第九章第4节《物体的浮与沉》---2024-2025学年沪科版物理八年级下学期

第四节 物体的浮与沉（第1课时） 一. 自主预习（课本222页----224页） 1.如图所示，把实心的正方体木块浸没在水中，放手后，木块上浮，为什么？ （1）计算：木块密度ρ木＝0.6g/cm3 ，木块体积V＝1000cm3 ，则木块质量m＝ρV=_______g =_______kg，正方体木块受到重力G＝mg=_______N； （2）计算：正方体木块在水中受到的浮力F浮＝ ρ液V排g =1.0×103 kg/m3×1000×10-6m3×10 N/kg =________N； （3）比较：木块浸没水中放手后，所受合力F=_______N，合力方向___________，因此木块______； （4）结论：浸没在液体中的物体，当浮力________重力（或ρ液______ρ物）时，物体上浮。 （5）推理：物体上浮，露出液面，V排减小，浮力减小，最后_______在液面，二力平衡即F浮＝______。 2.把物体浸没在水中，放手后，物体既不上浮也不下沉，即_______（填：漂浮/悬浮），此时物体受到的重力和浮力大小_______（填：相等/不相等），物体受到的合力为_______，运动状态不发生改变。 结论：浸没在液体中的物体，当浮力______重力(或ρ液____ρ物)，物体悬浮。 3.把实心的正方体铝块浸没在水中，放手后，铝块下沉，为什么？ （1）计算：铝块密度ρ铝＝2.7g/cm3 ，铝块体积V＝1000cm3 ，则铝块质量m＝ρV= g =______kg，正方体铝块受到重力G＝______N； （2）计算：正方体铝块在水中受到的浮力F浮＝ ρ液V排g =1.0×103 kg/m3×1000×10-6m3×10 N/kg =________N； （3）比较：铝块浸没水中放手后，所受合力F=______N，合力方向____________，因此铝块_______； （4）结论：浸没在液体中的物体，当浮力_______重力（或ρ液______ρ物），物体下沉。 4.通过以上学习得出，物体上浮、悬浮、下沉条件可归纳成下表（均选填：大于/等于/小于）： 浮沉 F浮与G ρ液与ρ物 浸 没 上浮 F浮________G ρ液________ρ物 悬浮 F浮________G（浸没） ρ液________ρ物 下沉 F浮________G ρ液________ρ物 漂浮 F浮________G（没有浸没） ρ液________ρ物 5.【例题】如图所示，把重力G=5 N、体积为V=600cm3的小球浸没水中。完成下列两小题： （1）计算：小球浸没水中受到的浮力； （2）选择题：放手后、小球静止时，下列说法正确的是( ) A.小球悬浮，F浮＝6 N B.小球悬浮，F浮＝5 N C.小球漂浮，F浮＝5 N D.小球沉在水底，F浮＝6 N 二. 笔记（接第三节） 7.物体的浮沉条件 （1）上浮条件：当F浮_____G或ρ液_____ρ物，物体上浮；物体上浮露出液面、最后________， 二力 平衡。 （2）悬浮条件：当F浮_____G或ρ液_____ρ物，物体悬浮。 （3）下沉条件：当F浮_____G或ρ液_____ρ物，物体下沉，最后触底， 三力 平衡。 （1）称重法：F浮=__________； 8.浮力公式 （2）阿基米德原理法：F浮=___________，公式变形V排=_________ 、ρ液=_________； （3）二力平衡法：F浮=_________（漂浮或悬浮）； （4）液体压力差法：F浮=___________。 三．过关训练 评价_________ 1.用手将一重力G=5N的物体全部压入水中，物体排开的水重8N，放手后、待物体静止时（ ） A. 物体悬浮 B. 物体沉底 C. 物体受到的浮力为8N D. 物体先上浮后漂浮 2.长江上一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后。该艘轮船（ ） A.会浮起一些，所受浮力变小 B.会浮起一些，所受浮力变大 C.会下沉一些，所受浮力变大 D.会始终漂浮，所受浮力不变 3.如图所示，a、b是两种物质“质量与体积的关系”图像，分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心正方体物体，浸没在水中。松手稳定后( ) A. b漂浮，b受到的浮力小 B. a漂浮，a受到的浮力大 C. b下沉，a受到的浮力大 D. a下沉，b受到的浮力大 4.将一块实心物体放入盛水的烧杯中，物体静止时如图所示。若将该物体分成大小不同的两块，仍然放在盛水的烧杯中，则（ ） A. 大块沉入杯底，小块飘在水面上 B. 大块、小块都沉入杯底 C. 大块、小块都飘在水面上 D. 大块、小块都悬浮在水中 5.小明同学用一个质量可以忽略不计的薄塑料袋装满水，挂在弹簧测力计上后，将其浸没在水中，那么他看到的弹簧测力计读数 （ ） A. 小于袋中水的重 B. 等于袋中水的重 C. 大于袋中水的重 D. 等于零 6.在一个装满水的容器中，放入重力G=20 N的物体，从容器中溢出15 N的水，则该物块在水中的浮沉情况应该是( ) A. 上浮 B. 漂浮 C. 悬浮 D. 下沉 7.将一个新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中，鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示-------分别是触底和悬浮。则下列说法正确的是（　　） A. 鸡蛋在水中受到的浮力大 B. 鸡蛋在水和浓盐水中受到的浮力一样大 C. 鸡蛋的密度大于水的密度 D. 鸡蛋的密度小于浓盐水的密度 8.【多选】水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体，两个完全相同的正方体在甲、乙两容器中静止时如图所示。下列判断正确的是（　　） A. 甲容器中、乙容器中的物体所受浮力一样大 B. 甲容器中的液体的密度大 C. 乙容器对水平桌面的压强大 D. 乙容器底部所受液体的压力大 9.小明探究上浮、下沉条件时，用手将质量为0.15k g，体积为1.6×10－4 m3的苹果浸没在水中，苹果受到的浮力为 N，松手后苹果将 (上浮/下沉/悬浮)，最后静止时，苹果受到的浮力是 N。(g=10 N/kg) 10. 一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时，它受到的浮力是 N，如果往盐水中不断注入清水，鸡蛋将 （选填：“上浮”、“下沉”或“不动”，g=10N/kg）。 11.一木块的体积是0.8 m3，漂浮在水面上时有的 体积浸入水中，如图所示。求： （1）木块所受的浮力；（水的密度ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。（2）木块的密度。 第四节 物体的浮与沉（第2课时） 一. 自主预习（课本222页----224页） 1.如图所示，密度计是测量___________的仪器，密度计是________原理的应用（填：悬浮/漂浮）。用同一密度计测量甲、乙两种液体密度时，密度计受到的浮力________（填：相等/不相等），其中_______液体的密度大。 （第1题图） （第2题图） （第3题图） （第4题图） （第5题图） 2.为了提高产量，常用盐水浸泡法来选种。如图所示，配置浓度适宜的盐水，使盐水的密度小于饱满种子的密度，饱满的种子就________；盐水的密度大于干瘪种子的密度，干瘪种子就_______。（均选填：上浮/悬浮/下沉） 3.如图所示，阀门打开，海水进入压力舱，潜水艇的重力增大。当重力增大到大于浮力时，潜水艇_________；当重力等于浮力时，潜水艇________。压缩空气打入压力舱，将海水排出，潜水艇的重力减小，当重力小于浮力时，潜水艇________。可见：潜水艇是靠改变_____________来实现上浮、悬浮或下沉的。 4.如图所示，热气球的气袋中充满空气，燃烧装置喷出的火焰加热气袋中的空气，气袋中的空气温度升高、密度______（选填：增大/不变/减小）。当气袋中热空气的密度比外部空气的密度小到一定程度时，热气球便上升了。 5.如图所示，辽宁号航空母舰满载时排水量达67500 t，排水量是排开的水的_________（填：质量m排/体积V 排）辽宁号航空母舰它满载时所受的浮力为 N(取g=10N/kg)；当舰载机着舰后，浮力将 。 6.小明将一支自制的简易密度计放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止后的情形如图所示，两液面相平｡下列判断正确的是（ ） A. 密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小 B. 甲液体对容器底部的压强小，乙液体对容器底部的压强大 C. 密度计越靠上的刻度，对应的密度值越大 D. 甲液体的密度比乙液体的密度大 7.农民用盐水选种，要把盐水的密度从1.05×103 kg/m3配成1.1×103 kg/m3，应向盐水中加________(填“盐”或“水”)，将谷种放入配制好的盐水中，密度小于1.1×103 kg/m3的谷种将________。 8.（2024烟台）海军烟台舰舰长134m，最大宽度16m，高度35m，排水量（满载）约4000t，巡航速度18节（1节=1.852km/h），续航里程4000海里（1海里=1.852km），抗风力大于12级。（g=10N/kg，海水密度取kg/m3）求：（1）某次航行中烟台舰吃水深度为4m，则在舰底0.5m2的面积上受到海水的压力为多大？ （2）满载时烟台舰所受的浮力约为多大？ 2. 笔记------（接上1课时） 9.浮沉条件的应用：（1）密度计：________原理的应用，同一密度计测量不同液体密度时，受到的浮力________； （2）潜水艇：靠改变_______________来实现上浮、悬浮或下沉； （3）轮船：钢铁制造的战舰造成______，轮船的排水量为m排，则轮船受到的浮力为F浮=______。 三．过关训练 评价_________ 1.在一根细木棍的一端绕着适量的铁丝，把它放到甲、乙、丙三种密度不同的液体中，木棍浸入液体里的情况如图所示，则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度ρ之间的关系，正确的是（ ） A. F甲＞F乙＞F丙 ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 B. F甲＜F乙＜F丙 ρ甲＜ρ乙＜ρ丙 C. F甲=F乙=F丙 ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 D. F甲=F乙=F丙 ρ甲＜ρ乙＜ρ丙 2.圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中，均处于漂浮状态，如图所示。圆柱体在两液体中所受浮力依次是F1和F2，则( ) A. ρ1＞ρ2　F1＞F2 B. ρ1＜ρ2　F1＜F2 C. ρ1＜ρ2　F1＝F2 D. ρ1＞ρ2　F1＝F2 3.我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练。如图所示是中国航母“辽宁”号训练时的图片。当飞机飞回航母后（ ） A. 航母将浮起一些，所受浮力减小 B. 航母沉下一些，所受浮力增大 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 4.将两个完全相同的小球分别放入装有不同液体的甲、乙两烧杯中，球静止时两烧杯液面相平，如图所示。下列判断正确的是（ ） A. 两小球所受浮力大小相等 B. 乙烧杯中液体的密度大 C. 乙烧杯中小球排开的液体质量大 D. 甲烧杯底部受到液体的压强小 5.如图所示，同一潜水艇浮在水面时受到的浮力为F1，底部受到水的压强为p1，潜入水中时受到浮力为F2，底部受到水的压强为p2。下列选项中正确的是( ) A. F1＝F2，p1＜p2 B. F1＝F2，p1＞p2 C. F1＞F2，p1＞p2 D. F1＜F2，p1＜p2 6.（2024泸州）中国长征18号核潜艇正在进行战备训练，下列对该潜艇的说法中正确的是（　　） A. 通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉 B. 在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力增大 C. 从长江潜行进入东海时，需要往水仓内注水 D. 从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变小 7.密度计是利用漂浮原理工作的。当密度计漂浮在不同的液体中时，若液体密度小，则密度计浸入液体的体积就_______（填：大/小），同一密度计漂浮在不同的液体中，受到的浮力_________（填：相等/不相等）。 8.用手把体积为5×10-4m3的球浸没在水中，球受到的浮力F浮= ρ液V排g=_________N。若该球重为8N，放手后这个球将 （填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）。( g=10N/kg, ρ水＝1.0×103kg/m3) 9.某次军事演习中，执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中。要使潜水艇下潜，应对水舱________ (填：注水/排水)，在下潜过程中，海水对潜水艇上下表面的压力差________(填：变大/变小/不变)。 10.(2024陕西)如图所示，是我国自主研发的“南鲲号”漂浮式波浪能发电装置，因其灵活机动，被称为海上移动充电宝。（g取10N/kg，海水密度取1.0×103kg/m3） （1）“南鲲号”通过向水箱注水使自身下沉，以抵御超强台风，在下沉过程中，其底部受到海水的压强________； （2）“南鲲号”质量为6×106kg，其漂浮时受到的浮力是多少？排开海水的体积是多少？ 四．小专题训练（三）：阿基米德原理公式与二力平衡公式组合题型 1.(2024江西)如图所示，水平桌面上的平底薄壁容器（重力忽略不计）底面积为0.01m2，容器内盛有质量为4kg的水。一实心木块漂浮在水面上，木块的质量为0.6kg，体积为1×10-3m3。g取10N/kg，求：（1）木块的密度；（2）木块受到的重力；（3）木块受到的浮力；（4）此时容器对水平桌面的压强。 2.【昆明中考】将一边长是0.1m的实心正方体，缓慢放入盛满水的烧杯内，待它静止时，从杯中溢出0.6kg的水。(g取10N/kg，ρ水 =1.0×l03kg/m3) 。求：（1）正方体受到的浮力；（2）正方体排开水的体积；（3）判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底，并写出判断依据；（4）求正方体的密度。 3.一边长为10cm，密度为0.6g/cm3的正方体木块，用细线置于容器的水中，如图所示。求： （1）木块所受的浮力；（2）细线的拉力；（3）细线剪断后，木块静止时，木块下方所受到水的压强。 4.如图，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A，当容器中水的深度为30cm时，物块A有 的体积露出水面，此时弹簧恰好处于自然伸长状态。(已知ρ水=1×103kg/m3，g取10N/kg)。求：（1）物块A受到的浮力；（2）物块A的密度；（3）往容器缓慢加水，至物块A刚好浸没水中，停止加水，弹簧伸长了3cm，此时弹簧对木块A的作用力F。 五．专题训练（四）：密度、压强、浮力综合题 1.（2024盐城）如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇，外形像大白鲸，整体呈流线型，尾部有三个尾翼。其内部有两个气囊，一个气囊装有密度比空气小的氦气，另一个气囊内充有空气，艇体通过排放空气实现上升。艇体用特种缆绳与地面相连，缆绳中布置细电缆和光纤。下列关于浮空艇分析错误的是（　　） A. 艇体整体呈流线型是为了减小空气阻力的影响 B. 浮空艇在上升过程中受到的浮力变大 C. 缆绳中布置光纤，目的是实时传输通信数据 D. 缆绳应选择密度小、强度大的材料 2. (2024成都)小李同学想估算空气对自己的浮力大小，采集的数据有：自己的体重、自己的密度（与水接近，约为1.0×103kg/m3）、空气的密度（约为1.3kg/m3）。则空气对小李的浮力大小约为（　　） A. 0.006N B. 0.6N C. 60N D. 600N 3. 三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，以下判断正确的是（ ） A. 液体的密度关系是ρ甲＞ρ丙＞ρ乙 B. 液体对容器底部的压强关系是p乙＞p甲＞p丙 C. 容器对桌面的压强关系是p'甲＞p'乙＞p'丙 D. 小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙＞F甲 4. 一枚重力为G的鸡蛋悬浮在盐水中，如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐，鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是（ ） 5.【多选】(2023南充)甲、乙、丙三个烧杯中均装有适量的酒精（ρ酒=0.8×103kg/m3），现有质地均匀，不吸且不溶于酒精的a、b两实心柱体，质量之比为3∶1，把它们分别放入甲、乙烧杯中，当a、b静止时，如图甲、乙所示，若将b置于a上面一起放入丙烧杯中，静止时a的上表面刚好与液面相平，如图丙，下列说法正确的是（ ） A. a的密度为0.4×103kg/m3 B. 在图甲中a有四分之一的体积露出液面 C. 在图甲中a的下表面液体压强与图丙中a的下表面液体压强之比为3∶5 D. a、b的体积之比为4∶1 6.（2023凉山）如图所示，两个相同的圆柱形容器放在水平桌面上，分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心球A、B分别放入容器中静止时，A球悬浮，B球漂浮，h1<h2，且两种液体对容器底的压强相等，下列说法正确的是（　　） A. 两个小球受到的重力： B. 两个小球受到的浮力： C. 两种液体的密度： D. 两个容器对桌面的压强 （第7题图） 7.（2024临沂）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 8.小明和小红使用不同的器材分别对石块的密度进行了测量。 （1）小明将托盘天平放在水平桌面上，把游码拨至标尺左侧零位，发现指针所处位置如图甲所示，应将平衡螺母向______移动，使天平横梁在水平位置平衡； （2）把石块放在天平的______盘中，用镊子向另一个盘中加减砝码，再移动游码。当天平平衡时，砝码质量以及游码在标尺上的位置如图乙所示，则石块的质量是______g； （3）小明又测出石块的体积是20cm3，则石块的密度是______kg/m3； （4）实验后，小明发现所用的砝码生锈了，则所测石块密度比真实值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； （5）小红用圆柱形容器、刻度尺和一个不吸水的小木块等器材测量石块密度： ①如图丙所示，容器内装入适量的水，小木块放入容器内静止时，测出容器内水深为h1； ②如图丁所示，用细线把石块与木块系住放入容器内静止时，测出容器内水深为h2； ③如图戊所示，将石块直接放入容器内水中，测出容器内水深为h3； ④石块密度的表达式 ρ石 =__________。（用字母表示，水的密度为ρ水） 9.（2023云南）如图所示，将重为1N，底面积为150cm2装有水的薄壁（不计厚度）柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上，此时压力传感器的示数为30N，用轻质细线悬挂一重20N、高15cm、底面积为60cm2不吸水的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm，现提住细线缓慢下移，使圆柱体逐渐浸入水中，当圆柱体下降7cm时，水面达到溢水口，已知水的密度为1.0×103kg/m3。求： （1）圆柱体未浸入水中时，溢水杯对压力传感器的压强； （2）圆柱体未浸入水中时，溢水杯中水的质量； （3）圆柱体刚好浸没时，细线对圆柱体的拉力； （4）圆柱体从初始位置到刚好浸没，水对溢水杯底部压强的变化量。 10.（2024重庆A）如图甲所示，我国自主建造重为3.7×108 N的导管架“海基二号”需要用驳船运输到指定位置，安装在超过300m深的海域搭建石油开采平台。而亚洲最大驳船的最大载重只有3×108 N，该驳船可看作长200m、宽50m、高14m的规则长方体，其最大吃水深度为7m。“文冲修造厂”通过加宽驳船解决了超重难题，如图乙是驳船加宽后的示意图，加宽后驳船的最大吃水深度不变。（海水的密度为1.0×103kg/m3）求： （1）水深300m处的水压强； （2）加宽前，驳船空载时排开水的体积； （3）若驳船体积每增加1m3，自重增加2.5×103 N，为了安全装载“海基二号”，驳船总宽度至少应增加多少；请你另外设计一种改装驳船的方法（只说方法，不计算）。 11.（2023安徽） “浮沉子”最早是由科学家笛卡儿设计的。小华用大塑料瓶（大瓶）和开口小玻璃瓶（小瓶）制作了图1所示的“浮沉子”；装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上，拧紧大瓶的瓶盖使其密封，两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器，底面积为S，忽略其壁厚（即忽略小瓶自身的体积）。当小瓶漂浮时，简化的模型如图2所示，小瓶内空气柱的高度为h。手握大瓶施加适当的压力，使小瓶下沉并恰好悬浮在图3所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A，A的质量为m，水的密度为 ，g为已知量。求： （1）图2中A所受浮力的大小；（2）图2中A排开水的体积；（3）图2和图3中小瓶内空气的密度之比。 12.（2023宜宾）如图甲，用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下，静止时测力计读数为3N；如图乙，将该木块静置于平放的盛水容器中，木块有的 体积露出水面；如图丙，用竖直向下的力F压该木块时，木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： （1）图乙中木块所受的浮力大小；（2）木块的体积；（3）木块的密度；（4）图丙中F的大小。 13.（2024泸州）钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具，其主要由鱼钩、铅坠、浮漂（7颗相同浮子）构成，该钓具各部分参数如下表所示。假如垂钓时，浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上，漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上，为浮子的理想状态（忽略鱼线弯曲造成的影响，即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用）。如图乙所示，某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时，鱼饵的质量为1.5×10-3kg，体积为1×10-6m3，沉到水底后未与塘底紧密接触，有4颗浮子浸没在水下、有3颗浮子漂浮在水面上，且浮子处于理想状态。水的密度1.0×103kg/m3，g=10N/kg，则： 名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线 质量m/kg 不计 体积 不计 不计 （1）浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大？ （2）当鱼饵静止在水平塘底时，鱼饵受到的支持力为多大？ （3）当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，浮子仍处于理想状态，水面下浸没的浮子有多少颗？ 第 37 页 共 76 页，bianzhe：yinfalaoshi 学科网（北京）股份有限公司 $$