10.4 沉与浮 10.5 跨学科实践：潜艇（举一反三讲义）物理教科版八年级下册

本讲义聚焦“沉与浮”核心知识点，系统梳理物体浮沉的受力条件（F浮与G关系）和密度比较规律（ρ液与ρ物关系），延伸至轮船、气球、密度计等应用，结合潜艇跨学科实践，通过思维导图、表格梳理及典例变式构建完整学习支架。 资料亮点在于融合科学思维与科学探究，以思维导图助力知识模型建构，潜艇实践培养科学态度与责任，“受力分析”“密度比较”两把金钥匙强化科学推理，典例变式及分层训练兼顾课中教学效率与课后查漏补缺需求。

第4节 沉与浮 第5节 跨学科实践：潜艇 目录 【思维导图】 1 【知识梳理】 1 知识点1：沉与浮 2 知识点2：沉与浮的应用 3 知识点3：潜艇 6 【方法技巧】 8 方法技巧 判断物体是上浮还是下沉 8 【巩固训练】 8 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：沉与浮 F浮 G 上浮 F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g G = m物g = ρ物V物g F浮 ＞ G ρ液V排g ＞ ρ物V物g 物体浸没 V排 = V物 ρ液 ＞ ρ物 F浮 G 悬浮 F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g G = m物g = ρ物V物g F浮 = G ρ液V排g = ρ物V物g 物体浸没 V排 = V物 ρ液 = ρ物 F浮 G 下沉 F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g G = m物g = ρ物V物g F浮 < G ρ液V排g < ρ物V物g 物体浸没 V排 = V物 ρ液 < ρ物 浸没在液体中的物体，如果它的密度小于液体的密度，物体上浮 浸没在液体中的物体，如果它的密度等于液体的密度，物体悬浮 浸没在液体中的物体，如果它的密度大于液体的密度，物体下沉 【典例1】一物体的质量为 2kg，体积为，将其浸没在水中后松手，该物体将 （选填 “上浮”“下沉” 或 “悬浮”）。（，g 取 10N/kg） 【变式1】把重5N、体积为600cm3的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列判断正确的是（　　） A．物体上浮， B．物体悬浮， C．物体漂浮， D．物体下沉， 【变式2】用手将重6N的物体恰好浸没在装满水的杯中（不计手的排水），溢出水的重力为5.5N，放手后物体将（　　） A．下沉 B．上浮 C．漂浮 D．悬浮 【变式3】如图所示，烧杯中重为5N的木块在水中上浮，最终漂浮。木块在上浮且还未露出水面的过程中，受到的浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”）；木块最终漂浮在水面上时受到的浮力为 N。 知识点2：沉与浮的应用 （1）工作原理：将钢铁制作成空心的轮船，可以排开更多的水，从而增大受到的浮力，使轮船漂浮的水面上。 （2）排水量（m排）：轮船满载时排开水的质量： 由于漂浮， F浮=G总=m排g ，即m排g=（m船+m货）g ，所以 m排= m船+ m货。 （3）载重线：轮船在允许的最大载重下水面位置的水平线，以‌确保航行安全。 气球（或飞艇）刚能升空时： F空气=G球+G内 所以， F浮空气>G气 根据阿基米德原理： ρ空气V球g < ρ内V球g ρ空气 ＞ ρ内 所以，ρ内 < ρ空气 用途：一种可以直接测量液体密度的仪器。 读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度。 刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。自上往下，刻度线越来越密，刻度值越来越大。 工作原理：利用物体漂浮时，F浮=G物的原理制成的。 物体在不同液体中漂浮时，排开液体的体积不同。 浮筒打捞法：是用若干浮筒在水下充气后，借浮力将沉船浮出水面。在用浮筒打捞法打捞沉船时，把一组浮筒拖到沉船的作业区，使它们灌满水并沉到水底，开动打捞船上的压气机，把空气压进这组浮筒，将压力舱的海水排空。 【典例2】将自制密度计分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，状态如图所示。关于密度计在两种液体中所受的浮力、，以及两种液体的密度、，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式1】孔明灯通过点燃灯笼下端小碟内的松脂，加热内部的空气，使孔明灯内气体密度要比空气密度 ，实现升空。体积为0.5m3的孔明灯，所受浮力大小约是 N。（空气的密度约为1.3kg/m3） 【变式2】如图所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇，在其内部充入氦气就可以依靠 （选填“浮力”或“升力”）升空。