第09讲 浮沉的条件及应用（寒假预习讲义）八年级物理新教材沪科版（五四制）

第09讲 浮沉的条件及应用 内容导航——预习三步曲 第一步 学 析教材·学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题·讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练考点·强知识：2大核心考点精准练 第二步 记 串知识·识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步 测 过关测·稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 物体的浮沉条件是什么 1.浮沉条件：浸没在液体中的物体受到重力和浮力作用:如果浮力大小大于重力大小，物体上浮;如果浮力和重力大小相等，二力平衡，物体悬浮在液体中;如果浮力大小小于重力大小，物体下沉。漂浮于液面的物体，处于平衡状态，其浮力和重力大小相等。 2.浮沉条件与物体受力 浮沉 状态 漂浮 悬浮 沉底 上浮 下沉 受力 示意图           受力 分析 F浮_=__G F浮_=G F浮＋FN=G F浮_＞_G F浮_＜G 密度关系 ρ物＜ρ液 ρ物=ρ液 ρ物＞ρ液 ρ物＜ρ液 ρ物＞ρ液 知识点2 如何改变物体的浮沉状态 1. 潜水艇：图7-3-4是潜水艇的横截面示意图，潜水艇的内舱与外壳之间有一个水舱，水舱通过阀门与外界相连。阀门打开，海水进人水舱，潜水艇所受重力增大，当重力大小大于浮力大小时，潜水艇下沉;用压缩空气把水舱内的水排出，潜水艇所受重力减小，当重力大小小于浮力大小时，潜水艇上浮。潜水艇通过这个方法改变自身所受的重力，实现在水中的浮潜。 2. 热气球：热气球和飞艇等在空气中也会受到很大的浮力。热气球内由燃烧器加热的空气和飞艇中充的氦气的密度都比外面空气的密度小，内外气体的密度差导致浮力大小大于重力大小而使热气球和飞艇得以升空。 教材习题01 1. 如图7-3-6所示，潜水员在水下通过调整配重、呼吸以及浮力控制背心，使自身的重力大小 所受水的浮力大小，以达到在水中停留的目的。 解题方法 物体悬浮时浮力大小等于重力大小。 【答案】等于 教材习题02 2.在游乐园购买的气球能飞上天空，用嘴吹的气球为什么飞不起来? 解题方法 ①物体要上浮，它的浮力必须大于重力。 ②氢气球里面是氦气，它的密度小于空气的密度。 【答案】游乐园购买的气球里面充的是氦气，密度小于空气，它的浮力大于它的重力，所以可以飞起来。嘴巴吹的气球里面的是空气密度较大，浮力小于重力。 教材习题03 3.如图7-3-7所示，未剥皮时，橘子可以漂浮在水面上，但剥了皮后，它却下沉。 (1)分别分析图(a)(b)中橘子所受浮力与重力大小关系。 (2)剥皮后橘子所受浮力和重力大小如何变化? 解题方法 ①漂浮物体浮力等于其重力 ②沉底的物体浮力小于重力 【答案】 （1）（a）图中处于漂浮状态，浮力等于重力；（b）图中物体处于沉底状态，浮力小于重力。 （2）剥皮后的橘子，它的重力减小，浮力也减小，但浮力减小的比重力减小的多。 考点一 物体的浮沉条件是什么 1．用试管、铁丝、透明胶带、细管、胶管、容器和注射器等，制作如图所示的潜水艇模型（不计胶管的体积），然后将模型放入水中，使其上浮或下沉，下列说法正确的是（　　） A．当模型漂浮于水面时，它受到的浮力小于模型的重力 B．让浅处悬浮的模型下潜至深处悬浮，应使试管内的水先增加后减少 C．向内推注射器活塞，试管内气压会变大，模型将下沉 D．向外拉注射器活塞，水会被吸入试管，可实现模型上浮 【答案】B 【详解】A．由浮沉条件知道，当模型漂浮在水面时，它受到的浮力与重力相等，故A错误； B．让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮，应使瓶内的水先增加，使模型重力大于浮力，模型下沉，当模型下沉到更深处时，再使瓶内的水减少，使模型重力等于浮力，模型悬浮，故B正确； C．向内推注射器活塞，瓶内气体体积减小，压强变大，试管内的水将变少，模型的重力减小，浮力不变，浮力大于重力，模型将上浮，故C错误； D．向外拉注射器活塞，瓶内气体体积增大，压强变小，小于外界大气压，水被压入试管中，模型重力变大，浮力不变，重力大于浮力，模型下沉，故D错误。 故选B。 2．质量相等的甲、乙两个实心正方体物块在水中静止时如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲受到的浮力小于乙受到的浮力 B．甲的密度小于乙的密度 C．甲下表面受到水的压力大于乙下表面受到水的压力 D．甲排开水的体积大于乙排开水的体积 【答案】C 【详解】AB．甲悬浮，则浮力等于重力，且密度等于水的密度；乙漂浮，则浮力等于重力，且密度小于水的密度。甲乙质量相等，则重力相等，所以浮力相等，且甲的密度大于乙的密度，故AB错误； C．