10.4 跨学科实践：制作微型密度计&专项训练6 物体浮沉状态的分析（分层作业）-【一本·初中同步训练】2025-2026学年八年级下册物理（人教版·新教材）

第4节 跨学科实 【项目提出】 小冬要用水和酒精配制密度为0.87g/cm3 的消毒酒精，为检验自己配制的酒精是否符合要 求，他想设计并制作一个微型密度计测量酒精的 密度。 【项目实施】 1.设计微型密度计 (1)密度计的原理 ①根据二力平衡求密度计受到的浮力：密度计 漂浮在液体中，所以F浮 G密度计。 ②根据“液体密度”的大小，判断漂浮的密度计 “浸入液体体积”的大小：由F浮=P液V排g,可得 V浸=V排= _G密度计_m密度计 p液gP液 ③把漂浮的密度计“浸人液体体积”的大小转 化为“细管浸入液体中长度”的大小，设细管横 截面积为S,由V=S%,粗略得到h是=V S m密度计 P液S。 (2)设计密度计模型 如图甲所示，取一细管，下端用蜡封口缠绕铜 丝，目的是 (选填“升高”或“降低”)重 心，使它能竖立在液体中，这就是一个简易密 度计。 标度杆 浮子 一配重 甲 (3)优化密度计模型 ①在P液变化一定时，为了使h浸变化明显，根据 一分析可以采取的措施有（均选填 “增大”或“减小”)： a. 密度计的质量； 吸管的横截面积（粗细）。 ②为了保证密度计在液体中漂浮，应该给密度 计配一个密度较 的物体，为此，我们 给密度计配备了浮子，如图乙所示。 2.制作微型密度计并测量酒精的密度 (1)选择标度杆：小冬选择使用完的圆珠笔芯 作为标度杆，为了使密度计测量更准确，他应 64物理8年级下册RJ版 龙：制作微型密度计 选用直径为 （选填“3mm”或 “5mm”)的圆珠笔芯。 (2)选择浮子：太空泥的密度是0.5g/cm3,橡皮 泥的密度是1.3g/cm3,小明应选择 作 为制作浮子的材料。 (3)调整配重：小冬把这个微型密度计放入酒 精中时，发现浮子的一部分露在液面上方，为 此他应该采取的措施是 (4)标记刻度：先让这个密度计竖直漂浮在水 中，并标出水面刻度；再让这个密度计竖直漂 浮在密度为0.8g/cm3的酒精和密度为 1.2g/cm3的盐水中，并分别在密度计上标出 对应位置，这样一支简易微型密度计就制成 了。该简易微型密度计所标盐水刻度位置在 水面刻度位置的 (选填“上”或 “下”)方。 【展示交流】 3.小冬在利用制作的微型密度计测量自己配制的 酒精（密度为0.87g/cm3)和密度为0.8g/cm3的 酒精密度时，发现两个示数几乎相同（小冬配置 的酒精是达标的)，为此他需要采取的措施是 () A.换用更粗的标度杆 B.减小配重的质量 C.换用更细的标度杆 D.增加所测酒精的深度 4.小冬同学将如图所示的装置分别放入 水中和盐水中静止时，标记刻度1.0和 h 1.2,然后将此装置放入自己配置的消 1.0 1.2 毒酒精中，静止后在液面所在处刻上刻 度h,如图所示。把密度计拿出后，用 刻度尺量出刻度h与刻度“1.0”之间的 距离是0.6cm,刻度“1.0”与刻度“1.2” 之间的距离是0.8cm,则刻度h到密度计底部 的距离为 cm,配制的消毒酒精的密 度是 g/cm2, （选填“符合” 或“不符合”)要求。（铜丝的体积忽略不计，g 取10N/kg,p水=1.0×103kg/m3,p#水=1.2× 103kg/m3,计算结果在0.86~0.9g/cm3之间 都符合要求，计算结果保留两位小数) 专项训练⑥物 ·方法指导 (1)浮力大小的影响因素：物体浸在液体中，受到 浮力的大小与 和 有关。 (2)物体在液体中的浮沉情况： ①与物体所受浮力和物体所受 力的大 小关系有关； ②与物体 和液体密度的大小关系有关。 在分析物体在液体中的浮沉问题时，要综合 考虑。 类型1同一物体浸在同种液体中 1.将装有适量盐水的透明塑料袋放入盛水的玻 璃缸中（不计塑料袋质量和体积），如图示， 待塑料袋静止时可能出现的情况是（已知 P盐水>P水） ①漂浮 ②悬浮 ③沉底 ④漂浮 A.②③④ B.①②③ C.①②③④ D.①②④ 2.取两块质量相同的橡皮泥，分别捏成碗状和球 状，然后放入装有等量水的相同容器中，静止 时它们的状态分别如图甲、乙所示，下列说法 正确的是 77 7777777 甲 A.两块橡皮泥受到的浮力F甲<Fz B.