10.3 物体的浮沉条件及应用（知识解读 讲义）-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

本初中物理讲义聚焦“物体的浮沉条件及应用”核心知识点，系统梳理从浮沉条件（受力与密度关系）到浮力利用（轮船、潜水艇等）再到复杂问题模型分析（冰块熔化、绳子问题等）的递进脉络，搭建完整的学习支架。 资料通过典例（如苹果浮沉计算）与变式题（潜水艇模型、液面变化分析），培养科学思维中的模型建构与科学推理能力，结合生活实例（如盐水选种、汤圆煮熟）渗透科学探究，课中辅助教师教学，课后助力学生查漏补缺，强化知识应用。

10.3 （知识解读）（原卷版） •知识点1 物体的浮沉条件 •知识点2 浮力的利用 •知识点3 浮力的不同问题模型分析 •作业 随堂检测 知识点1 物体的浮沉条件 1、前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。 2、物体在液体中的浮沉条件 （1）上浮：F浮＞G 悬浮：F浮=G 漂浮：F浮=G。 （2）下沉：F浮＜G 沉底：F浮+N=G。 （3）如果被研究的物体的平均密度可以知道，则物体的浮沉条件可变成以下形式：①ρ物＜ρ液，上浮 ②ρ物=ρ液，悬浮 ③ρ物＞ρ液，下沉。 （4）冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。 3、漂浮问题的几个规律 规律1：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力。 规律2：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同。 规律3：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小。 规律4：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几。 规律5：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力，外力等于液体对物体增大的浮力。 规律6：完全浸入液体中的物体，物体密度与液体密度之比等于物体的重力与物体在液体中受到的浮力之比，公式表示为。 注意：改变物体的浮沉状态可以通过多种方式实现，‌包括但不限于调整物体的重量、‌形状和大小，‌以及通过改变液体密度或物体排开液体的体积来调节浮力。 【典例1】小明用手将质量为150g、体积为的苹果浸没在水中，苹果受到的浮力为___________N。松手后苹果将___________（填“上浮”，“下沉”，“悬浮”）。最后静止时，苹果受到的浮力为___________N。（g取10 N/kg，） 【变式1-1】小华用盐水清洗水果时，把苹果和李子浸入水中，静止后观察到的现象如图所示，苹果处于漂浮状态，李子处于悬浮状态。下列判断正确的是（　　） A．两水果受到的浮力一定相等 B．两水果的密度不等，苹果的密度大 C．李子受到的重力和浮力相等 D．两水果的重力不等，李子的重力大 【变式1-2】小浪制作了如图所示的潜水艇模型。关于该模型，以下说法正确的是（　　） A．潜水艇工作原理是改变自身体积 B．潜水艇漂浮在水面上时浮力大于重力 C．若想让潜水艇上浮，需要向左压注射器活塞 D．潜水艇在水面下匀速下潜时，受到非平衡力 【变式1-3】如图所示，将一盛有水的底面积为S的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上，用细线拴一重为G的小球，在细线拉力的作用下将小球浸没在水中，小球的体积为V，水的密度为ρ水。剪断细线后小球静止水对容器底的压强变化量为________ ，容器对桌面的压强变化量为_____ 。 知识点2 浮力的利用 1、轮船 （1）原理：将密度大于水的钢铁制成空心结构，增大排开水的体积，从而获得足够大的浮力（浮力≥重力），实现漂浮。 （2）衡量指标：用“排水量”表示（轮船满载时排开水的质量，等于船及货物的总质量），例如辽宁舰排水量约6万吨。 2、潜水艇 （1）原理：通过水舱充水/排水改变自身重力，实现浮沉。 （2）充水：重力＞浮力，潜水艇下潜。 （3）充水至重力=浮力：悬浮于水中。 （4）排水：重力＜浮力，潜水艇上浮。 3、气球和飞艇 （1）原理：充入密度小于空气的气体（如氦气、热空气），使浮力大于重力，实现升空。 （2）飞艇：加装发动机和吊篮实现定向航行，因安全（氦气替代氢气）、低能耗等优势近年被重新重视。 4、密度计 （1）结构：中间有体积较大的玻璃泡（增大排液体积），下方配重保证竖直漂浮。 （2）原理：漂浮时浮力等于重力（重力不变），液体密度越大，密度计排开液体的体积越小，因此可通过液面对应的刻度读取液体密度，广泛应用于酿酒、化工等领域。 5、调节浮力的大小：采用“空心”增大体积，从而增大浮力，使物体能漂浮在液面上。 6、浮力的利用：汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重力；汤圆煮熟时，它的体积增大，浮力也随之增大。 