若充入密度为0.2kg/m3的氦气后悬浮在空气密度为0.4kg/m3的9052m高空，此时其总体积为9000m3，则它的总质量为 kg。 【变式3】辽宁号航空母舰满载时排水量达67500t，它满载时的浮力 N，此时它排开水的体积为 ，若这艘航空母舰从长江驶入东海它所受的浮力将 （选填“变小”“变大”“不变”），这艘航空母舰会 （选填“上浮”，“下沉”）一些。 知识点3：潜艇 (1)原理：通过改变自身重力来实现上浮或下潜。 (2)充水：G艇变大，此时F浮<G艇，潜水艇逐渐下沉。 (3)排水：G艇变小，此时F浮>G艇，潜水艇逐渐上浮。 【典例3】如图所示的潜水艇模型。下列说法不正确的有（　　） ①潜水艇模型是通过改变它自身的重力实现沉浮的 ②潜水艇模型沉底时，它受到的浮力等于自身重力 ③向试管内吹气，水会被压入试管中，模型会下沉 ④向试管外吸气，水会被压入试管中，模型会上浮 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．③ 【变式1】潜水艇是靠改变 实现浮沉的，如题图是模拟潜水艇工作原理的装置，模拟装置在水面下下潜时，所受浮力大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”），为使潜水艇下沉，则必须从进排气管A处 （选填“吹气”或“吸气”）。 【变式2】潜水艇能在水中上浮、下潜或停留在某一位置。如图，它在a、b、c三处受到的浮力分别为Fa、Fb、Fc，受到的重力分别为Ga、Gb、Gc，已知潜水艇在a处漂浮，b处悬浮，下列说法正确的是（      ） A．Fa=Fb＜Fc B．Ga=Gb=Gc C．Fb=Gb，且合力为0 D．，且合力方向向上 【变式3】潜水艇从高密度海水区驶入低密度海水区，急剧下降的过程称为“掉深”，危险异常。如图，某潜水艇从a处“掉深”到b处。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．受到浮力大小不变 B．排开海水的重力变小 C．排开海水的体积变小 D．自救的关键在于立即调头向上 【方法技巧】 方法技巧 判断物体是上浮还是下沉 一、核心判断方法（两把“金钥匙”） 第一把“金钥匙”：受力分析法（通用，尤其适合有外力情况） 原理：分析物体浸入液体瞬间或某一时刻的受力情况。 上浮： F浮 > G物 （合力向上） 下沉 / 沉底： F浮 < G物 （合力向下） 悬浮： F浮 = G物 （合力为零，可在液体中任一深度静止） 漂浮： F浮 = G物 （合力为零，静止在液面，这是上浮的最终结果） 使用场景：适用于所有情况，特别是当题目提到弹簧测力计、用手压住、用线拉住等有外力作用时，必须用此法。 第二把“金钥匙”：密度比较法（仅适用于实心物体，且无外力） 原理：比较物体的平均密度（ρ物） 与液体的密度（ρ液）。 上浮 → 最终漂浮： ρ物 < ρ液 悬浮： ρ物 = ρ液 下沉 → 最终沉底： ρ物 > ρ液 使用场景：适用于实心物体静止释放在液体中的初始状态判断。这是最快的方法。 重要提醒：对于空心物体（如轮船、饺子），这里的 ρ物 指的是其整体的平均密度。 【巩固训练】 1．在家庭小实验中，想让沉在水底的鸡蛋漂浮起来，下列操作可行的是（　　） A．向杯子中加水 B．向杯子中加盐 C．倒出少量的水 D．轻轻摇晃杯子 2．轮船在从河里驶入海里的过程中，以下说法中正确的是（　　） A．轮船受到的浮力不变，会下沉些 B．轮船受到的浮力不变，会上浮些 C．轮船受到的浮力变大，会下沉些 D．轮船受到的浮力变小，会上浮些 3．用盐水浸种是筛选饱满种子的措施之一。如图所示，把待选种子放入盐水中，饱满种子会沉在盐水底部，不饱满的种子会浮出液面。下列说法正确的是（       ） A．浮出液面的种子比沉在盐水底部的种子受到的浮力大 B．浮出液面的种子比沉在盐水底部的种子密度大 C．浮出液面的种子上浮过程中受到的压强变大 D．沉在盐水底部的种子密度比盐水密度大 4．如下图所示，“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中，不考虑海水密度及潜水器体积的变化，以下说法正确的是（　　） A．“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大 B．“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变 C．“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变 D．“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大 5．小华将一个李子和一个香瓜放入水槽内的水中，静止后，发现李子沉到水槽底部，香瓜漂浮在水面上，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．李子的密度小于水的密度 B．香瓜的密度大于李子的密度 C．香瓜受到的浮力小于李子受到的浮力 D．若往水中加适量酒精香瓜可能悬浮 6．小明观察到：将静置在离水面一定高度的苹果静止释放，苹果掉入水中先向下运动一段距离后（没有触底），后又向上运动，最终漂浮在水面上静止。关于苹果浸没在水中的那段运动过程，下列说法正确的是（　　） A．它始终处于平衡状态 B．向下运动时，它所受的重力大于浮力 C．向上运动时，它所受的重力小于浮力 D．运动方向改变，它所受浮力的方向也改变 7．三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如下图所示。下列判断正确的是（    ） A．液体的密度大小关系是 B．液体对容器底部的压强大小关系是 C．容器对桌面的压强大小关系是 D．小球受到的浮力大小关系是 8．潜水艇是靠改变自身的 实现下潜和上浮的。潜入水下的潜水艇，由水下100m潜到200m，受到水的浮力 （选填：变大、变小或不变），受到水的压强 （选填：变大、变小或不变）。 9．将一个质量为24g、体积为的物体浸没在水中，松手后该物体将 （选填“上浮”“下沉”或“悬浮”）。当它静止时，它所受的浮力是 N。（g取） 10．如图是一个自制简易密度计，在木棒的一端缠绕一些铜丝。相同的两个烧杯中分别装有质量相等，密度为ρ1、ρ2的液体，将密度计放入这两种液体中，则：ρ1 ρ2（选填“<”“=”“>”）。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。（选填“<”“=”或“>”） 11．用水煮汤圆时发现，生汤圆放入锅内，由于浮力 （选填“大于”或“小于”）重力而下沉；煮熟的汤圆因其内部受热膨胀，浮力 （选填“增大”或“减小”），汤圆上浮。若一个汤圆的体积约为10cm3，那么它在上浮过程中（未露出水面）所受浮力约为 N。（，g=10N/kg） 12．一重为的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中，如图所示，鸡蛋在甲中悬浮，在乙中漂浮，则鸡蛋在甲中受到的浮力为 N，甲的密度 （选填“大于”“小于”或“等于”）乙的密度。 13．如图所示，“蛟龙号”载人深潜器为中国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”下潜时，会向压载水箱中注水，这是通过 实现下潜的。某次深海下潜中，“蛟龙号”排水量是，此时它受到的浮力是 ；若“蛟龙号”上有一个的观察窗，当观察窗受到海水的压力为时，“蛟龙号”下潜的深度为 。（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 14．如图所示，桌面上放一个盛盐水的容器，盐水中漂浮着一块冰，冰在逐渐熔化的过程中，容器内液面 （选填“上升”“下降”或“不变”）；容器对桌面的压强 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 15．如图甲所示，小明将甜瓜放入盛满水的溢水杯中，静止时溢出水360cm3，再使甜瓜浸没在水中静止，需对甜瓜施加0.4N向下的压力，如图乙所示。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： (1)甜瓜漂浮时所受的浮力； (2)甜瓜的密度。 16．如图，水平地面上有底面积为0.03m2，不计质量的薄壁盛水柱形容器A，内有重4N、边长为0.1m、质量分布均匀的正方体物块B，通过一根细线与容器底部相连，此时水面距容器底0.3m，（，g取10N/kg）求： (1)水对容器底部的压强； (2)物体受到的浮力； (3)剪断绳子，待物块B静止后水对容器底的压强变化量。 17．一个实心正方体，体积为，重10N，用细绳将它吊着浸入盛水的容器中，有三分之一的体积露出水面，此时容器中的水面高度为30cm（如下图）。求：（，g取10N/kg） (1)正方体受到的浮力。 (2)绳子的拉力。 (3)剪断绳子，正方体静止后受到的浮力。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 沉与浮 第5节 跨学科实践：潜艇 目录 【思维导图】 1 【知识梳理】 1 知识点1：沉与浮 2 知识点2：沉与浮的应用 4 知识点3：潜艇 8 【方法技巧】 11 方法技巧 判断物体是上浮还是下沉 11 【巩固训练】 12 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：沉与浮 F浮 G 上浮 F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g G = m物g = ρ物V物g F浮 ＞ G ρ液V排g ＞ ρ物V物g 物体浸没 V排 = V物 ρ液 ＞ ρ物 F浮 G 悬浮 F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g G = m物g = ρ物V物g F浮 = G ρ液V排g = ρ物V物g 物体浸没 V排 = V物 ρ液 = ρ物 F浮 G 下沉 F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g G = m物g = ρ物V物g F浮 < G ρ液V排g < ρ物V物g 物体浸没 V排 = V物 ρ液 < ρ物 浸没在液体中的物体，如果它的密度小于液体的密度，物体上浮 浸没在液体中的物体，如果它的密度等于液体的密度，物体悬浮 浸没在液体中的物体，如果它的密度大于液体的密度，物体下沉 【典例1】一物体的质量为 2kg，体积为，将其浸没在水中后松手，该物体将 （选填 “上浮”“下沉” 或 “悬浮”）。（，g 取 10N/kg） 【答案】上浮 【详解】物体浸没在水中时受到的浮力 物体重力 因为，所以物体将上浮。 【变式1】把重5N、体积为600cm3的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列判断正确的是（　　） A．物体上浮， B．物体悬浮， C．物体漂浮， D．物体下沉， 【答案】C 【详解】物体的重力G=5N，由G=mg可得物体质量 物体体积V=600cm3=6×10-4m3 代入密度公式得物体密度 已知水的密度，由于，根据物体的浮沉条件，当物体密度小于液体密度时，物体将上浮，最终静止在水面，处于漂浮状态。根据物体漂浮的条件，漂浮时物体受到的浮力等于自身的重力，物体的重力为5N，所以物体静止时所受浮力等于5N，故ABD错误，C正确。 故选C。 【变式2】用手将重6N的物体恰好浸没在装满水的杯中（不计手的排水），溢出水的重力为5.5N，放手后物体将（　　） A．下沉 B．上浮 C．漂浮 D．悬浮 【答案】A 【详解】杯中装满水，物体浸没后，溢出水的重力为5.5N，即它排开的水重为5.5N，根据阿基米德原理可得，它受到的浮力为5.5N，浮力小于重力，所以，放手后物体将下沉，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式3】如图所示，烧杯中重为5N的木块在水中上浮，最终漂浮。木块在上浮且还未露出水面的过程中，受到的浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”）；木块最终漂浮在水面上时受到的浮力为 N。 【答案】 不变 5 【详解】[1]根据阿基米德原理，木块上浮且未露出水面时，液体密度、g均不变，木块排开水的体积也不变，因此受到的浮力不变。 [2]物体漂浮时，受力平衡，浮力等于自身重力，这是浮沉条件。已知木块重力为5N，因此漂浮时受到的浮力为5N。木块最终静静地漂浮在水面上，此时木块受到水的浮力大小等于木块的重力，为5N。 知识点2：沉与浮的应用 （1）工作原理：将钢铁制作成空心的轮船，可以排开更多的水，从而增大受到的浮力，使轮船漂浮的水面上。 （2）排水量（m排）：轮船满载时排开水的质量： 由于漂浮， F浮=G总=m排g ，即m排g=（m船+m货）g ，所以 m排= m船+ m货。 （3）载重线：轮船在允许的最大载重下水面位置的水平线，以‌确保航行安全。 气球（或飞艇）刚能升空时： F空气=G球+G内 所以， F浮空气>G气 根据阿基米德原理： ρ空气V球g < ρ内V球g ρ空气 ＞ ρ内 所以，ρ内 < ρ空气 用途：一种可以直接测量液体密度的仪器。 读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度。 刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。自上往下，刻度线越来越密，刻度值越来越大。 工作原理：利用物体漂浮时，F浮=G物的原理制成的。 物体在不同液体中漂浮时，排开液体的体积不同。 浮筒打捞法：是用若干浮筒在水下充气后，借浮力将沉船浮出水面。在用浮筒打捞法打捞沉船时，把一组浮筒拖到沉船的作业区，使它们灌满水并沉到水底，开动打捞船上的压气机，把空气压进这组浮筒，将压力舱的海水排空。 【典例2】将自制密度计分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，状态如图所示。关于密度计在两种液体中所受的浮力、，以及两种液体的密度、，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】同一支密度计在不同液体中总是处于漂浮状态，根据物体的漂浮条件，浮力等于重力，即。因为密度计的重力不变，所以密度计在两种液体中所受浮力相等，即。根据阿基米德原理，在浮力相等时，液体密度与排开液体的体积成反比。由图可知，密度计排开甲液体的体积大于排开乙液体的体积，即，所以。 故选A。 【变式1】孔明灯通过点燃灯笼下端小碟内的松脂，加热内部的空气，使孔明灯内气体密度要比空气密度 ，实现升空。体积为0.5m3的孔明灯，所受浮力大小约是 N。（空气的密度约为1.3kg/m3） 【答案】 小 6.5 【详解】[1]加热内部的空气，孔明灯内气体受热膨胀，孔明灯内气体密度要比空气密度小，根据物体的浮尘条件可知，孔明灯会上升。 [2]体积为0.5m3的孔明灯，所受浮力大小约是 【变式2】如图所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇，在其内部充入氦气就可以依靠 （选填“浮力”或“升力”）升空。若充入密度为0.2kg/m3的氦气后悬浮在空气密度为0.4kg/m3的9052m高空，此时其总体积为9000m3，则它的总质量为 kg。 【答案】 浮力 3600 【详解】[1]在内部充入氦气后，浮空艇的浮力大于重力从而升空，故依靠浮力升空。 [2]浮空艇所受浮力为 因为悬浮，浮空艇重力为 则总质量为 【变式3】辽宁号航空母舰满载时排水量达67500t，它满载时的浮力 N，此时它排开水的体积为 ，若这艘航空母舰从长江驶入东海它所受的浮力将 （选填“变小”“变大”“不变”），这艘航空母舰会 （选填“上浮”，“下沉”）一些。 【答案】 67500 不变 上浮 【详解】[1]辽宁号航空母舰满载时受到的浮力为 [2]此时它排开水的体积为 [3][4]航空母舰始终漂浮，受到的浮力与其总重力相等，艘航空母舰从长江驶入东海总重力不变，则浮力不变，但长江的密度小于东海的密度，根据可知，航空母舰排开液体的体积将变小，即会上浮一些。 知识点3：潜艇 (1)原理：通过改变自身重力来实现上浮或下潜。 (2)充水：G艇变大，此时F浮<G艇，潜水艇逐渐下沉。 (3)排水：G艇变小，此时F浮>G艇，潜水艇逐渐上浮。 【典例3】如图所示的潜水艇模型。下列说法不正确的有（　　） ①潜水艇模型是通过改变它自身的重力实现沉浮的 ②潜水艇模型沉底时，它受到的浮力等于自身重力 ③向试管内吹气，水会被压入试管中，模型会下沉 ④向试管外吸气，水会被压入试管中，模型会上浮 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．③ 【答案】C 【详解】①潜水艇模型通过胶管吸气或吹气，可以改变试管内的水量，从而改变模型的总重力。根据物体的浮沉条件（重力与浮力的关系），通过改变自身重力可以实现上浮、下沉或悬浮。故①正确； ②潜水艇模型沉底时，处于静止状态，受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力和容器底部对它竖直向上的支持力。根据力的平衡条件，有 因为支持力大于0，所以重力G一定大于浮力。故②错误； ③向试管内吹气，试管内气压增大，大于外界水压，会把试管内的水向外压出，导致模型总重力减小，模型会因此上浮。故③错误； ④向试管外吸气，试管内气压减小，小于外界水压，外界的水会被压入试管中，导致模型总重力增大，模型会因此下沉。故④错误。 综上所述，②③④错误，符合题意，①正确，符合题意，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式1】潜水艇是靠改变 实现浮沉的，如题图是模拟潜水艇工作原理的装置，模拟装置在水面下下潜时，所受浮力大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”），为使潜水艇下沉，则必须从进排气管A处 （选填“吹气”或“吸气”）。 【答案】 自身重力 不变 吸气 【详解】[1]潜水艇的工作原理：物体的浮沉条件，通过改变自身的重力来实现上浮和下潜。 [2]根据，模拟装置在水面下下潜时，排开水的体积不变，所以所受到水的浮力不变。 [3]为使潜水艇模型，则其重力应大于浮力，所以必须从进排气管A处吸气，塑料瓶内的压强减小，水进入塑料瓶，总重力增大，大于浮力变会下沉。 【变式2】潜水艇能在水中上浮、下潜或停留在某一位置。如图，它在a、b、c三处受到的浮力分别为Fa、Fb、Fc，受到的重力分别为Ga、Gb、Gc，已知潜水艇在a处漂浮，b处悬浮，下列说法正确的是（      ） A．Fa=Fb＜Fc B．Ga=Gb=Gc C．Fb=Gb，且合力为0 D．，且合力方向向上 【答案】C 【详解】A．由图可知，潜水艇在a、b、c三个位置排开水的体积，由可知，潜水艇在a、b、c三个位置所受浮力的大小关系为，故A错误； B．潜水艇在a处漂浮，水舱中吸入部分水后下潜至b处悬浮，浮力等于重力，在c处时处于下潜状态，浮力小于重力，所以，故B错误； C．潜水艇在b处悬浮时，所受的浮力等于潜水艇的重力，即，且潜水艇处于静止状态，所受合力为0，故C正确； D．潜水艇在c处下潜，所受的浮力小于潜水艇的重力，即，合力方向向下，故D错误。 故选C。 【变式3】潜水艇从高密度海水区驶入低密度海水区，急剧下降的过程称为“掉深”，危险异常。如图，某潜水艇从a处“掉深”到b处。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．受到浮力大小不变 B．排开海水的重力变小 C．排开海水的体积变小 D．自救的关键在于立即调头向上 【答案】B 【详解】根据阿基米德原理，潜水艇从高密度海水区驶入低密度海水区，海水的密度变小，排开海水的体积等于潜水艇的体积且不变，所以浮力变小，排开海水的重力变小。潜水艇“掉深”是因为浮力变小，重力大于浮力导致急剧下降，自救关键是减小自身重力（如排出水舱中的水等），而不是立即调头向上，故ACD错误，B正确。 故选B。 【方法技巧】 方法技巧 判断物体是上浮还是下沉 一、核心判断方法（两把“金钥匙”） 第一把“金钥匙”：受力分析法（通用，尤其适合有外力情况） 原理：分析物体浸入液体瞬间或某一时刻的受力情况。 上浮： F浮 > G物 （合力向上） 下沉 / 沉底： F浮 < G物 （合力向下） 悬浮： F浮 = G物 （合力为零，可在液体中任一深度静止） 漂浮： F浮 = G物 （合力为零，静止在液面，这是上浮的最终结果） 使用场景：适用于所有情况，特别是当题目提到弹簧测力计、用手压住、用线拉住等有外力作用时，必须用此法。 第二把“金钥匙”：密度比较法（仅适用于实心物体，且无外力） 原理：比较物体的平均密度（ρ物） 与液体的密度（ρ液）。 上浮 → 最终漂浮： ρ物 < ρ液 悬浮： ρ物 = ρ液 下沉 → 最终沉底： ρ物 > ρ液 使用场景：适用于实心物体静止释放在液体中的初始状态判断。这是最快的方法。 重要提醒：对于空心物体（如轮船、饺子），这里的 ρ物 指的是其整体的平均密度。 【巩固训练】 1．在家庭小实验中，想让沉在水底的鸡蛋漂浮起来，下列操作可行的是（　　） A．向杯子中加水 B．向杯子中加盐 C．倒出少量的水 D．轻轻摇晃杯子 【答案】B 【详解】A．向杯子中加水，水的密度不变，鸡蛋仍会沉底，故A不符合题意； B．向杯子中加盐，盐水的密度会变大，当盐水的密度大于鸡蛋的密度时，鸡蛋就会漂浮起来，故B符合题意； C．倒出少量的水，水的密度不变，鸡蛋仍会沉底，故C不符合题意； D．轻轻摇晃杯子，对鸡蛋的浮沉状态没有影响，故D不符合题意。 故选B。 2．轮船在从河里驶入海里的过程中，以下说法中正确的是（　　） A．轮船受到的浮力不变，会下沉些 B．轮船受到的浮力不变，会上浮些 C．轮船受到的浮力变大，会下沉些 D．轮船受到的浮力变小，会上浮些 【答案】B 【详解】轮船在从河里驶入海里，轮船都处于漂浮状态，浮力都等于重力，所以浮力不变，由于海水密度更大，由可知，轮船进入海水时排开水的体积减小，则轮船会上浮。故ACD错误，B正确。 故选B。 3．用盐水浸种是筛选饱满种子的措施之一。如图所示，把待选种子放入盐水中，饱满种子会沉在盐水底部，不饱满的种子会浮出液面。下列说法正确的是（       ） A．浮出液面的种子比沉在盐水底部的种子受到的浮力大 B．浮出液面的种子比沉在盐水底部的种子密度大 C．浮出液面的种子上浮过程中受到的压强变大 D．沉在盐水底部的种子密度比盐水密度大 【答案】D 【详解】A．沉在底部的饱满种子，排开盐水的体积等于自身的体积（因为完全浸没）； 浮出液面的不饱满种子，排开盐水的体积小于自身的体积（因为部分露出液面）。 由于饱满种子体积通常更大，且两者都在同一盐水中（密度相同），所以沉在底部的种子排开液体的体积更大，根据阿基米德原理，沉在底部的种子受到的浮力也更大。故A错误； BD．根据物体的浮沉条件，浮出液面的种子密度小于盐水密度；沉在盐水底部的种子密度大于盐水密度。因此，浮出液面的种子密度比沉在盐水底部的种子密度小，故B错误，D正确； C．液体内部的压强随深度的增加而增大。浮出液面的种子上浮过程中，其所处的深度减小，因此受到的压强变小，故C错误。 故选D。 4．如下图所示，“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中，不考虑海水密度及潜水器体积的变化，以下说法正确的是（　　） A．“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大 B．“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变 C．“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变 D．“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大 【答案】A 【详解】在万米深海处继续下潜的过程中，根据和可知，“奋斗者”号排开水的体积不变，深度变大，故“奋斗者”号受到海水的浮力不变，压强变大，故A正确，BCD错误。 故选A。 5．小华将一个李子和一个香瓜放入水槽内的水中，静止后，发现李子沉到水槽底部，香瓜漂浮在水面上，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．李子的密度小于水的密度 B．香瓜的密度大于李子的密度 C．香瓜受到的浮力小于李子受到的浮力 D．若往水中加适量酒精香瓜可能悬浮 【答案】D 【详解】AB．由题意可知，香瓜漂浮在水面上，李子沉在水底，由物体浮沉条件可知，香瓜的密度小于水的密度，李子的密度大于水的密度，则香瓜的密度小于李子的密度，故AB错误； C．据图可知，香瓜排开液体的体积大于李子排开液体的体积，液体的密度相同，根据可知，香瓜受到的浮力大于李子受到的浮力，故C错误； D．若往水中加适量酒精，液体的密度会变小，当刚好和香瓜的密度相等时，香瓜会悬浮，故D正确。 故选D。 6．小明观察到：将静置在离水面一定高度的苹果静止释放，苹果掉入水中先向下运动一段距离后（没有触底），后又向上运动，最终漂浮在水面上静止。关于苹果浸没在水中的那段运动过程，下列说法正确的是（　　） A．它始终处于平衡状态 B．向下运动时，它所受的重力大于浮力 C．向上运动时，它所受的重力小于浮力 D．运动方向改变，它所受浮力的方向也改变 【答案】C 【详解】A．苹果从进入水中到最终漂浮的过程中，经历了加速下沉、减速下沉、停止下沉、加速上浮、减速上浮最终漂浮等多个运动阶段。这些运动状态的连续变化充分说明苹果在水中运动时受到的是非平衡力作用。只有当苹果最终漂浮在水面静止时，才处于平衡状态，故A错误； B．苹果入水后向下运动的主要原因是惯性。随着浸入深度增加，排开水的体积增大，浮力逐渐增大，浮力即使大于重力，苹果也可能继续向下运动。例如推小车的人，即使不推小车了，摩擦力向后，小车由于具有惯性还会向前运动一段距离，故B错误； C．苹果能够从水中上浮，说明此时浮力已经大于重力。根据阿基米德原理，完全浸没时浮力最大。当苹果开始上浮后，随着部分露出水面，排开水的体积减小，浮力逐渐减小，直到浮力等于重力时达到漂浮平衡状态。因此在上浮过程中浮力始终大于重力，故C正确； D．浮力的方向是由液体对物体的压力差决定的，始终竖直向上。无论苹果是下沉还是上浮，浮力的方向都不会改变。运动方向的改变是由重力和浮力的合力方向决定的，故D错误。 故选C。 7．三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如下图所示。下列判断正确的是（    ） A．液体的密度大小关系是 B．液体对容器底部的压强大小关系是 C．容器对桌面的压强大小关系是 D．小球受到的浮力大小关系是 【答案】C 【详解】A.三个完全相同的小球，其质量、体积和密度都相同。小球在甲中下沉，故；在乙中漂浮，故；在丙中悬浮，故。所以三种液体的密度大小关系为，故A错误； B.静止时三个容器的液面恰好相平，即深度h相等，由于乙中液体的密度最大，根据可知，乙容器底受到的液体压强最大，甲容器底受到的液体压强最小，即，故B错误； C.开始时，液体的体积，放入小球后，甲、丙溢出相同体积的液体，则剩余液体的体积；由于，故，重力，乙液体溢出的最少，故剩余液体的体积最大；又因为最大，所以乙的质量最大、重力最大，故；容器相同，则容器重力相等，三个完全相同的小球，则小球的重力相等，容器对水平桌面的压力等于容器、容器内的液体和球的重力之和，即；由于受力面积相同，由可得，，故C正确； D.由图知，小球在丙容器中悬浮，在乙容器中漂浮，所以小球所受的浮力与自身的重力相等；在甲容器中下沉，浮力小于其重力，所以小球受到的浮力大小关系是，故D错误。 故选C。 8．潜水艇是靠改变自身的 实现下潜和上浮的。潜入水下的潜水艇，由水下100m潜到200m，受到水的浮力 （选填：变大、变小或不变），受到水的压强 （选填：变大、变小或不变）。 【答案】 重力 不变 变大 【详解】[1]在水中，潜水艇受到水的浮力和重力的作用，因为，潜水艇的体积不变，当潜水艇完全浸没在水中改变深度时，排开水的体积不变，所以潜水艇受到水的浮力不变，潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身的重力，从而改变浮力和重力的大小关系来实现的。 [2][3]浸没在水中的潜水艇当它逐渐下潜时，深度h变大，排开水的体积不变，根据可知，潜水艇受到水的浮力不变；根据可知，潜水艇受到水的压强变大。 9．将一个质量为24g、体积为的物体浸没在水中，松手后该物体将 （选填“上浮”“下沉”或“悬浮”）。当它静止时，它所受的浮力是 N。（g取） 【答案】 上浮 0.24 【详解】[1]物体浸没时排开水的体积，根据阿基米德原理，物体浸没在水中的浮力。物体的重力，因，松手后物体将上浮； [2]物体静止时处于漂浮状态，所受浮力等于物体的重力，即。 10．如图是一个自制简易密度计，在木棒的一端缠绕一些铜丝。相同的两个烧杯中分别装有质量相等，密度为ρ1、ρ2的液体，将密度计放入这两种液体中，则：ρ1 ρ2（选填“<”“=”“>”）。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。（选填“<”“=”或“>”） 【答案】 < = 【详解】[1]密度计是根据物体的重力不变，漂浮时排开液体的体积不同来检测液体密度的，密度计在两种液体中都漂浮，，即，由图可知，，则。 [2]根据阿基米德原理可知，则。 11．用水煮汤圆时发现，生汤圆放入锅内，由于浮力 （选填“大于”或“小于”）重力而下沉；煮熟的汤圆因其内部受热膨胀，浮力 （选填“增大”或“减小”），汤圆上浮。若一个汤圆的体积约为10cm3，那么它在上浮过程中（未露出水面）所受浮力约为 N。（，g=10N/kg） 【答案】 小于 增大 0.1 【详解】[1]生汤圆放入锅内，体积较小，所受浮力小于重力，所以下沉。 [2]根据，煮熟的汤圆因其内部受热膨胀，体积变大，所受浮力变大。 [3]由题意可知，汤圆所受浮力约为 12．一重为的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中，如图所示，鸡蛋在甲中悬浮，在乙中漂浮，则鸡蛋在甲中受到的浮力为 N，甲的密度 （选填“大于”“小于”或“等于”）乙的密度。 【答案】 0.8 小于 【详解】[1]一重为的鸡蛋放入甲液体中，鸡蛋在甲中悬浮，根据悬浮时浮力等于重力，故鸡蛋在甲中受到的浮力为 [2]一重为的鸡蛋放入乙液体中，在乙中漂浮，即 故F，而，由阿基米德原理可得，，所以，，即甲的密度小于乙的密度。 13．如图所示，“蛟龙号”载人深潜器为中国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”下潜时，会向压载水箱中注水，这是通过 实现下潜的。某次深海下潜中，“蛟龙号”排水量是，此时它受到的浮力是 ；若“蛟龙号”上有一个的观察窗，当观察窗受到海水的压力为时，“蛟龙号”下潜的深度为 。（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 【答案】 改变自身的重力 3×106 7×103 【详解】[1]“蛟龙号”下潜时，排开水的体积不变，由阿基米德原理可知浮力不变，向压载水箱中注水，使它的重力大于浮力，通过改变自身的重力来下潜的。 [2]某次深海下潜中，“蛟龙号”排水量是，此时它受到的浮力F浮=G排=m排g=300×103kg×10N/kg=3×106N [3]观察窗受到海水的压强 “蛟龙号”下潜的深度 14．如图所示，桌面上放一个盛盐水的容器，盐水中漂浮着一块冰，冰在逐渐熔化的过程中，容器内液面 （选填“上升”“下降”或“不变”）；容器对桌面的压强 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 上升 不变 【详解】[1][2]若冰的熔化质量为m，则冰熔化成水的体积；由于冰块是漂浮在盐水中的，排开盐水的质量，排开盐水的体积。因为，所以，即冰块熔化过程中，容器中液面会上升。冰块在熔化时，容器总重不变，桌面受到的压力和受力面积不变，根据可知，容器对桌面的压强不变。 15．如图甲所示，小明将甜瓜放入盛满水的溢水杯中，静止时溢出水360cm3，再使甜瓜浸没在水中静止，需对甜瓜施加0.4N向下的压力，如图乙所示。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： (1)甜瓜漂浮时所受的浮力； (2)甜瓜的密度。 【答案】(1)3.6N (2)0.9×103kg/m3 【详解】（1）根据题意，甜瓜漂浮时溢出水的体积即为甜瓜排开水的体积。 根据阿基米德原理可得，甜瓜漂浮时所受的浮力 （2）因为甜瓜漂浮，所以甜瓜的重力等于其所受的浮力 甜瓜的质量 当对甜瓜施加0.4N的压力使其浸没在水中时，甜瓜处于静止状态，受力平衡。 根据力的平衡条件可得 甜瓜浸没时，其体积等于排开水的体积。 根据阿基米德原理，可得甜瓜的体积 根据密度公式，可求得甜瓜的密度 16．如图，水平地面上有底面积为0.03m2，不计质量的薄壁盛水柱形容器A，内有重4N、边长为0.1m、质量分布均匀的正方体物块B，通过一根细线与容器底部相连，此时水面距容器底0.3m，（，g取10N/kg）求： (1)水对容器底部的压强； (2)物体受到的浮力； (3)剪断绳子，待物块B静止后水对容器底的压强变化量。 【答案】(1) (2)10N (3)200Pa 【详解】（1）水对容器底的压强 （2）物块浸没在水中，物块排开水的体积 物块B受到的浮力 （3）物块B的重力，因为 所以剪断绳子，待物块B静止后漂浮，浮力为 物块漂浮时排开水的体积 排开水的体积减小了 液面下降的深度为 水对容器底的压强变化量 17．一个实心正方体，体积为，重10N，用细绳将它吊着浸入盛水的容器中，有三分之一的体积露出水面，此时容器中的水面高度为30cm（如下图）。求：（，g取10N/kg） (1)正方体受到的浮力。 (2)绳子的拉力。 (3)剪断绳子，正方体静止后受到的浮力。 【答案】(1)8N (2)2N (3)10N 【详解】（1）根据题意，正方体排开水的体积为：； 根据阿基米德原理，正方体受到的浮力为：。 （2）对正方体进行受力分析，它受到竖直向下的重力G，竖直向上的浮力和绳子的拉力。 由于正方体处于静止状态，所以受力平衡，则有：； 绳子的拉力为：。 （3）剪断绳子后，需要判断正方体的浮沉状态。 首先计算正方体的密度：正方体的质量；正方体的密度，因为，所以剪断绳子后，正方体会上浮，最终漂浮在水面上。 当正方体漂浮时，它处于平衡状态，受到的浮力等于其自身的重力。 所以，静止后受到的浮力。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $