真实密度偏 （填“小”或“大”）； (4)如图F是小亮利用不同的粗细均匀吸管制成的密度计竖直漂浮在水中时的情形，其中密度计 （选填“①”“②”或“③”）在测量其他液体密度时结果更精确。爱思考的小亮同学又进一步研究漂浮在水面上的木块受到的浮力大小是否符合阿基米德原理，他进行了如图所示的实验； (5)分析图中提供的信息，可知图丁中木块所受浮力大小为 N； (6)根据图乙和图戊测量结果可知木块排开水所受的重力为 N，由此可知漂浮在水面上的木块受到的浮力大小 （填“符合”或“不符合”）阿基米德原理。 16．如图所示，盛水的薄壁容器静置在水平桌面上。容器重为0.9N，底面积为8×10-3m2，容器中水重为6N，水面距容器底的距离为0.08m。现将物体A放入水中，静止时容器中的水未溢出。已知物体A的质量为0.09kg，体积为1.5×10-4m3。求：（，g取10N/kg） (1)物体A未放入水中时，水对容器底的压强； (2)物体A在水中静止时，容器对桌面的压强； (3)物体A在水中静止时，浸入水中的体积。 17．一个实心正方体，体积为1.2×10-3m3，重10N，用细绳吊着浸入盛水的容器中，有三分之一的体积露出水面，此时容器中的水面高度为30cm（如图）（ρ水=1.0×103kg/m3、g取10N/kg）。求： (1)物体受到的浮力； (2)水对容器底部的压强； (3)绳子的拉力； (4)剪断绳子，物体静止后受到的浮力。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第九章 压强和浮力 课时9.5 物体的浮与沉 2025年课程标准 物理素养 1、知道物体的浮沉条件。 2、掌握浮力的计算方法‌和浮力的应用。 物理观念：明确物体在液体中的浮沉取决于物体的重力与浮力的关系‌。 科学思维：了解浮力大小等于物体在液体中排开的液体体积的重量‌。 科学探究：应通过实验操作，如浮沉实验，来观察和记录物体在液体中的浮沉现象，从而加深对浮沉条件的理解‌。 科学态度与责任：通过观察、操作、讨论等方式，培养自己的实践能力和团队协作能力，同时激发对科学的兴趣和好奇心‌。 知识点一、物体的浮沉条件及其应用 前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。 1.物体在液体中的浮沉条件 （1）当物体的密度小于液体的密度时，物体所受的浮力大于重力，因此物体会上浮。 （2）当物体的密度等于液体的密度时，物体所受的浮力等于重力，物体将保持悬浮状态。 （3）当物体的密度大于液体的密度时，物体所受的浮力小于重力，因此物体将下沉。 2.漂浮问题的几个规律 规律1：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力。 规律2：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同。 规律3：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小。 规律4：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几。 规律5：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力，外力等于液体对物体增大的浮力。 特别提醒 （1）如果被研究的物体的平均密度可以知道，则物体的浮沉条件可变成以下形式：①ρ物＜ρ液，上浮 ②ρ物=ρ液，悬浮 ③ρ物＞ρ液，下沉。 （2）冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。 小刚放学回家发现家里鱼缸中的小金鱼正在水中吐泡泡，细心的小刚发现鱼缸中小金鱼吐出的气泡，在水中上升的过程体积逐渐 ，小金鱼通过改变其自身所受的 （选填“重力”或“浮力”）来实现上浮或下沉的。 【答案】 变大 浮力 【详解】[1]气泡在水中上升的过程，深度变小，由可知，气泡受到的液体压强变小，所以气泡的体积变大。 [2]鱼通过改变鱼鳔的体积来改变自身体积，从而改变浮力来实现上浮或下沉。 