【典例2】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，良种沉底后，浮力消失 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，艇里充的氦气的密度大于空气的密度 D．图丁，气球上浮时的浮力小于重力 【变式2-1】以下设备或装置中不是利用“物体的浮沉条件”在流体中上升或下降的是（　　） A．船闸 B．潜水艇 C．热气球 D．飞艇 【变式2-2】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。 【变式2-3】如图所示是我国自主研制的两栖攻击舰——广西舰，它的排水量为4×10⁴t，则它满载时受到的浮力为______N；当广西舰由海水密度大的海域行驶到海水密度小的海域时，舰体将会______（选填“上浮”或“下沉”）一些。（g取10N/kg） 知识点3 浮力的不同问题模型分析 1、物体叠放导致液面变化问题：在物体叠放的情况下，‌如果在一个漂浮的物体上再放置另一个物体，‌总的浮力会发生变化，‌进而影响排开液体的体积和液面的高度。‌ 2、加减液面导致液面变化问题：当物体在液体中浮起或沉没时，‌浮力的变化会导致液面的升降。‌具体来说，‌当物体从浮起状态变为沉没状态时，‌总浮力减小，‌液面降低；‌反之，‌当物体从沉没状态变为浮起状态时，‌总浮力增大，‌液面升高。 3、冰块熔化问题 （1）当冰块中不含有其他物体时，‌冰融化前后的质量不变，冰块融化后对水面高度无影响。‌ （2）冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密度大于水的物体，冰化为水后液面下降。 4、浮力中的绳子、弹簧、杆的问题 （1）轻绳的特点： ①轻绳各处受力相等，且拉力方向沿着绳子。 ②轻绳不能伸长。 ③用轻绳连接的系统通过轻绳的碰撞、撞击时，系统的机械能有损失。 ④轻绳的弹力会发生突变。 （2）轻杆的特点： ①轻杆各处受力相等，其力的方向不一定沿着杆的方向。 ②轻杆不能伸长或压缩。 ③轻杆受到的弹力的方式有拉力或压力。 （3）轻弹簧的特点。 ①轻弹簧各处受力相等，其方向与弹簧形变的方向相反。 ②弹力的大小为F=kx，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的伸长量或缩短量。 ③弹簧的弹力不会发生突变。 5、剪断绳子问题：剪断绳子问题涉及浮力和力的平衡原理。‌当两个物体通过绳子连接并在水中悬浮时，‌每个物体都处于一种力的平衡状态，‌即重力与浮力相等。‌如果剪断绳子，‌物体的状态会发生变化，‌这取决于物体本身的密度和体积。 【典例3】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。 【变式3-1】烧杯中的鸡蛋受到的浮力F随时间t变化的图像如图所示，则下列情况符合图示的是（    ） A．将鸡蛋放在烧杯中，慢慢向烧杯中加水 B．鸡蛋漂浮在盐水中，慢慢向烧杯中加水 C．鸡蛋漂浮在盐水中，用力将鸡蛋缓慢压到水面下 D．鸡蛋沉在烧杯底部，不断向烧杯中均匀地加入食盐并搅拌，鸡蛋逐渐浮出水面 【变式3-2】舰载机在福建舰上降落时，飞机尾钩必须挂住甲板上的弹性阻拦索才能迅速停下来，舰载机对阻拦索的力与阻拦索对舰载机的力是一对______；舰载机着落在航母甲板上时受到的支持力是因为______（选填“航母甲板”或“舰载机”）发生了形变而产生的，福建舰所受的浮力将______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【变式3-3】密度为，边长为的正方体木块，静止在水面上，求： (1)木块重； (2)木块受到的浮力； (3)木块浸入水中的体积？（） 1．热气球以恒定速度竖直下降至空中某一高度时，有一物体从热气球中脱落，若热气球所受浮力保持不变，则热气球（    ） A．将立即上升 B．将一直下降 C．合力向下 D．合力向上 2．将同一鸡蛋分别放入清水和盐水中，鸡蛋在清水中下沉，在盐水中漂浮，这是因为（　　） A．鸡蛋在盐水中受到的重力减小 B．鸡蛋在盐水中受到的浮力增大 C．鸡蛋的密度在盐水中变小 D．鸡蛋的体积在盐水中变大 3．关于轮船的说法正确的是（　　）​ A．轮船的排水量越大，载重量越大​ B．轮船从大海驶入江河，船身会下沉一些​ C．轮船的浮力始终大于自身重力​ D．轮船的 “空心” 结构是为了减小浮力​ 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．下列设备或装置中利用“物体的浮沉条件”来工作的是（　　） A．气垫船 B．抽水机 C．船闸 D．潜水艇 6．在传统农耕文化中，劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子，下列说法正确的是（　　） A．种子上浮过程中盐水对种子的压强变大 B．漂浮的种子受到的浮力大于自身重力 C．下沉的种子密度比盐水的密度大 D．沉底的种子受到重力和浮力 7．如图所示，两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球沉底如图甲所示；放入乙液体中，两球静止时的情况如图乙所示，两容器中液面刚好相平，则下列说法正确的是（　　） A．