10.3物体的浮沉条件及应用 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第3节　物体的浮沉条件及应用 第2课时　浮力的应用 第十章　浮　力 目 录 01 新知梳理 02 当堂反馈 1. 在保持物体所受重力不变的情况下，通过“挖空”的方法增加物体排开水的体积，使物体受到更大的 　浮力　，所以物体能漂浮在水面上， 　轮船　就是根据这个原理制造的。 2. 轮船的大小通常用 　排水量　来表示。排水量就是轮船 　装满货物（或满载）　时排开水的 　质量　。 3. 潜水艇是通过改变 　自身重力　来实现上浮和下沉的。 4. 气球和飞艇里的气体密度 　小于　空气的密度，通过改变自身 　体积　来改变浮力，从而实现上升和下降。 浮力　 轮船　 排水量　 装满货物（或满 载）　 质量　 自身重力　 小于　 体积　 5. 密度计可以漂浮在不同液体中测量液体的 　密度　；测量时可以根据 　液面　所处的位置直接读出液体的密度值。 密度　 液 面　 1. 如图所示为“寻梦”学习小组制作的潜水艇模型，通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气，使其从图示的位置下沉（胶管在水中的体积忽略不计）。下列分析正确的是（　B　） A. “潜水艇”所受的浮力逐渐变小 B. “潜水艇”排开水的重力保持不变 C. “潜水艇”顶部受到水的压强保持不变 D. “潜水艇”通过改变浮力的大小来实现下沉 B 1 2 3 4 5 6 7 8 2. 如图是巧用物理知识将帽子送到楼上的情景，此过程中应用的关键知识是（　D　） A. 气球受到重力 B. 帽子的质量大于气球的质量 C. 帽子的密度大于气球的密度 D. 空气对帽子和气球有浮力作用 D 1 2 3 4 5 6 7 8 3. 新疆的天山天池被誉为“瑶池”，乘坐热气球可以俯瞰其景色之美。如图所示的热气球，其下方开口处燃烧液化气，随着热气球内部气体温度升高，热气球体积膨胀到一定程度，便会升空。关于热气球升空的过程，下列说法正确的是（　B　） A. 热气球内部的气体密度大于空气的密度 B. 热气球排开空气的重力大于热气球的总重力 C. 热气球所受的浮力大于它排开空气的重力 D. 热气球所受的大气压逐渐变大 B 1 2 3 4 5 6 7 8 4. 人们在端午节会吃粽子，康康把粽子放入盛有适量水的锅中，发现粽子浸没在水中且沉在锅底，这说明粽子的密度 　大于　水的密度，此时粽子对锅底的压力 　小于　粽子受到的重力。（填“大于”“小于”或“等于”） 5. （2024·甘南）2024年3月7日，执行中国第40次南极考察任务的“雪龙2号”，在南极秦岭站载上考察队员，启程返回中国，如图所示，“雪龙2号”搭载了考察队员后所受浮力 　增大　（填“增大”或“减小”），船体略 　下沉　（填“上浮”或“下沉”）一些。 大于　 小于　 增大　 下 沉　 1 2 3 4 5 6 7 8 6. 2021年4月23日，中国海军迎来了第72个生日，我国第一艘两栖攻击舰——“海南舰”交接入列（如图），该舰满载排水量约为4万吨，可作为两栖车辆和气垫登陆艇的母船，运送士兵、步兵战车、主战坦克等武器装备。该舰满载时受到的浮力大约是 　4×108　N，它从长江口进入到东海，舰身会 　上浮一些　（填“上浮一些”“下沉一些”或“位置不变”）。（g取10N/kg） 4×108　 上浮一些　 1 2 3 4 5 6 7 8 7. 一质量为0.2kg的苹果静止在如图所示位置。求：（g取10N/kg） （1） 苹果受到的浮力F浮。 解：（1） 苹果受到的重力G＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N，因苹果悬浮，故苹果受到的浮力F浮＝G＝2N 第7题 1 2 3 4 5 6 7 8 （2） 苹果排开水的体积V排。 解：（2） 由F浮＝ρ浮V排g可得苹果排开水的体积V排＝＝＝2×10－4m3 第7题 1 2 3 4 5 6 7 8 8. 如图为我国自行研制的052D型导弹驱逐舰，该舰经常担负我军近海和远海的巡航任务。已知驱逐舰满载时排水量达9×108kg，海水密度约为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： （1） 驱逐舰满载时受到海水的浮力。 解：（1） 9×109N 第8题 1 2 3 4 5 6 7 8 （2） 当驱逐舰所受浮力为8×107N时，排开水的体积。 解：（2） 8×103m3 第8题 1 2 3 4 5 6 7 8 1. 如图是端午节赛龙舟的情景，在参赛运动员从码头一个接一个地登上龙舟的过程中，下列说法正确的是（　D　） A. 龙舟一直漂浮，龙舟受到的浮力不变 B. 龙舟下沉一些，龙舟受到的浮力变小 C. 龙舟受到的重力变大，龙舟受到的浮力变小 D. 龙舟排开水的体积变大，龙舟受到的浮力变大 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2. 如图所示为我国的核潜艇（核动力潜艇），它是坚不可摧的“水下盾牌”，是真正意义上的大国重器。关于核潜艇，下列说法正确的是（　B　） A. 上浮过程中，受到的浮力逐渐变大 B. 浸没在水中后继续下潜，所受浮力不变 C. 下潜过程中，水对核潜艇底部的压强不变 D. 核潜艇悬浮与漂浮时，受到的浮力相等 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3. 如图所示，当热气球喷火装置“喷火”时，气囊内的空气被加热并排出一部分后，气球上浮。下列关于其升空原因的说法，正确的是（　C　） A. 加热时气囊内气体密度不变 B. 气囊排开空气的重力等于自身重力 C. 气囊内气体密度小于空气密度 D. 气囊所受的浮力大于它排开空气的重力 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4. 094A型战略核潜艇是我国自主研发，目前国内最先进的核潜艇。如图所示，核潜艇通过改变 　自身重力　大小来实现上浮和下沉，浸没在水中的核潜艇上浮（未露出液面）时，所受浮力会 　不变　（填“变大”“变小”或“不变”）。 自身重力　 不变　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5. 如图所示为贵州一女孩表演国家级非物质文化遗产“独竹漂”项目的情景。当她和竹子一起静止在水面时，竹子受到的浮力 　大于　（填“大于”“小于”或“等于”）竹子的重力。当她在水面上翩翩起舞抬起一只脚时，竹子排开水的质量 　不变　（填“增大”“减小”或“不变”）。 第5题 大于　 不变　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6. 我国从远古时代就开始利用浮力了。据考古工作者发现，在很久以前的新石器时期，我国古代劳动人民就制造出了独木舟，如图所示。该独木舟外形可看成一个长方体，它长2m、宽50cm、高15cm，质量为50kg，g取10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3。求： （1） 独木舟空载时受到的浮力。 解：（1） 独木舟空载时漂浮在水面上，受到的浮力等于独木舟的重力，即F浮＝G舟＝m舟g＝50kg×10N/kg＝500N 第6题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2） 独木舟能承载的最大货物的重力。 解：（2） 当独木舟船舷刚好与水面相平时，所能承载的货物的重力最大，此时独木舟浸在水中的体积V排＝2m×0.5m×0.15m＝0.15m3，此时独木舟受到的浮力F浮'＝ρ水gV排＝1×103kg/m3× 10N/kg×0.15m3＝1.5×103N，因为独木舟漂浮，所以独木舟承载货物后的总重力G总＝F浮'＝1.5×103N，独木舟能承载的最大货物的重力G货＝G总－G舟＝1.5×103N－500N＝1×103N 第6题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7. 如图所示，小李利用体积为170cm3的潜水艇模型（忽略进气排气管的体积），探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉。下列说法正确的是（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（　C　） A. 模型浸没在水中时受到的浮力为170N B. 模型浸没后继续下沉的过程中上下表面的压强差变大 C. 若要让悬浮的模型上浮，则应从模型中向外排水 D. 潜水艇能上浮或下沉是通过改变浮力实现的 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8. 如图所示的浮空艇从珠峰站附近成功升空，创造了海拔9032m的大气科学观测世界纪录。浮空艇里填充氦气、氢气、热空气等气体，利用空气浮力升空。若浮空艇的体积不变，则下列关于浮空艇的说法正确的是（　C　） A. 所充气体的密度大于空气的密度 B. 上升过程中的浮力大于它排开空气的重力 C. 上升过程中的浮力逐渐减小 D. 上升过程中受到的大气压不变 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9. 如图所示，某远洋轮船的船舷上标有“吃水线”，又称“载重线”，其中标有W的是北大西洋“载重线”，标有S的是印度洋“载重线”。若此远洋轮船在海面航行时的排水量为1×106kg，g取10N/kg，则远洋轮船此时受到的浮力为 　1×107　N；当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时，远洋轮船在北大西洋受到的浮力F1 　等于　（填“大于”“小于”或“等于”）在印度洋受到的浮力F2；北大西洋的海水密度ρ1 　大于　（填“大于”“小于”或“等于”）印度洋的海水密度ρ2。 1×107　 等于　 大于　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10. （2024·常州）为实施流花11-1油田二次开发，中国工程师需要将导管架从陆地工厂运至海洋指定位置。 ① 工程师将导管架装载在驳船上，静止时驳船排开海水的体积为8×104m3，如图甲所示。 ② 驳船将导管架运至海洋指定位置后，导管架被推入海中，如图乙所示。 ③ 驳船和导管架完全分离后，静止时空驳船排开海水的体积为5×104m3，如图丙所示。已知导管架的体积为3.3×104m3，ρ海水＝1.1×103kg/m3，g取10N/kg。求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （1） 导管架受到的重力大小。 解：（1） 当导管架在驳船上时，整体漂浮，所受浮力等于重力，根据阿基米德原理算出浮力F浮1＝ρ海水gV排1＝1.1×103kg/m3×10N/kg× 8×104m3＝8.8×108N；空驳船漂浮时，浮力等于重力，则F浮2＝ρ海水gV排2＝1.1×103kg/m3× 10N/kg×5×104m3＝5.5×108N；故导管架的重力G＝F浮1－F浮2＝8.8×108N－5.5×108N＝3.3×108N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2） 导管架和驳船完全分离后，导管架最终静止时受到浮力大小。 解：（2） 导管架的质量m＝＝＝3.3×107kg，其密度ρ＝＝＝1×103kg/m3，小于海水密度1.1×103kg/m3，故导管架会漂浮，所受浮力等于重力，故浮力大小为3.3×108N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 $$第3节　物体的浮沉条件及应用 第1课时　物体的浮沉条件 第十章　浮　力 目 录 01 新知梳理 02 当堂反馈 1. 浸没在液体中的物体，受到 　重　力和 　浮　力，物体在液体中的浮与沉取决于这两个力的大小关系。 （1） 当F浮＞G时，物体 　上浮　，最终稳定时 　漂浮　，此时所受的浮力F浮'＝ 　G　。 （2） 当F浮＝G时，物体 　悬浮　，即物体处于 　平衡　状态，可停留在液体中 　任何　深度的地方。 （3） 当F浮＜G时，物体 　下沉　，最终 　沉底　。 重　 浮　 上浮　 漂浮　 G　 悬浮　 平衡　 任何　 下沉　 沉底　 2. 浸没在液体中的实心物体的浮沉，可由物体的密度和液体密度的大小关系来判断。 （1） 当ρ液＞ρ物时，物体 　上浮　，最终稳定时 　漂浮　，此时物体所受的浮力F浮＝ 　G　。 （2） 当ρ液＝ρ物时，物体 　悬浮　，即物体处于 　平衡　状态，可停留在液体中 　任何　深度的地方。 （3） 当ρ液＜ρ物时，物体 　下沉　，最终 　沉底　。 上浮　 漂浮　 G　 悬浮　 平衡　 任何　 下沉　 沉底　 1. 如图所示，将同一个小球分别放入甲、乙、丙三种不同液体中，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，那么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 2. 小美用手把一个重为0.4N，体积是2.7×10－5m3的玩具球浸没到水中，玩具球受到的浮力是 　0.27　N，放手后玩具球将 　下沉　（填“上浮”“下沉”或“悬浮”）。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3） 3. 将某物体放入装满水的足够深的容器中静止时溢出27g水，放入装满煤油的足够深容器中静止时溢出24g煤油，该物体在水中静止时受到的浮力为 　0.27　N，在煤油中静止时所受的浮力为 　0.24　N，处于 　沉底　（填“漂浮”“悬浮”或“沉底”）状态，这个物体的密度是 　0.9　（填“1”“0.8”或“0.9”）g/cm3。（ρ煤油＝0.8×103kg/m3，g取10N/kg） 0.27　 下沉　 0.27　 0.24　 沉底　 0.9　 1 2 3 4 4. 如图，质量为120g的橘子漂浮在水面上，有的体积露出水面，请回答：（g取10N/kg） （1） 橘子受到的浮力大小是多少？ 解：（1） 由于橘子漂浮在水面上，根据物体浮沉条件，橘子受到的浮力F浮等于其重力G，所以浮力F浮＝G＝mg＝120×10－3kg× 10N/kg＝1.2N 第4题 1 2 3 4 （2） 橘子的密度是多少？ 解：（2） 根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，橘子排开水的体积 V排＝＝＝1.2×10－4m3；橘子的体积露出水面，那么橘子在水中的体积就是总体积的；因此，橘子的总体积 V＝＝V排＝×1.2×10－4m3＝×10－4m3；由公式ρ＝得橘子的密度ρ＝＝＝900kg/m3 第4题 1 2 3 4 1. 将重为5N的物体轻轻放入盛满水的容器中，溢出的水的重力为3N，下列对物体所受的浮力大小和物体静止后的浮沉情况分析正确的是（　B　） A. 5N　上浮 B. 3N　沉底 C. 3N　漂浮 D. 5N　悬浮 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2. 俗语“瓜浮李沉”是指西瓜投入水中会漂浮，李子投入水中会下沉，如图所示。对此现象，下列说法正确的是（　D　） A. 李子在下沉过程中所受的浮力逐渐变小 B. 西瓜所受的浮力小于李子所受的浮力 C. 西瓜漂浮时所受的浮力大于自身重力 D. 李子的密度大于西瓜的密度 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3. 如图所示，将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中，待小球静止后，两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是（　D　） A. 甲烧杯中小球受到的浮力大 B. 乙烧杯中小球受到的浮力大 C. 乙烧杯中液体的密度大 D. 甲烧杯中液体的密度大 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4. 泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示，冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，由于浮力大于重力而 　上浮　；茶叶充分吸水后由于其密度 　大于　水的密度而下沉。 5. 用手把体积为5×10－4m3的球浸没在水中，球受到的浮力是 　5　N，若该球重为3N，则放手后这个球将 　上浮　（填“上浮”“下沉”或“悬浮”）。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3） 上浮　 大于　 5　 上浮　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6. 如图所示，把重为0.5N的鸡蛋放入水中，鸡蛋下沉，则鸡蛋受到的浮力 　小于　鸡蛋受到的重力；待鸡蛋静止后，向水中加盐，直至鸡蛋悬浮，此时鸡蛋受到的浮力 　等于　0.5N。（填“大于”“小于”或“等于”） 第6题 小 于　 等于　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7. 一个体积为1×10－3m3的空心铁球重为8.8N，则：（ρ水＝1.0×103kg/m3） （1） 该铁球浸没在密度是0.8×103kg/m3的酒精中时，是上浮还是下沉？ 解：（1） 该铁球浸没在酒精中所受的浮力F浮1＝ρ酒精gV排＝0.8×103kg/m3×9.8N/kg×1×10－3m3＝7.84N＜8.8N，故铁球下沉 （2） 该铁球放入水中静止时受到的浮力是多大？ 解：（2） 该铁球浸没在水中所受的浮力F浮2＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×9.8N/kg×1×10－3m3＝9.8N＞8.8N，故铁球上浮；静止后漂浮，F浮＝G球＝8.8N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8. （多选题）如图甲，一个小青柠放入杯中，倒入碳酸饮料后青柠外壁上附着小气泡而漂浮在饮料中。如图乙是气泡离开青柠上升破裂后，青柠又沉入饮料中。气泡的质量忽略不计，下列说法正确的是（　BC　） A. 图甲中青柠（包含气泡）所受浮力小于图乙中青柠所受浮力 B. 图甲中饮料对杯底的压强大于图乙中饮料对杯底的压强 C. 图甲中杯对桌面的压强等于图乙中杯对桌面的压强 D. 气泡上升未露出液面前的过程中浮力变小 BC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9. 甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如表所示，将它们浸没在水中释放，在其稳定后，三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。下列判断正确的是（　B　） 小　球 甲 乙 丙 质量m/g 30 40 54 体积V/cm3 60 50 20 A. F甲＞F乙＞F丙 B. F乙＞F甲＞F丙 C. F丙＞F乙＞F甲 D. F甲＞F丙＞F乙 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10. （2024·绥化）如图，一长方体物块漂浮在水面上时，物块露出水面的体积是总体积的；当它漂浮在另一液面上时，浸入液体的体积是总体积的。水和液体对物块下表面的压强分别为p1和p2，则p1 　＝　（填“＞”“＜”或“＝”）p2，液体的密度是 　1.2×103　kg/m3。（物块质量分布均匀，且不吸水和另一液体，g取10N/kg） ＝　 1.2×103　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11. （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，静止时测力计示数为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。已知水的密度为1×103kg/m3，g取10N/kg，求： （1） 图乙中木块所受的浮力大小。 解：（1） 由图甲可知，木块的重力G＝3N；图乙中木块为漂浮状态，所以木块受到的浮力F浮＝G＝3N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 （2） 木块的体积。 解：（2） 图乙中木块排开水的体积V排＝＝＝3×10－4m3，由题意可知，V排＝V木，则V木＝V排＝×3×10－4m3＝5×10－4m3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 （3） 木块的密度。 解：（3） 木块的质量m＝＝＝0.3kg，木块的密度ρ＝＝＝0.6×103kg/m3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 （4） 图丙中F的大小。 解：（4） 图丙中木块浸没时受到的浮力F浮1＝ρ水gV排1＝ρ水gV木＝1×103kg/m3×10N/kg×5×10－4m3＝5N，此时木块受平衡力，则有F＝F浮1－G＝5N－3N＝2N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12. （2024·南通）将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中，静止时甲沉底如图所示，下列说法正确的是（　B　） A. 若甲、乙体积相等，则甲受到的浮力小 B. 若甲、乙质量相等，则甲受到的浮力小 C. 向杯中加盐水后，乙受到的浮力变大 D. 向杯中加酒精后，乙受到的浮力变大 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 $$