两块橡皮泥排开水的体积Vm<V乙 C.水对容器底部的压强p甲=p乙 D.容器对桌面的压力F甲'=Fz 3.如图所示，乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面 上。乒乓球在A位置时受到的浮力为FA,水 对杯底的压强为pA;在B位置时受到的浮力 为FB,水对杯底的压强为B,则它们的大小 关系是FA FB,PA pB。(均 体浮沉状态的分析 选填“>”“=”或“<”) B 变式如图所示，鱼缸里的鱼吐的 泡泡在向上运动的过程中越来越 大，泡泡在未露出水面之前在水中 上升的过程中，受到的浮力与重力的大小关系 为F浮（选填“>”“=”或“<”）G,浮力 变 ,水对容器底部的压强变 类型2同一物体浸在不同液体中 4.(2025·安徽六安期末)如图甲所示，把重为Go的 鸡蛋缓慢放人盛满水的溢水杯中，鸡蛋沉底， 溢出的水受到的重力为G1,水对溢水杯底的 压强为1；如图乙所示，把同一个鸡蛋缓慢放 入盛满盐水的溢水杯中，鸡蛋漂浮，溢出的盐 水受到的重力为G2,盐水对溢水杯底的压强 为p2。下列说法正确的是 () 甲 A.G>G2 B.G1<G2 C.P2 D.pi>P2 5.如图所示，完全相同的两个物体分别放在甲、 乙两种不同液体中，静止后甲液体中物体沉 底，乙液体中物体悬浮，两容器中液面相平，下 列说法正确的是 A.液体的密度：p甲>pz B.液体对容器底的压强：p甲=pz C.物体受到的浮力：F甲=F乙 D.物体排开液体的质量：m甲<m乙 第十章浮力65 类型3不同物体浸在同种液体中 6.(2024·安徽滁州期末)如图所示，质量相等的实 心木块、实心铝块、实心铁块浸人足够深的水 中，关于静止后各物体所受浮力情况的说法正 确的是 () 木块 三铝块三铁块号 -下- A.木块密度最小，木块所受浮力最小 B.铁块密度最大，铁块所受浮力最大 C.铝块排开水的体积等于铝块的体积，铝块悬 浮在水中 D,木块排开水的体积最大，木块所受浮力最大 7.如图所示，质量相等的甲、乙两个实心物块分 别竖直悬浮在水中和漂浮在水面上，下列说法 正确的是 ( 77777777777777777 A甲的密度小于乙的密度 B.甲排开水所受的重力小于乙排开水所受的 重力 C.水对甲下表面的压力大于水对乙下表面的 压力 D.水对甲下表面的压强小于水对乙下表面的 压强 8.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 同的正方体物块分别放入容器内，待正方体物 块静止后，三个容器内水面高度相同。下列说 法正确的是 ) B 甲 丙 A.物块受到的浮力大小关系为FA<FB<Fc 66物理8年级下册RJ版 B.三个物块的密度大小关系为pA>PB>pc 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> pz>巾丙 类型4不同物体浸在不同液体中 9.如图所示，水平桌面上甲、乙两个相同的容器 中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 77777于77777777之 甲 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 10.水平桌面上放有两个完全相同的烧杯，分别 盛有甲、乙两种液体。将质量相等、体积不相 等(VM<VN)的正方体物块M、N分别放入 甲、乙两种液体中，静止时如图所示，液面刚 好相平。以下判断正确的是 () ①物块M受到的浮力大于物块N受到的 浮力 ②物块M的密度大于物块N的密度 ③甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的 压强 ④若将物块N放入甲液体中，静止时物块N 沉在杯底 A.①③ B.①④C.②③ D.②④(2)由G=mg可知，砖块的质量 10N/kg=2.2×105N m-G=_54 N =5.4kg (2)满载下沉时“蛟龙”号所受的浮力F洋'=P降*Vg= g 10 N/kg 1.0×103kg/m3×30m3×10N/kg=3×105N 由F#=P接V排g可知，砖块的体积 “蛟龙”号满载时所受的总重力G满=m满g=(22X V=V指= F 30N Pxg 1.0X10'kg/mX10 N/kg-3X10m 103kg+240kg)×10N/kg=2.224×105N 需注入的海水所受的重力 m 5.4 kg 砖块的密度p=V3X10m=1.8X10kg/m Ga*=F'-G满=3×103N-2224×10N=7.76×104N (3)不计液面变化，砖块刚浸没时下表面与水面的距离 由G=mg=pVg可得，需注入海水的体积 G注水 7.76×104N h=70cm-40cm=30cm=0.3m 砖块下底面受到的水的压强p*=P*gh=1.0× 1.0X10 kg/mX10 N/kg-7.76 m V往水= 11.0.4 103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa 砖块下底面所受的压强 第4节跨学科实践：制作微型密度计 p=p大气十p*=1.013×10Pa十3×103Pa=1.043×105Pa 11.C 1.1)0=②F:2)降低(3)①增大减小②小 P液g 第3节物体的浮沉条件及应用 2.(1)3mm(2)太空泥(3)在标度杆下端再缠绕一些铜 丝（合理即可）(4)下 第1课时物体的浮沉条件 3.C4.5.40.89符合 1.上浮1.6 2.4竖直向下下沉浮力和支持力 专项训练6物体浮沉状态的分析 3.(1)<(2)=(3)<(4)增加浮力 【方法指导】(1)液体的密度物体排开液体的体积 4.B5.上浮漂浮上浮上浮 (2)①重②密度 6.<=>7.C8.D9.C 1.B2.D3.>>【变式】>大大4.B5.D 10.1：4上浮11.(1)等于(2)小小(3)下 6.D7.C8.A9.A10.C 12.解：(1)小球浸没时，排开酒精的体积和本身的体积相 等，根据阿基米德原理可知，小球受到的浮力F淳= 专项训练7计算浮力的四种方法 P酒粉V排g=p酒精Vg=0.8×103kg/m3×500×10-6m3X 【方法指导】[类型1]F向上一F向下[类型2]G-F示 10 N/kg=4 N [类型3]p液Vg[类型4幻等于 (2)小球受到的重力 1.82.400443.C4.1.26.45.84 G=mg=300×10-3kg×10N/kg=3N 6.解：(1)竹筏排开水的体积 因为F>G,所以小球在酒精中上浮。 (3)小球静止时，处于漂浮状态，则小球受到的浮力 y,=号y-号×1m=04m F#'=G=3N 竹筏受到的浮力F#=p河*V#g=1.0×103kg/m3X (④小球持止时，浸泛在酒精中的体积V,= 0.4m3×10N/kg=4×103N P酒精g (2)由F浮=P线V排g可得，此时竹筏浸入水中的体积 3N 0.8X10kg/mX10N/kg-3.75X10‘m V'=F' 6×103N pg1.0X102kg/m×10N/kg=0.6m 13.变小当液面上升时，气球受到水的压强变大，体积变 竹筏露出水面的体积 小，所以受到的浮力变小下沉 Vs=V-V排'=1m3-0.6m3=0.4m3 第2课时物体浮沉条件的应用 7.88.(1)8(2)0.8×103 1.不变大于2.8×1088×108变小 9.解：(1)因为木块在水中漂浮，所以木块所受的重力 3.自身重力(1)=(2)吸入大排出小 G木=F#=7.2N 4.减少小于上浮不变 (2)由F=P*V排g可得，木块浸入水中的体积 5.(1)变小变小不变(2)上 V=V。=Fa 7.2N 6.(1)小于(2)7.74×104(3)3740 1.0X10'kg/m'X10 N/kg-7.2x 7.(1)=(2)>(3)<(4)小 10-4m3=720cm3 8.A9.A 木块露出水面的体积 10.解：(1)“蛟龙”号空载漂浮在海面时，根据漂浮条件可 V意=V-V&=800cm3-720cm3=80cm 知，其受到的浮力F弹=G空我=m空疯g=22X103kg× (3)木块恰好浸没在水中时受到的浮力 物理8年级下 F年'=p*Vw'g=1.0×103kg/m3×800×10-6m3X F南上=F#-F南x=1000N-0N=1000N 10 N/kg=8 N 所以“菱桶”底面受到的压强 题图乙中，木块与金属块整体处于漂浮状态，所受的浮 F±=1000N=500Pa 力= 力F海'=G木十G全属 S 2m2 金属块所受的重力 (3)由p=pPgh得，“菱桶”浸入水中的深度 G金属=F#'-G本=8N-7.2N=0.8N h 500Pa 10.