小球A的密度大于小球B的密度 B．甲液体的密度大于乙液体的密度 C．小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力 D．甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强 8．俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中会漂浮，李子投入水中会下沉。对此现象，下列说法正确的是 A．西瓜的密度比李子的密度大 B．西瓜漂浮时所受浮力大于重力 C．李子下沉过程中所受水的压强不变 D．李子浸没后，下沉过程中所受浮力大小不变 9．水平桌面上有一装有适量水的足够高的柱形水槽，水中放一个木块，将铁块a放在木块上，静止时木块刚好浸没在水中（如图甲）；将铁块a用细线系在木块下面，静止时木块体积的五分之一露出水面（如图乙）。若木块体积为V，则铁块a的体积是（　　） A． B．5V C． D．V 10．2024年5月1日8时许，我国第三艘航空母舰福建舰从上海江南造船厂码头解缆启航，赴相关海域开展首次航行试验。航母从长江驶入大海后所受浮力大小将______，当舰载机飞离航母后，航母所受浮力______（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 11．一个实心球重为6N，体积为，这个球的密度是___________；把它放在水面足够广，水足够深的水中，静止时它受到的浮力是__________ N。（g=10N/kg） 12．将一块橡皮泥揉成圆球放入水中，橡皮泥很快沉入水底，静止时如图甲所示；把这块橡皮泥捏成小船形状，橡皮泥小船静止时漂浮在水面上，如图乙所示。两次实验中，橡皮泥所受的浮力的大小关系为________，橡皮泥排开水的体积的大小关系为________。（均选填“>”“<”或“=”） 13．如图所示是古人打捞铁牛的情景。铁牛质量为3吨，体积为，沉没于河底。用大船装满沙子，把铁牛系到船上，船和沙子的总质量为5000kg。铁牛完全浸没时受到的浮力是___________N。打捞时，慢慢地卸掉船上的沙子。已知船满载时的排水体积为。则至少需从船中取出___________kg的沙子，才能使铁牛和船共同上浮。取）。 14．如图甲所示，水平桌面上放置一容器，将一长方体木块不吸水用细线拴在空容器的底部，然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与水面相平，在此整个过程中，木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如图乙所示。则细线的长度为___________cm；木块的体积为___________；水对容器底部最大的压强为___________Pa，图甲状态时，若将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，此时容器对桌面的压强将___________选填“变大”“不变”或“变小”。，g取 15．如图所示，容器中装有水，水中有一个木块被细线系着，已知水深为0.5m，木块的体积为4×10-3m3，质量为2.4kg，求：（，） (1)木块受到的浮力； (2)细线对木块的拉力。 16．如图所示，一个高度为40cm、底部面积为、密度为均匀长方体塑料块放于水中，它静止时处于竖直状态。（，） (1)求塑料块排开水的体积； (2)当在塑料块上放置一物体时，塑料块露出水面的高度为5cm，求物体的质量。 17．某潜水器总质量为230kg（包含20块质量均为2.5kg的压载铁），在水下运动时受到水的阻力f和竖直向上的浮力。水的阻力f大小与速度v的关系如下表所示。潜水器在水面下受到的浮力且始终不变。求： 0.5 1 1.5 75 300 675 (1)潜水器所受到的总重力。 (2)潜水器竖直向下匀速运动时受力分析情况如图甲所示，此时的速度是多少？ (3)请在图乙中画出潜水器竖直向上运动时受到的阻力，若要让潜水器以的速度匀速上升，需要抛弃多少块压载铁？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.3 （知识解读）（解析版） •知识点1 物体的浮沉条件 •知识点2 浮力的利用 •知识点3 浮力的不同问题模型分析 •作业 随堂检测 知识点1 物体的浮沉条件 1、前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。 2、物体在液体中的浮沉条件 （1）上浮：F浮＞G 悬浮：F浮=G 漂浮：F浮=G。 （2）下沉：F浮＜G 沉底：F浮+N=G。 （3）如果被研究的物体的平均密度可以知道，则物体的浮沉条件可变成以下形式：①ρ物＜ρ液，上浮 ②ρ物=ρ液，悬浮 ③ρ物＞ρ液，下沉。 （4）冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。 3、漂浮问题的几个规律 规律1：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力。 