课时7.3浮沉的条件及应用-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练（ 沪科版五四制2024）

第七章 浮力 （原卷版） 课时7.3 浮沉的条件及应用 2022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 比较浮力与重力的大小关系来判断物体的浮沉状态 (1)上浮和漂浮：物体浸没在液体中时，所受浮力是最大值。当__ __时(如图甲所示)，合力方向竖直向上，物体在液体中向上运动——上浮，随着物体不断上升，最终物体将有一部分体积开始露出液面，物体所受的浮力也就随之减小，一直减小到F浮＝G物时，物体所受浮力与重力的合力为零，就不再上浮，此时物体处于平衡状态，将 在液面上(如图乙所示)。 (2)悬浮：物体浸没在液体中，当__ __时(如图丙所示)，物体可以停留在液面下任何位置，随时都能保持平衡状态。 (3)下沉和沉底：物体浸没在液体中，当__ __时(如图丁所示)，物体所受重力与浮力的合力的方向竖直向下，物体将向下运动——下沉，直至容器底部对物体产生一定的支持力为止，这时物体在重力、浮力、支持力的作用下而处于平衡状态，下沉运动就此结束，物体静止在容器底部(如图戊所示)。 说明　物体在液体中，最终会出现三种状态：漂浮、悬浮、沉底，它们的特点如下表。 状态 漂浮 悬浮 沉底 力的关系 F浮＝G F浮＝G F浮＜G 体积关系 V排液＜V物 V排液＝V物 V排液＝V物 密度关系 ρ物＜ρ液 ρ物＝ρ液 ρ物＞ρ液 知识点　物体浮沉条件的应用 1．密度计 密度计是测量液体密度的工具。它是一根上部标有刻度，形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞，用它测液体密度时，它所受的浮力总是 它受到的重力。 测量液体的密度时，由于液体的密度不同，同一密度计的重力相同，所受浮力相同，根据F浮＝ρ液gV排液可知，当底面积不变时，液体的密度越大，浸入液体中的深度越小，故密度计的刻度值“ ”。 2．轮船 轮船是用密度大于水的钢铁制成的，采用“空心”的办法使它排开更多的水，增大浮力，从而漂浮在水面上。 3．潜水艇 潜水艇的两侧有水舱，当水舱中充满水时，潜水艇受到的重力大于浮力，就逐渐潜入水中；当压缩空气将水舱里的水排出一部分，潜水艇 ，它受到的重力小于浮力时，就会浮出水面，如下图所示。潜水艇浸没在水中时，所受浮力不变，当从水舱排出水使F浮＞G时，潜水艇上浮；当向水舱中充水时，潜水艇自身 ，增大到F浮＝G时，可悬浮于某一位置航行；当向水舱中再充水至F浮＜G时，潜水艇下潜。 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】中国制造的“和平方舟”号大型医院船，被誉为守卫和平的友谊使者。“和平方舟”号满载时总重为1.4×108N，当它满载在海上航行时所受浮力为 N，在某次执行任务过程中，它从大西洋驶入海水密度更小的印度洋时，吃水深度 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（g取10N/kg） 【答案】 1.4×108 变大 【详解】[1]当它满载在海上航行时，它处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，所受浮力为 [2]它从大西洋驶入海水密度更小的印度洋时，它仍处漂浮状态，受到的浮力不变，海水密度变小，根据阿基米德原理可知，它排开海水的体积变大，吃水深度变大。 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】如图所示为我国新一代通用型导弹驱逐舰，其排水量为，则驱逐舰满载时受到的浮力为 N；该驱逐舰从海洋驶入长江时所受到的浮力将 （选填“变大”“变小”或“不变”），它排开江水的体积 （选填“大于”“等于”或“小于”）排开海水的体积。（g取，） 【答案】 不变 大于 【详解】[1]驱逐舰满载时受到的浮力为 [2][3]该驱逐舰从海洋驶入长江时，始终漂浮，浮力等于重力，重力不变，则浮力不变。由于，根据，可知排开江水的体积大于排开海水的体积。 【角度2】根据物体的浮沉状态判断密度大小 【典例2】甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则下列说法正确的是（    ） A．甲受到的浮力最大 B．甲物体的密度最大 C．丁物体受到的浮力最小 D．丁物体的密度最大 【答案】D 【详解】AC．甲球排开水的体积小于乙丙丁球排开水的体积，由得，甲球受到的浮力最小，乙次之，丙丁排开液体体积相等，浮力相等但都比甲乙大。故AC错误； BD．都放在水中，液体密度相同，甲乙漂浮密度比水小，丙悬浮密度和水相等，丁沉底密度比水大。甲乙球均漂浮在水面上，重力均等于浮力，甲球的浮力小于乙球的浮力，则甲球的重力小于乙球的重力，甲乙球的体积相同，由得，甲球的密度小于乙球的密度，故B错误，D正确。 