7.3 浮沉的条件及应用 导学案--2025-2026学年沪科版(五四学制)物理八年级下学期
2026-03-28
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2份
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20页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 浮沉的条件及应用 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.86 MB |
| 发布时间 | 2026-03-28 |
| 更新时间 | 2026-03-28 |
| 作者 | xkw_084026710 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57059549.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该初中物理导学案聚焦八年级下册第7章“浮沉条件及应用”,通过救生衣、潜水艇等生活实例导入,衔接前序浮力概念,以受力分析、密度关系梳理为支架,构建浮沉条件知识体系。
资料通过表格对比浮沉状态、提炼实用结论,专题讲练涵盖选择与计算,实验设计引导科学探究,助力学生形成物理观念,培养科学思维,提升解决实际问题的能力。
内容正文:
上海市初中物理(新教材2024版)八年级下学期第7章浮力第3讲浮沉条件及应用(教师版)
上海市初中物理(新教材2024版)八年级下学期第7章浮力第3讲浮沉条件及应用
利用浮力的作用,我们可以生产救生衣,游泳圈;也可以制造出飞艇,潜水艇。
知识点一、物体的沉浮条件
知识梳理
将物体放在液体中,物体是漂浮在液体表面,还是在液面中下沉,或是能够悬浮在液体内部任何位置不动,这由物体在液体中所受浮力及物体的重力决定。因此在分析液体中的物体的浮沉问题时,必须对浸在液体中的物体的受力情况认真分析。
1、物体的沉浮条件
状态
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
受力示意图
受力分析
F浮>G
F浮<G
F浮=G
F浮=G
F浮+N=G
实心物体:
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ物=ρ物 V排= V物
ρ液>ρ物 V排< V物
ρ液<ρ物 V排=V物
平衡状态
处于动态(运动状态不断改变),
可以停留在液体的任何深度。
是“上浮”过程的最终状态。
是“下沉”过程的最终状态。
受非平衡力作用。
处于静态,受平衡力作用。
点拨:如果物体是实心的,ρ物就是组成物体的物质的密度;如果物体是空心的,ρ物就是物体的平均密度。
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
F浮
G
N
下沉 悬浮 上浮 漂浮 沉底
2、几条有用的结论
2.1、密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
2.2、一个物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为 2/3ρF浮
G
分析:F浮 = G 则:ρ液V排g =ρ物Vg ρ物=( V排/V)·ρ液= 2/3 ρ液
2.3、悬浮与漂浮的比较
相同:F浮 = G
不同:悬浮ρ液 =ρ物 ;V排=V物
漂浮ρ物<ρ液;V排<V物(V物=V排+V露)。当液体密度ρ液一定时,V排越大,浮力也越大。
2.4、判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮 与G或 比 较ρ液与ρ物 。
2.5、物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸没在密度为ρ的液体中,示数为F,则物体密度为:ρ物= G ρ/(G-F)
专题讲练1
1.1、浮力的沉浮条件
1、一个木块能浮在水面上,也能浮在酒精面上。下列说法中正确的是 ( A )
A.它在两种液体中受的浮力相等,但在酒精中浸入的体积大些
B.它在两种液体中受的浮力相等,并且排开液体的体积也相等
C.由于酒精的密度较小,所以它浸在酒精中时受的浮力小些
D.它在两种液体中受的浮力不等,排开液体的体积也不相等
2、把一木块分别放入甲、乙、丙三种液体中,静止后木块在液体中所处的位置如图所示,则木块所受浮力的大小关系为 ( D )甲 乙 丙
A.在甲液体中浮力最大 B.在乙液体中浮力最大
C.在丙液体中浮力最大. D.一样大
3、如图所示,有一质量分布均匀的物体,漂浮在水面上有1/3的体积露出水面,将露出水面部分切去后,剩余浸在水中的部分将 ( A )水
A.上浮 B.悬浮 C.下沉 D.无法确定
4、质量相等的甲、乙、丙三个实心小球,放入水中后,甲球漂浮,乙球悬浮,丙球下沉,位置如图所示,则( D )
A.三个小球所受的浮力是F甲<F乙<F丙 B.三个小球密度是ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.三个小球的体积是V甲<V乙<V丙 D.三个小球所受的重力关系是G甲=G乙=G丙
5、把质量相等的两块橡皮泥分别捏成实心球状和碗状,轻轻放到水面,静止之后,实心球橡皮泥沉到容器底部,碗状橡皮泥漂浮在水面,如图所示,则它们所受浮力的大小关系是( B )
A.F球>F碗 B.F球<F碗 C.F球=F碗 D.F球≥F碗
6、潜艇甲和护卫舰乙参加完一次军事演习后,按如图所示的状态由东海返回长江某基地。则它们在东海和长江中所受到的浮力F甲、F乙的变化情况是 ( D )
A.F甲、F乙均不变 B.F甲不变,F乙变小
C.F甲、F乙均变小 D.F甲变小,F乙不变
7、如图,2007年12月22日,沉睡800年的宋代沉船“南海一号”,被成功打捞出海,它沉没于水下20米深,亚洲第一吊“华天龙”在缓慢吊起沉船未出水前,下列说法正确的是 ( C )
A.所受浮力变大,压强变小 B.所受浮力变大,压强变小
C.所受浮力不变,压强变小 D.所受浮力不变,压强不变
8、小红在家帮妈妈洗菜,她把茄子没入水中,松手时发现茄子上浮,最后漂浮在水面上。关于茄子受到的浮力 F 浮与重力 G 的关系正确的是( A )
A、茄子上浮过程中,F浮>G B、茄子上浮过程中,F<G
C、茄子漂浮在水面时,F浮>G D、茄子漂浮在水面时,F浮<G
9、A、B两物投入同种液体中时,A呈漂浮,B呈悬浮.已知A物体积大于B物体积,A物在液下部分体积等于B物浸入液体的体积,则两物体的重力大小( A )
A.GA=GB B.GA>GB C.GA<GB D.无法比较