规律2：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同。 规律3：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小。 规律4：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几。 规律5：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力，外力等于液体对物体增大的浮力。 规律6：完全浸入液体中的物体，物体密度与液体密度之比等于物体的重力与物体在液体中受到的浮力之比，公式表示为。 注意：改变物体的浮沉状态可以通过多种方式实现，‌包括但不限于调整物体的重量、‌形状和大小，‌以及通过改变液体密度或物体排开液体的体积来调节浮力。 【典例1】小明用手将质量为150g、体积为的苹果浸没在水中，苹果受到的浮力为___________N。松手后苹果将___________（填“上浮”，“下沉”，“悬浮”）。最后静止时，苹果受到的浮力为___________N。（g取10 N/kg，） 【答案】 1.6 上浮 1.5 【详解】[1][2][3]苹果浸没在水中，排开水的体积等于苹果的体积 则苹果受到的浮力为 苹果的质量为 苹果的重力为 由于，则松手后苹果将上浮，最后静止时，苹果受到的浮力等于苹果的重力 【变式1-1】小华用盐水清洗水果时，把苹果和李子浸入水中，静止后观察到的现象如图所示，苹果处于漂浮状态，李子处于悬浮状态。下列判断正确的是（　　） A．两水果受到的浮力一定相等 B．两水果的密度不等，苹果的密度大 C．李子受到的重力和浮力相等 D．两水果的重力不等，李子的重力大 【答案】C 【详解】A．根据F浮=ρ液gV排，由题意，苹果和李子都浸入盐水中，液体密度相同，因为苹果和李子排开液体的体积不能确定，所以苹果和李子受到盐水的浮力大小不能确定，故A错误； B．由题意，苹果处于漂浮状态，则苹果的密度小于盐水的密度；李子悬浮时，则李子的密度等于盐水的密度；所以苹果的密度小于李子的密度，故B错误； CD．苹果处于漂浮状态，苹果的重力等于受到的浮力，李子悬浮时，李子的重力等于受到的浮力，由于苹果和李子受到盐水的浮力大小不能确定，所以苹果和李子的重力大小不能确定，故C正确，D错误。 故选C。 【变式1-2】小浪制作了如图所示的潜水艇模型。关于该模型，以下说法正确的是（　　） A．潜水艇工作原理是改变自身体积 B．潜水艇漂浮在水面上时浮力大于重力 C．若想让潜水艇上浮，需要向左压注射器活塞 D．潜水艇在水面下匀速下潜时，受到非平衡力 【答案】C 【详解】A．潜水艇模型浸没在水中时，排开水的体积等于其自身体积，保持不变，根据阿基米德原理 可知，其受到的浮力不变。潜水艇是通过吸水或排水来改变自身重力，从而实现上浮或下沉的，而不是改变自身体积，故A错误； B．根据物体的浮沉条件，当物体漂浮在水面上时，物体处于平衡状态，受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等，即 ，故B错误； C．若想让潜水艇上浮，在浮力（体积）不变的情况下，需要减小自身的重力，使 。如图所示，向左压注射器活塞，将空气压入潜水艇模型内，模型内部气压增大，将模型内的水排出，使模型的总重力减小。当总重力小于浮力时，潜水艇模型会上浮，故C正确； D．潜水艇在水面下匀速下潜时，做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的合力为，即受到的是平衡力，故D错误。 故选C。 【变式1-3】如图所示，将一盛有水的底面积为S的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上，用细线拴一重为G的小球，在细线拉力的作用下将小球浸没在水中，小球的体积为V，水的密度为ρ水。剪断细线后小球静止水对容器底的压强变化量为________ ，容器对桌面的压强变化量为_____ 。 【答案】 0 【分析】先求出排开水的体积变化量，然后根据排开水的体积变化量求出水的深度变化量，再求出水对容器底的压强变化量。将容器、水、球看成一个整体，再分析容器对桌面压强的变化量。 【详解】[1]由图可知，细线一端固定在容器底部，向下拉小球使小球浸没在水中，说明小球密度小于水的密度，剪断细线后小球上浮最终漂浮。剪断前小球浸没， 浮力 剪断后小球漂浮，浮力等于重力 此时排开水的体积​ 排开水的体积减小量 液面下降高度 根据液体压强公式，水对容器底的压强变化量 [2]容器对桌面的压力等于容器、水、小球的总重力，剪断细线前后，总重力不变，因此容器对桌面的压力变化量 根据得压强变化量 知识点2 浮力的利用 1、轮船 （1）原理：将密度大于水的钢铁制成空心结构，增大排开水的体积，从而获得足够大的浮力（浮力≥重力），实现漂浮。 （2）衡量指标：用“排水量”表示（轮船满载时排开水的质量，等于船及货物的总质量），例如辽宁舰排水量约6万吨。 2、潜水艇 （1）原理：通过水舱充水/排水改变自身重力，实现浮沉。 （2）充水：重力＞浮力，潜水艇下潜。 （3）充水至重力=浮力：悬浮于水中。 （4）排水：重力＜浮力，潜水艇上浮。 3、气球和飞艇 （1）原理：充入密度小于空气的气体（如氦气、热空气），使浮力大于重力，实现升空。 （2）飞艇：加装发动机和吊篮实现定向航行，因安全（氦气替代氢气）、低能耗等优势近年被重新重视。 4、密度计 （1）结构：中间有体积较大的玻璃泡（增大排液体积），下方配重保证竖直漂浮。 （2）原理：漂浮时浮力等于重力（重力不变），液体密度越大，密度计排开液体的体积越小，因此可通过液面对应的刻度读取液体密度，广泛应用于酿酒、化工等领域。 5、调节浮力的大小：采用“空心”增大体积，从而增大浮力，使物体能漂浮在液面上。 6、浮力的利用：汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重力；汤圆煮熟时，它的体积增大，浮力也随之增大。 【典例2】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，良种沉底后，浮力消失 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，艇里充的氦气的密度大于空气的密度 D．图丁，气球上浮时的浮力小于重力 【答案】B 【详解】A．液体对浸在液体中的物体都有浮力，沉底是因为浮力小于重力，良种沉底后，浮力没有消失，故A错误； B．巨轮之所以能够浮在水面上，是利用阿基米德原理，通过增大排开液体的体积来增大浮力，所以巨轮用做成空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力，故B正确； C．艇里充入的氦气密度小于空气的密度，这样艇受到的浮力大于重力才能上浮，故C错误； D．根据物体的浮沉条件，气球上浮时，浮力大于重力，故D错误。 故选B。 【变式2-1】以下设备或装置中不是利用“物体的浮沉条件”在流体中上升或下降的是（　　） A．船闸 B．潜水艇 C．热气球 D．飞艇 【答案】A 【详解】A．船闸是利用连通器原理工作的，故A符合题意； B．潜水艇是通过改变自身的重力来实现上浮和下潜的，它利用了物体的浮沉条件，故B不符合题意； C．热气球是通过加热使内部空气膨胀，内部空气密度减小，使得浮力大于重力从而实现升空，利用了物体的浮沉条件，故C不符合题意； D．飞艇是通过在内部填充密度小于空气的气体，使得浮力大于重力从而实现升空，利用了物体的浮沉条件，故D不符合题意。 故选A。 【变式2-2】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。 【变式2-3】如图所示是我国自主研制的两栖攻击舰——广西舰，它的排水量为4×10⁴t，则它满载时受到的浮力为______N；当广西舰由海水密度大的海域行驶到海水密度小的海域时，舰体将会______（选填“上浮”或“下沉”）一些。（g取10N/kg） 【答案】 下沉 【详解】[1]广西舰满载时受到的浮力为F浮=m排g=4×107kg×10N/kg=4×108N [2]广西舰航行时漂浮，受到的浮力等于重力，从海水密度较大的海域驶入密度较小的海域时，重力不变，所以浮力不变，再根据F浮=ρ液gV排可知，在海水密度变小时，它排开海水的体积变大，因此会下沉一些。 知识点3 浮力的不同问题模型分析 1、物体叠放导致液面变化问题：在物体叠放的情况下，‌如果在一个漂浮的物体上再放置另一个物体，‌总的浮力会发生变化，‌进而影响排开液体的体积和液面的高度。‌ 2、加减液面导致液面变化问题：当物体在液体中浮起或沉没时，‌浮力的变化会导致液面的升降。‌具体来说，‌当物体从浮起状态变为沉没状态时，‌总浮力减小，‌液面降低；‌反之，‌当物体从沉没状态变为浮起状态时，‌总浮力增大，‌液面升高。 3、冰块熔化问题 （1）当冰块中不含有其他物体时，‌冰融化前后的质量不变，冰块融化后对水面高度无影响。‌ （2）冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密度大于水的物体，冰化为水后液面下降。 4、浮力中的绳子、弹簧、杆的问题 （1）轻绳的特点： ①轻绳各处受力相等，且拉力方向沿着绳子。 ②轻绳不能伸长。 ③用轻绳连接的系统通过轻绳的碰撞、撞击时，系统的机械能有损失。 ④轻绳的弹力会发生突变。 （2）轻杆的特点： ①轻杆各处受力相等，其力的方向不一定沿着杆的方向。 ②轻杆不能伸长或压缩。 ③轻杆受到的弹力的方式有拉力或压力。 （3）轻弹簧的特点。 ①轻弹簧各处受力相等，其方向与弹簧形变的方向相反。 ②弹力的大小为F=kx，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的伸长量或缩短量。 ③弹簧的弹力不会发生突变。 5、剪断绳子问题：剪断绳子问题涉及浮力和力的平衡原理。‌当两个物体通过绳子连接并在水中悬浮时，‌每个物体都处于一种力的平衡状态，‌即重力与浮力相等。‌如果剪断绳子，‌物体的状态会发生变化，‌这取决于物体本身的密度和体积。 【典例3】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。 