故选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】如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确的是（　　） A．甲杯中盐水的密度大 B．乙杯中盐水的密度大 C．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大 D．鸡蛋在乙杯中受到的浮力大 【答案】A 【详解】AB．鸡蛋在甲中漂浮，所以鸡蛋的密度小于甲盐水的密度，在乙中悬浮，所以鸡蛋的密度等于乙盐水的密度，所以甲盐水的密度大于乙盐水的密度，则A正确，B错误； CD．鸡蛋在甲中漂浮，所以浮力等于重力，在乙中悬浮，所以浮力等于重力，所以甲、乙两杯盐水中受到的浮力相等，则CD错误。 故选A。 【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】将甲、乙两种实心小球分别放入A、B两种液体中，出现如图情形。将乙球放入A液体中，乙球沉底。由此推断小球甲、乙和A、B液体的密度关系是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由图示可知，甲在A中处于漂浮状态，则，乙在B中处于漂浮状态，则，而将乙球放入A液体中时，乙球沉底，则，故可知，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （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】水平桌面上两个底面积相同的容器中，分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中，静止时两球状态如图所示，两容器内液面相平。下列分析正确的是（    ） A．两小球所受浮力 B．两种液体的密度 C．两种液体对容器底部的压强 D．两种液体对容器底部的压力 【答案】D 【详解】A．M球在甲液体中漂浮，M球受到的浮力等于重力；N球在乙液体中悬浮，N球受到的浮力等于重力，两球完全相同，重力相同，则两小球所受浮力相等，故A错误； B．由漂浮状态得，M球的密度小于甲液体的密度，N球的密度等于乙液体的密度，两球的密度相同，则两种液体的密度，故B错误； C．两种液体深度相同，由得，甲乙对容器底部的压强。故C错误； D．两容器底面积相同，由得，两种液体对容器底部的压力。故D正确。 故选D。 问题二：浮力的利用 【角度1】浮力的利用 【典例1】为助力乡村振兴，将生态农业和旅游观光相结合，打造美丽乡村。如图是某村夏日乡村游用的观光艇，其部分技术参数如下表：（g=10N/kg，ρ水=1.0× 10³kg/m3） 商品名称 浪花牌观光艇 商品型号 船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m 空船质量 800kg 最大载人数量 8人 最大航速 10m/s 求： (1)观光艇最大航速是多少？ (2)观光艇以最大航速航行5min通过的路程？ (3)空观光艇漂浮在水面时受到的浮力多大？ (4)空观光艇漂浮在水面时排开水的体积多大？ 【详解】（1）由表中数据可知，观光艇最大航速是10m/s。 （2）观光艇以最大航速航行5min通过的路程 s=vt=10m/s×5×60s=3000m （3）空观光艇的重力为 G=mg=800kg×10N/kg=8000N 观光艇漂浮，观光艇空载时所受浮力为 F浮=G=8000N （4）空观光艇漂浮在水面时排开水的体积 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。 【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 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第七章 浮力 （原卷版） 课时7.3 浮沉的条件及应用 2022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 比较浮力与重力的大小关系来判断物体的浮沉状态 (1)上浮和漂浮：物体浸没在液体中时，所受浮力是最大值。当__ __时(如图甲所示)，合力方向竖直向上，物体在液体中向上运动——上浮，随着物体不断上升，最终物体将有一部分体积开始露出液面，物体所受的浮力也就随之减小，一直减小到F浮＝G物时，物体所受浮力与重力的合力为零，就不再上浮，此时物体处于平衡状态，将 在液面上(如图乙所示)。 (2)悬浮：物体浸没在液体中，当__ __时(如图丙所示)，物体可以停留在液面下任何位置，随时都能保持平衡状态。 (3)下沉和沉底：物体浸没在液体中，当__ __时(如图丁所示)，物体所受重力与浮力的合力的方向竖直向下，物体将向下运动——下沉，直至容器底部对物体产生一定的支持力为止，这时物体在重力、浮力、支持力的作用下而处于平衡状态，下沉运动就此结束，物体静止在容器底部(如图戊所示)。 说明　物体在液体中，最终会出现三种状态：漂浮、悬浮、沉底，它们的特点如下表。 状态 漂浮 悬浮 沉底 力的关系 F浮＝G F浮＝G F浮＜G 体积关系 V排液＜V物 V排液＝V物 V排液＝V物 密度关系 ρ物＜ρ液 ρ物＝ρ液 ρ物＞ρ液 知识点　物体浮沉条件的应用 1．密度计 密度计是测量液体密度的工具。它是一根上部标有刻度，形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞，用它测液体密度时，它所受的浮力总是 它受到的重力。 测量液体的密度时，由于液体的密度不同，同一密度计的重力相同，所受浮力相同，根据F浮＝ρ液gV排液可知，当底面积不变时，液体的密度越大，浸入液体中的深度越小，故密度计的刻度值“ ”。 2．轮船 轮船是用密度大于水的钢铁制成的，采用“空心”的办法使它排开更多的水，增大浮力，从而漂浮在水面上。 3．潜水艇 潜水艇的两侧有水舱，当水舱中充满水时，潜水艇受到的重力大于浮力，就逐渐潜入水中；当压缩空气将水舱里的水排出一部分，潜水艇 ，它受到的重力小于浮力时，就会浮出水面，如下图所示。潜水艇浸没在水中时，所受浮力不变，当从水舱排出水使F浮＞G时，潜水艇上浮；当向水舱中充水时，潜水艇自身 ，增大到F浮＝G时，可悬浮于某一位置航行；当向水舱中再充水至F浮＜G时，潜水艇下潜。 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】中国制造的“和平方舟”号大型医院船，被誉为守卫和平的友谊使者。“和平方舟”号满载时总重为1.4×108N，当它满载在海上航行时所受浮力为 N，在某次执行任务过程中，它从大西洋驶入海水密度更小的印度洋时，吃水深度 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（g取10N/kg） 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】如图所示为我国新一代通用型导弹驱逐舰，其排水量为，则驱逐舰满载时受到的浮力为 N；该驱逐舰从海洋驶入长江时所受到的浮力将 （选填“变大”“变小”或“不变”），它排开江水的体积 （选填“大于”“等于”或“小于”）排开海水的体积。（g取，） 【角度2】根据物体的浮沉状态判断密度大小 【典例2】甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则下列说法正确的是（    ） A．甲受到的浮力最大 B．甲物体的密度最大 C．丁物体受到的浮力最小 D．丁物体的密度最大 （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】如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确的是（　　） A．甲杯中盐水的密度大 B．乙杯中盐水的密度大 C．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大 D．鸡蛋在乙杯中受到的浮力大 【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】将甲、乙两种实心小球分别放入A、B两种液体中，出现如图情形。将乙球放入A液体中，乙球沉底。由此推断小球甲、乙和A、B液体的密度关系是（    ） 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】水平桌面上两个底面积相同的容器中，分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中，静止时两球状态如图所示，两容器内液面相平。下列分析正确的是（    ） A．两小球所受浮力 B．两种液体的密度 C．两种液体对容器底部的压强 D．两种液体对容器底部的压力 问题二：浮力的利用 【角度1】浮力的利用 【典例1】为助力乡村振兴，将生态农业和旅游观光相结合，打造美丽乡村。如图是某村夏日乡村游用的观光艇，其部分技术参数如下表：（g=10N/kg，ρ水=1.0× 10³kg/m3） 商品名称 浪花牌观光艇 商品型号 船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m 空船质量 800kg 最大载人数量 8人 最大航速 10m/s 求： (1)观光艇最大航速是多少？ (2)观光艇以最大航速航行5min通过的路程？ (3)空观光艇漂浮在水面时受到的浮力多大？ (4)空观光艇漂浮在水面时排开水的体积多大？ 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。 【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。 7 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$