10.3 物体的浮沉条件及应用 讲义-2025-2026学年人教版物理八年级下学期
10.3 物体的浮沉条件及应用
一、【基础知识】
知识点一 物体的浮沉条件及其应用
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
上浮 | 下沉 | 漂浮 | 悬浮 | 沉底 |
F浮 > G | F浮 < G | p物 > p液 | p物 > p液 | F浮+F支=G物 |
p物 < p液 | p物 > p液 | p物 < p液 | p物 = p液 | p物 > p液 |
物体处于动态(运动状态不断改变),受到的是非平衡力 | 可以停留在液体中的任意深度处 | 上浮的最终状态,并静止在页面上 | 下沉的最终状态 | |
物体处于静止状态,受平衡力 | ||||
3、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。
4、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。
知识点二 浮力的利用
1、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。
2、轮船采用了把它做成空心的办法,使它能够排开更多的水,增大浮力,使轮船能漂浮在水面上。特别提示:排水量=船身质量+满载货物时的质量
3、潜水艇:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。
4、气球和气艇:气球和飞艇,体内充有密度小于空气的气体(氢气、氦气、热空气),从浮力与重力的大小关系来解释气球升空。
5、密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的。
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。
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二、【典例解析】
题型 1:物体的浮与沉
【典例 1-1】小延洗水果时,发现体积较大的香瓜漂浮在水面上,而体积较小的李子却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A .李子的密度小于香瓜的密度
B .香瓜受到的浮力大于它受到的重力
C .若将香瓜浸没在水中,它受到的浮力大于受到的重力
D .李子受到的浮力大于它受到的重力
【典例 1-2】如图所示,重为 4N 的物块,用细线挂在弹簧测力计下浸没在水中,静止时测力计的示数为3N。
(1)物块受到浮力的大小为 N,方向 。
(2)若剪断细线,物块将 。
A .上浮
B .悬浮
C .下沉
3.小丽帮妈妈洗菜时发现,将质量相等的茄子和土豆同时放入水中,茄子浮在水面而土豆沉在盆底,如图所示。下列分析正确的是( )
A .茄子受到的浮力大于它受到的重力
B .土豆排开水的重力等于自身的重力
C .茄子受到的浮力大于土豆受到的浮力
D .茄子的体积小于土豆的体积
4.小灿将一个重为 0.5N 的鸡蛋放入一杯水中,鸡蛋下沉到水底处于静止状态时受到的浮力为 F1,小灿加入食盐并搅拌直至鸡蛋处于悬浮状态时受到的浮力为 F2,然后又向杯子里加入一些食盐搅拌,使得鸡蛋上浮最终处于漂浮状态时受到的浮力为 F3,下面选项正确的是( )
A .F1<0.5N F2 =0.5N F3>0.5N
B .F1 =0.5N F2>0.5N F3>0.5N
C .F1<0.5N F2 =0.5N F3 =0.5N
D .F1 =0.5N F2>0.5N F3 =0.5N
题型 2:根据物体的浮与沉根据判断物体的密度或者液体密度
【典例 2-1】甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把它们放入水中静止后的情况如图所示,则下列说法正确的是( )
A .甲球受到的浮力小于乙球受到的浮力
B .丙球受到的浮力大于丁球受到的浮力
C .甲球的密度等于乙球的密度
D .丙球的密度大于丁球的密度
【典例 2-2】如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器中装有体积相等的不同液体(密度分别为 ρ 甲、ρ乙)。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,则液体密度 ρ 甲 ρ 乙,物体所受浮力 FA FB。(均选填“>”、“<”或“=”)
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7.小津把体积相等的三种不同的水果放进水中,水果静止后出现了如图所示的情况,A 漂浮,B 悬浮,C沉底,关于它们的密度和浮力的大小关系判断正确的是( )
A .ρA <ρB <ρC B .ρA>ρB>ρC C .FA<FB<FC D .FA =FB<FC
8.如图所示,水平桌面上有 A 、B 两个相同容器,分别装有密度为 ρ1 、ρ2 的两种不同液体,将两个相同的小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器液面相平,A 、B 两容器对桌面的压力分别为 F1 、F2,则 ρ1 ρ2 ,F1 F2(均选填“>”“<”或“=”)。
题型 3:物体浮沉的相关计算
【典例 3-1】如图所示,一质量为 600g,密度为 0.6g/cm3 的正方体木块用细线系于底面积为 40cm2 容器的水中。(g =10N/kg)求:
(1)木块的体积。
(2)木块用细线系于底时所受的浮力。
(3)将细线剪断后,木块静止时,木块所受的浮力。
【典例 3-2】2021 年,是我国中国共产党建党 100 周年,在党的正确领导下,我国综合国力日益强盛,尤其是军事建设方面,始终不忘“落后就要挨打”的原则,自强不息,艰苦奋斗,最终军事建设得到了迅猛的发展。因此近年来驱逐舰、核潜艇、航空母舰等等在海上一一亮相,护我领海,扬我国威。如图所示是我海军 096 型号战略导弹核潜艇,它作为海下利器,对我国的国防安全有着重要的意义。核潜艇的质量为 8×106kg,体积为 9×103m3,海水密度取 1×103kg/m3。求:(g 取 10N/kg)
(1)核潜艇漂浮在海面上时所受的浮力?
(2)潜入水下 800m 时,核潜艇上方受到海水的压强为多少?
(3)核潜艇通过什么途径实现下潜或上浮?
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四、【思维训练】
1.在以下各情况中,物体受到的浮力增大的是( )
A .轮船由长江驶入东海
B .浸没在水中的石块继续下沉的过程中
C .跳水运动员入水的过程中
D .轮船在码头卸载货物
2.如图所示容器隔板的两边分别装有淡水和盐水(ρ 淡水 <ρ 盐水), 甲、乙实心球体积相同,甲、乙所受的重力和排开液体所受的重力如表所示,则两球静止在液体中时的情形可能是( )
实心球 | 实心球所受的重力/N | 排开液体所受的重力/N |
甲 | 7 | 5 |
乙 | 5 | 5 |
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