【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。 【变式3-1】烧杯中的鸡蛋受到的浮力F随时间t变化的图像如图所示，则下列情况符合图示的是（    ） A．将鸡蛋放在烧杯中，慢慢向烧杯中加水 B．鸡蛋漂浮在盐水中，慢慢向烧杯中加水 C．鸡蛋漂浮在盐水中，用力将鸡蛋缓慢压到水面下 D．鸡蛋沉在烧杯底部，不断向烧杯中均匀地加入食盐并搅拌，鸡蛋逐渐浮出水面 【答案】C 【详解】A．将鸡蛋放在烧杯中，慢慢向烧杯中加水，开始没有水时，鸡蛋受到的浮力为0，故A不符合题意； B．鸡蛋漂浮在盐水中，慢慢向烧杯中加水，盐水的密度逐渐变小，开始时鸡蛋逐渐浸入液体，鸡蛋仍漂浮，浮力不变，当鸡蛋完全浸没后，鸡蛋排开液体的体积不变，液体的密度变小，鸡蛋受到的浮力变小，故B不符合题意； C．鸡蛋漂浮在盐水中，用力将鸡蛋缓慢压到水面下，液体的密度不变，排开液体的体积逐渐变大，根据可知，受到的浮力逐渐变大；当鸡蛋浸没后，排开液体的体积不变，液体的密度不变，则浮力不变，因此鸡蛋所受浮力的变化是先增加后不变，故C符合题意； D．鸡蛋沉在烧杯底部，不断向烧杯中均匀地加入食盐并搅拌，鸡蛋露出液面前，排开液体的体积不变，液体的密度变大，根据可知，鸡蛋受到的浮力变大，当鸡蛋悬浮时受到的浮力刚好和鸡蛋的重力相等，再加盐，液体的密度继续变大，鸡蛋受到的浮力会大于重力，鸡蛋加速上浮，最终漂浮，漂浮时浮力等于重力，继续加盐，鸡蛋始终漂浮，浮力不变，因此鸡蛋受到的浮力是先增加直到超过鸡蛋的重力后减小到与重力大小相等，保持不变，故D不符合题意。 故选C。 【变式3-2】舰载机在福建舰上降落时，飞机尾钩必须挂住甲板上的弹性阻拦索才能迅速停下来，舰载机对阻拦索的力与阻拦索对舰载机的力是一对______；舰载机着落在航母甲板上时受到的支持力是因为______（选填“航母甲板”或“舰载机”）发生了形变而产生的，福建舰所受的浮力将______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 相互作用力 航母甲板 变大 【详解】[1]舰载机对阻拦索的力与阻拦索对舰载机的力，受力物体不同，大小相等，方向相反，满足相互作用力的条件，因此属于一对相互作用力。 [2]弹力由施力物体形变产生，舰载机受到的支持力是航母甲板形变后为恢复原状产生的力。 [3]舰载机降落时，福建舰总重力增大，根据物体的浮沉条件可知，福建舰始终漂浮，则浮力等于重力，总重力变大则浮力变大。 【变式3-3】密度为，边长为的正方体木块，静止在水面上，求： (1)木块重； (2)木块受到的浮力； (3)木块浸入水中的体积？（） 【详解】（1）木块质量 重力 （2）木块漂浮时浮力等于自身重力大小，即 （3）木块浸入水中的体积 1．热气球以恒定速度竖直下降至空中某一高度时，有一物体从热气球中脱落，若热气球所受浮力保持不变，则热气球（    ） A．将立即上升 B．将一直下降 C．合力向下 D．合力向上 【答案】D 【详解】热气球以恒定的速度竖直下降时处于平衡状态，受到的总重力和浮力是一对平衡力，两个力大小相等，方向相反。从热气球里脱落出一个物体后，热气球受到的总重力减小，若热气球所受到的浮力保持不变，则此时热气球受到的总重力小于浮力，热气球受到的合力的方向向上。故D正确，ABC错误。 故选 D。 2．将同一鸡蛋分别放入清水和盐水中，鸡蛋在清水中下沉，在盐水中漂浮，这是因为（　　） A．鸡蛋在盐水中受到的重力减小 B．鸡蛋在盐水中受到的浮力增大 C．鸡蛋的密度在盐水中变小 D．鸡蛋的体积在盐水中变大 【答案】B 【详解】A．鸡蛋的重力由质量决定，同一鸡蛋质量不变，重力也不变，故A不符合题意； B．鸡蛋在清水中下沉，浮力小于重力；在盐水中漂浮，浮力等于重力。由于盐水密度更大，排开液体的体积虽减少，但浮力增大至等于重力，故B符合题意； C．鸡蛋的密度是自身属性，不会因液体改变，故C不符合题意； D．鸡蛋的体积由自身结构决定，不会因液体改变，故D不符合题意。 故选B。 3．关于轮船的说法正确的是（　　）​ A．轮船的排水量越大，载重量越大​ B．轮船从大海驶入江河，船身会下沉一些​ C．轮船的浮力始终大于自身重力​ D．轮船的 “空心” 结构是为了减小浮力​ 【答案】B 【详解】A．轮船的排水量是指满载时排开水的总质量，等于轮船自身质量与载重量之和，排水量越大，若轮船自身质量也大，载重量不一定越大，故A错误； B．轮船从大海驶入江河，始终处于漂浮状态，浮力等于自身重力，重力不变则浮力不变。根据阿基米德原理，江水密度小于海水密度，在浮力不变时，液体密度减小，排开液体的体积增大，所以船身会下沉一些，故B正确； C．轮船正常航行时处于漂浮状态，浮力等于总重力，故C错误； D．轮船的“空心”结构是为了增大排开水的体积，根据阿基米德原理，排开液体体积越大，受到的浮力越大，从而使轮船能漂浮在水面上，不是为了减小浮力，故D错误。 故选B。 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．下列设备或装置中利用“物体的浮沉条件”来工作的是（　　） A．气垫船 B．抽水机 C．船闸 D．潜水艇 【答案】D 【详解】A．气垫船是利用船体下方的高压气体将船体抬离水面，从而减小航行时的阻力。