内容正文:
人教版八下第八章
10.3 物体的浮沉条件及应用
新知梳理
1.物体的浮沉条件
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
___________G
<G
___________G
=G
___________
___________
___________
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用
可以停留在液体任何深度处
是“上浮”过程的最终状态
是“下沉”过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
2.轮船
(1)轮船是用密度大于水的钢铁制成的,把它做成 的,当它的平均密度小于水的密度时,它就会 在水面上。轮船的大小通常用 来表示,排水量就是轮船按设计的要求装满货物——满载时排开水的质量。
(2)当轮船由河中驶入海中时,由变形得可知,海水密度大,因此减小,即轮船上浮一些;反之,由海中驶入河中,轮船将下沉一些。但不管哪种情况,轮船的重力、浮力、排水量均不变。(如下图甲所示)
3.潜水艇
潜水艇下潜和上浮时是靠 来实现的。如下图乙所示,潜水艇的侧面有水舱,当它下潜时,使水舱充水,于是自身重力增大,潜水艇就逐渐下沉。当水舱中充入适量的水时,潜水艇可以在水中任何位置停留,此时潜水艇所受的重力等于浮力,当潜水艇需要上浮时,可以将水排出,当潜水艇所受的重力减小到小于浮力时便会上浮,最终漂浮在水面上。
4.热气球
热气球是根据热空气密度比冷空气密度 ,相同体积热空气比冷空气轻而产生浮力的原理制成的,如下图甲所示。
5.飞艇
飞艇是热气球中的一种,如下图乙所示,贮氢气或氦气于长椭圆形或梭形的气囊中。因为这些气体的密度比空气的密度 ,所以能借空气的浮力上升。
6.密度计
密度计是测定液体密度的仪器,如下图丙所示,它是一支密封的玻璃管,下端装有铅粒,上端有刻度。把它放在待测液体中时,它保持竖直状态浮在液面上,液面所对的刻度值就是待测液体的密度值。密度计原理:当物体 在液面上时,,即(不变),增大时减小,密度计在液面以上的体积增大。刻度线越靠下越密,密度值越大。
强化训练
1.下列实例中,主要依靠空气的浮力而升空的是( )
A.①③
B.③④
C.②④
D.①④
2.一个体积为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.悬浮 0.8N
B.漂浮 1N
C.漂浮 0.8N
D.沉底 1N
3. 在长江投放一个漂流瓶,漂流瓶从长江漂入大海,则漂流瓶受到的浮力及它露出水面的体积的变化情况是()( )
A.浮力不变,露出水面体积变大
B.浮力变大,露出水面体积不变
C.浮力不变,露出水面体积变小
D.浮力变大,露出水面体积变大
3 4
4. 如图,执行中国第42次南极考察任务的“雪龙”号极地科考破冰船于2025年12月29日顺利抵达秦岭站海域,并开展卸货作业,本次卸运物资总重量达1400t,物资将通过驳船卸运上站。下列说法正确的是( )
A.“雪龙号”与秦岭站间通过超声波提前沟通卸货的物资信息
B.“雪龙号”利用自身重力破冰,说明力可以改变物体的形状
C.卸货的前后,“雪龙号”所受浮力变化了
D.卸货过程中,“雪龙号”船底所受海水的压强不变
5.如图所示,下列与浮力有关的事例说法正确的是( )
A.图甲中,鸡蛋悬浮在浓盐水中,向杯中加水,鸡蛋所受浮力不变
B.图乙中,舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
C.图丙中,静止在空中的热气球调大火焰开始加速上升,它所受到浮力等于重力
D.图丁中,同一支密度计静止在不同液体中,液体A的密度小于液体B的密度
6.如图所示,在水平桌面上有甲乙两个相同的烧杯,烧杯内分别装有不同的液体,把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯液体中,鸡蛋在甲杯中漂浮,在乙杯中沉底,两液面相平。关于这一现象,下列说法中正确的是( )
A.甲杯中的液体密度小于乙杯中的液体密度
B.甲杯中的鸡蛋受到的浮力大于乙杯中鸡蛋受到的浮力
C.甲杯中的液体对杯底的压强等于乙杯中的液体对杯底的压强
D.甲乙两个烧杯对水平桌面的压强相等
第6题 第7题
7.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
8. 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
9.目前世界上遇“掉深”唯一生还的是中国372核潜艇。所谓“掉深”是当海水温度及所含盐分变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层,如图所示情景。若有潜艇潜航至此水域时会急速下沉,发生“掉深”事故,危及潜艇安全。下列说法正确的是( )
A.潜艇从漂浮状态下潜至全部浸没的过程,所受浮力变小
B.潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,所受浮力不变
C.潜艇遭遇“掉深”进行自救时,需快速排出水箱中的水
D.潜水艇在高密度水层悬浮时,所受浮力小于重力
10.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
11.当海船从淡水中驶入海水中时,船体将__________(选填“上浮”或“下沉”),海船受到的浮力将__________(选填“增大”“减小”或“不变”),船静止时,底部受到的海水的压力__________(选填“小于”“大于”或“等于”)船受到的浮力。
12. 某航母满载时排水量是67000 t,吃水深度(海面到船底的距离)为10 m,海水的密度为,该航母在海上满载航行时受到的浮力是_________N,此时航母底部受到海水的压强为_________Pa;如果航母上部分飞机起飞离开航母,航母受到的浮力将_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。(取)
13. 2025年9月22日,央视发布了一条快讯点燃全网:歼-35、歼-15T、空警-600三型舰载机首次在福建舰完成电磁弹射起降,如图是歼-35起飞时的图片。当歼-35呼啸着飞离福建舰的甲板时,以飞机为参照物,该飞行员是________的;随着歼-35飞离甲板,福建舰受到的浮力将________。
13 14
14.如图所示,是我国完全自主设计和建造的首艘电磁弹射型航母“福建舰”。
(1)当“福建舰”上的舰载机起飞后,其所受浮力______;舰底所受海水的压强______(均选“A.变大”“B.不变”“C.变小”)。
(2)大型舰队在海上编队航行的过程中,各舰船之间要保持一定距离,是因为高速同向行驶的舰船若靠得太近,两舰之间水流的流速会较______(均选“A.大”或“B.小”);两舰之间的压强______(均选“A.大于”“B.等于”或“C.小于”)两舰船外侧水流的压强,可能会造成碰撞事故。
15. 知识梳理
教材图片
知识点运用
冰山露出海面的部分只是冰山的一小部分,所以常有“冰山一角”的说法。若海水的密度是,冰的密度是,则冰山露出海面的体积与海面下的体积之比是______
如图所示,长方体两个相对的侧面所受液体压力的合力为______N。液体对长方体向上的压力______液体对它向下的压力,则______,方向______
小聪利用质量为30g的橡皮泥造“船”,制成的小船最大排水体积为。制成的小船受到的最大浮力是______N,能装载的物体质量最大是______g
如图所示,潜水艇通过调节自身______来实现上浮和下潜。潜水艇处于悬浮状态时受到的浮力______重力;若向水舱充水,其重力变______,潜水艇将______;若将水舱中的水排出一部分,潜水艇将______
16. 如图所示是航空母舰,该航空母舰最多可以搭载36架舰载机,它的排水量为80000t,满载时的吃水深度为12m。(ρ海水=1.0×10³kg/m³)求:
(1)满载时该航母受到的浮力;
(2)满载时该航母最底部受到海水的压强;
(3)一架舰载机飞离该航母后,若航母排开海水的体积减少了5m³,则该舰载机的质量是多少吨?
17. 阅读短文,回答问题:
核潜艇
庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行。我国某核潜艇H(图甲)最大下潜深度为350m,完全下潜到海面下的排水量为,已知海水密度为,江水密度为,g取10N/kg。不考虑潜艇的体积变化。
(1)下列关于核潜艇的说法中,正确的是________;
A.核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成
B.核潜艇是通过改变自身体积实现浮沉的
C.核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等
D.核潜艇由东海海面下,潜行进入长江后所受的浮力变小
(2) 核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,核潜艇将会_______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),将给核潜艇带来安全隐患。为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是________(选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”);
(3)该核潜艇H悬浮在海面下时,螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力,说明_______;核潜艇H所受的海水阻力与航速的平方的关系如图乙,当核潜艇H航速为6m/s时,核潜艇H所受的海水阻力为________N;
(4)该核潜艇H浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为,此时核潜艇H的总重量是________N。
18. 潜艇“掉深”,海水中有时会存在“跃层”,它是由于大海中的海水在各种因素的作用下出现分层,海水密度在垂直方向上出现突变形成的“海中断崖”。如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态,则形成负密度梯度跃层,当潜艇在水下航行中突遭这样的“海中断崖”,就会急剧掉向海底,称为“掉深”。大多数常规潜艇的有效潜深为300m,潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。
中国依靠自己的力量,已经拥有一支核潜艇部队,能够有效地巩固海防,捍卫国家主权、领土完整。目前世界上遇“掉深”唯一生还的是中国372核潜艇。在危机时刻,艇长瞬间发出命令:向所有水柜供气!不到10秒钟,应急供气阀门打开,所有水柜开始供气;2分钟后,全艇各舱室封舱完毕,潜艇“掉深”的速度有所减缓,但“掉深”依然继续;3分钟后,“掉深”终于停止,深度计开始缓慢回升。终于,372潜艇化险为夷,创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。
(1)潜艇“掉深”是遇到了“海水跃层”,此时海水密度突然变___________,所受的浮力突然变___________,失去平衡而无法控制导致急速下沉;(均选填“大”或“小”)
(2)潜艇在海水中潜行的过程中,通过什么方法实现上浮和下潜?___________中国372核潜艇艇长命令向所有水柜供气的目的是什么?___________
(3)实施高压供气、关闭各种阀门后,潜艇“掉深”的速度有所减缓,但不会立即停止,这是什么原因?___________
(4)请试着画出潜艇在“掉深”速度有所减缓过程中,所受浮力与重力示意图。
19.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的之一是___________(选填“升高”或“降低”)密度计的重心,提高稳度,使吸管能竖直___________在不同液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图甲所示,测得浸入水中的长度为;再将吸管放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入液体中的长度为,已知,用分别表示液体和水的密度,则___________(选填“>”或“<”或“=”),与、及的关系式是___________。(用所给的符号表示)
(3)小明根据图甲在吸管上标出1.0刻度线(单位,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未全部画出)。如图丙所示密度计的两种刻度的标示合理的是___________(选填“A”或“B”)。若相同长度的吸管下端缠绕的金属丝质量越大,密度计的量程会___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
答案
1. A
2. C
3. A
4. B
5. D
6. B
7. D
8. A
9. C
10. A
11. 上浮、不变、等于
12. 6.7×108、1×105、变小
13. 静止、减小
14. C、C、A、C
15. 2:9、0、大于、F2-F1、竖直向上、1、70、重力、等于、大、下潜、上浮
16. 8.0×108、1.2×105、5t
17. D、下沉、从水舱中向外排水、力的作用是相互的、1.08×106、7.21×107
18. 小、小、改变自身重力、将水柜中水排出、减小潜艇的重力、潜艇具有惯性、
19. 降低、漂浮、>、、A、不变
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