10、三个体积相同的铜球,铁球,木球投入水中时静止如图所示.则所受浮力( A )
A.木球最小 B.铁球最小
C.铜球最小 D.一样大
11、用手将一木块浸没在水中0.1米深处。松手后,在木块露出水面过程中( D )
A、块所受的压强不变,浮力变小 B、木块所受的压强变小,浮力不变
C、块所受的压强重力、浮力都不变 D、木块所受的压强、浮力都变小
12、在“想想做做”教学活动中,老师组织学生开展了用橡皮泥进行“造船”比赛活动。要求每个学生用一块质量为60g、密度为1.5×l03kg/m3的橡皮泥造一艘小船,然后把图钉或者螺母、沙粒等当做“货物”装进去,看谁的小船装载的“货物”最多,最后是小华同学造的小船以装载了100g的“货物”获胜,如图所示。则以下说法错误的是( A )
A.若单独将这块橡皮泥没入水中,则其所受到的浮力是0.6N
B.小枫“造”的小船装载100g货物时受到的浮力1.6N
C.当把“货物”从小船取出时,小船排开液体的体积会变小
D.用钢铁造的船能浮在水面上就用到了这种“空心”的方法
13、如图所示,主要依靠空气的浮力而升空的物体是 ( D )
A.卫星在太空中运动 B.飞机在空中飞行 C.风筝在空中飞行 D.热气球升空
14、一个鸡蛋漂浮在装盐水的烧杯中,在慢慢往烧杯里注入清水的过程中 ( C )
A.鸡蛋在露出部分越来越少的过程中受到的浮力变小
B.鸡蛋在露出部分越来越少的过程中受到的浮力变大
C.鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力变小
D.鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力不变
15、如图所示,一个空心球置于水中,恰能悬浮,沿虚线将其分成大、小两部分,则(C)
A. 小的部分上浮,大的部分下沉 B.两部分仍保持悬浮
C.小的部分下沉,大的部分上浮 D.物质密度未知,不能判别
16、在装有水的烧杯中漂浮着甲、乙两个实心球,两球露出水面的体积相等,已知两球的质量m甲>m乙.当往水中慢慢倒入酒精并缓慢搅拌的过程中,甲球的浮力大小F与时间t的变化关系如图所示。则关于乙球开始沉没于液面之下的时刻t′与t0关系正确的是 ( A )
A.t′>t0 B.t′=t0 C.t′<t0 D.乙球不可能沉入液面下
方法2:= 加入酒精后 =
甲球浸入液体中体积的增加量
同理:甲球浸入液体中体积的增加量
可见: 甲球先完全浸没。
17、热气球是通过喷嘴加热气袋中的空气,使球内气体的密度 小于 球外气体的密度,这时自身重力 小于 浮力,从而升空。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
18、质量相等的木块和冰块(ρ木<ρ冰)都漂在水面上,木块受到的浮力等于 冰块受到的浮力;体积相等的实心木块和冰块都漂在水面上,木块受到的浮力小于 冰块受到的浮力.(填大于、小于、等于)
19、某物体重 5N,若将它压入浸没到装满水的溢水杯中,溢出的水重为 7N,由此可以判定, 放手后该物体将
上浮 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),该物体静止时受到的浮力为 5 N。
20、重 4.9N 的物体,放入装满水的容器中时,溢出了 4N 水,此物体在水中静止时将 沉入底部 (填“漂浮”“悬浮”或“沉入底部”),浮力大小为 4 N。
21、如图,薄壁圆柱形容器A、B放在水平桌面上,分别盛有不同的液体。A、B的底面积之比SA:SB=2:1,液面的高度之比hA:hB=3:2,液体对两个容器底部的压力大小相等。现将完全相同的两小球分别放入A、B液体未溢出。静止时,A中的小球悬浮,B中的小球____________(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),A、B容器底部受到液体的压强之比pA:pB=____________。
【答案】漂浮;1:2。
22、如图所示,一个底面积为400cm2的薄壁圆柱形容器,现有底面积为100cm2、高为15cm的长方体木块,密度为0.6g/cm3,竖直放置容器中,当向溶液中注入3500mL水时,木块漂浮在水面上,此过程中水未溢出容器外,g取10N/kg。则木块受到水的浮力为____________N,水对容器底的压强为____________Pa。
【难度】★★ 【答案】9;1100。
23、在弹簧测力计下悬挂一个小球,示数为4.2N,当把小球的一半体积浸在水中时,弹簧测力计的示数为1.7N。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,问:
(1)小球所受的浮力为多大?
(2)小球的总体积为多大?
(3)把小球从弹簧测力计取下,浸没在水中后放手,请通过计算判断小球为什么不能悬浮在水中。
【难度】★★【答案】(1)2.5N(2)5×10-4m3
(3)小球浸没在水中所受的浮力大于重力,放手后,不能悬浮在水中,会上浮
知识点二、浮力的应用
知识梳理
1、要使密度大于液体密度的材料制成能够浮在液面上的物体,必须把它做成_______,使它能______________液体,_________浮力。 【答案】1、空心的;排开更多体积的;增大;
2、轮船:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成 空心 的,使它能够排开更多的水。排水量=船自身的质量+满载时货物的质量,m排 =m船 +m货
船满载后受到的水的浮力(即船受到的最大浮力)为:F浮 = G排 = G船 + G货 (轮船和货物的总重)
3、潜水艇:(潜在液体中潜水艇体积V不变)
潜水艇的下潜和上浮是靠改变 自身重力 来实现的。
钢制的潜水艇是“空心的”。浸没时它受到的浮力 不变 ,通过对水舱充水和排水,达到改变 自身重力 ,实现 上浮,下沉,悬浮 。
3、密度计:密度计是用来测定液体密度的仪器。
3.1、结构:一根粗细不均匀的密封玻璃管,管下部装有少量密度较大的铅丸或水银。
3.2、密度计的工作原理:根据物体 漂浮 在液体中所受浮力等于 物体自身重力 的原理工作。
漂浮时根据 二力平衡 ;浮力大小等于密度计自身重力大小,F浮=ρ液gv排显然,液体密度大时,V排小,密度计露出部分大;液体密度小时,V排大,密度计露出部分小。所以密度计上的刻度数是上面表示的密度数值 小 ,即下面表示的密度数值 大 ,对应的 刻度由小到大 。而且刻度是 不均匀 的。
4、气球和飞艇:是通过充入密度比空气 小 的气体来升空的。通过改变 体积 来改变浮力,实现升降的。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。
5、盐水选种:我国农民常用盐水浸泡法来选种,在浓度适宜的盐水中,饱满的种子密度大于盐水的密度,因此它们会沉在底部,干瘪、虫蛀的种子密度小于盐水的密度,因此会浮在液面上。
专题讲练2
2.1、浮力知识应用
1、下列关于浮力说法正确的是 ( C )
A.重力越大,浮力越大 B.液体密度越大,所受浮力越大
C.排开液体的重力越大,浮力越大 D.物体在两种液体中受的浮力不等,排开液体的体积也不相等
2、如图所示,是一位先生巧用物理知识将帽子送给楼上女士的情景。在此过程中应用的关键知识是( D )
A、气球受到重力 B、帽子质量大于气球质量
C、帽子密度大于气球密度 D、空气对物体有浮力作用
3、如图所示的四个场景中,主要依靠空气浮力而“飞天”的是( B )
4、如右图所示,一船在某水域作业时,将装满金属工具的大铁箱用绳子悬放入水。第一次放,因水太深,铁箱没触碰到水底,此时船的吃水线在A处。换个地方第二次再放,铁箱才接触到水底。下列说法正确的是( C)
A.铁箱在船上时,船的吃水线在A处下方 B.铁箱接触到水底时,船的吃水线仍在A处
C.铁箱接触到水底时,船的吃水线在A处之下 D.铁箱接触到水底时,船的吃水线在A处之上
5、在抗洪救灾中,大堤上许多战士在迷彩军服外穿黄色的厚厚的“背心”,它的主要作用是( D )
A、有类似棉衣的御寒作用 B、减少相互之间碰撞时受到的伤害
C、有同伴之间的识别作用 D、有被风浪卷到河里时增加人的浮力,起救生作用
6、如图所示,水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙,盛有适量的水,把一个橡皮泥做的小船放入乙后,小船处于漂浮状态,此时两鱼缸内的水面刚好相平.然后把它们分别放在台秤上,则台秤的示数( C )
A.甲放上时大 B.乙放上时大
C.甲或乙放上一样大 D.无法判断
7、一同学在岸上最多只能搬得起质量是30kg的鹅卵石。如果鹅卵石的密度是2.5×103kg/m3,则该同学在水中最多能搬得起质量是 50 kg的鹅卵石(石头不露出水面)。这时石头受到的浮力是 200 N(ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)。
8、“彩球温度计”是一种现代居家饰品,其结构模型如图所示,该“彩球温度计”是由体积相同(保持恒定)、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成。当环境温度升高时,浸没在液体中的小球受到的浮力将 变小 ,在某一环境温度下,四个小球处于如图位置,此时B小球受到的浮力与D小球受到的浮力的大小关系为 FB=FD 。
2.2、密度计
1、在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝,把它放到甲乙丙三种密度不同的液体中,木棍浸入液体里的情况如图所示,则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度ρ之间的关系,正确的是( C )
A.F甲>F乙>F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
B.F甲<F乙<F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙
C.F甲=F乙=F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.F甲=F乙=F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙
2、水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体,将一支密度计分别放入这两种不同液体种,静止后的情形如图所示,两液面相平。则下列判断正确的是(A)
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小
C.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大
D.密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
3、在一支平底试管内装入适量铁砂,然后先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,如图所示,下列说法正确的是 ( C )
A.试管在甲液体中受到的浮力较大 B.试管在乙液体里排开的液体质量较小
C.装乙液体的烧杯底部所受压强较大
D.在甲液体中试管底部所受液体压力较大
4、用同一支密度计测定不同液体的密度,下列叙述正确的是( B )
A、密度计漂浮的越高,所受的浮力越大 B、密度计漂浮在不同液体中,所受的浮力都相等
C、密度计漂浮的越高,所受的浮力越小 D、密度计漂浮的越高,液体密度越小
5、物理实验室中使用的液体密度计,是测量液体密度的一种测量工具.下列关于液体密度计的说法中,正确的(D)
A、被测液体的密度越大,密度计所受液体的浮力越大 B、被测液体的密度越大,密度计浸入液体的深度越深
C、密度计上的刻度(值),越靠近下端,示数值越小 D、密度计上的刻度(线),越靠近下端,刻度线越密
6、把同一支密度计分别浮在水、煤油和盐水中,静止时密度计浸入液体中的体积是 ( B )(ρ煤油<ρ水<ρ盐水)
A. 在水中最大 B.在煤油中最大 C.在盐水中最大 D.一样大
7、在甲、乙、丙三个完全相同的试管内装入砂粒后,依次将它们直立于酒精、水、盐水三种液体中呈漂浮.若试管浸入液体部分深度都相同,则试管中所装砂粒( D )
A.三管一样多 B.甲试管最多 C.乙试管最多 D.丙试管最多
8、同一支密度计在测量 a、b、c 三种液体密度时,静止后情形如上图所示,密度计在三种液体中受到的浮力 Fa、Fb、Fc 大小关系是___Fa=Fb=Fc__,液体密度ρa、ρb、ρc 大小关系是_________ρa<ρc<ρb________。
2.3、浮沉条件的应用
1、有四种飞行器:(1)直升飞机;(2)飞艇;(3)热气球;(4)滑翔机。其中利用空气浮力升空的是( B )
A、(1)和(4) B、(2)和(3) C、(1)和(3) D、(2)和(4)
2、悬浮在水中的潜水艇排出水舱中的一部分水后,潜水艇将( B )
A、下沉 B、上浮 C、仍悬浮在水中 D、先下沉后上浮
3、将小铁块和小木块放入一盆水中。结果发现木块浮在水面上,铁块沉入水底,就此现象,下列分析正确的是( B )
A、木块受到浮力,铁块不受浮力 B、铁块沉入水底,所受浮力一定小于自身的重力
C、木块受到的浮力一定大于铁块所受的浮力 D、木块浮在水面上,所受浮力大于自身的重力
4、把密度为 0.6×103kg/m3、重为 12N 的木块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别是( B )
A、漂浮,F浮>12N B、漂浮,F浮=12N C、沉底,F浮<12N D、沉底,F=12N
5、如图所示,一支未点燃的蜡烛的下端插入一根小铁钉,使蜡烛能直立漂浮在水面上,露出长度为 L,当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部分( A )
A、还会重新露出水面 B、不会重新露出水面
C、以上两种可能都有 D、无法判断是否会重新露出水面
3.如图所示,甲、乙两球用细线相连,放入水中,细线受到的力为1N,它们一起悬浮在水中,如果细线断了,那么( D )
A.甲、乙两球都下沉 B.甲、乙两球均悬浮在水中
C.甲球下沉,乙球上浮 D.甲球上浮,乙球下沉
4.将重为5N的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出2N的水,则物体受到的浮力( B )
A.浮力一定为2N B.浮力一定等于5N C.浮力可能等于2N D.浮力可能为3N
5.放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器,分别盛有同种液体。现将体积相等的a、b两个物体分别放入甲、乙容器中,静止时,两液面相平,如图所示。则( D )
A.物体a的密度大 B.物体b受到的浮力小
C.甲容器底部受到的压力小 D.两容器对桌面的压强一样大
7、如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确是( A )
A、甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度 B、甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
C、鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
D、鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
8、把重为 5 牛的物体浸没入水中,受到的浮力为 6N,若不计水的阻力,当放开手后,下列说法正确的是( C )
A、物体上浮,浮力为 5 牛 B、物体悬浮,浮力为 6 牛
C、物体漂浮,浮力为 5 牛 D、物体沉在水底,浮力为 6 牛
9、如图所示,把一个苹果放入浓盐水中,苹果处于漂浮状态.如果把水面以上的部分切去,则余下的部分( B )
A、沉入水底 B、仍然漂浮 C、刚好悬浮 D、无法判断
10、把橡皮泥捏成小船放入水槽里,“小船”漂浮在水面(如图 a);然后把橡皮泥捏成一团放在水槽里,它沉在水底(如图 b),对这一实验现象,下列说法不正确的是( C )
A、橡皮泥所受重力不变 B、橡皮泥漂浮时所受浮力比它沉底时所受浮力大
C、橡皮泥沉底时所受浮力等于它的重力 D、橡皮泥沉底时,它排开水的体积比漂浮时小
11、如图(a)所示,是伽利略彩球温度计,它外部为一根密封的玻璃管,内部装有透明液体,液体密度会随环境温度的升高而减小。透明液体中有数枚盛有不同颜色液体的密封小玻璃球,小球的体积相同,每个玻璃泡的底端挂有一个吊牌,上面标有一个温度值,图(b)为其示意图。
玻璃管中小玻璃球上下排列是有规律的,不管小球浮沉与否,都是由上到下按照吊牌温度排列。当所有小球静止时,所有上浮小球中最下方一个小球的吊牌温度即为当前所测的温度。
(1)若小球静止时,如图(b)所示,则当时的环境温度为 22 ℃;
(2)图(b)中各小球所受的浮力大小关系为,判断的依据是 ,各小球的体积相同,由图可知排开水的体积,且液体的密度相同 ;
(3)当环境温度升高到24℃,小球C将会 下沉 (选填“上浮”“悬浮”“下沉”)。
2.2、实验
1、小丽要研究金属圆柱体受的浮力与浸没在水中深度h的关系,实验装置如图甲所示,在弹簧测力计下挂一个金属圆柱体,测出金属圆柱体的重力,然后让圆柱体缓慢地浸入水中,从圆柱体底面接触水面开始,到完全浸没水中(未接触容器底部),记录圆柱体浸入水中不同深度h时测力计的示数,并得到测力计示数F1和圆柱体受的浮力F2随h变化的图象,图中能反映圆柱体受的浮力F2随h变化的图象是__②___(填①或②);从图中可以看出金属圆柱体与水的密度的关系是ρ金___>____2ρ水(填“>”“=”或“<”)。
2、某教师在“阿基米德原理”教学过程中,做了如下演示实验。
(1)在弹簧下端挂上小筒和金属块,记下弹簧伸长后指针位置O,如图甲所示。
(2)溢水杯中装满水,把金属块全部浸入溢水杯的水中,用烧杯收集排开的水,弹簧缩短,如图乙所示。
(3)把烧杯中的水全倒入小筒中,弹簧指针又恢复到原来位置O,如图丙所示。乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了,说明金属块受到浮力 的作用;丙图弹簧指针又恢复到位置O,说明浸入液体中的物体所受浮力大小等于排开液体所受的重力大小。
3、某小组同学探究在某一盛有液体的柱形容器内浸入某漂浮的实心物体前、后,容器底部所受液体压强的增加量△p液与哪些因素有关时,同学们猜想:△p液与漂浮的实心物体的密度ρ物和体积V物有关,于是选择了表一的六个物体,先后放入盛有某种液体的同一柱形容器中(液体均不溢出),并测得△p液。实验示意图及相应数据见下表。
实验序号
1
2
3
4
5
6
实验示意图
V物(米3)
0.001
0.001
0.001
0.0015
0.002
0.004
ρ物(千克/米3)
800
600
400
400
400
200
△p液(帕)
160
120
80
120
160
(1)根据表中试验序号1与4的数据,不可以 (选填“可以”或“不可以”)验证△p液与漂浮的实心物体的密度ρ物相关的猜想, 依据是:没有控制物体体积相等 ;
(2)根据表中试验序号3,4,5 的数据,可得到的初步结论是:当不同体积、相同ρ物的实心物体浸入盛有某种液体的同一柱形容器中漂浮时,ΔP液与V物成正比 。
(3)该组同学还通过进一步分析得到了结论,请根据实验能够得到的结论填写实验序号6中相关数据:△p液为 160 帕。
4、某小组同学研究金属球在水中受到浮力的大小时,提出不同的猜想。猜想Ⅰ:金属球在水中所受的浮力F浮跟金属球的密度有关;猜想Ⅱ:金属球在水中所受的浮力F浮跟金属球浸入水中的深度有关。于是他们将半径均为5厘米但密度不同的金属球甲、乙分别挂在测力计下,将其逐步浸入水中进行实验。他们通过测出球心到水面的距离
h来表示金属球浸入水中的深度、并读出相应的测力计示数F且计算得出F浮,实验数据分别见表一、二。
表一 金属球甲 ρ甲= 3.0×103千克/米3
实验序号
1
2
3
4
5
6
球心到水面的距离h(厘米)
5
2
0
2
5
8
测力计示数F(牛)
15.7
14.6
13.1
11.6
10.5
10.5
金属球所受的浮力F浮(牛)
0
1.1
2.6
4.1
5.2
5.2
表二 金属球乙 ρ乙= 6.0×103千克/米3
实验序号
7
8
9
10
11
12
球心到水面的距离h(厘米)
5
2
0
2
5
6
测力计示数F(牛)
31.4
30.3
28.8
27.3
26.2
26.2
金属球所受的浮力F浮(牛)
0
1.1
2.6
4.1
5.2
5.2
① 该小组所进行的序号为1、7实验的示意图是图11中的a 。(选填“a”或“b”)
② 分析比较实验序号2~6或8~12的实验数据及相关条件,可初步得出的结论是:同一金属球浸入水中的深度增加时,所受到水的浮力先变大,达到最大后保持不变 。
③ 分析比较实验序号2和8、3和9、4和10或5和11的实验数据及相关条件,可初步得出的结论是:当浸入水中的深度相同时,半径相同、密度不同的金属球所受浮力大小相等。并由此可知,金属球在水中所受的浮力F浮跟金属球的密度无关。
④ 他们进一步提出问题:金属球在水中所受最大的浮力跟哪些因素有关?为继续研究,最需要添加的实验器材是:跟甲(或乙)半径不同的金属球。(选填“半径”、“密度”或“质量”)
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$上海市初中物理(新教材2024版)八年级下学期第7章浮力第3讲浮沉条件及应用(学生版)
上海市初中物理(新教材2024版)八年级下学期第7章浮力第3讲浮沉条件及应用
利用浮力的作用,我们可以生产救生衣,游泳圈;也可以制造出飞艇,潜水艇。
知识点一、物体的沉浮条件
知识梳理
将物体放在液体中,物体是漂浮在液体表面,还是在液面中下沉,或是能够悬浮在液体内部任何位置不动,这由物体在液体中所受浮力及物体的重力决定。因此在分析液体中的物体的浮沉问题时,必须对浸在液体中的物体的受力情况认真分析。
1、物体的沉浮条件
状态
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
受力示意图
受力分析
F浮>G
F浮<G
F浮=G
F浮=G
F浮+N=G
实心物体:
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ物=ρ物 V排= V物
ρ液>ρ物 V排< V物
ρ液<ρ物 V排=V物
平衡状态
处于动态(运动状态不断改变),
可以停留在液体的任何深度。
是“上浮”过程的最终状态。
是“下沉”过程的最终状态。
受非平衡力作用。
处于静态,受平衡力作用。
点拨:如果物体是实心的,ρ物就是组成物体的物质的密度;如果物体是空心的,ρ物就是物体的平均密度。
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
F浮
G
N
下沉 悬浮 上浮 漂浮 沉底
2、几条有用的结论
2.1、密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
2.2、一个物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为 2/3ρF浮
G
分析:F浮 = G 则:ρ液V排g =ρ物Vg ρ物=( V排/V)·ρ液= 2/3 ρ液
2.3、悬浮与漂浮的比较
相同:F浮 = G
不同:悬浮ρ液 =ρ物 ;V排=V物
漂浮ρ物<ρ液;V排<V物(V物=V排+V露)。当液体密度ρ液一定时,V排越大,浮力也越大。
2.4、判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮 与G或 比 较ρ液与ρ物 。
2.5、物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸没在密度为ρ的液体中,示数为F,则物体密度为:ρ物= G ρ/(G-F)
专题讲练1
1.1、浮力的沉浮条件
1、一个木块能浮在水面上,也能浮在酒精面上。下列说法中正确的是 ( )
A.它在两种液体中受的浮力相等,但在酒精中浸入的体积大些
B.它在两种液体中受的浮力相等,并且排开液体的体积也相等
C.由于酒精的密度较小,所以它浸在酒精中时受的浮力小些
D.它在两种液体中受的浮力不等,排开液体的体积也不相等
2、把一木块分别放入甲、乙、丙三种液体中,静止后木块在液体中所处的位置如图所示,则木块所受浮力的大小关系为 ( )甲 乙 丙
A.在甲液体中浮力最大 B.在乙液体中浮力最大
C.在丙液体中浮力最大. D.一样大
3、如图所示,有一质量分布均匀的物体,漂浮在水面上有1/3的体积露出水面,将露出水面部分切去后,剩余浸在水中的部分将 ( )水
A.上浮 B.悬浮 C.下沉 D.无法确定
4、质量相等的甲、乙、丙三个实心小球,放入水中后,甲球漂浮,乙球悬浮,丙球下沉,位置如图所示,则( )
A.三个小球所受的浮力是F甲<F乙<F丙 B.三个小球密度是ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.三个小球的体积是V甲<V乙<V丙 D.三个小球所受的重力关系是G甲=G乙=G丙
5、把质量相等的两块橡皮泥分别捏成实心球状和碗状,轻轻放到水面,静止之后,实心球橡皮泥沉到容器底部,碗状橡皮泥漂浮在水面,如图所示,则它们所受浮力的大小关系是( )
A.F球>F碗 B.F球<F碗 C.F球=F碗 D.F球≥F碗
6、潜艇甲和护卫舰乙参加完一次军事演习后,按如图所示的状态由东海返回长江某基地。则它们在东海和长江中所受到的浮力F甲、F乙的变化情况是 ( )
A.F甲、F乙均不变 B.F甲不变,F乙变小
C.F甲、F乙均变小 D.F甲变小,F乙不变
7、如图,2007年12月22日,沉睡800年的宋代沉船“南海一号”,被成功打捞出海,它沉没于水下20米深,亚洲第一吊“华天龙”在缓慢吊起沉船未出水前,下列说法正确的是 ( )
A.所受浮力变大,压强变小 B.所受浮力变大,压强变小
C.所受浮力不变,压强变小 D.所受浮力不变,压强不变
8、小红在家帮妈妈洗菜,她把茄子没入水中,松手时发现茄子上浮,最后漂浮在水面上。关于茄子受到的浮力 F 浮与重力 G 的关系正确的是( )
A、茄子上浮过程中,F浮>G B、茄子上浮过程中,F<G
C、茄子漂浮在水面时,F浮>G D、茄子漂浮在水面时,F浮<G
9、A、B两物投入同种液体中时,A呈漂浮,B呈悬浮.已知A物体积大于B物体积,A物在液下部分体积等于B物浸入液体的体积,则两物体的重力大小( A )
A.GA=GB B.GA>GB C.GA<GB D.无法比较
10、三个体积相同的铜球,铁球,木球投入水中时静止如图所示.则所受浮力( )
A.木球最小 B.铁球最小
C.铜球最小 D.一样大
11、用手将一木块浸没在水中0.1米深处。松手后,在木块露出水面过程中( )
A、块所受的压强不变,浮力变小 B、木块所受的压强变小,浮力不变
C、块所受的压强重力、浮力都不变 D、木块所受的压强、浮力都变小
12、在“想想做做”教学活动中,老师组织学生开展了用橡皮泥进行“造船”比赛活动。要求每个学生用一块质量为60g、密度为1.5×l03kg/m3的橡皮泥造一艘小船,然后把图钉或者螺母、沙粒等当做“货物”装进去,看谁的小船装载的“货物”最多,最后是小华同学造的小船以装载了100g的“货物”获胜,如图所示。则以下说法错误的是( )
A.若单独将这块橡皮泥没入水中,则其所受到的浮力是0.6N
B.小枫“造”的小船装载100g货物时受到的浮力1.6N
C.当把“货物”从小船取出时,小船排开液体的体积会变小
D.用钢铁造的船能浮在水面上就用到了这种“空心”的方法
13、如图所示,主要依靠空气的浮力而升空的物体是 ( )
A.卫星在太空中运动 B.飞机在空中飞行 C.风筝在空中飞行 D.热气球升空
14、一个鸡蛋漂浮在装盐水的烧杯中,在慢慢往烧杯里注入清水的过程中 ( )
A.鸡蛋在露出部分越来越少的过程中受到的浮力变小
B.鸡蛋在露出部分越来越少的过程中受到的浮力变大
C.鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力变小
D.鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力不变
15、如图所示,一个空心球置于水中,恰能悬浮,沿虚线将其分成大、小两部分,则( )
A. 小的部分上浮,大的部分下沉 B.两部分仍保持悬浮
C.小的部分下沉,大的部分上浮 D.物质密度未知,不能判别
16、在装有水的烧杯中漂浮着甲、乙两个实心球,两球露出水面的体积相等,已知两球的质量m甲>m乙.当往水中慢慢倒入酒精并缓慢搅拌的过程中,甲球的浮力大小F与时间t的变化关系如图所示。则关于乙球开始沉没于液面之下的时刻t′与t0关系正确的是 ( )
A.t′>t0 B.t′=t0 C.t′<t0 D.乙球不可能沉入液面下
17、热气球是通过喷嘴加热气袋中的空气,使球内气体的密度 球外气体的密度,这时自身重力 浮力,从而升空。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
18、质量相等的木块和冰块(ρ木<ρ冰)都漂在水面上,木块受到的浮力 冰块受到的浮力;体积相等的实心木块和冰块都漂在水面上,木块受到的浮力 冰块受到的浮力.(填大于、小于、等于)
19、某物体重 5N,若将它压入浸没到装满水的溢水杯中,溢出的水重为 7N,由此可以判定, 放手后该物体将
(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),该物体静止时受到的浮力为 N。
20、重 4.9N 的物体,放入装满水的容器中时,溢出了 4N 水,此物体在水中静止时将
(填“漂浮”“悬浮”或“沉入底部”),浮力大小为 N。
21、如图,薄壁圆柱形容器A、B放在水平桌面上,分别盛有不同的液体。A、B的底面积之比SA:SB=2:1,液面的高度之比hA:hB=3:2,液体对两个容器底部的压力大小相等。现将完全相同的两小球分别放入A、B液体未溢出。静止时,A中的小球悬浮,B中的小球____________(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),A、B容器底部受到液体的压强之比pA:pB=____________。
22、如图所示,一个底面积为400cm2的薄壁圆柱形容器,现有底面积为100cm2、高为15cm的长方体木块,密度为0.6g/cm3,竖直放置容器中,当向溶液中注入3500mL水时,木块漂浮在水面上,此过程中水未溢出容器外,g取10N/kg。则木块受到水的浮力为____________N,水对容器底的压强为____________Pa。
23、在弹簧测力计下悬挂一个小球,示数为4.2N,当把小球的一半体积浸在水中时,弹簧测力计的示数为1.7N。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,问:
(1)小球所受的浮力为多大?
(2)小球的总体积为多大?
(3)把小球从弹簧测力计取下,浸没在水中后放手,请通过计算判断小球为什么不能悬浮在水中。
知识点二、浮力的应用
知识梳理
1、要使密度大于液体密度的材料制成能够浮在液面上的物体,必须把它做成_______,使它能______________液体,_________浮力。
2、轮船:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成 的,使它能够排开更多的水。排水量=船自身的质量+满载时货物的质量,m排 =m船 +m货
船满载后受到的水的浮力(即船受到的最大浮力)为:F浮 = G排 = G船 + G货 (轮船和货物的总重)
3、潜水艇:(潜在液体中潜水艇体积V不变)
潜水艇的下潜和上浮是靠改变 来实现的。
钢制的潜水艇是“空心的”。浸没时它受到的浮力 ,通过对水舱充水和排水,达到改变 ,实现 。
3、密度计:密度计是用来测定液体密度的仪器。
3.1、结构:一根粗细不均匀的密封玻璃管,管下部装有少量密度较大的铅丸或水银。
3.2、密度计的工作原理:根据物体 在液体中所受浮力等于 的原理工作。
漂浮时根据 ;浮力大小等于密度计自身重力大小,F浮=ρ液gv排显然,液体密度大时,V排小,密度计露出部分大;液体密度小时,V排大,密度计露出部分小。所以密度计上的刻度数是上面表示的密度数值 ,即下面表示的密度数值 ,对应的 。而且刻度是 的。
4、气球和飞艇:是通过充入密度比空气 的气体来升空的。通过改变 来改变浮力,实现升降的。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。
5、盐水选种:我国农民常用盐水浸泡法来选种,在浓度适宜的盐水中,饱满的种子密度大于盐水的密度,因此它们会沉在底部,干瘪、虫蛀的种子密度小于盐水的密度,因此会浮在液面上。
专题讲练2
2.1、浮力知识应用
1、下列关于浮力说法正确的是 ( )
A.重力越大,浮力越大 B.液体密度越大,所受浮力越大
C.排开液体的重力越大,浮力越大 D.物体在两种液体中受的浮力不等,排开液体的体积也不相等
2、如图所示,是一位先生巧用物理知识将帽子送给楼上女士的情景。在此过程中应用的关键知识是( )
A、气球受到重力 B、帽子质量大于气球质量
C、帽子密度大于气球密度 D、空气对物体有浮力作用
3、如图所示的四个场景中,主要依靠空气浮力而“飞天”的是( )
4、如右图所示,一船在某水域作业时,将装满金属工具的大铁箱用绳子悬放入水。第一次放,因水太深,铁箱没触碰到水底,此时船的吃水线在A处。换个地方第二次再放,铁箱才接触到水底。下列说法正确的是( )
A.铁箱在船上时,船的吃水线在A处下方 B.铁箱接触到水底时,船的吃水线仍在A处
C.铁箱接触到水底时,船的吃水线在A处之下 D.铁箱接触到水底时,船的吃水线在A处之上
5、在抗洪救灾中,大堤上许多战士在迷彩军服外穿黄色的厚厚的“背心”,它的主要作用是( )
A、有类似棉衣的御寒作用 B、减少相互之间碰撞时受到的伤害
C、有同伴之间的识别作用 D、有被风浪卷到河里时增加人的浮力,起救生作用
6、如图所示,水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙,盛有适量的水,把一个橡皮泥做的小船放入乙后,小船处于漂浮状态,此时两鱼缸内的水面刚好相平.然后把它们分别放在台秤上,则台秤的示数( )
A.甲放上时大 B.乙放上时大
C.甲或乙放上一样大 D.无法判断
7、一同学在岸上最多只能搬得起质量是30kg的鹅卵石。如果鹅卵石的密度是2.5×103kg/m3,则该同学在水中最多能搬得起质量是 kg的鹅卵石(石头不露出水面)。这时石头受到的浮力是 N(ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)。
8、“彩球温度计”是一种现代居家饰品,其结构模型如图所示,该“彩球温度计”是由体积相同(保持恒定)、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成。当环境温度升高时,浸没在液体中的小球受到的浮力将 ,在某一环境温度下,四个小球处于如图位置,此时B小球受到的浮力与D小球受到的浮力的大小关系为 。
2.2、密度计
1、在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝,把它放到甲乙丙三种密度不同的液体中,木棍浸入液体里的情况如图所示,则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度ρ之间的关系,正确的是( )
A.F甲>F乙>F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
B.F甲<F乙<F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙
C.F甲=F乙=F丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.F甲=F乙=F丙,ρ甲<ρ乙<ρ丙
2、水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体,将一支密度计分别放入这两种不同液体种,静止后的情形如图所示,两液面相平。则下列判断正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小
C.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大
D.密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
3、在一支平底试管内装入适量铁砂,然后先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.试管在甲液体中受到的浮力较大 B.试管在乙液体里排开的液体质量较小
C.装乙液体的烧杯底部所受压强较大 D.在甲液体中试管底部所受液体压力较大
4、用同一支密度计测定不同液体的密度,下列叙述正确的是( )
A、密度计漂浮的越高,所受的浮力越大 B、密度计漂浮在不同液体中,所受的浮力都相等
C、密度计漂浮的越高,所受的浮力越小 D、密度计漂浮的越高,液体密度越小
5、物理实验室中使用的液体密度计,是测量液体密度的一种测量工具.下列关于液体密度计的说法中,正确的( )
A、被测液体的密度越大,密度计所受液体的浮力越大 B、被测液体的密度越大,密度计浸入液体的深度越深
C、密度计上的刻度(值),越靠近下端,示数值越小 D、密度计上的刻度(线),越靠近下端,刻度线越密
6、把同一支密度计分别浮在水、煤油和盐水中,静止时密度计浸入液体中的体积是 ( )(ρ煤油<ρ水<ρ盐水)
A. 在水中最大 B.在煤油中最大 C.在盐水中最大 D.一样大
7、在甲、乙、丙三个完全相同的试管内装入砂粒后,依次将它们直立于酒精、水、盐水三种液体中呈漂浮.若试管浸入液体部分深度都相同,则试管中所装砂粒( )
A.三管一样多 B.甲试管最多 C.乙试管最多 D.丙试管最多
8、同一支密度计在测量 a、b、c 三种液体密度时,静止后情形如上图所示,密度计在三种液体中受到的浮力 Fa、Fb、Fc 大小关系是___ __,液体密度ρa、ρb、ρc 大小关系是________________。
2.3、浮沉条件的应用
1、有四种飞行器:(1)直升飞机;(2)飞艇;(3)热气球;(4)滑翔机。其中利用空气浮力升空的是( )
A、(1)和(4) B、(2)和(3) C、(1)和(3) D、(2)和(4)
2、悬浮在水中的潜水艇排出水舱中的一部分水后,潜水艇将( )
A、下沉 B、上浮 C、仍悬浮在水中 D、先下沉后上浮
3、将小铁块和小木块放入一盆水中。结果发现木块浮在水面上,铁块沉入水底,就此现象,下列分析正确的是( )
A、木块受到浮力,铁块不受浮力 B、铁块沉入水底,所受浮力一定小于自身的重力
C、木块受到的浮力一定大于铁块所受的浮力 D、木块浮在水面上,所受浮力大于自身的重力
4、把密度为 0.6×103kg/m3、重为 12N 的木块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别是( )
A、漂浮,F浮>12N B、漂浮,F浮=12N C、沉底,F浮<12N D、沉底,F=12N
5、如图所示,一支未点燃的蜡烛的下端插入一根小铁钉,使蜡烛能直立漂浮在水面上,露出长度为 L,当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部分( )
A、还会重新露出水面 B、不会重新露出水面
C、以上两种可能都有 D、无法判断是否会重新露出水面
3.如图所示,甲、乙两球用细线相连,放入水中,细线受到的力为1N,它们一起悬浮在水中,如果细线断了,那么( )
A.甲、乙两球都下沉 B.甲、乙两球均悬浮在水中
C.甲球下沉,乙球上浮 D.甲球上浮,乙球下沉
4.将重为5N的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出2N的水,则物体受到的浮力( )
A.浮力一定为2N B.浮力一定等于5N C.浮力可能等于2N D.浮力可能为3N
5.放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器,分别盛有同种液体。现将体积相等的a、b两个物体分别放入甲、乙容器中,静止时,两液面相平,如图所示。则( )
A.物体a的密度大 B.物体b受到的浮力小
C.甲容器底部受到的压力小 D.两容器对桌面的压强一样大
7、如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确是( )
A、甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度 B、甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
C、鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
D、鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
8、把重为 5 牛的物体浸没入水中,受到的浮力为 6N,若不计水的阻力,当放开手后,下列说法正确的是( )
A、物体上浮,浮力为 5 牛 B、物体悬浮,浮力为 6 牛
C、物体漂浮,浮力为 5 牛 D、物体沉在水底,浮力为 6 牛
9、如图所示,把一个苹果放入浓盐水中,苹果处于漂浮状态.如果把水面以上的部分切去,则余下的部分( )
A、沉入水底 B、仍然漂浮 C、刚好悬浮 D、无法判断
10、把橡皮泥捏成小船放入水槽里,“小船”漂浮在水面(如图 a);然后把橡皮泥捏成一团放在水槽里,它沉在水底(如图 b),对这一实验现象,下列说法不正确的是( )
A、橡皮泥所受重力不变 B、橡皮泥漂浮时所受浮力比它沉底时所受浮力大
C、橡皮泥沉底时所受浮力等于它的重力 D、橡皮泥沉底时,它排开水的体积比漂浮时小
11、如图(a)所示,是伽利略彩球温度计,它外部为一根密封的玻璃管,内部装有透明液体,液体密度会随环境温度的升高而减小。透明液体中有数枚盛有不同颜色液体的密封小玻璃球,小球的体积相同,每个玻璃泡的底端挂有一个吊牌,上面标有一个温度值,图(b)为其示意图。
玻璃管中小玻璃球上下排列是有规律的,不管小球浮沉与否,都是由上到下按照吊牌温度排列。当所有小球静止时,所有上浮小球中最下方一个小球的吊牌温度即为当前所测的温度。
(1)若小球静止时,如图(b)所示,则当时的环境温度为 22 ℃;
(2)图(b)中各小球所受的浮力大小关系为 ,判断的依据是
;
(3)当环境温度升高到24℃,小球C将会 (选填“上浮”“悬浮”“下沉”)。
2.2、实验
1、小丽要研究金属圆柱体受的浮力与浸没在水中深度h的关系,实验装置如图甲所示,在弹簧测力计下挂一个金属圆柱体,测出金属圆柱体的重力,然后让圆柱体缓慢地浸入水中,从圆柱体底面接触水面开始,到完全浸没水中(未接触容器底部),记录圆柱体浸入水中不同深度h时测力计的示数,并得到测力计示数F1和圆柱体受的浮力F2随h变化的图象,图中能反映圆柱体受的浮力F2随h变化的图象是 (填①或②);从图中可以看出金属圆柱体与水的密度的关系是ρ金 2ρ水(填“>”“=”或“<”)。
2、某教师在“阿基米德原理”教学过程中,做了如下演示实验。
(1)在弹簧下端挂上小筒和金属块,记下弹簧伸长后指针位置O,如图甲所示。
(2)溢水杯中装满水,把金属块全部浸入溢水杯的水中,用烧杯收集排开的水,弹簧缩短,如图乙所示。
(3)把烧杯中的水全倒入小筒中,弹簧指针又恢复到原来位置O,如图丙所示。乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了,说明金属块受到
的作用;丙图弹簧指针又恢复到位置O,说明:
。
3、某小组同学探究在某一盛有液体的柱形容器内浸入某漂浮的实心物体前、后,容器底部所受液体压强的增加量△p液与哪些因素有关时,同学们猜想:△p液与漂浮的实心物体的密度ρ物和体积V物有关,于是选择了表一的六个物体,先后放入盛有某种液体的同一柱形容器中(液体均不溢出),并测得△p液。实验示意图及相应数据见下表。
实验序号
1
2
3
4
5
6
实验示意图
V物(米3)
0.001
0.001
0.001
0.0015
0.002
0.004
ρ物(千克/米3)
800
600
400
400
400
200
△p液(帕)
160
120
80
120
160
(1)根据表中试验序号1与4的数据, (选填“可以”或“不可以”)验证△p液与漂浮的实心物体的密度ρ物相关的猜想, 依据是: ;
(2)根据表中试验序号 的数据,可得到的初步结论是:当不同体积、相同ρ物的实心物体浸入盛有某种液体的同一柱形容器中漂浮时, 。
(3)该组同学还通过进一步分析得到了结论,请根据实验能够得到的结论填写实验序号6中相关数据:△p液为
帕。
4、某小组同学研究金属球在水中受到浮力的大小时,提出不同的猜想。猜想Ⅰ:金属球在水中所受的浮力F浮跟金属球的密度有关;猜想Ⅱ:金属球在水中所受的浮力F浮跟金属球浸入水中的深度有关。于是他们将半径均为5厘米但密度不同的金属球甲、乙分别挂在测力计下,将其逐步浸入水中进行实验。他们通过测出球心到水面的距离
h来表示金属球浸入水中的深度、并读出相应的测力计示数F且计算得出F浮,实验数据分别见表一、二。
表一 金属球甲 ρ甲= 3.0×103千克/米3
实验序号
1
2
3
4
5
6
球心到水面的距离h(厘米)
5
2
0
2
5
8
测力计示数F(牛)
15.7
14.6
13.1
11.6
10.5
10.5
金属球所受的浮力F浮(牛)
0
1.1
2.6
4.1
5.2
5.2
表二 金属球乙 ρ乙= 6.0×103千克/米3
实验序号
7
8
9
10
11
12
球心到水面的距离h(厘米)
5
2
0
2
5
6
测力计示数F(牛)
31.4
30.3
28.8
27.3
26.2
26.2
金属球所受的浮力F浮(牛)
0
1.1
2.6
4.1
5.2
5.2
① 该小组所进行的序号为1、7实验的示意图是图11中的 。(选填“a”或“b”)
② 分析比较实验序号2~6或8~12的实验数据及相关条件,可初步得出的结论是:同一金属球浸入水中的深度增加时,所受到水的浮力 。
③ 分析比较实验序号2和8、3和9、4和10或5和11的实验数据及相关条件,可初步得出的结论是: 。并由此可知,金属球在水中所受的浮力F浮跟金属球的密度无关。
④ 他们进一步提出问题:金属球在水中所受最大的浮力跟哪些因素有关?为继续研究,最需要添加的实验器材是:跟甲(或乙) 不同的金属球。(选填“半径”、“密度”或“质量”)
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