是通过使用接触面分离来减小阻力。故A不符合题意； B．抽水机是利用大气压强将水抽上来的。当活塞上提时，筒内气压减小，外界大气压将水压入筒内。其工作原理是大气压的应用，。故B不符合题意； C．船闸是利用连通器原理工作的。通过调节闸门，使闸室内的水位与上游或下游的水位齐平，从而让船只顺利通过。其工作原理是连通器原理，故C不符合题意； D．潜水艇通过向水舱充水或排水来改变自身的重力。当潜水艇所受重力大于其所受浮力时，它就下沉；当重力小于浮力时，它就上浮；当重力等于浮力时，它可以悬浮在水中。这是对物体浮沉条件的直接应用。故D符合题意。 故选D。 6．在传统农耕文化中，劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子，下列说法正确的是（　　） A．种子上浮过程中盐水对种子的压强变大 B．漂浮的种子受到的浮力大于自身重力 C．下沉的种子密度比盐水的密度大 D．沉底的种子受到重力和浮力 【答案】C 【详解】A．液体压强公式为，种子上浮时深度不断减小，盐水密度不变，因此盐水对种子的压强变小，故A错误； B．根据浮沉条件，漂浮的种子受力平衡，受到的浮力等于自身重力，故B错误； C．根据浮沉条件，当物体密度大于液体密度时，物体下沉，因此下沉的种子密度比盐水密度大，故C正确； D．沉底的种子除重力、浮力外，还受到容器底部对它的支持力，共三个力作用，故D错误。 故选C。 7．如图所示，两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球沉底如图甲所示；放入乙液体中，两球静止时的情况如图乙所示，两容器中液面刚好相平，则下列说法正确的是（　　） A．小球A的密度大于小球B的密度 B．甲液体的密度大于乙液体的密度 C．小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力 D．甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强 【答案】D 【详解】A．在乙液体中，A漂浮，则A的密度小于乙液体的密度；B下沉，B的密度大于乙液体的密度；则A的密度小于B的密度，故A错误； B．在甲液体中，A下沉，A的密度大于甲液体的密度，又因为A的密度小于乙液体的密度，故乙液体的密度大于甲液体的密度，故B错误； C．在甲液体中，A下沉，浮力小于重力，在乙液体中，A漂浮，浮力等于重力，故小球A在乙液体中受到的浮力较大，故C错误； D．因为，根据，两容器中液面刚好相平，所以甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强，故D正确。 故选D。 8．俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中会漂浮，李子投入水中会下沉。对此现象，下列说法正确的是（    ） A．西瓜的密度比李子的密度大 B．西瓜漂浮时所受浮力大于重力 C．李子下沉过程中所受水的压强不变 D．李子浸没后，下沉过程中所受浮力大小不变 【答案】D 【详解】A．当物体漂浮时；当物体下沉时。则西瓜漂浮时西瓜密度比水小；李子下沉时李子密度比水大，则西瓜的密度比李子密度小。故A错误； B．当物体漂浮时，。则西瓜漂浮时所受浮力等于它自身重力，故B错误； C．液体压强随深度增加而增大。李子下沉过程中，深度增加，所受水的压强增大，故C错误； D．李子浸没后，下沉过程中排开水的体积不变，根据阿基米德原理可知，李子所受浮力不变，故D正确。 故选D。 9．水平桌面上有一装有适量水的足够高的柱形水槽，水中放一个木块，将铁块a放在木块上，静止时木块刚好浸没在水中（如图甲）；将铁块a用细线系在木块下面，静止时木块体积的五分之一露出水面（如图乙）。若木块体积为V，则铁块a的体积是（　　） A． B．5V C． D．V 【答案】A 【详解】将木块和铁块a看作整体，整体在甲、乙中均漂浮，浮力等于重力，整体重力相等，则整体受到的浮力相等，根据可得，，解得铁块a的体积。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 10．2024年5月1日8时许，我国第三艘航空母舰福建舰从上海江南造船厂码头解缆启航，赴相关海域开展首次航行试验。航母从长江驶入大海后所受浮力大小将______，当舰载机飞离航母后，航母所受浮力______（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 不变 变小 【详解】[1]航母从长江驶入大海后，航母仍处于漂浮状态，航母所受浮力等于航母的重力，航母的重力不变，所以航母所受浮力大小将不变。 [2]当舰载机飞离航母后，航母的重力变小，航母仍处于漂浮状态，航母所受浮力等于航母的重力，所以航母所受浮力大小将变小。 11．一个实心球重为6N，体积为，这个球的密度是___________；把它放在水面足够广，水足够深的水中，静止时它受到的浮力是__________ N。（g=10N/kg） 【答案】 6 【详解】 [1]实心球质量 球的密度 [2]实心球密度等于水的密度，因此放入水中静止后处于悬浮状态，悬浮时浮力等于自身重力，即 12．将一块橡皮泥揉成圆球放入水中，橡皮泥很快沉入水底，静止时如图甲所示；把这块橡皮泥捏成小船形状，橡皮泥小船静止时漂浮在水面上，如图乙所示。两次实验中，橡皮泥所受的浮力的大小关系为________，橡皮泥排开水的体积的大小关系为________。（均选填“>”“<”或“=”） 【答案】 < < 【详解】[1][2]将橡皮泥揉成圆球与将橡皮泥捏成小船相比，橡皮泥的质量不变，重力不变，圆球状的橡皮泥静止时沉底，受到的浮力小于自身重力，小船状的橡皮泥静止时漂浮，受到的浮力等于自身重力，故；根据阿基米德原理可知，圆球状的橡皮泥排开水的体积较小，即。 13．如图所示是古人打捞铁牛的情景。铁牛质量为3吨，体积为，沉没于河底。用大船装满沙子，把铁牛系到船上，船和沙子的总质量为5000kg。铁牛完全浸没时受到的浮力是___________N。打捞时，慢慢地卸掉船上的沙子。已知船满载时的排水体积为。则至少需从船中取出___________kg的沙子，才能使铁牛和船共同上浮。取）。 【答案】 4000 2600 【详解】[1]根据阿基米德原理，铁牛完全浸没时排开水的体积 铁牛完全浸没时受到的浮力 [2]将船、剩余沙子、铁牛看成整体，刚好能上浮时，总浮力等于总重力；船满载时最大浮力 总浮力 铁牛质量 原船和沙子总质量 设取出沙子质量为，则总重力 平衡时 解得 故至少需从船中取出2600kg的沙子。 14．如图甲所示，水平桌面上放置一容器，将一长方体木块不吸水用细线拴在空容器的底部，然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与水面相平，在此整个过程中，木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如图乙所示。则细线的长度为___________cm；木块的体积为___________；水对容器底部最大的压强为___________Pa，图甲状态时，若将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，此时容器对桌面的压强将___________选填“变大”“不变”或“变小”。，g取 【答案】 7 不变 【详解】[1]当，木块刚好漂浮，此刻木块向上运动；当，绳子刚好被拉直；所以绳子的长度 [2]当水深h=22cm时，木块上表面与水面相平即木块完全浸没，此时受到的最大浮力，根据阿基米德原理，当木块完全浸没时，可，得 [3]根据液体压强公式可知水对容器底部最大的压强为 [4]图甲状态时，若将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，根据 可知，此时容器对桌面的压力不变，根据可知，压强将不变。 15．如图所示，容器中装有水，水中有一个木块被细线系着，已知水深为0.5m，木块的体积为4×10-3m3，质量为2.4kg，求：（，） (1)木块受到的浮力； (2)细线对木块的拉力。 【详解】（1）由图，木块浸没，木块排开水的体积等于木块体积，则木块受到的浮力 （2）木块的重力 木块静止，对木块受力分析得 所以细线对木块的拉力 16．如图所示，一个高度为40cm、底部面积为、密度为均匀长方体塑料块放于水中，它静止时处于竖直状态。（，） (1)求塑料块排开水的体积； (2)当在塑料块上放置一物体时，塑料块露出水面的高度为5cm，求物体的质量。 【详解】（1）塑料块的体积 塑料块的质量 塑料块的重力 因塑料块静止时处于漂浮状态，浮力等于重力，则塑料块排开水的体积 （2）当塑料块上放置某物体时，塑料块排开水的体积 塑料块和物体受到的总浮力 因塑料块和物体整体处于漂浮状态，所以塑料块和物体的总重力 则物体的重力 物体的质量 17．某潜水器总质量为230kg（包含20块质量均为2.5kg的压载铁），在水下运动时受到水的阻力f和竖直向上的浮力。水的阻力f大小与速度v的关系如下表所示。潜水器在水面下受到的浮力且始终不变。求： 0.5 1 1.5 75 300 675 (1)潜水器所受到的总重力。 (2)潜水器竖直向下匀速运动时受力分析情况如图甲所示，此时的速度是多少？ (3)请在图乙中画出潜水器竖直向上运动时受到的阻力，若要让潜水器以的速度匀速上升，需要抛弃多少块压载铁？ 【详解】（1）潜水器的总质量为230kg，其所受总重力 （2）潜水器竖直向下匀速运动时，处于平衡状态，受力平衡。由图甲可知，潜水器受到竖直向下的总重力G总，竖直向上的浮力F浮和阻力f1。根据平衡条件有 则潜水器受到的阻力 查表可知，当阻力f=300N时，对应的速度为1m/s，所以此时速度为1m/s。 （3）潜水器竖直向上运动时，受到的阻力f2方向与运动方向相反，即竖直向下，如下图所示： 当潜水器以0.5m/s的速度匀速上升时，再次处于平衡状态。此时潜水器受到竖直向上的浮力F浮，竖直向下的重力G和阻力f2。查表可知，当速度为0.5m/s时，对应的阻力f2=75N 根据平衡条件有 则此时潜水器的重力 需要抛弃的压载铁的总重力 每块压载铁的质量为2.5kg，其重力 需要抛弃的压载铁的数量 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $