第十章第3节物体的浮沉条件及应用作业 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

物体的浮沉条件及应用 1．如图所示，水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的圆柱形容器，甲容器内只有水，乙容器中放入木块静止时漂浮在水面上，此时两容器内水面相平。若在两容器中分别抽取相同体积的水，最终木块仍能漂浮在水面上，此时剩余部分的水对容器底部的压强为、，容器对地面的压力为、，则（　　） A．； B．； C．； D．； 2．将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中，静止时的状态如图所示，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 3．把甲、乙、丙三个体积相等的物体放入水中，它们静止时的情况如图所示，下列说法中正确的是（   ） A．甲物体的密度大于乙物体的密度 B．甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力 C．往水中加入食用盐，物体甲受到的浮力变大 D．物体丙沉在底部静止，受到的浮力和重力是一对平衡力 4．如图所示，某些鱼的浮沉靠鳔的胀缩实现，下列说法正确的是（　　） A．当鳔膨胀时，鱼会上浮 B．当鳔收缩时，鱼的浮力不变 C．鱼的浮沉是通过改变自身重力实现的 D．当鳔膨胀时，鱼排开水的重力变小 5．浮沉条件在日常生活中有广泛的应用，从简单的物体漂浮到复杂的建筑结构设计，都有其独特的用途。下列四幅图中关于浮沉条件的应用说法正确的是（　　） A．图甲中密度计测量的液体密度越大，密度计受到的浮力越大 B．图乙中盐水选种时，下沉的种子密度比盐水的密度小 C．图丙中热气球是通过自带的加热器调节气囊中气体的温度来控制升降 D．图丁中古人打捞铁牛时，浮船受到的浮力等于铁牛的重力 6．小明把家中的洗衣液带到学校，想测量其密度。 (1)小明用弹簧测力计、塑料小桶和适量水设计了如下测量步骤： ①把空塑料小桶挂在弹簧测力计下，读出示数为F1； ②在小桶中加满水，读出弹簧测力计的示数为F2； ③将小桶中的水全部倒出，擦干小桶， 洗衣液，读出弹簧测力计的示数为F3； ④洗衣液的密度表达式ρ洗衣液＝ （用所测量和已知量的符号表示，密度ρ水已知）； (2)小明想：每次都装满小桶不同密度的液体，那么弹簧测力计的示数将不同，那么，将这个弹簧测力计就可以改成密度计。如果桶内是空的，则可以认为被测液体的密度为零。如果要把弹簧测力计的刻度面板改为密度值，则原来弹簧测力计示数为 （使用题中所用字母表示）时应为这个密度计的零刻度线，应在原弹簧测力计示数为 处，标记1g/cm³。 7．水陆两栖车是一种既能在陆地上行驶，又能像船一样在水中航行的车型。这类车型能够提供多方面的综合价值：例如在洪涝灾害中，实现快速转移群众，保障生命安全；在边境河流、海岛等复杂地形中执行巡逻任务，增强国防与公共安全；能用于湿地生态监测、极地科考等特殊场景；还能提供丰富的旅游体验，实现“陆地观山、水上赏景”的立体游览模式。如图甲所示，是我国为旅游开发生产的一款水陆两栖观光车，它有四个车轮，每个车轮与地面接触的面积为0.1m2，该型车的其它部分参数如表。则： 空载吃水深度/m 满载吃水深度/m 载客量（人） 推进方式 0.8 1.2 20~25 喷水推进 空载重量/t 满载重量h 水上速度/km/h 适用水域环境 8 12 10 湖泊、内河 (1)该车空载静止在水平地面上时，它对水平地面的压强是多少？ (2)观光车满载时，在水上依靠喷水推进器向后喷水，推进观光车向前航行，这利用的是 力学原理。请计算此时观光车底部受到水的压强大小是多少？ (3)与空载在水中航行相比，该车满载在水中航行排开水的体积增大了多少？（驾驶员质量忽略不计） 8．阅读以下材料，回答相关问题∶ “海中断崖” 一般情况下海水的密度随深度增大而增大，而在某些情况下，在一定深度范围内，由于盐度或温度的影响，上层海水密度大于其下方的海水密度。这种密度的倒转就像在海洋中形成了一个“断崖”。我国海军372潜艇就曾遭遇过“海中断崖”，潜艇下潜至某海域后骤然下降，官兵通过一系列的操作，最终使得潜艇重新回到海面。 (1)若372潜艇在某海域航行时，排开海水的体积约为3×106米3，求潜艇受到的浮力F浮。（航行海域的海水密度近似看作1.0×103千克/米3） (2)某小组同学想了解浸没在密度不同液体中物体的沉浮情况，选用重为0.22牛的物块先后浸没在密度不同的液体中，将测得物体受到的浮力大小与观察到的物体沉浮情况记录在表中。 序号 1 2 3 4 5 液体的密度ρ液（g/cm3） 0.7 0.8 1.0 1.2 1.5 物块的沉浮情况 下沉 下沉 下沉 上浮 上浮 浮力F浮（N） 0.14 0.16 0.20 0.24 0.30 a．分析表中物体受到的浮力F浮与液体的密度ρ液的关系，可得初步结论：当同一物体浸没在不同种液体中， 。 b．分析表中数据，比较物体受到的浮力F浮与物体重力G物的大小关系，可得初步结论：当 时，浸没在液体中的物体会下沉；当 时，浸没在液体中的物体会上浮。 (3)请结合你所学过的知识，解释372潜艇骤然下降可能的原因。 (4)如果你是潜艇上的官兵，你有什么好方法能帮助潜艇重新上浮？请简要说明理由。 9．阅读下列材料回答各小题。 中国航母 刘华清将军被誉为“现代海军之父”和“中国航母之父”。他一生都在致力于提高我国现代海军的实力。1980年刘华清将军访美学习，在美国的航空母舰上，美军以保密为由，不让刘华清将军触碰航母上的仪器，当时的刘华清将军谦虚的如同孩子，为了看清楚仪器的构造，将军只能踮起脚尖，伸长脖子观望，那踮起的脚尖如同点在了每一位中国人民的心上。 中国航母的建设起步于从乌克兰购入苏联时期开建的瓦良格号航母。1999年，我国购买了瓦良格号，历经重重阻难，绕遍大半个地球，瓦良格号终于在3年后，即2002年3月4日抵达大连港。2005年4月26日，开始由中国海军继续建造改进。解放军的目标是对此艘未完成建造的航空母舰进行更改制造，该舰在2012年9月25日完成脱胎换骨式的重生，正式交付人民海军，命名为“中国人民解放军海军辽宁舰”，舷号为“16”。 2019年12月17日，中国首艘国产航母山东舰在海南三亚某军港交付海军，经中央军委批准，命名为“中国人民解放军海军山东舰”，舷号为“17”。山东舰是我国第一艘完全自主设计、自主建造、自主配套的国产航空母舰。自此我国拥有了自己的第二艘航母。 2022年6月17日，中国第三艘航空母舰下水，命名为“中国人民解放军海军福建舰”，舷号为“18”。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，满载排水量约8万吨，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置。 我国在拥有航母前，霸权主义国家的军事单位，时不时就会来到我国领海和领空附近进行挑衅行为，严重危害我国国家安全。如今“三艘航母守国门”，我国的国家安全终于有了长足保障。每一艘航母的改造，建造都殊为不易，这离不开每一个奋斗在一线的工作人员的努力，也告诉我们中国青年，要虚心学习，自强不息。（本题，）。 (1)福建舰在海上满载航行时受到海水的浮力大小约为 N。 (2)若福建舰上的舰载机离开甲板执行任务，则福建舰受到浮力将 （变大/不变/变小），福建舰将 （上浮/下沉）一些。为有利于舰载机升空，舰载机应 （顺风/逆风）起飞。 (3)若一起执行任务的潜艇在水下受到的液体压强为550000Pa，则潜艇所处的深度 m。 10．阅读短文，回答问题 半潜船 如图所示，半潜船是专门从事运输大型海上石油钻井平台、大型舰船等超长超重而又无法分割吊运的超大型设备的船舶，所以半潜船的甲板要求宽阔、强度高、质量轻。半潜船工作过程如图所示，工作时，先向船体水舱注满水，巨大的甲板下沉至海面以下；待超长超重设备被拖到甲板上固定好时，排出水舱中的水，甲板上浮，到达合适吃水线时，螺旋桨转动。半潜船在水面航行。已知图甲所示半潜船甲板刚好浮至水面静止时排水量为6×104 t，另有部分参数如下表。甲板均布载荷是甲板每平方米允许承载的最大质量。质量比是半潜船结构质量与空载质量的比值，结构质量是半潜船船体材料的质量，空载质量是半潜船空载且水舱中无水时，船体材料质量和各船舶设备的总质量。（ρ水取1.0×103 kg/m3，g=10N/kg） 甲板均布载荷 20t/m2 质量比 80% 结构质量 2×104t （1）制作半潜船甲板，应该选择密度较 的材料；水面航行时，使半潜船向前运动的动力的施力物体是 ，航行过程中若所受力全部消失，则半潜船的运动状态是 ； （2）下列飞行器件中，其升空原理与半潜船上浮主要原理相同的是 ； A．风筝       B．