知识点二、 1.调节浮力的大小：采用“空心”增大体积，从而增大浮力，使物体能漂浮在液面上。 2.潜水艇：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。 3.气球和气艇：气球和飞艇，体内充有密度小于空气的气体（氢气、氦气、热空气），从浮力与重力的大小关系来解释气球升空。 4.浮力的利用：汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重力；汤圆煮熟时，它的体积增大，浮力也随之增大。 特别提醒 （1）轮船采用了把它做成空心的办法，使它能够排开更多的水，增大浮力，使轮船能漂浮在水面上。 （2）密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的。 巴勒斯坦和约旦交界处，有一个“死海”，即便不会游泳的人也总是浮在水面上。这是因为“死海”含盐量高，水的 大，人们惬意的漂浮在水面上，自身受到浮力 重力。人看到水中的鸟儿飞翔是由于光的 形成的。水岸上的游人用高压锅煮饭，是因为锅内水面气压越大，水的沸点越 ，食物更容易熟。 【答案】 密度 等于 反射 高 【详解】[1][2]盐溶解在水中，形成的盐溶液密度较大，大于人的密度，人漂浮在“死海”的水面上时，受力平衡，浮力等于重力。 [3]鸟在水面上的倒影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的。 [4]水的沸点与大气压强有关，大气压强越大，水的沸点越高，所以使用高压锅煮食物时，食物更易煮熟。 问题一：物体的浮沉条件及其应用 【角度1】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 【典例1】如图所示是由我国自主研发的极目一号Ⅲ型浮空艇，创造了海拔9032m的大气科学观测世界纪录。浮空艇的总体积约为，上升过程中需要调整气囊中的气压来保持外形不变。在浮空艇上升过程中，浮空艇受到的浮力 （选填“等于”“大于”或“小于”）它排开空气的重力，浮力大小 （选填“变大”“变小”或“不变”），浮空艇在9032m高空受到的浮力是 N。（已知地表的空气密度为，9032m高空的空气密度约为） 【答案】 等于 变小 【详解】[1]由阿基米德原理可知，在浮空艇上升过程中，浮空艇受到的浮力等于它排开空气的重力 [2]随着高度的升高，空气的密度变小，上升过程外形不变，排开空气的体积不变，由阿基米德原理可知，在浮空艇上升过程中，浮力大小变小。 [3]浮空艇在9032m高空受到的浮力为 1、比较重力与浮力的大小，或者液体密度的大小来判断物体的浮沉。 【变式1-1】如图所示，一质量为500g的木块放入水中静止后有的体积露出水面，此时木块所受浮力大小为 N；木块的密度为 。若用手将木块压入水中使木块刚好完全浸没，此时手对木块施加力的大小为 N。（，） 【答案】 5 0.8×103 1.25 【详解】[1]木块漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件可知，此时木块受到的浮力大小等于木块的重力，即 [2]木块漂浮，此时木块受到浮力大小等于木块的重力，则有 可得 木块放入水中静止后有的体积露出水面，所以 可得 [3]木块的体积为 木块刚好完全浸没时受到的浮力为 手对木块施加力的大小为 【变式1-2】一个苹果的质量为140g、体积为，用手将其浸没在水中，此时受到的浮力为 N。如将苹果压入水中更深一些，它受到的浮力将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；松手后苹果将 （选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）。 【答案】 1.8 不变 上浮 【详解】[1]苹果其浸没在水中时受到的浮力为 [2]如将苹果压入水中更深一些，苹果排开水的体积不变，由得，它受到的浮力将不变。 [3]苹果的重力为 则松手后苹果将上浮。 