解：(1)空载时塑料瓶受到的浮力F1等于塑料瓶所受 Pg 1.0X10 kg/m'X10 N/kg-5 cm 的重力G瓶，F1=G=m瓶g=0.12kg×10N/kg=1.2N 3.解：(1)木块受到的浮力F#=p*V排g=1.0X (2)瓶身浸入水中的最大长度为18cm,此时V# 103kg/m3×4×10-3m3×10N/kg=40N Sh=20cm2×18cm=360cm3=3.6×10-4m3 (2)绳子断开后，木块静止时漂浮在水面上，此时木块受 此时塑料瓶受到的浮力F#2=P*Vg=1.0× 到的浮力F淳'=G=24N 103kg/m3×3.6×10-4m3×10N/kg=3.6N (3)木块漂浮时排开水的体积 此时所载物体受到的重力 Vr'-Fs 24N pxg 1.0X10'kg/m'X10 N/kg =2.4×10-3m3 Gw=F42-G数=3.6N-1.2N=2.4N G=2.4N=0.24kg 排开水的体积的减小量△V=V#-V'=4×103m3-一 浮力秤的最大称量值mmx g-10 N/kg 2.4×10-3m3=1.6×10-3m3 (3)浮力秤空栽时和最大称量时塑料瓶浸入水中的体 △V1.6×10-3m3 水面下降的高度△h= 积变化量 #100×10‘m=0.16m AV=△F生-F*:-F1 3.6N-1.2N 绳子断开前后，水对容器底部压强的变化量△p= pxg Pxg 1.0X103 kg/m X10 N/kg p*g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa 2.4×104m 4.解：(1)由p=ρ*gh得，容器中水增加的高度 水槽内水面的高度差 4h=4p 500Pa h=AY_2.4×10‘m p*g1.0×103kg/m3×10N/kg 0.05m=5cm S将120×104m2 =0.02m 物体的体积V=V#=S△h=100cm2×5cm=500cm3= 一题一实验探究浮力的大小跟哪些因素有关 5X10-4m (2)物体受到的浮力F4=p*V#g=1.0X103kg/m3× (1)41.8(2)物体浸在液体中的体积增大 5×10-4m3×10N/kg=5N (3)①④⑤增大(4)①③④无关 (3)物体受到容器底部的支持力 (5)液体密度、浸在液体中的体积增大 Fk=G-F净=8N-5N=3N (6)错误没有控制物体排开液体的体积相同 (7)相同同种111无关 5.(1)1(2)500.5(3)102×103 (8)①a②1.21.2③等于 6.解：(1)容器底面积S=100cm2=102m2 根据相互作用力大小相等可知，桌面对烧杯的支持力 专项训练8利用浮力知识测量密度 F,与烧杯对桌面的压力F相等，即F美=F=S= 【方法指导】[类型1](1)G物一F拉(2)= 300Pa×10-2m2=3N (2)把烧杯、水、物体A看作一个整体，静止在桌面上，所 类型2①F”(2)=3V 以其受到的总重力G与弹簧测力计拉力F、桌面的支 1.(1)0.5(2)44×104(3)1.25×103 持力F复是一组平衡力，即G嘉=F拉十F,所以F拉= (4)4.41.1×103 G&-F=2N+1.2N-3N=0.2N 2.(2)30(3)103×103(4)10(5)42.5×103 (3)A受到浮力F海=GA-F=1.2N-0.2N=1N 3.变大等于 P水h, 所以物体A浸入水中的体积V=V排= F一 hi-h2 P水g IN 专项训练9浮力和压强的综合计算 1.0×102kg/m2×10N/kg=1X10‘m 1.(1)2000(2)10(3)10 章末复习 2.解：(1)由题图知，“菱桶”漂浮，“菱桶”受到的浮力 F#=G慧=m瑟g=(60kg+20kg十20kg)×10N/kg= 知识体系构建 1000N ①液体②压力差③F向上一F向下④F向上⑤竖直向 (2)“菱桶”漂浮时底面受到的压力 上⑥液体密度⑦物体浸在液体中的体积⑧G排 册RJ版20