战斗机       C．火箭        D．孔明灯 （3）当半潜船依次处于图乙中三种情况时，从左到右船底受到海水的压强依次为p1、p2、p3，其中最大压强是 。当水舱中注满水时，半潜船处于 状态（悬浮、漂浮或沉底）；空载时，半潜船的吃水体积是 m3； （4）当将受损船舶移动到半潜船甲板上方后，半潜船通过排水上浮，当甲板刚好浮至水面静止时，水舱中剩余3000 m3的水，则受损船舶的质量为 t。要符合半潜船对均布载荷的设计要求，那么，受损船舶与甲板的接触面积至少为 m3。 参考答案 1．A 【详解】容器对桌面的压力等于容器的重力、水的重力、和水中漂浮（悬浮）的物体的重力三者之和，而漂浮和悬浮时，F浮=G物，又根据阿基米德原理可知，F浮=G排，可得G排=G物，所以把木块放入水中漂浮时，相当于向容器中注水到现在液面的位置，则两个容器中的水体积相等，重力也相等，所以容器对桌面的压力相等；若在两容器中分别抽取相同体积的水，最终木块仍能漂浮在水面上，则抽取水的质量相同，两容器中剩余物质重力也相等，故F甲=F乙。 此时两容器内水面相平,根据液体压强公式，两容器底部所受水的压强大小相等；当抽取相同体积的水后，木块仍能漂浮，则此时两容器内水面仍旧相平，压强仍相等，即p甲=p乙。 故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 2．B 【详解】A．若甲、乙体积相等，乙排开液体的体积小，根据公式可知，乙受到的浮力比甲小，故A错误； B．若甲、乙质量相等，由G=mg可知，甲、乙重力相等，乙漂浮，浮力等于重力，甲沉底，浮力小于重力，则甲受到的浮力小，故B正确； C．原来乙漂浮，说明乙密度小于水的密度，加入盐水后，液体密度变大，乙密度依旧小于液体密度，仍然漂浮，乙受到的浮力仍然等于重力，故乙受到的浮力不变，故C错误； D．向杯中加酒精，液体密度会变小，乙会下沉一些，可能漂浮或悬浮，此时浮力仍然等于重力；也可能沉底，此时浮力小于重力，浮力变小；故乙受到的浮力不会变大，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】A．由图可知，甲在水中漂浮，甲的密度小于水的密度，乙在水中悬浮，乙的密度等于水的密度，故甲物体的密度小于乙物体的密度，故A错误； B．甲、乙的体积相同，甲在水中漂浮，乙在水中悬浮，根据阿基米德原理，甲排开液体的体积小于乙排开液体的体积，故甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力，故B正确； C．往水中加入食用盐，液体密度变大，物体甲仍然漂浮在水面上，浮力等于自身重力，重力不变，所受浮力不变，故C错误； D．物体丙在沉在底部静止，受到的支持力、浮力和重力，三力平衡，故D错误。 故选B。 4．A 【详解】ACD．当鳔膨胀时，鱼排开水的体积变大，根据 可知，鱼排开水的重力变大，受到的浮力变大，鱼的重力不变，浮力大于重力，鱼会上浮，鱼的浮沉是通过改变它受到的浮力实现的，故A正确，CD错误。 B．当鳔收缩时，鱼排开水的体积变小，根据可知，鱼排受到的浮力变小，故B错误。 故选A。 5．C 【详解】A．密度计是根据物体的漂浮条件来工作的，不论液体密度大小如何，密度计受到的浮力都等于重力，浮力大小不变，故A错误； B．当物体密度大于液体密度时，物体在液体中下沉，图乙中下沉的种子密度比盐水的密度大，故B正确错误； C．图丙中热气球通过自带的加热器调节气囊中气体的温度，从而改变囊中气体的密度，当浮力大于重力时，气球上升；当浮力小于重力时，气球下降，故C正确； D．图丁中古人打捞铁牛时，船和铁牛的总重等于船和铁牛受到的浮力，故D错误。 故选C。 6．(1) 加满 (2) F1 F2 【详解】（1）③由于没有量筒，不能直接测量洗衣液的体积，利用洗衣液的体积和水的体积相等，可以间接求出洗衣液的体积，所以将小桶中的水全部倒出，擦干小桶，加满洗衣液，读出弹簧测力计的示数为F3。 ④洗衣液的质量 洗衣液的体积 洗衣液的密度 （2）[1]桶内是空的，则可以认为被测液体的密度为零，故由题意可知，空塑料小桶挂在弹簧测力计下，读出示数为F1，故该密度秤的零刻度（液体密度为0）应标在F1处。 [2]水的密度为1g/cm³，则由题意得，加满密度为1g/cm³的液体，则液体受到的重力为总重力为 此时弹簧测力计的示数为F2。 7．(1)2×105Pa (2) 力的作用是相互的 1.2×104Pa (3)4m3 【详解】（1）该车空载静止在水平地面上时，对水平地面的压力F=G=mg=8×103kg×10N/kg=8×104N 它对水平地面的压强 （2）[1]在水中航行时，根据喷水推进器向后喷水，获得动力，利用力的作用是相互的。 [2]吃水深度1.2m，此时观光车底部受到水的压强p'=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m=1.2×104Pa （3）该车空载（驾驶员质量忽略不计）在水中航行时，处于漂浮状态，受到的浮力F浮=G 与空载在水中航行相比，该车满载在水中航行增大的浮力等于增大的重力，即ΔF浮=ΔG=Δmg=(12-8)×103kg×10N/kg=4×104N 根据阿基米德原理知：增大的排开水的体积 8．(1)3×1010N (2) 液体的密度越大，物体受到的浮力越大 物体受到的浮力小于物体的重力 物体受到的浮力大于物体的重力 (3)见解析 (4)见解析 【详解】（1）由题意可知，潜水器排开海水的体积为3×106m3，则潜水器受到的浮力大小为 F浮＝ρ海水V排g＝1.0×103kg/m3×3×106m3×10N/kg＝3×1010N （2）[1]根据表格数据得：当同一物体浸没在不同种液体中，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。 [2][3]根据表格数据得：当物体受到的浮力小于物体的重力时，浸没在液体中的物体会下沉；当物体受到的浮力大于物体的重力时，浸没在液体中的物体会上浮。 （3）当海水的密度突然变小时，根据F浮＝ρ海水V排g可知，潜艇受到的浮力变小，当浮力小于重力时潜艇会骤然下降。 （4）若排出下沉潜艇内的一部分水时，潜艇的重力减小，当重力小于浮力时潜艇会上浮。 9．(1)8×108 (2) 变小 上浮 逆风 (3)55 【详解】（1）福建舰满载排水量约8万吨，福建舰在海上满载航行时受到海水的浮力大小等于它排开水的重力 （2）[1][2]福建舰漂浮在水面上，浮力等于重力，若福建舰上的舰载机离开甲板执行任务，舰载机起飞后，福建舰的重力减小，则福建舰受到浮力将变小；由可知，浮力减小，福建舰将上浮一些。 [3]为有利于舰载机升空，舰载机相对于甲板的速度较大时能够获得更大的升力才能起飞，因此舰载机应逆风起飞。 （3）潜艇在水下受到的液体压强为550000Pa，则潜艇所处的深度 10． 小 水 匀速直线运动 D p2 漂浮 【详解】（1）[1]由材料可知“半潜船的甲板要求宽阔、强度高、质量轻”， 制作半潜船甲板，应该选择密度较小的材料。 [2]它在水面航行时，螺旋桨与水发生相互作用，故使其向前运动的动力的施力物体是水。 [3]航行过程中若所受力全部消失，由牛顿第一定律可知，半潜船做匀速直线运动。 （2）[4]半潜船通过改变自身重力调节上浮和下沉。 AB．风筝和战斗机利用流体压强和流速的关系工作的，故AB不符合题意。 C．火箭升空是根据力的作用是相互的，故C不符合题意。 D．孔明灯灯罩内的气体被加热，体积膨胀、密度减小，小于灯罩外空气的密度，使孔明灯受到空气的浮力大于孔明灯的自重，孔明灯上升，其飞行原理与浮力有关，故D符合题意。 故选D。 （3）[5]三图中，中间图中的船底所处的深度最大，由p=ρ水gh可知，该处的压强p2最大。 [6]当水舱中注满水时，仍然有部分露出水面，半潜船处于漂浮状态。 [7]由质量比是半潜船结构质量与空载质量的比值可知，半潜船的空载质量 由漂浮条件可知，空载时半潜船的浮力F浮=G空=m空g=2.5×104×103kg×10N/kg=2.5×108N 则空载时，半潜船的吃水体积 （4）[8]半潜船甲板刚好浮至水面静止时排水量为6×104t，半潜船甲板刚好浮至水面静止时受到的浮力 F浮1=G排1=m排1g=6×104×103kg×10N/kg=6×108N 由漂浮条件可知，半潜船和受损船的总重力G总=F浮1=6×108N 半潜船和受损船的总质量 剩余水的质量m海水=ρ海水V海水=1×103kg/m3×3×103m3=3×106kg=3×103t 受损船的质量m船=m总-m空-m海水=6×104t-2.5×104t—3×103t=3.2×104t [9]甲板均布载荷是甲板每平方米允许承载的最大质量，损失船与甲板的接触面积 第8页，共9页 第9页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 $$