第34期 物体的浮与沉（答案见36期）-【数理报】2024-2025学年新教材八年级下册物理学案（沪科版2024）

书 （上接第３版） １４．如图１１所示，水平桌面上有Ａ、Ｂ两个相同容器，分别装有密度为 ρ１、ρ２的两种不同液体，将两个相同的小球分别放入两容器中，小球静止 时，两容器液面相平，Ａ、Ｂ两容器对桌面的压力分别为 Ｆ１、Ｆ２，则 ρ１ ρ２，Ｆ１ Ｆ２．（选填“＞”“＜”或“＝”） １５．现有甲、乙、丙三个实心小球，测得其质量、体积图像如图１２所 示．当丙球完全浸入水中时，所受的浮力为 Ｎ（ｇ取１０Ｎ／ｋｇ）；此 时丙球所受的浮力 （选填“大于”“等于”或“小于”）丙球所受的 重力，松手后丙球将 （选填“上浮”“下沉”或“悬浮”）． 三、实验探究题 １６．在综合实践活动中，小明制作了简易密度计，如图１３所示．他利 用一根饮料吸管，在其下端加适当的配重并用石蜡封口，再将此饮料吸管 置于被测液体中进行液体密度的测量实验． （１）密度计在液体中处于 状态，受到的浮力 （选填 “大于”“小于”或“等于”）重力． （２）将密度计放到水中的情景如图甲所示，测得浸入水中的长度为 Ｈ；放到另一液体中的情景如图乙所示，测得浸入液体中的长度为 ｈ，ｈ＜ Ｈ，则ρ液 ρ水（选填“＞”“＜”或“＝”），请用Ｈ、ｈ及水的密度ρ水 表示被测液体的密度ρ液 ＝ ． （３）小明根据液体的密度ρ液与浸入液体中的长度ｈ的对应关系作出 ρ液 －ｈ图像，如图丙所示．据此分析，这种简易密度计从上到下示数依次 变 （选填“大”或“小”），刻度线分布 （选填“均匀”或 “不均匀”）． １７．李艳同学学习了浮力知识后，想知道如何改变物体的浮沉情况， 于是她利用身边的物品进行实验，记录如下表所示．李艳同学测量出空盒 子的质量为２００ｇ，每枚硬币的质量为１０ｇ．（ｇ取１０Ｎ／ｋｇ） 序号 物体 液体 物体状态 １ 空盒子 水 漂浮 ２ 盒子 ＋硬币 水 沉底 ３ 盒子 ＋硬币 盐水 漂浮 （１）分析实验数据得出结论：在液体密度一定时，可以通过改变 改变物体的浮沉情况；当物体质量一定时，可以通过改变 改变物体的浮沉情况． （２）李艳将空盒子放到水中，盒子静止时如图１４甲所示，盒子有４５ 的体积浸入水中，所受的浮力为 Ｎ． （３）如图 １４乙所示，装有 １０枚硬币的盒子浸没在水中，重力 （选填“大于”“等于”或“小于”）盒子在水中受到的浮力，此时 盒子受到的浮力为 Ｎ． （４）如图１４丙所示，将装有１０枚硬币的盒子放到某液体中，盒子漂 浮，盒子有 ４ ５的体积浸入液体中．此时盒子受到的浮力为 Ｎ，液 体的密度为 ｋｇ／ｍ３． １８．小明制作了可测量物体质量的装置，如图１５甲所示，小筒与大筒 均为圆柱形容器．小筒和托盘的总质量为２００ｇ，小筒底面积为５０ｃｍ２，高 为１２ｃｍ，大筒中装有适量的水，托盘上不放物体时，在大筒上与水面相 平的位置对应刻度为“０”，将小筒竖直压入水中、水面距小筒底１０ｃｍ时， 在大筒上与水面相平位置标为最大测量值．把被测物体放入托盘中，读出 大筒上与水面相平位置对应的刻度值，即为被测物体的质量，ｇ取 １０Ｎ／ｋｇ． （１）利用装置正常测量过程中，若托盘内所放物体质量为ｍ时，小筒 和托盘所受浮力的表达式为 ． （２）当水面距小筒底１０ｃｍ时，小筒所受浮力为 Ｎ． （３）该装置所能测量物体的最大质量为 ｇ． （４）他想利用此装置测算出石块的密度，操作如下：如图１５乙，将石 块放入托盘中，读出大筒上的示数为２５０ｇ；如图１５丙，将此石块沉入水 中，读出大筒上的示数为１００ｇ，则该石块密度为ρ石 ＝ ｋｇ／ｍ ３． 四、计算题 １９．我国从远古时代就开始利用浮力了．在距今７５００年前的新石器 时期，我国古代劳动人民就制造出了独木舟．如图１６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．求： （１）当独木舟底部距离水面１０ｃｍ时，底部受到水的压强． （２）独木舟空载时受到的浮力． （３）独木舟能承载货物的最大重力                                                                                         ． ! ! " # $ "% & ! % # " ' !" 书 一、物体的浮沉条件 做一做：将土豆和苹果一起放进水里，观察 到土豆在水中下沉，而苹果是漂浮在水面上的． 用力向下压苹果使其浸没在水中，一松手，苹果 又向上浮起．若给苹果扎上几枚铁钉，则原本在 水面漂浮的苹果会下沉；若在水里加一些盐，原 来沉在水底的土豆会向上浮起． 填一填：浸没在液体中的物体，受到方向 的重力和方向 的浮力两个力 的作用．根据物体所受浮力与重力的大小的不 同，物体的沉浮存在三种情况，如图１所示． （１）当浮力小于重力时，物体 ； （２）当浮力等于重力时，物体 ； （３）当浮力大于重力时，物体 ． 想一想：在水里加盐，土豆的重力并没有改 变，土豆为什么能向上浮起？向上浮起的土豆能 一直向上运动吗？最后处于什么状态？ 议一议：在水里加盐，增大液体的 ， 所以能增大土豆受到的 ．当土豆在盐 水中受到的浮力 重力时，土豆上浮．当 土豆露出液面后，随着上浮，土豆排开液体的体 积逐渐减小，受到的浮力就逐渐 ．当浮 力等于重力时，土豆不再上浮，于是 在 液面上． 填一填：浸没在液体中的物体，其浮沉主要 取决于它所受到的 力与 力的 大小． （１）当 力大于 力时，物体 上浮； （２）当 力小于 力时，物体 下沉； （３）当 力等于 力时，物体 处于悬浮或漂浮状态． 推一推：由于Ｆ浮 ＝Ｇ排 ＝ρ液Ｖ排ｇ，而Ｇ物 ＝ ρ物 Ｖ物 ｇ，若将物体浸没在液体中并放手： （１）当物体悬浮时，Ｆ浮 Ｇ物，即 ρ液 Ｖ排 ｇ ρ物 Ｖ物 ｇ，易推知此时有 ρ液 ρ物； （２）当物体上浮时，Ｆ浮 Ｇ物，即 ρ液 Ｖ排 ｇ ρ物 Ｖ物 ｇ，易推知此时有 ρ液 ρ物．最终物体处于 状态； （３）当物体下沉时，Ｆ浮 Ｇ物，即 ρ液 Ｖ排 ｇ ρ物 Ｖ物 ｇ，易推知此时有 ρ液 ρ物．最终物体处于 状态． 状态 悬浮 上浮 下沉 力的关系 Ｆ浮 ＝Ｇ物 Ｆ浮 ＞Ｇ物 Ｆ浮 ＜Ｇ物 密度的关系 ρ液 ＝ρ物 ρ液 ＞ρ物 ρ液 ＜ρ物 二、浮沉条件的应用 做一做：把橡皮泥捏成团放在水面，观察橡 皮泥的运动状态；再把橡皮泥捏成碗形或船形 放在水面，观察橡皮泥的运动状态． 填一填：当把橡皮泥捏成碗形或船形放在 水面时，受到的重力没有改变，但是由于它排开 水的体积 ，受到的浮力 ，所 以能漂浮在水面上．对于钢铁制造的轮船，只要 空心的程度足够大，就能漂浮在水面上． 看一看：如图２所示为测量 液体密度的工具 ——— 密度计， 观察其组成与结构． 填一填：密度计是一根上 部标有 、形状特殊的 玻璃管，管下部的玻璃泡内封 装入小铅丸．用密度计测量液体的密度时，它所 受的浮力 它受到的重力．根据密度计 浸入液体的 就可以从刻度上读出液体 的密度． 读一读：利用种子在盐水中的浮沉可以进行 选种，先把种子放入浓度适宜的盐水中，干瘪、虫 蛀的种子就会上浮，而饱满的种子则下沉到容器 底部，这样就可以选出饱满、结实的良种了． 做一做：如图３所示，用胶带将眼药水瓶和 大铁钉缠在一起，在塑料瓶紧靠铁钉的侧壁上 用锥子戳几个小孔，再用小刀将瓶口削尖，在瓶 口处接上自行车气门芯皮管，这就做成了潜水 艇模型．把模型浸入水中，从管内吸气，模型将 怎样运动？为什么？向管内吹气，模型又将怎样 运动？为什么？ 填一填：把潜水艇模型放入水中，向外吸气 时，由于内部的压强减小，在外界大气压的作用 下，水就会从侧壁上的小孔进入塑料瓶，使模型 的重力大于它受到的浮力，于是模型 ； 反之，向管内吹气，会把部分水排出模型，使模 型的重力小于它受到的浮力，于是模型 ．由此总结出潜水艇的浮沉原理是：通 过改变 实现上浮和下沉． 做一做：找一个非常薄的塑料袋，口向下放 置，并将袋口用透明胶带适当粘合变小（不要封 死），使它变为上大下小的气球形状，用酒精灯 在袋口处对空气加热，不一会儿，塑料袋即可 升空． 填一填：热气球（如图 ４所示）的升降与热气球 体积及其内部气体密度的 变化有关．热气球的巨大 气袋内充满空气（忽略体 积变化），加热气袋中的空气，内部气体升温，密 度 ，当内部气体的密度比其外部的气 体密度 到一定程度时，热气球便上升． 节日里放飞的气球、高空探测气球中充的是密 度 空气的氢气或氦气，所以也能飘在 空中． 【即学即练】 １．中国长征１８号核潜艇引领中国核潜艇新 高度．在进行战备训练时，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 沉的 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，需要往水舱内 注水 Ｄ．从长江潜行进入东海时，受到的浮力会 变小 ２．一个体积为１００ｃｍ３、质量为９０ｇ的球放 入足够深的水中，静止后的状态及所受浮力大 小为（ｇ取１０Ｎ／ｋｇ） （　　） Ａ．漂浮，０．９Ｎ Ｂ．漂浮，１Ｎ Ｃ．沉底，０．９Ｎ Ｄ．沉底，１Ｎ ３．小明洗碗时发现，同一 只碗可以漂浮在水面上，也可 以沉入水底，如图５所示．下 列说法正确的是 （　　） Ａ．碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力 Ｂ．碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所 受的重力 Ｃ．碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受 的浮力 Ｄ．碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排 开水的体积 ４．物理兴趣小组的同学 制作了一个简易密度计，分别 放入盛有不同液体的两个烧 杯中，静止时液面相平如图６ 所示，密度计在液体中受到浮 力Ｆ甲 Ｆ乙，液体对杯 底的压强 ｐ甲 ｐ乙．（选填“＜”“＝”或 “＞”） !" !!"# # "$"% $ " % !& &'(#) * # !" ! !"#$% +,-./012 3 45/06789:;1 #"$!%$&'!&() <5=>6?@AB;1 #"$!%$&'!&*) &'()*+,- &'(*./012345,6 789:;<=> :?@ABC DEFGHI=>JK@!"#$%&'()(*L+M NOPKQ,-./0- !"#$ %&'()*+ ' " " §¨ ©ª« $ ( % $ ) % $ ) % ' ! 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