根据压力差法，甲的下表面受到水的压力大于浮力，乙的下表面受到水的压力等于浮力，甲乙受到的浮力相等，所以甲下表面受到水的压力大于乙下表面受到水的压力，故C正确； D．甲乙受到的浮力相等，根据可知甲排开水的体积等于乙排开水的体积，故D错误。 故选C。 考点二 浮沉条件与密度 1．一个体积为100cm3、质量为80g的球放入足够深的水中，静止后的状态及所受浮力大小为（　　） A．漂浮    0.8N B．漂浮    1N C．悬浮    0.8N D．沉底    1N 【答案】A 【详解】当小球完全浸没后受到的浮力为 小球的重力为 由于，小球会加速上浮，最终漂浮，浮力等于重力为0.8N，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．质地均匀的实心物体悬浮在水中，将物体截成大小不等的两块后，仍放入水中，则（　　） A．大块下沉，小块悬浮 B．大块下沉，小块上浮 C．两块都上浮 D．两块都悬浮 【答案】D 【详解】物体悬浮在水中的条件是物体的密度等于水的密度（）；该物体质地均匀，截成大小不等的两块后，每一块的密度仍与原物体密度相同，即；根据浮沉条件，当物体密度等于液体密度时，物体处于悬浮状态，因此两块都会悬浮在水中，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 考点三 如何改变物体的浮沉 1．小华同学在探究“影响物体浮沉的因素”时，实验过程如下： (1)如图甲所示，先在塑料瓶外缠上一些铅丝，然后装入适量的水，使塑料瓶刚好能在水中处于悬浮状态。再用夹子夹住管口，用注射器向外抽气时，你会观察到塑料瓶将下沉，这是由于向外抽气时塑料瓶的体积 ，使塑料瓶受到的浮力 。（均选填“变大”“变小”或“不变”） (2)把甲图中的夹子取掉，在塑料瓶内装入适量的水，使塑料瓶在水中刚好处于悬浮状态，如图乙所示。当用注射器向瓶内充气时，塑料瓶将 （选填“上浮”“下沉”或“仍悬浮”）。这是因为向瓶内充气时，瓶内的水将 （选填“增多”“减少”或“不变”），而瓶子受到的浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 (3)从上述实验可以发现，实现浮沉的方法有两种：一是改变物体的体积，二是改变物体的 。 【答案】(1) 变小 变小 (2) 上浮 减少 不变 (3)重力 【详解】（1）[1][2]塑料瓶刚好能在水中处于悬浮状态，此时，用注射器向外抽气时，在液体压强的作用下，塑料瓶的体积变小，变小，根据得出：浮力变小，此时浮力小于重力，塑料瓶将下沉。 （2）[1][2][3]塑料瓶刚好能在水中处于悬浮状态，此时，当用注射器向瓶内充气时，塑料瓶将上浮。这是因为向瓶内充气时，瓶内气压变大，将水压出一部分，瓶内的水将减少，瓶子和瓶内水的总重力减小，塑料瓶的体积不变，不变，根据得出瓶子受到的浮力不变，浮力大于重力。 （3）由图乙实验可知，浮力大小不变，改变物体的重力，也可以实现浮沉。 2．安全救援知识告诉我们，在空书包里塞上某种物品拉上拉链后扔给落水者，可以实现紧急安全救援。以下几种物品中不适合塞进书包的是（　　） A．多块泡沫块 B．多个拧紧瓶盖的空矿泉水瓶 C．多块海绵 D．多包充气包装好的薯片 【答案】C 【详解】要实现紧急安全救援，塞进书包的物品应能增大书包的浮力，使书包能漂浮在水面上。泡沫块、拧紧瓶盖的空矿泉水瓶、充气包装好的薯片，密度都较小，能提供较大的浮力。而海绵虽然密度也不大，但海绵具有吸水性，吸水后会增加自身重量，且可能导致书包整体密度增大，不利于漂浮，所以不适合塞进书包。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 物体的浮与沉 浮沉条件是什么 物体浮沉与密度关系 物体浮沉与重力关系 如何改变物体的浮沉 1．如图所示为体积相同的氢气球和空气球，刚释放时，氢气球上浮，而空气球却浮不起来。对这种现象，下列说法中正确的是（　　） A．氢气球受浮力，空气球不受浮力 B．氢气球不受重力，空气球只受重力 C．氢气球受到的浮力大于本身的重力 D．空气球受到的浮力等于本身的重力 【答案】C 【详解】A．氢气球和空气球都浸在空气中，都受到空气的浮力作用，故A错误； B．地球表面的物体都受到重力作用，所以氢气球和空气球都受到重力作用，故B错误； C．氢气球能上浮，由沉浮条件可知，氢气球受到的浮力大于自身重力，故C正确； D．空气球浮不起来，由沉浮条件可知，空气球受到的浮力小于自身重力，故D错误。 故选C。 2．小丽同学在洗碗时，她发现碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．碗漂浮在水面时受到的浮力大于它的重力 B．碗沉入水底后不会受到浮力的作用 C．碗沉入水底后比漂浮在水面上时排开水的质量大 D．碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面下降 【答案】D 【详解】A．