第十章浮力 课件-2024-2025学年人教版物理八年级下册

★专项集训三　浮力大小的 比较与计算 1 类型一　浮力的大小比较与计算 1.如图所示,三个体积相等的小球静止在水中,它们受到的浮力大小正确的是(　　)。 A.FA>FB>FC B.FA<FB<FC C.FA<FB=FC D.FA>FB=FC 解题策略 计算浮力的四种方法 (1)压力差法:F浮=F向上-F向下。 (2)称重法(重力差法):F浮=G-F拉。 (3)原理法(公式法):F浮=G排=ρ液gV排。 (4)平衡法(漂浮、悬浮):F浮=G物=ρ物gV物。 C  2.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是(　　)。 A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙 D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙 D 3.如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一棱长为0.1 m的正方体物块A,当容器中水的深度为20 cm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。水的密度为1.0×103 kg/m3。g取10 N/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,立即停止加水,弹簧伸长了3 cm,此时弹簧对物块A的作用力F。 解:(1)物块A的体积为V=(0.1 m)3=0.001 m3,则V排=V-V露=V-V=V=×0.001 m3=4×10-4 m3,　 物块A受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-4 m3=4 N。　 (2)弹簧恰好处于自然伸长状态时没有发生形变,F浮=G,ρ水gV排=ρ物gV,物块A的密度: ρ物=ρ水=×1.0×103 kg/m3=0.4×103 kg/m3。 (3)物块A刚好浸没水中时,弹簧对物块A的作用力: F=F浮-G=ρ水gV-ρ物gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-3 m3-0.4×103 kg/m3×10 N/kg× 10-3 m3=6 N。 类型二　与浮力有关的密度、压强问题 4.如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中。物体静止时,A漂浮、B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙,物体A、B所受的浮力分别为FA、FB。则( )。 A.p甲<p乙,FA=FB B.p甲<p乙,FA>FB C.p甲>p乙,FA=FB D.p甲>p乙,FA<FB 解题策略 利用浮力计算密度、压强的一般思路 (1)浸没在液体中的物体,利用称重法和阿基米德原理进行综合计算。 (2)利用漂浮或悬浮时浮力等于重力,找出等量关系。 (3)利用悬浮时物体密度等于液体密度,找出等量关系。 C 5.水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有两种不同液体,将两个质量相等的小球A、B(VA>VB)分别放入两种液体中,两球静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平,则下列说法正确的是(　　)。 A.A球受到的浮力大于B球受到的浮力 B.甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力 C.甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度 D.放入小球前后,甲、乙容器底部受到的液体压强变化量相等 D 6.如图所示,一个装有水的圆柱形容器放在水平桌面上,容器中的水深h=20 cm。某同学将一个实心物体挂在弹簧测力计上,在空气中称得物体的重力G=7.9 N,再将物体缓慢浸没在容器的水中,物体静止时与容器没有接触,且容器中的水没有溢出,弹簧测力计的示数F=6.9 N。g取10 N/kg。求: (1)物体放入水中前,容器底部受到水的压强。 (2)物体浸没时受到水的浮力。 (3)物体的密度。 答案：(1)2 000 Pa　(2)1 N　(3)7.9×103 kg/m3 7.潜水艇为增强国防力量、维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为2×103 m3,水舱未充海水时潜水艇总重为1.26×107 N,最大下潜深度可达400 m。海水密度取1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg。求: (1)最大下潜深度处的海水压强。 (2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力。 (3)潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。 解:(1)最大下潜深度处的海水压强: p=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×400 m=4.12×106 Pa。　 (2)潜水艇完全潜入海水中时,排开海水的体积V排=V艇=2×103 m3,潜水艇完全潜入 海水中时受到的浮力: F浮=ρ海水gV排=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×2×103 m3=2.06×107 N。 (3)潜水艇悬浮在海水中时,受力平衡,浮力等于重力,即F浮=G海水+G艇, G海水=F浮-G艇=2.06×107 N-1.26×107 N=8×106 N, 则水舱中充入海水的质量:m海水===8×105 kg。 类型三　利用浮力测密度 8.如图甲所示,在弹簧测力计下挂一个圆柱体物块,让其缓慢浸入 水中。弹簧测力计的示数F随圆柱体下降的高度h变化的图像如图 乙所示,则圆柱体受到最大的浮力是　　N;圆柱体的密度ρ物= 　　　　 kg/m3。  解题策略 利用阿基米德原理测物质密度的方法 (1)用弹簧测力计测出物体重力G,求出物体的质量m。 (2)将物体浸没在水中,读出此时弹簧测力计的示数F。 (3)根据F浮=G-F,求出物体受到的浮力F浮。 (4)根据F浮=ρ水gV排,求出物体的体积V=V排=。 (5)求出物体的密度ρ=。 2 1.5×103 9.“十年禁渔”使长江生态不断地恢复,江面上再现“江豚群舞”的场景。小明利用3D打印机打印出江豚模型如图甲所示,把模型放在天平的左盘,天平平衡时,右盘中无砝码,游码对应的示数如图乙所示,模型的质量为　　　g;将模型放入盛满水的溢水杯中,溢出水3 g;该模型在水中静止时是　　　　(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)的,打印材料的密度是　　　　g/cm3,放入模型后,水对杯底的压强大小将　　　　。  3.6 沉底 1.2 不变 10.如图所示,将一棱长为0.1 m 均匀、实心的正方体木块投入水中,木块静止时有的体积露出水面。水的密度为1.0×103 kg/m3。g取10 N/kg。求: (1)木块静止时,受到水的浮力。 (2)该木块的密度。 (3)木块静止时,木块底部受到水的压强。 答案：(1)7.5 N　(2)0.75×103 kg/m3　(3)750 Pa $$第十章 浮力 第1节　浮力 1 知识梳理 导学园地 1.浮力 (1)浸在液体中的物体受到　　　　的力,这个力叫作浮力。浮力的方向:　 　　　;施力物体:　　　　或　　　　。  (2)测量:浮力大小可以用　　　　法进行测量,F浮=　　　　　。  (3)产生原因:液体对浸在它里面的物体的下表面压力大于上表面压力,从而产生向　　　　　的压力差,即可以用压力差法计算浮力F浮=　　　　　　　　。  2.决定浮力大小的因素 物体浸在液体中的　　　　越大,液体的　　　　越大,所受的浮力就越大。   1.浸在液体中的物体,无论是浸没在液体里,还是只有一部分浸入液体里,都要受到液体对物体的浮力作用。 2.水中下沉的物体也受到浮力作用,且浮力的方向总是竖直向上。 向上 竖直向上 液体 气体 称重 G-F 上 F向上-F向下 体积 密度 知识点一:浮力 【典题1】物体A浸入水中前后弹簧测力计示数的示意图如图所示。由此可知,物体A的质量为　　　　kg,物体A受到的浮力为　　　N。g取10 N/kg。 名师点睛 一般来说,浸入液体中的物体会受到浮力,但不是绝对的。当浸在液体中的物体下表面不在液体中或下表面与容器底部紧密接触,物体将不受浮力作用,只受向下的压力。如河中桥墩、打入河床的木桩等,虽然浸入水中,但都不受浮力。 0.4 1 【变式1-1】如图所示,作出漂浮在水面上的物体所受浮力的示意图。 【变式1-2】如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态,它上表面受到的压力为1.8 N,下表面受到的压力为3 N,则该物体受到的浮力大小为　　　　N。    答案:如图所示 1.2 知识点二:探究影响浮力大小的因素 【典题2】在探究浮力的大小跟哪些因素有关时,同学们提出了如下猜想。 猜想A:可能与物体浸没在液体中的深度有关。 猜想B:可能与物体排开液体的体积有关。 猜想C:可能与液体的密度有关。 为了验证上述猜想,小明利用如图所示的装置,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。   (1)分析图a和b、c,可知猜想　　　　(填序号)是正确的。  (2)分析图a和　　　　,可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。  (3)分析图a和d、e、f,可得出浮力的大小与液体的密度之间的关系是:物体排开液体的体积相同时, 　 。  (4)若物体浸在液体中,不小心碰到容器的底部,则测得的物体所受的浮力　　　　(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。  名师点睛 探究影响浮力大小的因素应用“称重法”和“控制变量法” (1)称重法:F浮=G-F拉,G表示物体的重力,F拉表示物体浸入液体中时弹簧测力计的示数。 (2)控制变量法:探究物体浸入液体的体积对浮力大小的影响时,控制液体密度相同;探究液体密度对浮力大小的影响时,控制物体浸入液体的体积相同;如果要探究物体浸入液体的深度对浮力大小的影响,应控制液体密度和物体浸入液体的体积都相同。 液体的密度越大,物体所受的浮力越大　 偏大 B c、d 【变式2-1】某同学猜想:“浸没在液体中的固体所受的浮力可能跟固体的形状有关”,于是选用烧杯、水、细线、弹簧测力计和两块橡皮泥设计实验,则这两块橡皮泥应满足的条件是(　　)。 A.体积不同,形状相同 B.体积相同,形状不同 C.体积相同,形状相同 D.体积不同,形状不同 【变式2-2】小华将重为3 N的石块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和盐水中,石块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示,则石块在水中所受浮力为　　　　N;从图中还可看出石块所受浮力的大小与液体的　　　　有关。 B 1 密度 【易错专攻】 易错点:不能正确判断物体是否受到浮力 1.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则下列说法错误的是(　　)。 A.A物体一定受浮力作用 B.B物体一定受浮力作用 C.C部分一定受浮力作用 D.D部分一定受浮力作用 C 2.取一个饮料瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶内注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮,如图甲。用手指堵住瓶口,乒乓球上浮起来,如图乙、丙。乒乓球不上浮的原因是:乒乓球上表面　　　水对它的压强,下表面　　　　(以上两空选填“受到”或“不受”)水对它的压强。乒乓球上浮的原因是水对乒乓球上表面的压强　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)水对乒乓球下表面的压强。 易错提醒  浮力产生的原因是浸在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同。浸在液体中的物体不一定受到浮力的作用,如物体底部不在液体中或下表面与容器底部紧密接触,物体的下表面不受液体向上的压力,这种情况下物体一般不受浮力的作用。 受到 不受 小于 【基础达标练】 1.下列物体中,不受浮力作用的是(　　)。 A.在水中下沉的铁块 B.在水中的桥墩 C.水面上行驶的轮船 D.空中上升的气球 2.一枚鸡蛋静止在一个盛有盐水的容器中,容器放在斜面上,如图所示。图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是(　　)。 A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 B C 3.如图所示,长方体物体浸没在液体中,F1、F2、F3、F4分别表示四个面受到液体的压力,下列说法正确的是(　　)。 A.F1和F2是一对平衡力 B.F3和F4是一对平衡力 C.物体受到的浮力等于F3-F4 D.物体在液体中的重力小于在空气中的重力 4.下图是跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是(　　)。 A.①→② B.②→③ C.③→④ D.④→⑤ A A 5.在如图所示的“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,可以探究物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关的是(　　)。 A.甲和丙 B.甲和乙 C.乙和丁 D.丙和丁 A 6.航天员在“天宫课堂”中演示了“水球变‘懒’”实验。如图甲,当用注射器向水球喷出空气时,水球的振动很激烈;如图乙,在水球内加入钢球后,再次向水球和钢球整体喷气,观察到水球振动变慢,即“水球变‘懒’”,这是因为加入钢球后,整体惯性变　　　,此时钢球　　　(选填“受”或“不受”)到水的浮力。 大 不受 7.如图所示,将重15 N的物体挂在弹簧测力计下,使其缓慢浸入水中的过程中, 弹簧测力计的示数　　　　,物体受到的浮力　　　　(以上两空均选填“变大” “变小”或“不变”)。当物体的一半浸入水中时,弹簧测力计的示数是10 N, 当物体全部浸入水中时,弹簧测力计示数是　　　　N。  8.如图所示,将重为G的正方体石块沿竖直方向缓慢浸入水中,直至上表面浸入水面有一段距离(没有碰到容器底)。请在图乙中画出石块所受拉力F随下落高度h变化的图像。 变小 变大 5 答案：如图所示 【能力提升练】 9.“探究影响浮力大小的因素”的实验过程及数据如下图所示。 (1)如图甲所示,物体重　　　N。  (2)如图乙所示,把物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3.2 N,物体所受浮力的大小为　　　N。  (3)分析乙、丙两图所示实验数据可得:物体所受浮力的大小与　　　　　　　有关。   4.2 1 液体的密度 (4)若要探究物体所受浮力的大小与物体的密度是否有关,应选择下图中　　 　　(填字母)两个物体,并将它们浸没在同种液体中,测出其所受浮力的大小来进行比较。   C、D 10.用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水中),如图甲所示,然后将其逐渐浸入水中;弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度变化情况如图乙所示,g取10 N/kg。求: (1)圆柱体受到的最大浮力。 (2)圆柱体刚浸没时下表面受到水的压力。 (3)圆柱体刚浸没时下表面受到水的压强。 解:(1)由题意可知F浮=G-F=2.0 N-1.4 N=0.6 N。 (2)圆柱体刚浸没时,圆柱体的上表面不会受到水的压力,由浮力的产生原因 可知F下=F浮=0.6 N。 (3)由图可知,圆柱体刚浸没时下表面距水面距离为h=12 cm=0.12 m, 则p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1.2×103 Pa。 1.(2024山东枣庄中考)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示,则圆柱体受到的最大浮力是　　　　N,圆柱体刚好浸没时,下表面受到水的压强是　　　　Pa,圆柱体受到的浮力是　　　　N。g取10 N/kg。(忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)    2 1 000 2 2.(2024山东青岛中考)小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底。由此,他进行了有关浮力的实验探究。 (1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为　　　　N。  (2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数　　　　,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数　　　　,说明浮力的大小与　　　 　有关。  (3)将　　　 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小　　　　,说明浮力的大小与物体密度无关。  (4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图　　　　。 1.4 变小 不变 排开液体的体积 体积 相同 丙 3.(2024宁夏中考)“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验如图所示。 (1)如图甲所示,用弹簧测力计测出物体的重力为　　　　N。  (2)将物体逐渐浸入水中,直至浸没,如图乙、丙、丁所示,记录弹簧测力计示数并分析数据可知:浮力的大小与　　　　　 　　　有关。  2.1 物体排开液体的体积 (3)浸没后,继续缓慢地增大物体在水中的深度,同时记录弹簧测力计的示数和物体下表面的深度。下图能正确反映物体所受浮力F浮和物体下表面深度h关系的图像是 　　　　(填选项字母)。 (4)通过分析图中甲、丁、戊可知:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力　　　　。 D 越大 $$第十章 浮力 第2节　阿基米德原理 1 知识梳理 导学园地 阿基米德原理 (1)内容:浸在液体中的物体受到竖直向　　的浮力,浮力的大小等于它　　　　　　　　　 　。  (2)公式:F浮=　　　或F浮=　　　　　。从式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的　　　和物体　　　　　　　　有关,而与物体的质量、体积、形状、浸没的深度等均无关。  (3)适用范围:　　　　　　。    浮力等于物体排开的液体所受的重力,不一定等于物体的重力。 上 排开的液体所受的重力 G排 ρ液V排g 密度 排开液体的体积 液体或气体 知识点一:探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系 【典题1】某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。 (1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是　 。  (2)根据图中的实验数据可求出石块的密度为　　　 　kg/m3。g取10 N/kg。水的密度为1.0×103 kg/m3。  (3)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出F浮　　　　(选填“>”“<”或“=”)G排,从而验证了阿基米德原理的正确性。  (4)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强 　　　 　(选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”)。  (5)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图　　　　步骤中可不使用弹簧测力计。  (6)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,因而他会得出F浮　　　　(选填“>”“<”或“=”)G排(小桶中液体所受重力)的结论。 = 一直不变 丁 > 丙甲丁乙 2.8×103 名师点睛 (1)物块浸入水中时,不要接触容器壁或容器底部。 (2)要确保溢水杯中水面与溢水口相平,要将物块轻轻浸入杯中,不要上下抖动。 【变式1-1】(2024山东德州中考)小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是(　　)。 A.金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大 B.金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小 C.金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计A和B 的变化量ΔFA=ΔFB D.若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响 C 知识点二:阿基米德原理及其应用 【典题2】小明用同一物体进行了以下实验。实验中,保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示。g取10 N/kg。请根据图中信息,求: (1)物体的质量。 (2)物体在水中受到的浮力。 (3)某液体的密度。 解:(1)物体的质量为m===0.54 kg。　 (2)物体在水中受到的浮力为F浮=F1-F2=5.4 N-3.4 N=2 N。 (3)物体排开水的体积为V排===2×10-4 m3, 物体排开水的体积与物体排开某种液体的体积相等, 由F浮=ρ液gV排得液体的密度为ρ液====0.8×。 名师点睛 阿基米德原理的应用 求液体密度:ρ液=; 求物体密度:ρ物=。 【变式2-1】(2024陕西中考)如图所示,将一个重为2.7 N的实心金属块挂在弹簧测力计下端,使之浸没在水中,当测力计指针静止时,示数为1.7 N。g取10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3。 (1)金属块浸没在水中时,所受浮力是多少? (2)金属块的体积是多少? 答案：(1)1 N　(2)10-4 m3 【易错专攻】 易错点:浮力大小的误判 1.用手将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时浸没水中,放手后发现:实心球沉入水底,而乒乓球浮出水面,如图所示。比较实心球和乒乓球浸没在水中时受到的浮力大小,则(　　)。 A.实心球受到的浮力大 B.乒乓球受到的浮力大 C.它们受到的浮力一样大 D.不能确定 A 2.如图所示,四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处。下列说法正确的是(　　)。 A.甲球所受的浮力最小 B.乙球所受的浮力最小 C.丙球所受的浮力最小 D.丁球所受的浮力最小 易错提醒 由于对阿基米德原理理解不深,误认为在液体中上浮的物体受浮力,下沉的物体不受浮力;或者上浮的物体受到的浮力大,下沉的物体受到的浮力小。 A 【基础达标练】 1.下图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况,叙述正确的是(　　)。 A.密度和浮力都不变 B.密度和浮力都变大 C.密度变小,浮力不变 D.密度变小,浮力变大 2.如图所示,两只相同的气球,分别充入氦气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有氦气球升上空中。若它们在空气中受到的浮力分别为F氦和F空,则下列说法正确的是(　　)。 A.F氦>F空 B.F氦=F空 C.F氦<F空 D.条件不足,无法比较 D B 3.(多选)如图所示,把装满水的烧杯放在盘子的中央,再把空的饮料罐逐渐按入水中,在手感受到浮力增大的同时,会看到排开的水不断地溢至盘中。关于此现象,下列说法正确的是(　　 )。 A.说明饮料罐受到的浮力大小与它排开水的体积有关 B.手对饮料罐的作用力始终等于饮料罐对手的作用力 C.饮料罐受到的浮力大小始终等于饮料罐受到的重力 D.饮料罐受到的浮力大小始终等于烧杯中溢出水的重力 4.(2024江苏南通中考)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(　　)。 A.若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小 B.若甲、乙质量相等,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 ABD B 5.小俊用弹簧测力计吊着质量为1.35 kg的圆柱体,从如图位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中,圆柱体底面积为100 cm2、高为5 cm。则圆柱体下降过程中(　　)。 A.浸没前弹簧测力计示数逐渐变大 B.浸没前水对容器底部的压强逐渐变小 C.浸入一半时弹簧测力计的示数为11 N D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为8.5 N 6.小明用细线系住重为5 N的物体,使其一半体积浸入盛满水的溢水杯中,物体排开的水重为2 N,此时物体所受的浮力为　　　N;将物体浸没在水中,此时物体所受的浮力为　　　　N。 C 2 4 【能力提升练】 7.“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数如下图所示。 (1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是　　　N。  (2)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度　　　　(选填“有关”或“无关”)。  (3)分析　　　　两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。图戊中盐水的密度是　　 　　kg/m3。    2 无关 丁、戊 1.2×103 1.(2024山东枣庄中考)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到(　　)。 A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大 C.压强增大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变 2.(2024甘肃兰州中考)一根轻质且不可拉伸的细线将一棱长为10 cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30 cm时,细线刚好伸直;如图乙所示,当水深为36 cm时,物体上表面恰好与水面相平。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,则此正方体物块的密度为　　 　　kg/m3,图乙中细线的拉力为　　　　N。 甲 乙 C 0.4×103 6 3.(2024四川自贡中考)某初级中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数F与砖块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化。已知g取10 N/kg,标准大气压强为1.013×105 Pa,求: (1)砖块浸没在水中时所受浮力的大小。 (2)砖块的密度。 (3)砖块刚浸没时,其下底面所受的压强。 解:(1)由图像可知,当h为0~40 cm时,弹簧测力计示数为54 N, 此时砖块处于空气中,根据二力平衡条件可知,砖块的重力 G=F拉1=54 N;由图像可知,深度大于70 cm时,弹簧测力计示数24 N不变, 此时砖块浸没水中,则砖块浸没时受到的浮力F浮=G-=54 N-24 N=30 N。 (2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρ液gV排可得,砖块的体积为V=V排== =3×10-3 m3,砖块的质量为m===5.4 kg,砖块的密度为ρ===1.8×103 kg/m3。 (3)由图像可知,砖块刚浸没时底部所处的深度为h=70 cm-40 cm=30 cm=0.3 m, 砖块下底面受到水的压强为p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3 000 Pa, 其下底面所受的压强为p=p水+p大气=3 000 Pa+1.013×105 Pa=1.043×105 Pa。 $$第4节　跨学科实践:制作 微型密度计 1 1.一中学物理兴趣小组用吸管制作了密度计,小明发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学们提出了如下改进方案,其中可行的是(　　)。 A.换大的容器做实验 B.换细的吸管制作密度计 C.换稍长的吸管制作密度计 D.适当减小密度计的配重 2.(多选)木棒的一端缠绕铜丝可以制成一个简易的密度计。甲、乙两个相同的容器中装有质量相等的不同液体。将该密度计分别放入甲、乙容器中,静止后密度计的位置如图所示,下列判断正确的是(　 　)。 A.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度 B.密度计在甲、乙容器中排开液体的质量相等 C.甲容器中液体对容器底的压强等于乙容器中液体对容器底的压强 D.未放入密度计前,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强 B A B C 3.小明自制了一种简易密度计如下图所示,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,该密度计　　　　(选填“悬浮”“漂浮”或“下沉”)在被测液体中。将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2的两个烧杯中,可以判断:ρ1　　　 ρ2。若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,则m1　　m2。(后两空均选填“<”“=”或“>”)  4.物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,分别放入盛有不同液体 的两个烧杯中,静止时液面相平如图所示,密度计在液体中受到浮力F甲 　　　F乙,液体对杯底的压强p甲　　　p乙。(均选填“>”“<”或“=”)  漂浮 ＜ ＝ ＝ ＜ 5.某中学课外兴趣小组在综合实践活动中研究了简易密度计的制作。他们取一根饮料吸管,将一些铜丝从吸管的下端塞入作为配重,并用石蜡将吸管的下端封起来,使其能竖直漂浮在液体中。 (1)将吸管竖直漂浮在密度为1.0×103 kg/m3的水中,在吸管上水面到达的位置标出密度刻度,测出吸管浸入水中的深度为8 cm。若吸管竖直漂浮在某种液体中,测出吸管浸入液体中的深度为10 cm,则此种液体的密度为　　　　 kg/m3。若吸管竖直漂浮在密度为1.2×103 kg/m3的盐水中,则吸管浸入盐水中的深度为　　　　cm。  (2)根据以上数据,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和　 。  (3)要使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,以使测量结果更精确,可适当 (选填“增大”或“减小”)配重。 0.8×103　 6.67　 上端刻度疏、下端刻度密 增大 $$章末复习与拔高 1 【网络建构】 【易错过关】 易错点一:对阿基米德原理理解错误 1.将体积相同的三个实心小球,分别放入盛有水的A、B、C三个容器中,静止后的位置如图所示,若三个小球所受的浮力分别用FA、FB、FC表示,则它们的大小关系是　　 　;如果相同的一个小球分别放在装有A、B、C三种不同液体的容器中,则浮力FA、FB、FC的大小关系是　　　　　　,三种液体的密度ρA、ρB、ρC的大小关系是　 。  2.体积相同、密度不同的三个实心小球A、B、C放入同种液体中静止时,所处 位置如图所示。A、B、C三个小球受到的浮力分别为FA、FB、FC,则FA　　　　FB 　　　　FC(均选填“>”“<”或“=”),其中密度最小的是　　　球。  FA<FB<FC　 FA=FB=FC　 ρA>ρB>ρC < = A 易错点二:利用浮沉条件判断物体的空心问题 3.分别用木头、铜、铁制成甲、乙、丙三个小球,将它们放入水中,三个小球静止时位置如图所示,下列判断正确的是(　　)。 A.甲小球一定是空心的 B.乙小球一定是空心的 C.丙小球一定是空心的 D.三个小球都是实心的 B 【高频考点过关】 考点一:阿基米德原理及其应用 1.如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部露出水面,该过程中弹簧测力计的读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示。g取10 N/kg。下列说法正确的是(　　)。 A.圆柱体的高是5 cm B.圆柱体受到的重力是6 N C.圆柱体受到的最大浮力是4 N D.圆柱体的密度是1.5 g/cm3 C 2.小敏将质量为20 g、体积为25 cm3的塑料块放入水平平衡的容器内(如图甲),放手后容器右端下降。撤去塑料块,往容器内缓慢倒入一定量的水,使容器再次水平平衡(如图乙),将该塑料块轻轻放入图丙所示位置,放手后容器最终将　　 　　(选填“左低右高”“左高右低”或“水平平衡”)。此时,塑料块所受浮力为　　　　N。g取10 N/kg。 3.将体积相等的松木(ρ木=0.5 g/cm3)和石蜡(ρ蜡=0.9 g/cm3)分别放入装满水的杯中,松手静止后,松木所受到的浮力F1和石蜡所受到的浮力F2的大小关系为F1　　　　(选填“>”“<”或“=”)F2。此时它们露出水面的体积比V木露∶V蜡露=　　　　。    水平平衡 0.2 < 5∶1 考点二:物体的浮沉条件及应用 4.一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有160 g煤油溢出;将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有180 g水溢出,已知煤油的密度是0.8×103 kg/m3,则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是(　　)。 A.下沉,1.1×103 kg/m3 B.漂浮,0.85×103 kg/m3 C.悬浮,1.0×103 kg/m3 D.漂浮,0.90×103 kg/m3 5.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(　　)。 A.甲烧杯中小球受到的浮力大 B.乙烧杯中小球排开液体的质量大 C.甲烧杯中液体的密度大 D.乙烧杯底部受到的液体压强大 D C 考点三:压强、浮力的综合计算 6.某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1=10 cm 时,容器处于直立漂浮状态,如图甲所示。已知容器的底面积S=25 cm2。水的密度为1.0×103 kg/m3。g取10 N/kg。 (1)求水对容器下表面的压强。 (2)求容器受到的浮力。 (3)从容器中取出100 cm3的液体后,当容器下表面所处的深度 h2=6.8 cm时,容器又处于直立漂浮状态,如图乙所示,求液体的密度。 解:(1)水对容器下表面的压强为p1=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa。　 (2)水对容器下表面的压力为F=p1S=1 000 Pa×25×10-4 m2=2.5 N, 由于容器漂浮,所以F浮=F=2.5 N。 (3)图甲中容器和容器中液体总重力为G液+G容=F浮　　①, 图乙中水对容器下表面的压强为p2=ρ水gh2=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.068 m=680 Pa, 此时,容器受到的浮力F浮'=p2S=680 Pa×25×10-4 m2=1.7 N, 容器和容器中液体总重力为G液'+G容=F浮' ②, 由①②两式得,取出液体的重力为ΔG液=F浮-F浮'=2.5 N-1.7 N=0.8 N,取出液体质量为 Δm液===0.08 kg,液体密度为ρ液====0.8×103 kg/m3。 $$第十章 浮力 第3节　物体的浮沉条件及应用 1 知识梳理 导学园地 1.物体的浮沉条件   1.物体的浮沉取决于浮力与重力的大小关系,不能仅根据浮力大小判断物体的浮沉。 2.根据密度判断物体的浮沉,只适用于实心物体。 浮沉状态 上浮 下沉 漂浮 悬浮 图形         F浮与G 关系 F浮　　G  F浮　　G  F浮　　G  F浮　　G  ρ液与ρ物 的关系 (实心体) ρ液　　ρ物  ρ液　　ρ物  ρ液　　ρ物,  V排　　V物  ρ液　　ρ物,  V排　　V物  运动 状态 处于动态(运动状态不断改变),受力不平衡 是“上浮”过程的最终状态 可以停留在液体的任何深度处 处于静态,受平衡力作用 > < = > = < > = ＜ = 知识梳理 导学园地 2.物体浮沉条件的应用 (1)轮船 ①采用空心的办法,增加　　　　　　　　,增大受到的浮力。  ②排水量:轮船按设计的要求满载时　　　　　　　。  (2)潜水艇:靠水舱充水、排水改变　　　　　　来实现上浮和下沉。 (3)气球和飞艇:里面充的气体密度　　　空气密度,使其飘在空中。   3.上浮和下沉都属于运动状态,受非平衡力作用;上浮的最终结果是漂浮,是静态,受平衡力的作用。 4.浸没在水中的潜水艇受到的浮力不随下潜深度的变化而改变。 排开水的体积 排开水的质量 自身重力 小于 知识点一:物体的浮沉条件 【典题1】把重10 N、密度为0.9×103 kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于　　　　(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态,物体所受浮力为　　　　N,排开水的体积是　　　　 m3。g取10 N/kg。 名师点睛  物体浮沉的判断 漂浮 10 1.0×10-3 【变式1-1】某一木块的体积为100 cm3,所受的重力为0.8 N,漂浮在水面上静止时受到的浮力为　　　　N。用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为　　　　N。 g取10 N/kg。  【变式1-2】如图所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断ρ甲　　　ρ乙;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲　　 F乙。 (均选填“>”“<”或“=”)    0.8 1 > > 知识点二:物体浮沉条件的应用 【典题2】大型邮轮被誉为船舶工业皇冠上的三颗“明珠”之一。作为第一艘我国造的大型邮轮,“爱达·魔都号”拥有完全自主知识产权,是一次打破国外垄断、实现我国大型邮轮自主可控的尝试。“爱达·魔都号”总吨位达13.55万吨,最大吃水深度8.55米,最大航速22.6节(合40.68 km/h)。g取10 N/kg,海水密度取1.0×103 kg/m3。下列说法正确的是(　　)。 A.游客上岸后,“爱达·魔都号”吃水深度不会改变 B.“爱达·魔都号”满载时受到海水的浮力为1.355×108 N C.“爱达·魔都号”满载航行时海水对邮轮底的压强为8.55×104 Pa D.“爱达·魔都号”满载航行时海水对邮轮底的压力大于其所受的重力 C 名师点睛 有关轮船的吃水深度 轮船航行时一定是漂浮状态,F浮=G物。所以轮船不论是在海里行驶还是在河里行驶,它所受到的浮力都不变。由F浮=G排=ρ液gV排,轮船从海里驶入河里,由于ρ河<ρ海,所以轮船排开水的体积V排河>V排海,即排开水的体积将变大,即“吃水”深度会增加一些。 【变式2-1】如图所示,小明用大号注射器、硬塑料瓶等器材制作了一个潜水艇模型(忽略进气排气管的体积),探究潜水艇的浮沉原理。下列说法正确的是(　　)。 A.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水 B.推动活塞排水,排水孔处受到水的压强变大 C.模型悬浮时,仅改变它所处的深度仍然能保持静止 D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的 D 【变式2-2】我国正在训练的某型号战略核潜艇如图所示,当其由图中所示位置下潜至海面下某深处的过程中,潜艇水舱充排水情况、受到的浮力及水对它的压强变化情况正确的是(　　)。 A.水舱排水:浮力变小;水对它的压强变小 B.水舱充水:浮力变大;水对它的压强变大 C.水舱充水:浮力先变大,后不变;水对它的压强变大 D.水舱充水:浮力先变大,后不变;水对它的压强变小 C 【易错专攻】 易错点:物体的浮沉条件 1.(多选)小阳洗水果时,发现体积较小的橘子漂浮在水面上,而体积较大的杧果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是(　　)。 A.橘子的密度小于杧果的密度 B.橘子受到的浮力大于它受到的重力 C.橘子受到的重力小于杧果受到的重力 D.橘子受到的浮力大于杧果受到的浮力 AC 2.一个李子的体积约为60 cm3,质量约为66 g,若把李子放入水中静止时将　　　　(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)。一个西瓜的体积为6×103 cm3,所受重力为55 N,若把西瓜浸没在水中后放手,当西瓜静止时所受浮力为　　　N。g取10 N/kg。 易错提醒 当影响浮力大小的两个因素(液体的密度、物体排开液体的体积)都不相同时,可以考虑先由浮沉条件分析出不同情况下物体所受浮力与自身重力之间的大小关系,再比较浮力的大小。 沉底 55 【基础达标练】 1.(多选)“奋斗者”号是我国自主研发建造的第一艘万米级全海深潜水器。某次执行任务时,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度为10 909 m。当“奋斗者”号下潜到1×104 m深处时,其总质量为36 t,体积为30 m3。海水密度取1.0×103 kg/m3,g 取 10 N/kg。下列说法正确的是(　　)。 A.“奋斗者”号上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的 B.“奋斗者”号上浮和下潜是靠改变自身重力大小实现的 C.“奋斗者”号下潜到1×104 m深处时受到海水压强为1×108 Pa D.“奋斗者”号下潜到1×104 m深处时受到海水浮力为3.6×105 N BC 2.如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器装有体积相等的不同液体。将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,则(　　)。 A.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力 B.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度 C.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等 D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力 3.两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图所示。对于图中情景,下列说法正确的是(　　)。 A.甲、乙两种液体的密度ρ甲<ρ乙 B.甲、乙两种液体的质量m甲>m乙 C.小球在甲、乙两种液体中所受的浮力F甲>F乙 D.甲、乙两种液体对容器底的压强p甲=p乙 A B 4.水平桌面上两个质量相同、底面积不同的容器,装有质量相等的水。将两个橡胶吸盘吸合在一起放在其中一个容器中漂浮,如图甲所示;又将这两个橡胶吸盘分开后放入另一个容器中,吸盘沉底,如图乙所示。甲、乙两图容器中的水深度相同。下列说法不正确的是(　　)。 A.橡胶的密度大于水的密度 B.图甲容器底受到水的压强大于图乙容器底受到水的压强 C.图甲容器对桌面的压强小于图乙容器对桌面的压强 D.两吸盘在图甲容器中所受浮力大于在图乙容器中所受浮力 B 5.(多选)柱状容器内装有浓盐水,把一枚土豆轻轻放入其中,静止时土豆漂浮在水面上,如图甲所示;向容器中缓慢注入清水,土豆逐渐下沉;注入适量清水时,土豆悬浮在盐水中,如图乙所示;继续注入清水,土豆沉到容器底部,如图丙所示。下列说法正确的是(　　)。 A.漂浮在水面上时,土豆受到的浮力与其重力大小相等 B.悬浮在盐水中时,土豆的密度与此时盐水的密度相等 C.沉到底部后,土豆受到的浮力可能大于漂浮时受到的浮力 D.沉到底部后,继续注入清水,土豆受到的浮力不再变化 AB 6.如图所示,我国首艘航母“辽宁”号的排水量为67 500 t,当航母满载时静止在水面上受到的浮力为　　 　 　N;舰体底部在水面下10 m深处受到海水的压强是　　　  Pa。海水的密度为1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg。  7.某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图所示)。要使潜水艇下潜,应对水舱　　　　(选填“注水”或“排水”),在下潜过程中,海水对潜水艇上、下表面的压力差　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。  6.75×108 1.03×105 注水 不变 8.如图甲所示,一重力为G的小球在水中正在加速上浮,请你在图乙中画出小球所受的浮力与小球运动时间的关系图。 答案：如图所示 【能力提升练】 9.科技小组的同学对物体的浮沉条件进行探究。在一个圆柱形容器底部, 放一个棱长为 10 cm的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出)。通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块所受到的浮力F浮,并绘制了如图所示的图像。g取10 N/kg。水的密度为1.0×103 kg/m3。求: (1)水的深度到达5 cm时,水对容器底部的压强。 (2)水的深度到达12 cm时,物块浸在水中的体积。 (3)物块的密度。 解:(1)水的深度到达5 cm时,水对容器底部的压强p=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg ×0.05 m=500 Pa。 (2)水的深度到达12 cm时,物块所受浮力F浮=8 N,则物块浸在水中的体积V浸=V排===8×10-4 m3。 (3)由图中信息知,水的深度到达8 cm以后浮力不再增大,此时物块并未完全浸在水中, 有部分体积露出水面。所以物块处于漂浮状态,则 G物=F浮=8 N,物块的质量m物===0.8 kg, 物块的体积V物=1×10-3 m3,物块的密度ρ物===0.8×103 kg/m3。 1.(2024 四川泸州中考)我国长征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.(2024 贵州中考)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　　　　;茶叶充分吸水后由于其密度　　　　水的密度而下沉。 C 上浮 大于 3.(2023 山东淄博中考)如图所示,将高为5 cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3 cm,排开水的重力为3 N。则木块下表面受到水的压强是　　　　Pa,木块受到的浮力是　　　　N,木块的质量 是　　　　kg,木块的密度是　　　　　kg/m3。水的密度为1.0×103 kg/m3。g取 10 N/kg。  300 3 0.3 0.6×103 4.(2023 贵州中考)半潜船是专门从事运输舰船、石油钻井平台等大型设备的海运船舶。我国最大的半潜船“新光华”号如图所示,装载货物前,海水进入船内的压载水舱,甲板逐渐下潜至海面以下,但船楼建筑仍露出海面;把货物拖拽至甲板上方时,从压载水舱向外排出海水,半潜船逐渐上浮并托起货物直至甲板浮出海面一定高度,这样就完成了货物装载。请回答下列问题: (1)半潜船装载货物时处于哪种浮沉情况? (2)若装载质量更大的货物,在保持甲板浮出海面高度相同的情况下,需要从压载水舱排出更多海水,请用浮力知识解释从压载水舱多排海水的原因。 答案：（1）由题意可知,当半潜船装载货物时,船楼建筑仍露出海面,根据物体的浮沉状态可知,半潜船装载货物时处于漂浮状态。 (2)半潜船在海中受到浮力、自身重力和货物的重力作用,因保持甲板浮出海面高度相同,即V排相同,根据阿基米德原理可知,半潜船受到的浮力不变,若装载质量更大的货物,由物体的平衡条件可知,需要减轻自身的重力,故需要从压载水舱排出更多海水。 $$