【角度2】根据物体的浮沉状态判断密度大小 【典例2】把体积相同、质量不同的三个小球A、B、C放入同种液体中，静止后的位置如图所示，三球的密度分别为、、，则它们密度关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】物体A漂浮，故FA=GA，即ρ液gV排=ρAgV，因VA排＜V，所以ρ液＞ρA；物体B悬浮，故FB=GB，即ρ液gVB排=ρBgV，因VB排=V，所以ρ液=ρB；物体C下沉，故FC＜GC，即ρ液gVC排＜ρCgV，因VC排=V，所以ρ液＜ρC；所以ρA＜ρB＜ρC，故ACD错误，B正确。 故选B。 （1）漂浮的物体密度比液体密度小。 （2）悬浮的物体密度与液体密度相等。 （3）下沉的物体密度比液体密度大。 【变式2-1】小宁用水浸泡水果时发现：体积较小的橘子漂浮，而体积较大的芒果却沉在水底。你认为下列说法正确的是（　　） A．橘子的密度大于芒果的密度 B．橘子的密度等于芒果的密度 C．橘子的重力等于芒果的重力 D．橘子受到的浮力小于芒果受到的浮力 【答案】D 【详解】AB．橘子漂浮在水面上，故橘子密度小于水的密度；芒果沉在水底，芒果的密度大于水的密度，所以，橘子的密度小于芒果的密度，故AB错误； CD．体积较大的芒果却沉在水底，体积较小的桔子漂浮在水面上，故芒果排开水的体积较大，由公式F浮=ρ液gV排可知，芒果所受的浮力大于橘子受到的浮力；因橘子漂浮在水面上，故橘子所受的浮力等于橘子的重力；而芒果却沉在水底，芒果受到的浮力小于其重力，可知橘子的重力小于芒果的重力，故C错误，D正确。 故选D。 【变式2-2】将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球，分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中，甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．三个小球的质量大小关系是 B．三个小球受到的浮力大小关系是 C．三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是 D．三个烧杯底部对桌面的压力大小关系是 【答案】D 【详解】A．甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，丙球悬浮，所以甲球的密度大于水的密度，乙球的密度小于水的密度，丙球的密度等于水的密度，因此三个小球的密度大小关系是 根据可知质量大小关系是 故A错误； B．由于甲乙丙三个实心小球体积相同，则根据图可知排开水的体积关系 根据可知 故B错误； C．因为三个相同烧杯中都装满水，放入球后烧杯中液面高度不变，根据可知烧杯底部受到水的压强相等，即 故C错误； D．三个相同烧杯中都装满水，里面的水的重力相等，由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力，则放入物体后对桌面的压力为 又因为，则三个烧杯对桌面的压力分别为 由于甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，丙球悬浮，则 所以 故D正确。 故选D。 【角度3】物体在不同液体中的浮沉比较浮力和密度的大小 【典例3】如图，甲、乙两个相同的杯子盛有不同浓度的盐水，放在同一水平面上，将两个质量、体积均相同的鸡蛋放入两个杯子中，当鸡蛋静止时，两个杯子中液面恰好相平，下列说法正确的是（　　） A．甲杯中的鸡蛋排开盐水的质量较大 B．乙杯中的鸡蛋受到的浮力较大 C．甲杯的盐水密度比乙杯的盐水密度小 D．此时甲杯底受到盐水的压强比乙要大 【答案】C 【详解】AB．将两个质量和体积相同的鸡蛋放入两杯盐水中，由图可知：鸡蛋在甲中悬浮，在乙中漂浮，则它们受到的浮力都等于自身的重力F浮甲=F浮乙=G；根据阿基米德原理F浮=G排可知，鸡蛋排开盐水的重力相同，排开盐水的质量也相同；故AB错误； C．质量和体积均相同的鸡蛋，则鸡蛋的密度相同，鸡蛋在甲中悬浮，则ρ甲=ρ蛋；在乙盐水中漂浮，则ρ蛋<ρ乙，因此ρ甲<ρ乙，故C正确； D．因为ρ甲<ρ乙，且h甲=h乙，所以根据液体压强公式p=ρ液gh可知，此时甲杯底受到盐水的压强比乙要小，故D错误。 故选C。 （1）漂浮的物体密度比液体密度小。 （2）悬浮的物体密度与液体密度相等。 （3）下沉的物体密度比液体密度大。 【变式3-1】一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料，分别放在装有甲、乙两种液体的容器中，静止后，饮料瓶的状态如图所示，饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙，甲、乙两种液体的密度为ρ甲、ρ乙，则下列说法正确的是（　　） A．， B．， C．F浮甲=F浮乙， D．F浮甲=F浮乙， 【答案】D 【详解】AB．饮料瓶在甲、乙中均处于漂浮状态，受力平衡，浮力等于重力，所以浮力相等，故AB错误； CD．由图可知，在乙液体中，饮料瓶排开液体的体积更大，由可知，乙液体的密度更小，故C错误，D正确。 故选D。 【变式3-2】水平面上放有甲、乙两个完全相同的容器，容器中装有质量相等的不同液体。现把质量相等的A、B两球放入甲容器中后，A漂浮、B沉底；用线把A、B两球系在一起放入乙容器中（线的质量和体积不计），静止后的状态如图所示，两容器中液面恰好相平。下列说法中正确的是（　　） A．甲容器中的液体密度比乙容器中的液体密度大 B．球在甲中排开液体重力大于在乙中排开液体重力 C．甲容器底所受液体压强小于乙容器底所受液体压强 D．将乙容器的细线剪断，并将A球取出，待液面和B球静止时液体对容器底减小的压强等于容器对桌面减小的压强 【答案】C 【详解】A．由图可知，A、B两球排开液体的总体积 V排甲<VA+VB，V排乙=VA+VB 所以 V排甲<V排乙 已知甲、乙两个完全相同的容器，两容器中液面恰好相平，则 V甲+V排甲=V乙+ V排乙 所以，两容器中液体体积V甲> V乙，即甲容器中液体的体积较大，两容器中的液体质量相等，根据可知， ρ甲<ρ乙，故A错误； B．A球在甲中漂浮，部分浸入，在乙中完全浸没，故在乙排开液体的体积大，又因为ρ甲<ρ乙，根据 F浮=G排=ρgV排 可知，A球在甲中所受浮力小于在乙中所受浮力，即FA浮甲<FA浮乙；B球在甲、乙两种液体中沉底，排开的液体体积相等，由于ρ甲<ρ乙，根据F浮=ρgV排可知，B球在乙液体中受到的浮力大，故两球在甲液体中受到的浮力小于在乙液体中受到的浮力，根据阿基米德原理可知，球在甲中排开液体重力小于在乙中排开液体重力，故B错误； C．两容器中液面相平，即深度相同，又因为ρ甲<ρ乙，据p=ρgh可知，p甲<p乙，即甲容器底所受液体压强小于乙容器底所受液体压强，故C正确； D．A球在甲中漂浮，ρA<ρ甲，因为 ρ甲<ρ乙，所以，ρA<ρ乙，故A球在乙中所受浮力大于A球的重力；将乙容器的细线剪断，并将A球取出后，容器对桌面减小的压力等于A球的重力，液体对容器底减小的压力等于A球排开乙液体的重力，即A球在乙中所受浮力，故液体对容器底减小的压力大于容器对桌面减小的压力，进而可知液体对容器底减小的压强大于容器对桌面减小的压强，故D错误。 故选C。 问题二： 【角度1】浮力的利用 【典例1】潜水艇是靠改变 来实现上浮和下沉的；轮船是利用增大 的方法增大了可以利用的浮力；世界上最大的矿沙船的排水量为40万吨，它在海水中满载航行时，船及所装货物的总重为 N。（g取10N/kg） 【答案】 自身重力 排开水的体积 4×109 【详解】[1]潜水艇潜入水中时，排开水的体积不变，受到的浮力不变；根据物体的浮沉条件可知，潜水艇两侧有水箱，靠改变自身重力来实现上浮和下沉。 [2]根据阿基米德原理可知，轮船是采用空心法来增大排开水的体积，从而增大可以利用的浮力。 [3]轮船的排水量等于满载时轮船的质量，满载时船及所装的货物的总重力为 浮力的利用方法主要基于对浮力基本概念、计算方法、浮沉条件以及实际应用的深入理解和掌握。通过灵活运用这些知识，我们可以更好地理解和利用浮力来解决实际问题。 【变式1-1】春节期间，小红和家人一起坐飞机从成都到哈尔滨旅游，在景区她乘坐热气球观赏雪景。小红通过查阅资料得知：民航客机利用机翼上、下表面空气流速不同而产生的 升空。热气球利用空气产生的 升空。（两空均选填“升力”或“浮力”） 【答案】 升力 浮力 【详解】[1]民航客机上方突起，下方平直，这样的结构决定了当飞机启动时，机翼上方空气流速大，压强小，于是下方压强大于上方压强，从而使机翼获得向上的升力。 [2]热气球升空是由于气球受到空气的浮力的作用，当浮力大于气球的重力时，气球就会升空。 【变式1-2】如图为模拟潜水艇工作原理的装置，潜水艇模拟装置在水下下潜过程中，试管所受浮力大小将 （变大/变小/不变）。如果想要模拟潜水艇的试管上浮，应该向 （内压入/外抽出）空气。由此可见潜水艇是通过改变 实现上浮和下潜。 【答案】 不变 内压入 自身重力 【详解】[1]潜水艇模拟装置在水下下潜过程中，潜水艇的体积不变，排开水的体积不变，由F浮=ρ液V排g可知，潜水艇受到水的浮力不变。 [2]如果想要模拟潜水艇的试管上浮，由于浮力不变，根据物体上浮条件可知潜水艇自重G应减小，所以试管里的一部分水应排出，因此应该向内压入空气。 [3]潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的。当重力大于浮力时，潜水艇下潜；当重力小于浮力时，潜水艇上浮。 【基础强化】 1．如图甲所示是生活中常见的喷壶，用力捏手柄，壶内的液体就会被“吸”上来并从壶嘴喷出，其结构简图如图乙所示。下列四个实例中，应用了这个实验现象所揭示的物理原理的是（　　） A．茶壶的壶盖上有一个小孔 B．充入氦气的气球会上升到空中 C．大海中并排行驶的两艘船不能靠得太近 D．大坝修建得上窄下宽 【答案】C 【详解】喷壶是利用流体压强和流速的关系来工作的； A．茶壶的壶盖上有一个小孔，这是利用了大气压强方便倒水，与流体压强和流速的关系无关，故A不符合题意； B．氦气的密度小于空气的密度，充入氦气的气球会上升到空中利用的是浮力，与流体压强和流速的关系无关，故B不符合题意； C．同向行驶的两艘船不能靠得太近，是因为液体流速大的地方压强小，造成了两船内侧水的压强小于外侧水的压强，容易发生碰撞事故，故C符合题意； D．大坝修建得上窄下宽利用的是同种液体压强随深度的增加而增大，与流体压强和流速的关系无关，故D不符合题意。 故选C。 2．在生活中我们常常听到“石沉大海”一词，则下列分析错误的是（　　） A．石头受到的重力大于它受到的浮力 B．石头的密度大于海水的密度 C．在海水中石头本身的体积大于排开海水的体积 D．石头受到的浮力等于它排开海水受到的重力 【答案】C 【详解】A．石头在海水中下沉，说明石头受到的重力大于它的浮力，故A正确，不符合题意； B．石头在海水中下沉，说明石头的密度大于海水的密度，故B正确，不符合题意； C．石头全部浸入海水中，在海水中石头本身的体积等于排开海水的体积，故C错误，符合题意； D．由阿基米德原理可知，石头受到的浮力等于它排开海水受到的重力，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．“估测”是物理学中常用的一种方法，下列估测最符合实际的是（    ） A．中学生对水平地面的压力约为50N B．目前教室的大气压值约为 C．人站立时对水平地面的压强约为 D．一个实心物体能漂浮在水面上，其密度等于 【答案】B 【详解】A．中学生对水平地面的压力大小等于重力，约为500N，故A不符合题意； B．一标准大气压约为1.0×105Pa，因此目前教室的大气压值约为1.0×105Pa，故B符合题意； C．人站立时对水平地面的压力约500N，对地面的受力面积约500cm3，压强约为 故C不符合题意； D．一个实心物体能漂浮在水面上，其密度应小于1.0×103kg/m3，故D不符合题意。 故选B。 4．将体积相同材料不同的甲乙丙三个实心小球，分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中，甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮，如图所示，下列说法正确的是（     ） A．甲球受到的重力最小 B．乙球队受到的浮力最大 C．丙球受到的浮力大小等于其受到重力的大小 D．A烧杯底部受到水的压强最大 【答案】C 【详解】ABC．由图示知，A烧杯中，甲小球沉到底部，排开水的体积等于自身体积，所受的浮力小于自身重力，B烧杯中，乙球漂浮，所受的浮力等于自身重力，排开水的体积小于自身体积，C烧杯中，丙球悬浮，所受的浮力等于自身重力，排开水的体积等于自身体积，三个小球的体积相同，据阿基米德原理知，甲和丙所受的浮力相同，则甲的重力比丙的大，乙排开水的体积最小，所受浮力最小，所以乙的重力比丙的小，故C正确，AB错误； D．三个相同的烧杯都装满水，烧杯三个小球放入烧杯后，水仍是装满，三个烧杯中水的深度相同，烧杯底所受的水的压强相同，故D错误。 故选C。 5．如图所示，一个装有适量水的薄壁轻质塑料筒漂浮在一杯液体中，则该液体的密度约为（    ） A．1.3×103kg/m3 B．0.7×103kg/m3 C．1.5×103kg/m3 D．2.1×103kg/m3 【答案】B 【详解】一个装有适量水的薄壁轻质塑料筒漂浮在一杯液体中，根据浮沉条件可知 F浮=G=mg=ρ水gV水 根据阿基米德原理可知F浮=ρ液gV排，则 ρ水gV水=ρ液gV排 ρ水V水=ρ液V排 水的体积大约是排开的液体的体积0.7倍，则液体的密度 ρ液=0.7ρ水=0.7×1.0×103kg/m3=0.7×103kg/m3 故选B。 6．“半潜船”是专门用来运输超大型设备的特殊船舶。“半潜船”工作时，如图2所示。正常漂浮的半潜船如图甲；通过调节水舱中的海水量，使甲板下潜至预定水深，如图乙；待货物放置在甲板上，再次调节水舱中海水量，使甲板浮出水面，如图丙，完成装载过程。此过程中，“半潜船”所受浮力最大的情况是（　　） A．图甲：正常漂浮在水面上的半潜船 B．图乙：注水后下潜至预定水深的半潜船 C．货物放置在甲板上，尚未排水的半潜船 D．图丙：完成装载，浮出水面的半潜船 【答案】C 【详解】由于“半潜船”是漂浮在水面上，此时它受到的浮力F浮​等于其重力G，即F浮甲​=G（漂浮条件）。由图题意可知，当货物放置在甲板上，尚未排水时的半潜船的重力最大，此时它受到的浮力也是最大， 故选C。 7．盐水选种是占代我国劳动人民的发明的一种巧妙的挑选种子的方法，用盐水选种时需要配制一定浓度的盐水，然后把种子倒入盐水中，则漂浮于盐水面的是次种，沉入容器底的是良种，有关盐水选种过程中下列说法正确的是（    ） A．良种所受浮力等于重力 B．次种所受浮力大于重力 C．若良种和次种的体积相同，则良种受到的浮力较大 D．盐水选种时所用盐水的密度都要大于所有种子的密度 【答案】C 【详解】A．良种沉底，所受浮力小于重力，故A错误； B．次种漂浮，所受浮力等于重力，故B错误； C．若良种和次种的体积相同，则良种排开水的体积较大，由得，良种受到的浮力较大，故C正确； D．盐水选种时所用盐水的密度若大于所有种子的密度，所有种子均漂浮在水面，无法分辨，故D错误。 故选C。 8．2023年1月12日，全球首艘智能型无人系统科考母船“珠海云”完成各项检测顺利入泊母港。该船设计排水量（最大排水量）约2100t，则该船满载航行时受到的浮力为 N，船上无人艇被释放后，船身受到的浮力 （选填“变大”“不变”或“变小”）。（g取） 【答案】 2.1×107N 变小 【详解】[1]科考母船满载时受到的浮力等于排开水的重力，即 [2]船上无人艇被释放后，母船仍处于漂浮状态，浮力仍等于重力，由于重力减小，故母船受到的浮力变小。 9．举世瞩目的三峡大坝的船闸可保证每年的通航能力达5000万吨，船闸是利用 的原理工作的；我国首艘国产航母“山东舰”在海南三亚某军港交付海军，舷号为“17”，国产航母满载时的排水量为70000t，则它满载时受到海水的浮力是 N，如果国产航母从东海驶入长江，舰底所受的压强会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（，g取10N/kg） 【答案】 连通器 不变 【详解】[1]船闸闸室与上下游底部连通，上端开口，构成连通器，因此是利用连通器的原理工作的。 [2]根据阿基米德原理可得，国产航母满载时的排水量为70000t，则它满载时受到海水的浮力是 [3]国产航母从东海驶入长江，一直处于漂浮状态，根据物体浮沉条件可知，航母受到的浮力的大小不变，故下表面受到的向上的压力不变，故下表面受到的压强不变。 10．真理总是在大炮射程以内，如图是我国新建成的第三艘航母“福建舰”，满载时排水量为8万吨，功率190兆瓦，则航母满载时受到的浮力为 N；当我国自主研发的12架歼-20战斗机飞离航母甲板升空后，航母受到浮力将 。（选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 8×108 减小 【详解】[1]该航母满载时排水量为 由阿基米德原理可知，物体所受浮力等于排开水的重力，则航母满载时受到的浮力为 [2]航母始终漂浮于水面上，由漂浮条件可知，浮力等于重力，当战斗机飞离航母后航母的总重力变小，因航母仍处于漂浮状态，所以所受浮力将减小。 11．物体在水中的浮沉取决于所受的 大小关系。水中的鱼靠改变身体内鳔的大小，从而改变 力的大小，控制在水中的浮沉。 【答案】 浮力与重力 浮 【详解】[1]物体在水中的浮沉取决于所受的浮力与重力的大小关系，浮力大于重力时上浮，浮力等于重力时悬浮，浮力小于重力时沉底。 [2]水中的鱼靠改变身体内鳔的大小，改变排开水的体积大小，从而改变浮力的大小，控制在水中的浮沉。 12．建筑工人盖房子时，利用铅垂线检查墙壁是否竖直，这是根据重力的方向是 的原理设计的，若检查所砌的墙面是否水平，经常用如图所示的水平尺检查，当液体中空气泡居中表示墙面水平，若空气泡在A端，则表示A端的墙面偏 （填“高”或“低”）。 【答案】 竖直向下 高 【详解】[1]重力的方向是竖直向下的，重垂线是利用重物静止时线总是竖直下垂的原理制造的仪器。如果物体竖直时，一个重垂线和物体的边缘是平行的，物体倾斜时，重垂线和物体边缘有夹角，物体向哪个方向倾斜，重垂线下面的小球就偏向哪个方向。 [2]若检查所砌的墙面是否水平，经常用如图所示的水平尺检查，当液体中空气泡居中表示墙面水平，若空气泡在A端，则表示A端的墙面偏高。 【能力培优】 13．如图所示，水槽里有不相溶的A、B两种液体，A液体的密度为ρ，B液体的密度为2ρ。一个正方体小物块，有浸没在A液体中，其余部分浸没在B液体中，物块的上表面与A液体的上表面齐平，则物块的密度为（　　） A．1.2ρ B．1.3ρ C．1.4ρ D．1.5ρ 【答案】C 【详解】因物体悬浮，所以物块的总浮力 F浮=F浮A+F浮B=G 则 解得 物体的密度 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 14．一个重5.4N的物体，放入装满水的容器中时，溢出了0.5kg的水，则此物体在水中将 （漂浮/悬浮/下沉），此物体静止时受到的浮力是 N。 【答案】 下沉 5 【详解】[1][2]根据阿基米德原理，此物体在水中受到的浮力为 则浮力小于重力，所以物体在水中将下沉。 15．小亮通过如图的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验。 (1)对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析，得出结论：物块浸没后，浮力的大小与深度 （填“有关”或“无关”） ； (2)分析D、E两图中的实验现象和数据，可得出结论：物块受到的浮力大小还与液体的 有关； (3)根据图中的数据，物块的重力是 N，物块的密度为 kg/m3，如考虑物体具有吸水性，则计算的结果比物块的真实密度偏 （填“小”或“大”）； (4)如图F是小亮利用不同的粗细均匀吸管制成的密度计竖直漂浮在水中时的情形，其中密度计 （选填“①”“②”或“③”）在测量其他液体密度时结果更精确。爱思考的小亮同学又进一步研究漂浮在水面上的木块受到的浮力大小是否符合阿基米德原理，他进行了如图所示的实验； (5)分析图中提供的信息，可知图丁中木块所受浮力大小为 N； (6)根据图乙和图戊测量结果可知木块排开水所受的重力为 N，由此可知漂浮在水面上的木块受到的浮力大小 （填“符合”或“不符合”）阿基米德原理。 【答案】(1)无关 (2)密度 (3) 4 大 (4)② (5)1.2 (6) 1.2 符合 【详解】（1）A、C、D三图中，物块浸没在同一液体中，深度不同，测力计的示数相同，根据称重法可知，物块受到的浮力相等，得出结论：物块浸没后，浮力的大小与深度无关。 （2）D、E两图中，物块分别浸没在水和酒精中，排开液体的体积相同，测力计的示数不同，根据称重法可知，物块受到的浮力不同，可得出结论：物块受到的浮力大小还与液体的密度有关。 （3）[1]图A中，测力计的示数为4N，所以，物块的重力为4N。 [2]A、D两图中，根据称重法可得，物块浸没在水中受到的浮力为 由于物块浸没在水中，排开水的体积等于物块的体积，根据阿基米德原理可得，物块的体积为 则物块的密度为 [3]如考虑物块具有吸水性，则在物块被完全浸入水中后，由于吸水性，最后弹簧测力计的示数将变大，根据称重法 F浮=G-F示 可知浮力将偏小，由F浮=ρ液gV排可得物块排开水的体积偏小，即物块的体积偏小，由得到物块的密度比物块的真实密度偏大。 （4）密度计的特点是刻度不均匀，上疏下密，上小下大，而且分度值越小越准确；深度越深，相邻两密度值的间距越大，由题图可知，密度计②所处的深度最深，相邻两密度值的间距最大，测量值最准确。 （5）由图甲可知，测力计的分度值为0.2N，此时示数为1.2N，故木块的重力为1.2N。图丁中，因为木块漂浮在水面上，处于平衡状态，受到平衡力作用，所以，此时木块受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等，所以，木块所受浮力大小为 （6）[1][2]根据图乙和图戊测量结果可知，小桶和水的重力为2.8N，空桶的重力为1.6N，则木块排开水所受的重力为 等于木块所受浮力大小，所以，漂浮在水面上的木块受到的浮力大小符合阿基米德原理。 16．如图所示，盛水的薄壁容器静置在水平桌面上。容器重为0.9N，底面积为8×10-3m2，容器中水重为6N，水面距容器底的距离为0.08m。现将物体A放入水中，静止时容器中的水未溢出。已知物体A的质量为0.09kg，体积为1.5×10-4m3。求：（，g取10N/kg） (1)物体A未放入水中时，水对容器底的压强； (2)物体A在水中静止时，容器对桌面的压强； (3)物体A在水中静止时，浸入水中的体积。 【详解】（1）由液体压强公式p=ρgh可得：物体A未放入水中时，水对容器底的压强 （2）由重力公式G=mg可得：物体A的重力 GA=mAg=0.09kg×10N/kg=0.9N 容器的总重力 G总=G容器+G水+GA=0.9N+6N+0.9N=7.8N 物体A在水中静止时，容器对桌面的压力F大小等于容器的总重力G总，即 F=G总=7.8N 由压强公式可得：物体A在水中静止时 （3）由密度公式可得：物体A的密度 因ρA<ρ水，根据密度大小与浮沉的关系可知：物体A在水中静止时，处于漂浮状态；根据物体的浮沉条件可知：物体A漂浮时受到的浮力 F浮=GA=0.9N 根据阿基米德原理可知：物体A在水中静止时，浸入水中的体积 17．一个实心正方体，体积为1.2×10-3m3，重10N，用细绳吊着浸入盛水的容器中，有三分之一的体积露出水面，此时容器中的水面高度为30cm（如图）（ρ水=1.0×103kg/m3、g取10N/kg）。求： (1)物体受到的浮力； (2)水对容器底部的压强； (3)绳子的拉力； (4)剪断绳子，物体静止后受到的浮力。 【详解】（1）物体有三分之一的体积露出水面，则物体受到的浮力为 （2）水对容器底部的压强 （3）物体在竖直方向上受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和绳子对其的拉力，则绳子的拉力为 （4）当物体全部浸没水中时所受浮力为 物体全部浸没水中时所受浮力大于物体自身的重力，所以物体最终漂浮在水面上，此时物体受到的浮力为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$