依据物体浮沉条件，碗漂浮于水面时处于平衡状态，此时浮力与重力构成平衡力，大小相等，即漂浮时F浮=G，故A错误； B．碗沉入水底后，因仍浸在水中，必然受到水施加的向上浮力。其下沉的原因在于此时浮力小于重力，并非不受浮力，故B错误； C．碗漂浮时，F浮1=G碗；沉入水底时F浮2< G碗，由此可得F浮2 < F浮1。根据阿基米德原理F浮= G排= m排g 浮力大小与排开液体的重力、质量成正比，所以碗沉入水底后排开水的质量小于漂浮时排开水的质量，故C错误； D．根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，碗漂浮时浮力大，对应排开水的体积V排1大；沉入水底时浮力小，对应排开水的体积V排2小，即V排2< V排1。由于排开水的体积减小，洗碗盆内液面也会随之下降，故D正确。 故选D。 3．如图甲，将一个长方体木块的底部用一根质量、体积均不计的细线拴在一个足够高的空容器的底部，S容=200cm2，然后向容器中缓慢加水，每秒钟注入水，当细线达到最大拉力时断开，停止加水。在整个过程中木块底部始终与容器底平行，水对容器底部的压强随加水体积的变化关系如图乙所示，则第6s时水深 cm，细线能承受的最大拉力为 N。 【答案】 9 3 【详解】[1]根据图像第一个转折点，这个转折点之前，浮力小于重力，容器底对木块有支持力，转折点后，木块开始漂浮。 由可得 此时水深对应加水体积，此时容器底面积减去木块底面积的面积大小，为 则木块的底面积也是，往后的水面升高速度是原来的一半，每秒钟注入水，一共注水，则木块还是漂浮状态，前三秒水面升高，再过三秒水面升高 故时，水深为 [2]第二个转折点，此时水深 此时细线刚好拉直，木块刚好漂浮时，水深，则细线长度，是因为细线的长度有限，被拉直了，往后浮力开始大于重力。且第三段与第一段水面上升速度相同，从到，水面增加高度为 也就是增加的浮力导致细线拉断，增加的浮力 则细线能承受的最大拉力为。 4．一玻璃杯内装有一种密度会随着温度的升高而减小的液体。假设当温度为时，一小球恰好悬浮在该液体中如图。忽略小球自身的热胀冷缩，则下列判断中正确的是（　　） A．当温度升高至时，小球将上浮，最终所受浮力大于其在时所受浮力 B．当温度升高至时，小球将下沉，最终所受浮力小于其在时所受浮力 C．当温度降低至时，小球将上浮，最终所受浮力等于其在时所受浮力 D．当温度降低至时，小球将下沉，最终所受浮力大于其在时所受浮力 【答案】BC 【详解】AB. 当温度为时，一小球恰好悬浮在该液体中，根据物体浮沉条件可知，小球的密度等于液体的密度，小球受到的浮力等于小球的重力；当温度升高至时，液体的密度变小，小于小球的密度，小球会下沉，浮力小于小球的重力，即浮力小于其在时所受浮力，故A错误，B正确； CD. 当温度降低至时，液体的密度变大，大于小球的密度，小球会上浮，最终会漂浮在液面上，根据物体浮沉条件可知，浮力等于小球的重力，即浮力等于其在时所受浮力，故D错误，C正确。 故选BC。 5．将一个鸡蛋轻轻放入烧杯中，然后向水中加盐，使鸡蛋上浮，如图所示。 (1)在图中画出鸡蛋上浮时的受力示意图； (2)鸡蛋浮出水面后，不会立即停止，还会上升一些，这是什么原因？ 【答案】(1) (2)鸡蛋由于具有惯性而不会立即停下来 【详解】（1）对鸡蛋进行受力分析，鸡蛋受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，上浮时浮力大于重力，所以作图时，表示浮力的线段要更长些，如图所示： （2）鸡蛋浮出水面后，不会立即停止，还会上升一些；由于鸡蛋具有惯性，还会保持原来的运动状态向上运动一小段距离，所以并不会立即停下来。 6．“长江三号”是目前长江上新一代邮轮。如下图所示，“长江三号”搭载了游客后，船受到的浮力 ，船体略 （选填“上浮”或“下沉”）一些。 【答案】 变大 下沉 【详解】[1][2]“长江三号”搭载了游客后，仍处于漂浮状态，漂浮时，浮力等于重力，此时重力变大，受到的浮力也变大，由得，船体排开水的体积变大，则船体略下沉。 7．如图所示，甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的酒精，将质地均匀，且不吸酒精的a、b两实心体分别放入甲、乙烧杯中，当a、b静止时，a有的体积露出液面，b悬浮于液体中，此时两烧杯液面刚好相平。若将b置于a上一起放入丙烧杯中，静止时a有的体积露出液面，整个过程中液体均未溢出，下列说法正确的是（　　）（ρ酒精=0.8×103kg/m3） A．a的密度是0.2×103 kg/m3 B．a、b的质量之比为1∶2 C．a、b的体积之比为3∶1 D．b的密度是1.0×103 kg/m3 【答案】AB 【详解】A． a有的体积露出液面，漂浮，根据漂浮平衡条件， a的密度是，故A正确； D． b悬浮于液体中，根据悬浮平衡条件，故D错误； C． 若将b置于a上一起放入丙烧杯中，静止时a有的体积露出液面，有浸入液体中，整体漂浮，b的质量等于多排开的液体的质量， 所以a、b的体积之比，故C错误； B． a、b的质量之比，故B正确。 故选AB。 8．如图所示，小明和家人放飞一盏孔明灯。已知外界空气密度为1.3kg/m3。 (1)若点燃后灯的体积为0.5m3，则灯受到的浮力大小是 N； (2)放手后灯加速上升，此时灯受到的浮力大小 其受到的重力大小；灯内气体密度 1.3kg/m3。（均选择“A．大于”“B．等于”或“C．小于”） 【答案】(1)6.37 (2) A C 【详解】（1）根据阿基米德原理可得灯受到的浮力大小 （2）[1]孔明灯加速上升，根据力与运动的关系可知，孔明灯受到竖直向上的浮力大于竖直向下的重力。 [2]根据浮沉条件可知，当灯内气体的密度小于外界空气的密度，孔明灯受到的总重力小于其所受的浮力，孔明灯就会上升。 9．如下列图片所示，甲、乙、丙、丁四个小球的体积相等，则四个小球中受到的浮力最小的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】A 【详解】由图可知，甲、乙、丙、丁四个小球的体积相等，酒精中甲漂浮、乙悬浮，水中丙悬浮、丁沉入水底，因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，则有； 因，由可知，，则四个小球受到的浮力最小的是甲。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 10．如图在木棒的一端缠绕一些铜丝做成自制密度计，将其先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里，静止后两烧杯液面相平。下列有关说法正确的是（    ） A．密度计在烧杯中所受的浮力 B．液体的密度 C．烧杯底部所受液体的压强 D．烧杯底部所受液体的压力 【答案】B 【详解】AB. 同一只密度计放在甲、乙液体中都漂浮，受到的浮力 密度计在甲液体中排开液体的体积较小，根据可知 故A错误，B正确； CD. 静止后两烧杯液面相平，根据可知烧杯底部受到的液体压强 烧杯的底面积相同，根据可知烧杯底部受到的液体压力 故CD错误。 故选B。 11．质地均匀的正方体木块正上方压一密度为的合金块时，木块没入水下深度为；将该合金块悬挂于木块正下方时，木块没入水下深度为。若将合金块取走后，木块自由漂浮水面时，木块没入水下深度为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】质地均匀的正方体木块正上方压一密度为的合金块时，木块没入水下深度为，将木块与合金块看成一个整体，整体漂浮在水面上，浮力等于总重力，即……① 将该合金块悬挂于木块正下方时，木块没入水下深度为，仍然将木块与合金块看成一个整体，整体漂浮在水面上，浮力等于总重力，即……② 联立①②可得： 即 而 所以 若将合金块取走后，木块自由漂浮水面时，木块漂浮在水面上，浮力等于木块的重力，即浮力为 此时木块排开水的体积为 则木块没入水下深度为，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 12．如图所示，将重为12N的正方体木块放入装有水的烧杯中，静止后木块没入水中的体积占总体积的3/5，则木块受到的浮力是 N，木块的密度为 kg/m3；若要将木块全部浸入水中，需要再施加 N的压力。 【答案】 12 0.6×103 8 【详解】[1]木块在水面静止后没入水中的体积占总体积的3/5，所以木块处于漂浮状态。木块受到的浮力等于重力。 [2]由得，木块浸在水中的体积 木块的体积 木块的质量 木块的密度 [3] 将木块全部浸入水中，它所受浮力 木块全部浸入水中时，它受到重力、浮力、压力，它们之间的关系 此时木块所受压力 13．关于浮力的应用下列说法中正确的是（　　） A．轮船是通过空心的办法增大排开水的体积来增大浮力的 B．轮船从江水驶入海水中，轮船所受浮力变大 C．潜水艇潜水时是通过改变所受浮力实现上浮和下沉的 D．密度计根据在不同液体中受到浮力不同来测量液体密度的 【答案】A 【详解】A．实心金属块是要在水中沉没的，将轮船做成空心的，在重力不变情况下增大排开水的体积从而增大浮力，使轮船漂浮在水面上。故A正确； B．不论是在河中还是海中，轮船都是漂浮的，受到的浮力都等于自身重力，即在河中和海中受到的浮力是相等的。故B错误； C．潜水艇通过排出或者吸入海水，改变自身重力，从而改变重力与浮力关系实现上浮或者下沉的。故C错误； D．密度计测量液体密度时，都是漂浮在液体表面的，受到的浮力都和自身重力相等。故D错误。 故选A。 14．如图甲所示，将吸管插入水中，用手堵住上端的管口，从水中提起吸管后发现吸管中有一段水柱，这是因为吸管中水柱受到 的作用。如图乙所示，用吸管对着两个乒乓球的中间吹气，乒乓球会向 （选填“中间靠拢”或“两边分开”）。利用一根吸管制作一个简易密度计，这根吸管竖直漂浮在A、B两种液体中时，密度计浸入液体中的深度如图丙所示，则 （选填“A”或“B”）液体密度更大。 【答案】 大气压 中间靠拢 A 【详解】[1]如图甲，用手堵住上端的管口时，上端不再与大气相通，提起吸管后管内水柱下降一段距离，管内气压小于大气压。下端的水受到大气压的作用，水不会从下端流出，所以吸管中有一段水柱。 [2]如图乙，当向两个乒乓球中间吹气时，中间的气流速度变大，压强变小，小于外侧的大气压，产生了一个向内的压强差，所以乒乓球会向中间靠拢。 [3]如图丙，同一密度计分别在两种液体中处于漂浮状态，其受到的浮力和自身的重力相等，因为密度计的重力不变，所以浮力相等。由图丙可知排开液体的体积关系为VA＜VB，则由可知两液体的密度关系为ρA＞ρB，即图丙中液体密度较大的是A液体。 15．小海在游览一个造船厂时发现，某一个船坞内，技术人员常常将潜艇模型浸没在水中，用细绳将它的底部和船坞底部竖直相连，进行有关测试，如图甲所示。回家后，小海制作了一个图乙所示的简化版模型，他将船坞简化为一个薄壁柱形容器，容器置于水平地面上，底面积为；潜艇模型简化为一个底面积为、高度为10cm的钢制空心长方体A。容器底部和潜艇模型A由一根细绳相连（A的上表面与水面平行）。此时，细绳对A的拉力为9N。（已知，g取10N/kg） (1)求潜艇模型A所受的浮力。 (2)求潜艇模型A空心部分的体积。 (3)若潜艇模型A从容器中吸入水，使细绳的拉力变为3N（潜艇模型仍浸没在水中），则潜艇模型A吸入水的质量是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）解：潜艇模型A的体积为： 因为潜艇模型A浸没在水中，所以排开水的体积 。 根据阿基米德原理，潜艇模型A所受的浮力为： 。 （2）解：潜艇模型A在水中静止，受到竖直向上的浮力F浮、竖直向下的重力和细绳竖直向下的拉力的作用，处于平衡状态。 根据力的平衡条件可得： 则潜艇模型A的重力为： 潜艇模型A的质量为： 制作模型的钢材体积为： 潜艇模型A空心部分的体积为：。 （3）解：当细绳的拉力变为时，潜艇模型仍浸没在水中，所受浮力不变，仍为。 此时潜艇模型（包括吸入的水）的总重力为。 根据力的平衡条件可得： 则总重力为： 吸入水的重力为： 吸入水的质量为：。 16．长沙市文化旅游广电局携“快乐长沙、韵味星城”定制热气球亮相欧洲最大热气球节——布里斯托热气球节，如图所示，当热气球内部空气被加热时，空气体积变大，使得气球内空气密度 ，热气球受到的浮力增大，当浮力 热气球自身重力时，热气球就开始上升。 【答案】 变小 大于 【详解】[1]根据密度公式，当热气球内部空气被加热时，空气体积变大，而空气质量不变，所以气球内空气密度变小。 [2]根据物体的浮沉条件可知，当浮力大于自身重力时，物体上浮，故气球上升。 17．如图所示是关于浮力知识的应用实例，下列说法正确的是（　　） A．图甲，次种所受浮力大于重力 B．图乙，巨轮能浮在水面上是因为用空心的办法增大了排开液体的体积 C．图丙，艇里充的是密度小于空气的氦气 D．图丁，潜水艇是通过改变浮力来实现上浮和下沉 【答案】BC 【详解】A．根据浮沉条件，次种漂浮，所以，故A错误； B．根据分析，巨轮是利用空心增大了排开液体的体积，增大浮力实现漂浮的，故B正确； C．根据浮沉条件，气艇浸没在空气中要实现上浮：，悬浮，此过程可以通过调整气囊中气体量改变自身密度实现，所以气艇内气体的密度应小于空气的密度，而氦气的密度小于空气的密度，所以气艇内充的是密度小于空气的氦气，故C正确； D．潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的，故D错误。 故选BC。 18．如图所示，是模拟借助浮力打捞物体的模型图示。把边长为0.1m的正方体A（与底部不密合）放入容器底，A质量为3kg，现将AB用体积忽略不计、长度不变的细线连接。长方体B质量分布均匀，B的底面积为，高为0.6m，质量为8kg，初始状态整个连接体静止时，细线拉直但无拉力，此时水深为0.7m，容器的底面积为。已知：，。求： (1)整个连接体静止时，物体A受到的浮力； (2)初始状态细线拉直但无拉力时，物体B排开水的体积； (3)若以地面为参照物，A被细绳拉升高度时，需将B沿水平方向切掉的质量是多少。 【答案】(1)10N (2) (3)6kg 【详解】（1）整个连接体静止时，物体A完全浸没在水中，根据阿基米德原理可知，物体A受到的浮力为 （2）由可得，物体B的重力为 由二力平衡可得，物体B受到的浮力为 根据阿基米德原理可知，物体B排开水的体积为 （3）要将A拉升，细绳必须对A有向上的拉力T，该拉力的大小等于A的重力与A所受浮力的差值，由可得，物体A的重力为 根据二力平衡可知，细绳的拉力为 当A被拉升h=0.06m后，设水面高度变为，B被切掉一部分后剩余质量为，剩余部分B受到的浮力为。对剩余的物体B进行受力分析，它受到自身重力、细绳向下的拉力T和水向上的浮力，三力平衡，则由 为求得，需要先确定A被拉升后水面的高度。初始时，B浸入水中的深度为 初始水深为0.7m，A的高度为0.1m，则细绳的长度为 容器中水的体积为 当A被拉升0.06m后，A的顶部离容器底的高度为0.1m+0.06m=0.16m B的底部离容器底的高度为0.16m+0.4m=0.56m 设此时水面高度为，则B浸入水中的深度为 此时B排开水的体积为 水的体积不变，则 解得 此时B排开水的体积为 此时B受到的浮力为 由可得，可得剩余部分B的重力为 则剩余部分B的质量为 需要切掉的质量为 19．将木块A和金属块B按甲、乙两种不同的方式，分别放入有水、盐水的相同烧杯中，物体静止时两容器中液面相平（如图所示）。则木块受到的浮力F甲 F乙；容器中原来的液面高度h甲 h乙（选填“＞”、“＜”、“＝”）。 【答案】 ＞ ＜ 【详解】[1]由图可知木块A和金属块B在甲、乙两图中都是处于漂浮状态，所以受到的浮力都等于它们的总重力，甲图中木块A受到的浮力 乙图中AB受到的浮力 乙图中木块A受到的浮力为，由于 所以 即。 [2]由于两个相同烧杯中，物体静止时两容器中液面相平，即 由于，水的密度小于盐水的密度，根据阿基米德原理可知V排甲＞V排乙，所以，容器中原来的液体体积，由于容器底面积S一定，所以甲容器中原来的液面小于乙容器中原来的液面，即。 20．将体积相同的实心小球A、B、C分别放入两个装有不同液体的相同容器中，静止时的情况如下图所示。通过测量可知，两容器中液面相平，小球A、C露出液面的体积相同。下列说法正确的是（　　） A．三个小球中密度最大的是C球 B．小球B在甲容器中所受的浮力大于重力 C．A、C两球所受的浮力相等 D．甲容器底部受到的液体压强比乙容器大 【答案】D 【详解】A.根据图可知，B在甲中悬浮，B在乙中沉底，因此小球B的密度等于甲中液体的密度，大于乙中液体的密度，因此甲中液体的密度大于乙中液体的密度；因为小球A、C均漂浮，因此小球A的密度小于甲中液体的密度，小球C的密度小于乙中液体的密度，由于甲中液体的密度大于乙中液体的密度且小球B的密度与甲中液体的密度相等，所以小球B的密度最大，故A错误。 B.因为小球B在甲容器中悬浮，因此小球B所受的浮力等于自身的重力，故B错误。 C.已知小球A、C的体积相同，且露出液面的体积相同，因此A、C两球排开液体的体积相等；又因为液体的密度不同，所以由可知，A、C两球所受的浮力不相等，故C错误。 D.甲中液体的密度大于乙中液体的密度，且甲、乙中液体的深度相同，根据知，甲容器底部受到的液体压强比乙容器大，故D正确。 故选D。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第09讲 浮沉的条件及应用 内容导航——预习三步曲 第一步 学 析教材·学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题·讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练考点·强知识：2大核心考点精准练 第二步 记 串知识·识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步 测 过关测·稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 物体的浮沉条件是什么 1.浮沉条件： 2.浮沉条件与物体受力 浮沉 状态 漂浮 悬浮 沉底 上浮 下沉 受力 示意图           受力 分析 F浮_ _G F浮_ G F浮＋FN G F浮_ _G F浮_ G 密度关系 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 知识点2 如何改变物体的浮沉状态 1. 潜水艇：图7-3-4是潜水艇的横截面示意图，潜水艇的内舱与外壳之间有一个水舱，水舱通过阀门与外界相连。阀门打开，海水进人水舱，潜水艇所受重力 ，当重力大小 浮力大小时，潜水艇 ;用压缩空气把水舱内的水排出，潜水艇所受重力 ，当重力大小 浮力大小时，潜水艇 。潜水艇通过这个方法改变自身所受的重力，实现在水中的浮潜。 2. 热气球：热气球和飞艇等在空气中也会受到很大的 。热气球内由燃烧器加热的空气和飞艇中充的氦气的密度都比外面空气的密度 ，内外气体的密度差导致浮力大小 重力大小而使热气球和飞艇得以升空。 教材习题01 1. 如图7-3-6所示，潜水员在水下通过调整配重、呼吸以及浮力控制背心，使自身的重力大小 所受水的浮力大小，以达到在水中停留的目的。 解题方法 物体悬浮时浮力大小等于重力大小。 【答案】 教材习题02 2.在游乐园购买的气球能飞上天空，用嘴吹的气球为什么飞不起来? 解题方法 ①物体要上浮，它的浮力必须大于重力。 ②氢气球里面是氦气，它的密度小于空气的密度。 【答案】 教材习题03 3.如图7-3-7所示，未剥皮时，橘子可以漂浮在水面上，但剥了皮后，它却下沉。 (1)分别分析图(a)(b)中橘子所受浮力与重力大小关系。 (2)剥皮后橘子所受浮力和重力大小如何变化? 解题方法 ①漂浮物体浮力等于其重力 ②沉底的物体浮力小于重力 【答案】 考点一 物体的浮沉条件是什么 1．用试管、铁丝、透明胶带、细管、胶管、容器和注射器等，制作如图所示的潜水艇模型（不计胶管的体积），然后将模型放入水中，使其上浮或下沉，下列说法正确的是（　　） A．当模型漂浮于水面时，它受到的浮力小于模型的重力 B．让浅处悬浮的模型下潜至深处悬浮，应使试管内的水先增加后减少 C．向内推注射器活塞，试管内气压会变大，模型将下沉 D．向外拉注射器活塞，水会被吸入试管，可实现模型上浮 2．质量相等的甲、乙两个实心正方体物块在水中静止时如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲受到的浮力小于乙受到的浮力 B．甲的密度小于乙的密度 C．甲下表面受到水的压力大于乙下表面受到水的压力 D．甲排开水的体积大于乙排开水的体积 考点二 浮沉条件与密度 1．一个体积为100cm3、质量为80g的球放入足够深的水中，静止后的状态及所受浮力大小为（　　） A．漂浮    0.8N B．漂浮    1N C．悬浮    0.8N D．沉底    1N 2．质地均匀的实心物体悬浮在水中，将物体截成大小不等的两块后，仍放入水中，则（　　） A．大块下沉，小块悬浮 B．大块下沉，小块上浮 C．两块都上浮 D．两块都悬浮 考点三 如何改变物体的浮沉 1．小华同学在探究“影响物体浮沉的因素”时，实验过程如下： (1)如图甲所示，先在塑料瓶外缠上一些铅丝，然后装入适量的水，使塑料瓶刚好能在水中处于悬浮状态。再用夹子夹住管口，用注射器向外抽气时，你会观察到塑料瓶将下沉，这是由于向外抽气时塑料瓶的体积 ，使塑料瓶受到的浮力 。（均选填“变大”“变小”或“不变”） (2)把甲图中的夹子取掉，在塑料瓶内装入适量的水，使塑料瓶在水中刚好处于悬浮状态，如图乙所示。当用注射器向瓶内充气时，塑料瓶将 （选填“上浮”“下沉”或“仍悬浮”）。这是因为向瓶内充气时，瓶内的水将 （选填“增多”“减少”或“不变”），而瓶子受到的浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 (3)从上述实验可以发现，实现浮沉的方法有两种：一是改变物体的体积，二是改变物体的 。 2．安全救援知识告诉我们，在空书包里塞上某种物品拉上拉链后扔给落水者，可以实现紧急安全救援。以下几种物品中不适合塞进书包的是（　　） A．多块泡沫块 B．多个拧紧瓶盖的空矿泉水瓶 C．多块海绵 D．多包充气包装好的薯片 物体的浮与沉 浮沉条件是什么 物体浮沉与密度关系 物体浮沉与重力关系 如何改变物体的浮沉 1．如图所示为体积相同的氢气球和空气球，刚释放时，氢气球上浮，而空气球却浮不起来。对这种现象，下列说法中正确的是（　　） A．氢气球受浮力，空气球不受浮力 B．氢气球不受重力，空气球只受重力 C．氢气球受到的浮力大于本身的重力 D．空气球受到的浮力等于本身的重力 2．小丽同学在洗碗时，她发现碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．碗漂浮在水面时受到的浮力大于它的重力 B．碗沉入水底后不会受到浮力的作用 C．碗沉入水底后比漂浮在水面上时排开水的质量大 D．碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面下降 3．如图甲，将一个长方体木块的底部用一根质量、体积均不计的细线拴在一个足够高的空容器的底部，S容=200cm2，然后向容器中缓慢加水，每秒钟注入水，当细线达到最大拉力时断开，停止加水。在整个过程中木块底部始终与容器底平行，水对容器底部的压强随加水体积的变化关系如图乙所示，则第6s时水深 cm，细线能承受的最大拉力为 N。 4．一玻璃杯内装有一种密度会随着温度的升高而减小的液体。假设当温度为时，一小球恰好悬浮在该液体中如图。忽略小球自身的热胀冷缩，则下列判断中正确的是（　　） A．当温度升高至时，小球将上浮，最终所受浮力大于其在时所受浮力 B．当温度升高至时，小球将下沉，最终所受浮力小于其在时所受浮力 C．当温度降低至时，小球将上浮，最终所受浮力等于其在时所受浮力 D．当温度降低至时，小球将下沉，最终所受浮力大于其在时所受浮力 5．将一个鸡蛋轻轻放入烧杯中，然后向水中加盐，使鸡蛋上浮，如图所示。 (1)在图中画出鸡蛋上浮时的受力示意图； (2)鸡蛋浮出水面后，不会立即停止，还会上升一些，这是什么原因？ 6．“长江三号”是目前长江上新一代邮轮。如下图所示，“长江三号”搭载了游客后，船受到的浮力 ，船体略 （选填“上浮”或“下沉”）一些。 7．如图所示，甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的酒精，将质地均匀，且不吸酒精的a、b两实心体分别放入甲、乙烧杯中，当a、b静止时，a有的体积露出液面，b悬浮于液体中，此时两烧杯液面刚好相平。若将b置于a上一起放入丙烧杯中，静止时a有的体积露出液面，整个过程中液体均未溢出，下列说法正确的是（　　）（ρ酒精=0.8×103kg/m3） A．a的密度是0.2×103 kg/m3 B．a、b的质量之比为1∶2 C．a、b的体积之比为3∶1 D．b的密度是1.0×103 kg/m3 8．如图所示，小明和家人放飞一盏孔明灯。已知外界空气密度为1.3kg/m3。 (1)若点燃后灯的体积为0.5m3，则灯受到的浮力大小是 N； (2)放手后灯加速上升，此时灯受到的浮力大小 其受到的重力大小；灯内气体密度 1.3kg/m3。（均选择“A．大于”“B．等于”或“C．小于”） 9．如下列图片所示，甲、乙、丙、丁四个小球的体积相等，则四个小球中受到的浮力最小的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 10．如图在木棒的一端缠绕一些铜丝做成自制密度计，将其先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里，静止后两烧杯液面相平。下列有关说法正确的是（    ） A．密度计在烧杯中所受的浮力 B．液体的密度 C．烧杯底部所受液体的压强 D．烧杯底部所受液体的压力 11．质地均匀的正方体木块正上方压一密度为的合金块时，木块没入水下深度为；将该合金块悬挂于木块正下方时，木块没入水下深度为。若将合金块取走后，木块自由漂浮水面时，木块没入水下深度为（    ） A． B． C． D． 12．如图所示，将重为12N的正方体木块放入装有水的烧杯中，静止后木块没入水中的体积占总体积的3/5，则木块受到的浮力是 N，木块的密度为 kg/m3；若要将木块全部浸入水中，需要再施加 N的压力。 13．关于浮力的应用下列说法中正确的是（　　） A．轮船是通过空心的办法增大排开水的体积来增大浮力的 B．轮船从江水驶入海水中，轮船所受浮力变大 C．潜水艇潜水时是通过改变所受浮力实现上浮和下沉的 D．密度计根据在不同液体中受到浮力不同来测量液体密度的 14．如图甲所示，将吸管插入水中，用手堵住上端的管口，从水中提起吸管后发现吸管中有一段水柱，这是因为吸管中水柱受到 的作用。如图乙所示，用吸管对着两个乒乓球的中间吹气，乒乓球会向 （选填“中间靠拢”或“两边分开”）。利用一根吸管制作一个简易密度计，这根吸管竖直漂浮在A、B两种液体中时，密度计浸入液体中的深度如图丙所示，则 （选填“A”或“B”）液体密度更大。 15．小海在游览一个造船厂时发现，某一个船坞内，技术人员常常将潜艇模型浸没在水中，用细绳将它的底部和船坞底部竖直相连，进行有关测试，如图甲所示。回家后，小海制作了一个图乙所示的简化版模型，他将船坞简化为一个薄壁柱形容器，容器置于水平地面上，底面积为；潜艇模型简化为一个底面积为、高度为10cm的钢制空心长方体A。容器底部和潜艇模型A由一根细绳相连（A的上表面与水面平行）。此时，细绳对A的拉力为9N。（已知，g取10N/kg） (1)求潜艇模型A所受的浮力。 (2)求潜艇模型A空心部分的体积。 (3)若潜艇模型A从容器中吸入水，使细绳的拉力变为3N（潜艇模型仍浸没在水中），则潜艇模型A吸入水的质量是多少？ 16．长沙市文化旅游广电局携“快乐长沙、韵味星城”定制热气球亮相欧洲最大热气球节——布里斯托热气球节，如图所示，当热气球内部空气被加热时，空气体积变大，使得气球内空气密度 ，热气球受到的浮力增大，当浮力 热气球自身重力时，热气球就开始上升。 17．如图所示是关于浮力知识的应用实例，下列说法正确的是（　　） A．图甲，次种所受浮力大于重力 B．图乙，巨轮能浮在水面上是因为用空心的办法增大了排开液体的体积 C．图丙，艇里充的是密度小于空气的氦气 D．图丁，潜水艇是通过改变浮力来实现上浮和下沉 18．如图所示，是模拟借助浮力打捞物体的模型图示。把边长为0.1m的正方体A（与底部不密合）放入容器底，A质量为3kg，现将AB用体积忽略不计、长度不变的细线连接。长方体B质量分布均匀，B的底面积为，高为0.6m，质量为8kg，初始状态整个连接体静止时，细线拉直但无拉力，此时水深为0.7m，容器的底面积为。已知：，。求： (1)整个连接体静止时，物体A受到的浮力； (2)初始状态细线拉直但无拉力时，物体B排开水的体积； (3)若以地面为参照物，A被细绳拉升高度时，需将B沿水平方向切掉的质量是多少。 19．将木块A和金属块B按甲、乙两种不同的方式，分别放入有水、盐水的相同烧杯中，物体静止时两容器中液面相平（如图所示）。则木块受到的浮力F甲 F乙；容器中原来的液面高度h甲 h乙（选填“＞”、“＜”、“＝”）。 20．将体积相同的实心小球A、B、C分别放入两个装有不同液体的相同容器中，静止时的情况如下图所示。通过测量可知，两容器中液面相平，小球A、C露出液面的体积相同。下列说法正确的是（　　） A．三个小球中密度最大的是C球 B．小球B在甲容器中所受的浮力大于重力 C．A、C两球所受的浮力相等 D．甲容器底部受到的液体压强比乙容器大 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $