八年级物理下册第十章第3节物体的浮沉条件及应用课件新新人教3

欢迎进入学习课堂第十章浮力知识点一

物体的浮沉条件上浮下沉悬浮

F浮>GF浮<GF浮=Gρ液>ρ物ρ液<ρ物ρ液=ρ物处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用。漂浮是“上

浮”过程的最终状态,沉底是“下沉”过程的最终状态可以停留在液体内部的任何位

置。处于平衡状态,受平衡力作

用注意悬浮和漂浮的辨析状态相同点不同点位置密度排开液体体积漂浮①处于平衡状态②F浮=G液面ρ物<ρ液V排<V物悬浮可以静止在液体内部任一地方ρ物=ρ液V排=V物例1

如图10-3-1所示,若“玉林号”导弹护卫舰从大

海驶入珠江,下列分析正确的是

()

图10-3-1A.浮力变小,舰体上浮一些B.浮力变大,舰体下沉一些C.浮力不变,舰体下沉一些D.浮力不变,舰体上浮一些解析护卫舰从大海驶入珠江,始终处于漂浮状态,所以护卫舰受到的浮力

大小等于其自身重力大小,浮力不变;由F浮=G排=ρ液gV排、浮力不变、ρ江<ρ海

知,排开江水的体积大于排开海水的体积,所以要下沉一些。答案

C知识点二

浮力的应用1.轮船(1)工作原理:轮船是利用物体漂浮在液面上的条件来工作的。为了使船能

够漂浮在水面上,人们采用了“空心法”,即把密度大于水的钢铁制成空心

的,能使它排开更多的水,增大可以利用的浮力,从而漂浮在水面上。(2)轮船大小的表示——排水量排水量m排是轮船满载时排开水的质量。说明当轮船满载航行时处于漂浮状态,所受浮力等于船所受到的总重力,

即F浮=G船总,而F浮=m排g、G船总=(m船+m货)g,因此m排=m船+m货,即轮船排水量等

于船自身的质量与满载时货物的质量之和。2.潜水艇:靠改变自身的重力而实现上浮、下沉或悬浮在水中,如图10-3-2

所示。

图10-3-23.气球和飞艇:气球和飞艇都是通过充入密度比空气小的气体而升空的。例2

(2019山西太原二模)2019年4月23日,中国海军建军70周年海上阅兵

隆重举行。国之重器的亮相见证了中国海军的崛起!如图10-3-3是首次亮

相095攻击型核潜艇。下列关于该潜艇的分析正确的是

()

图10-3-3A.上浮过程中所受浮力增大B.漂浮和悬浮时所受浮力相等C.下潜过程中所受压强不变D.潜行过程中排开海水的重力不变解析

潜艇上浮过程中,在露出水面前,排开水的体积不变,由阿基米德原

理知,潜艇所受浮力不变,从刚露出水面开始V排减小,潜艇所受浮力减小,故

A错误;潜艇悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,所以潜艇

悬浮时所受浮力大,B错误;潜艇下潜过程中深度变大,所受压强变大,C错

误;潜艇潜行过程中排开海水的体积不变,重力不变,D正确。答案

D题型一

判断物体的浮沉状态或分析现象例1

(2019山西模拟)饺子是大家喜爱的食品,煮饺子时,饺子刚放入水中

会下沉,过一会儿煮熟的饺子又会上浮,漂浮在水面。下列分析正确的是

()A.饺子在水中下沉的过程中所受的浮力变小B.饺子在水中下沉的过程中所受水的压强变小C.饺子浮在水面,排开水的重力等于饺子的重力D.沉在水底的饺子所受的浮力等于饺子的重力解析

饺子在水中下沉的过程中,排开水的体积不变,则受到的浮力不变,A

错误;饺子在水中的深度变大,由液体压强公式可知,水的压强变大,B错误;

饺子浮在水面时,重力与浮力是一对平衡力,大小相等,C正确;煮饺子时,饺

子刚放入水中,由于饺子所受的重力大于浮力,所以饺子会沉入锅底,在水

底的饺子所受的浮力小于饺子的重力,故D错误。答案

C点拨

根据物体的浮沉状态比较重力与浮力的关系,是判断物体浮沉的逆

过程,只要把物体的浮沉条件反过来应用即可。题型二

物体浮沉条件的应用例2

三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个

完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图10-3-4所示,以下

判断正确的是

()图10-3-4A.液体的密度关系是ρ甲>ρ丙>ρ乙B.液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙C.容器对桌面的压强关系是p甲'>p乙'>p丙'D.小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙>F甲

解析由于小球在丙中悬浮,所以ρ丙=ρ球、F丙=G球;在乙中漂浮,所以ρ乙>ρ

球、F乙=G球;在甲中沉底,所以ρ甲<ρ球,F甲<G球。三种液体密度关系:ρ甲<ρ丙<ρ

乙。小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙>F甲。所以选项A错,D正确。小球

静止后,三个容器中的液面相平,即深度h相等,由于ρ甲最小,根据p=ρgh可知,

甲容器底受到的液体压强最小,所以B错。容器对桌面的压力等于容器、

容器内液体和小球的总重力,由图知,甲、丙容器内液体体积相同,又知ρ甲<

ρ丙,所以丙容器内液体的重力大于甲容器内液体的重力,容器以及两小球的

重力均相等,容器的底面积相等,根据p=

可知,容器对桌面的压强p丙'>p甲',所以C错。答案

D方法归纳解答相同物体在不同液体中浮沉或不同物体在同一液体中浮

沉的相关问题时,注意通过物体的浮沉条件,寻找不同状态下的“不变量

(关系量)”进行综合分析。题型三

浮沉条件、浮力知识的综合的应用例3

(2018贵州安顺中考)如图10-3-5所示,已知重为10N的长方体木块静

止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的4/5(g取10N/kg)。

图10-3-5(1)求木块所受到的浮力大小;(2)若木块下表面所处的深度为0.2米,求木块下表面受到水的压强;(3)若要将木块浸没水中,求至少需要施加多大的压力。解析(1)因为木块漂浮在水面上,所以受到的浮力F浮=G木=10N;(2)所处的深度为0.2m时,木块的下表面受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;(3)根据F浮=ρ水gV排可知浸入水中的体积为排开液体的体积:V排=

=

=1×10-3m3因为V排=

V木,所以V木=

V排=

×1×10-3m3=1.25×10-3m3木块浸没时受到水的浮力:F浮'=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-3m3=12.5N因为F浮'=G木+F,所以压力F=F浮'-G木=12.5N-10N=2.5N。答案(1)10N(2)2000Pa(3)2.5N点拨分析清楚物体的浮沉状态,根据浮沉状态确定物体受力关系,综合运

用相关公式是解答该类问题的关键。易错点

对物体浮沉与受到浮力大小关系的理解例

(2018山东济南历城期中)如图10-3-6所示,四个体积相同而材料不同

的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处。以下说法正确的是

()

图10-3-6A.丙、丁所受浮力相等

B.乙球所受的浮力最小C.丙球所受的浮力最小

D.丁球所受的浮力最大解析

因为4个小球的体积相等,由F浮=ρ水gV排可知,F浮丙=F浮丁>F浮乙>F浮甲。答案

A易错警示

物体受到的浮力的大小并不是由它的浮沉所决定的,而是由它

所排开的液体的重力所决定的。“思辨”走向创新素养呈现本章有“探究浮力的大小跟哪些因素有关”和“探究浮力的

大小跟排开液体所受重力的关系”两个重要实验,教材中这两个重要实验

侧重于猜想和设计实验,实际考查中这两个实验注重实验、推理和应用。

此外,本章还有“阿基米德原理”和“物体的浮沉条件”两个重要的考点,

故本章是初中物理的重要考点和核心素养考查的重要载体!典例剖析例

(2019北京昌平期末)为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌

面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满

水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图10-3-7所示,铝块

始终不与溢水杯接触。根据实验回答问题:

图10-3-7(1)铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强

(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(2)铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,电子秤示数将

(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(3)实验桌上还备有量筒,请你根据以上实验,继续操作,测量出该铝块的体

积(该铝块较大,不能放入量筒中)。写出你的测量方法并简要说明。解析

(1)铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的

深度不变,由液体内部压强规律可知,水对溢水杯底的压强不变;(2)由于溢

水杯中装满水,铝块浸没在水中静止时,铝块受到的浮力等于排开的水重,

铝块对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变,即电子

秤示数不变;(3)将铝块浸没在水中,排开水的体积等于铝块的体积,所以将

溢出的水倒入量筒中,读出量筒中水的体积就是铝块的体积。答案

(1)不变(2)不变(3)见解析素养解读本题通过对“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”

的实验研究,从受力分析、液体内部压强规律和阿基米德原理的应用三个

角度考查学生对力学知识的综合应用,体现获取和处理信息、得出结论等

“科学探究”素养。同时在分析过程中考查了应用浮力、重力等知识的

“物理观念”素养。知识点一

物体的浮沉条件1.(独家原创试题)黄花梨是著名名贵的木材,用它制作成的手串,气味芳香,

很受大众喜爱。有一个用质量为40g的用海南西部黄花梨制成的手串,体

积为39cm3,将它放在足够大的水杯中静止后它将

()A.漂浮在水面上

B.下沉到水底C.悬浮在水中任何深度

D.无法判断答案

B手串的密度ρ木=

=

≈1.026g/cm3>ρ水,故它在水中会下沉。2.(2018山东济南槐荫二模)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.西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力B.李子下沉过程中所受的浮力逐渐变小C.西瓜漂浮时所受的浮力大于自身重力D.李子下沉过程中受到的浮力大于重力答案

A

西瓜漂浮在水面上,浮力等于其重力,即F浮西瓜=G西瓜;李子在水中

下沉,浮力小于其重力,即F浮李子<G李子;由于西瓜的重力大于李子的重力,即G

西瓜>G李子,所以,西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力,故A正确,C、D错误;

李子下沉过程中,水的密度不变、排开水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,

所受的浮力大小不变,故B错误。3.(2015广西来宾中考)把体积为2×10-3

m3、重为12N的物块放入水中,当它

静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g取10N/kg)

(

)A.漂浮,F浮=20N

B.漂浮,F浮=12NC.沉底,F浮=20N

D.沉底,F浮=12N答案

B当物块浸没在水中时受到的浮力F浮'=ρ水V排g=ρ水V物g=1.0×103kg/

m3×2×10-3m3×10N/kg=20N;因为20N>12N,即F浮'>G,所以物块会上浮,最

后漂浮在水面上,当物块漂浮时:F浮=G=12N。知识点二

浮力的应用4.(2018浙江湖州中考)圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中,均处于

漂浮状态,如图10-3-1所示。圆柱体在两液体中所受浮力依次是F1和F2,则

()

图10-3-1A.ρ1>ρ2

F1>F2

B.ρ1<ρ2

F1<F2C.ρ1<ρ2

F1=F2

D.ρ1>ρ2

F1=F2

答案

D由图可知,圆柱体在两液体中都处于漂浮状态,所以F1=F2=G

物,A、B错;圆柱体在两液体中所受浮力F1=F2,由图可知:V排1<V排2,根据F浮=ρ液

gV排可知:ρ1>ρ2,故C错,D正确。1.(2019云南红河蒙自一模)如图,烧杯中装有某种液体,A为圆柱形木块,静

止时木块的下表面到液面的距离为h,再用外力F缓慢将木块A压入液体中

到刚好浸没,下列说法不正确的是

()

A.不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态B.木块A的密度大于液体的密度C.将A压入液体的过程,容器底受到液体的压强将增大D.将A压入液体的过程,力F不断增大答案

B

木块放入液体中,静止时木块的下表面到液面的距离为h,则不

受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态,木块A的密度小于液体

的密度,A正确、B错误;将A压入液体的过程,排开液体的体积增大了,液面

上升,深度变大,容器底受到液体的压强将增大,故C正确;将A压入液体的过

程,所受浮力变大,重力不变,所用的压力F变大,故D正确。2.(2018广西桂林中考)小关与同学们去游览桂林两江四湖,登上游船后,船

会下沉一些,那么

(

)A.船的重力将减小B.水对船的浮力将减小C.水对船的浮力将增大D.水对船的浮力将保持不变答案

C小关与同学们登上游船后,船的重力变大,故A错误;登上游船后,

游船处于漂浮状态,则F浮=G,所以,游船受到的浮力变大,故B、D错误,C正

确。3.(2018浙江金华中考)杯子放在水平桌面上,放入茶叶,再倒入开水,茶叶先

漂浮在水面上,过一段时间,茶叶逐渐下沉到杯底。

(1)茶叶漂浮在水面上,是因为浮力

重力(填“大于”、“小于”

或“等于”);(2)茶叶匀速下沉阶段(不考虑水的蒸发),茶杯对桌面的压力将

(填

“变大”、“变小”或“不变”)。答案(1)等于(2)不变解析(1)根据物体漂浮的条件可知,茶叶漂浮在水面上,是因为浮力等于

重力;(2)茶杯对桌面的压力等于茶杯、水和茶叶的总重力,所以不考虑水

的蒸发,茶杯对桌面的压力不变。4.(2019北京房山期末)如图所示,自由漂浮于海面上的冰山仅仅露出“冰

山一角”,它把巨大的身躯隐藏在海面下,这对出海远航的轮船造成了挑

战。(冰的密度取0.9×103kg/m3,海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)简要解释冰山漂浮在海面上的原因;(2)计算冰山露出海面的体积占冰山总体积的比例。答案

(1)因为冰的密度小于海水的密度,所以冰山会漂浮在海面上(2)

1∶10

解析

(1)因为冰的密度小于海水的密度,由物体的浮沉条件知,冰山会漂

浮在海面上。(2)设冰山的总体积为V,排开海水的体积为V排,冰山的重力G

冰=m冰g=ρ冰V冰g,冰山受到的浮力F浮=ρ水V排g,冰山漂浮,所以二者相等,ρ冰V冰g

=ρ水V排g,代入数据整理后得V排∶V冰=9∶10,故V露∶V冰=1∶10。1.(独家原创试题)肥桃又叫佛桃,是山东泰安肥城的特产。肥城不仅肥桃

闻名,桃木雕刻也是首屈一指的。将两个相同的心形雕刻分别放在不同液

体中,静止后情形如图10-3-2所示,若它们受到的浮力分别为F甲、F乙,杯底

受到的压强分别为p甲、p乙,则它们的关系为

()

图10-3-2A.F甲=F乙,p甲=p乙

B.F甲<F乙,p甲<p乙C.F甲=F乙,p甲<p乙

D.F甲<F乙,p甲=p乙

答案

C两图心形雕刻均漂浮,由物体的漂浮条件知,心形雕刻受到的浮

力都等于自身重力,故F甲=F乙,由图知,甲排开的液体体积大,根据阿基米德

原理知,甲图液体的密度小,故甲图杯底受到的压强小。2.(2018山西中考)小亮同学利用气球和圆柱形水杯做了一个小实验。在气

球内灌入一定量的水封口制成水球(如图10-3-3甲)。先将水球放入冷水

中,水球漂浮(如图乙)。把杯中冷水换成热水,再次把水球放入热水中,发现

水球沉在杯底(如图丙)。下列分析正确的是

()

图10-3-3A.水球在冷水中所受浮力小于热水中所受浮力B.水球在冷水中排开的水的重力等于水球的重力C.冷水的密度小于热水的密度D.在冷水和热水的同一深度处压强相等答案

B水球在冷水中漂浮,所受浮力与重力大小相等,水球在热水中沉

底,所受浮力小于重力,水球的重力不变,因此,水球在冷水中所受浮力大于

在热水中所受浮力,A选项错误;水球在冷水中漂浮,浮力等于重力,而浮力

大小等于物体排开液体所受的重力,所以排开的水的重力等于水球的重力,

B选项正确;冷水的密度大于热水的密度,C选项错误;在深度相同时,液体压

强与液体密度成正比,所以,在冷水和热水的同一深度处,冷水的压强大,D

选项错误。3.(2017甘肃兰州中考)如图10-3-4所示,将物体A放入水中时悬浮,将物体B

放入水中时有一半的体积露出水面,将物体A置于物体B上再放入水中时,

物体B有三分之一的体积露出水面,则两物体的体积之比VA∶VB=

,

物体B的密度是

kg/m3。

图10-3-4答案1∶60.5×103

解析当物体A放在物体B上时,物体B又有1/6的体积被压入水中,GA=ΔF浮,

ρAgVA=

ρ水gVB,A在水中悬浮,ρA=ρ水,VA∶VB=1∶6;由B漂浮在水面上得:F浮=GB,

ρ水gVB=ρBgVB,ρB=

ρ水=0.5×103kg/m3。4.(独家原创试题)随着人们生活水平的提高,收藏木雕工艺品成为一种时

尚。如图10-3-5所示是小明收藏的一个木工艺品,测得其质量为45g,体积

为50cm3,现把它放到水中。(水的密度1×103kg/m3,g取10N/kg)试计算:

图10-3-5(1)工艺品静止后受到的水的浮力为多少N?(2)小明把该工艺品放在另一种液体中,静止后它受到的浮力为0.4N,该液

体的密度为多少kg/m3?(3)在上述条件下,若工艺品漂浮在液面,试说明理由,若下沉到液体底部,试计算底部对工艺品的支持力为多少N?答案(1)0.45N(2)0.8×103kg/m3(3)0.05N解析

(1)工艺品的密度ρ木=

=

=0.9g/cm3=0.9×103kg/m3;由于ρ木<ρ水,故工艺品静止后漂浮在水面上,它受到的浮力等于重力;故F浮=G=mg=45g

×10N/kg=0.045kg×10N/kg=0.45N;(2)工艺品放到该液体中时,受到的浮

力(0.4N)小于它的重力(0.45N),故工艺品下沉到液体底部。V排=V物=50cm

3=5×10-5m3;液体的密度ρ液=

=

=0.8×103kg/m3;(3)由于工艺品下沉,底部对它的支持力F支=G-F浮'=0.45N-0.4N=0.05N。1.(2019广东梅州一模)如图所示,当溢水杯盛满密度为ρ1的液体时,把实心

物块放入杯中,物块漂浮,静止后溢出的液体质量为m1;当溢水杯盛满密度

为ρ2的液体时,把同一物块放入杯中,物块沉底,静止后溢出的液体质量为m

2,则物块的密度为

()

A.

ρ1

B.

ρ2

C.

ρ1

D.

ρ2

答案

B第一种情况下,物块漂浮,F浮1=G,则m1g=ρ物gV,即:ρ物=

;第二种情况下,F浮2=G排2,则ρ2gV=m2g,即:V=

;所以ρ物=

=

=

ρ2。2.(2018四川遂宁中考)如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体,

现将密度为0.6×103kg/m3的正方体木块A放入容器中,木块静止时露出液面

的体积与浸入液体的体积之比为1∶3;在木块上表面轻放一个物块B(VA=2

VB),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示。若将物块B单独放入此液体

中,它静止时将

()

A.悬浮

B.漂浮

C.沉底

D.无法判断答案

B木块A在液体中漂浮,木块静止时露出液面的体积与浸入液体

的体积之比为1∶3,则V排=

VA,漂浮时浮力等于重力,所以ρ液g×

VA=ρ木gVA,则液体的密度ρ液=

ρ木=

×0.6×103kg/m3=0.8×103kg/m3;在木块上表面轻放一个物块B,VB=

VA,A的上表面刚好与液面相平,因为整体漂浮,所以浮力等于总重力,即ρ液gVA=ρ木gVA+ρBg×

VA,化简可得,ρ液=ρ木+

ρB,则ρB=2(ρ液-ρ木)=0.4×103kg/m3<ρ液,故若将物块B单独放入此液体中,它静止时将漂浮。3.(2019安徽滁州天长一模)如图,圆柱形容器中装有适量的水,实心铁块A

放在木块B上,它们一起漂浮在水面上,若将铁块A从木块B上拿下并放入容

器内的水中,则容器中的水面会()

A.上升

B.保持不变

C.下降

D.无法判断答案

C铁块A放在木块B上时整体漂浮,浮力等于它们的总重,若将A拿

下放入水中,由于铁块A下沉,则A受到的浮力小于A的重力,木块仍处于漂

浮,则木块受到浮力等于木块的重力,它们受到的总浮力小于它们的总重,

根据阿基米德原理可知排开水的体积变小,故液面下降。4.(2018山东德州中考)在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简

易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,当它

们竖直静止在液体中时,液面高度相同。从观察到的现象可以判断:两个简

易密度计所受浮力F甲

F乙、两杯液体的密度ρ甲

ρ乙、两个

烧杯底部所受液体的压强p甲

p乙。(选填“大于”、“小于”或

“等于”)

答案等于小于小于解析由题图可知,密度计在两液体中处于漂浮状态,浮力等于重力,两个

完全相同的简易密度计重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相

等;甲中密度计排开液体的体积大于乙中密度计排开液体的体积,根据F浮=

ρgV排可知,两杯液体的密度ρ甲<ρ乙。液面高度相同,根据p=ρgh可知,两个烧

杯底部所受液体的压强p甲<p乙。5.(2015湖南益阳中考)体积均为200cm3的木块和合金块,放入水中静止时

的情况如图所示,已知木块重为1.8N,合金块重为6N,则木块受到的浮力为

N,合金块受到的浮力为

N。(g=10N/kg)

答案1.82解析由题图可知木块漂浮,则F浮木=G木=1.8N;由题图可知合金块浸没在

水中,V合金排=200cm3=2×10-4m3,合金块受到的浮力F合金=ρ水gV合金排=1.0×103kg

/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N。1.(2019山西大同一模,9,★☆☆)质量相等的甲、乙两个实心正方体物块在

水中静止时如图10-3-6所示,下列说法中正确的是

()

图10-3-6A.甲受到的浮力小于乙受到的浮力B.甲的密度等于乙的密度C.甲所排开液体的质量等于乙所排开液体的质量D.甲下表面受到水的压力等于乙下表面受到水的压力答案

C由图知,甲、乙两实心正方体物块分别悬浮、漂浮在水中,根据

漂浮和悬浮条件可知,物块受到的浮力等于自身的重力,它们质量相等,则

重力相等,所以浮力相等,A错误;由图知,甲的体积小于乙的体积,质量相等,

所以甲的密度大于乙的密度,故B错误;因为它们受到的浮力相等,所以排开

液体的重力相等,则它们排开液体的质量相等,故C正确;由浮力产生的原因

知,甲下表面受到的压力等于它受到的浮力与上表面压力之和,而乙上表面

不受压力,所以乙下表面受到的压力等于它受到的浮力,则甲下表面受到水

的压力大于乙下表面受到水的压力,故D错误。2.(2018江苏常熟期末,11,★★☆)将一块不含杂质没有气泡的冰块放在装

有38度白酒的(密度为0.95g/mL)酒杯中,漂浮在液面上,如图10-3-7所示。

当冰块完全熔化后出现的情况是

()

图10-3-7A.液面高度升高B.液面高度不变C.液面高度下降D.无法确定答案

C冰块漂浮在酒精面上,所以:F浮=G冰,即ρ酒精gV排=ρ冰gV冰,可得:V排=

;冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,所以:m冰=m水,即ρ冰V冰=ρ水V水,可得:V水=

;而ρ酒精<ρ水,故V水<V排,所以冰完全熔化后,杯中液面下降。3.(2018重庆江津六校联考,21,★★☆)如图10-3-8甲所示,水平面上有一底

面积为5.0×10-3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg的水。现将

一个质量分布均匀、体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂

浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10-5m3。(g取10N/kg,水的密度ρ水

=1.0×103kg/m3)(1)求物块受到的浮力大小;(2)求物块的密度;(3)用力缓慢向下压物块使其恰好浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水

对容器底的压强。

图10-3-8答案(1)0.4N(2)0.8×103kg/m3(3)1.1×103Pa解析(1)物块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.0×10-5m3=0.4N(2)物块受到的重力与浮力是一对平衡力F浮=G物=ρ物gV物物块的密度ρ物=

=

=0.8×103kg/m3(3)设未放入物块时,容器中水深为h,物块浸没在水中时,水位上升Δhm水=ρ水V水=ρ水Shh=

=

=0.1mV物=S·ΔhΔh=

=

=0.01m水对容器底的压强p=ρ水g(h+Δh)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m+0.01m)=1.1×103Pa1.(2019山东泰安新泰一模,7,★☆☆)如图,在水槽中放一只小碗,碗可以漂

浮在水面上,也可以沉入水底,下列说法正确的是

()

A.碗沉入水底时比漂浮在水面上时重力变大了B.碗沉入水底时受到的浮力与它的重力大小相等C.碗沉入水底时比漂浮时所受的浮力变大了D.碗沉入水底时容器底部受到水的压强变小了答案

D无论碗处于什么位置,质量不变,所以重力不变,故A错误;据浮沉

条件可知,碗沉入水底时受到的浮力小于它的重力,故B错误;碗沉入水底时

比漂浮时排开水的体积变小,所以受到的浮力变小,故C错误;因为漂浮时的

浮力大于下沉时的浮力,小碗浸没后,排开的水的体积减小,水面下降,容器

底受到水的压强变小,故D正确。2.(2018河北一模,2,★★☆)如图所示,将三个完全相同的鸡蛋分别放入盛

有不同液体的烧杯中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,且

鸡蛋静止后各杯中液体深度相同。则下列判断正确的是

()

A.三种液体的密度关系为:ρ甲=ρ乙>ρ丙B.鸡蛋排开三种液体的质量关系为:m甲=m乙>m丙C.鸡蛋受到三种液体的浮力关系为:F甲<F乙=F丙D.三种液体对容器底部的压强关系为:p甲=p乙>p丙

答案

C鸡蛋在甲杯中沉底,ρ甲<ρ鸡蛋;在乙杯中悬浮,ρ乙=ρ鸡蛋;在丙杯中漂

浮,ρ丙>ρ鸡蛋,所以丙杯中液体的密度最大,甲杯中液体的密度最小,A错;鸡蛋

在甲杯中沉底,浮力小于鸡蛋的重力,则排开液体的质量小于鸡蛋的质量;

鸡蛋在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,则鸡蛋在乙、丙中受到的浮力等于鸡蛋

的重力,即鸡蛋在乙、丙中排开液体的质量等于鸡蛋的质量,所以m甲<m乙=

m丙,F甲<F乙=F丙,B错,C正确;三种液体的深度相同,丙杯中液体的密度最大,甲

杯中液体的密度最小,由p=ρ液gh得,三种液体对容器底部的压强关系是:p甲<

p乙<p丙,D错。3.(2017辽宁沈阳皇姑一模,15,★★☆)小胡同学在水槽中洗碗,一个大的瓷

碗正漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把碗装满,碗就会沉入水槽底部,此

时碗所受到的浮力比漂浮时碗所受到的浮力

(选填“大”、

“小”或“不变”),水槽中的水面将会

(选填“上升”、“下

降”或“不变”)。答案小下降解析当碗漂浮时,碗受到的浮力等于其重力,当碗下沉到水槽底部时,碗

受到的浮力小于其重力,因此沉到水槽底部时碗所受到的浮力比漂浮时碗

所受到的浮力小;由V排=

可知,在液体密度一定时,物体受到的浮力越小,排开液体的体积越小,因此碗沉到水槽底部时排开水的体积小,水面将

下降。4.(2019湖北襄阳襄城一模,20,★★☆)如图所示,一木块漂浮在水面上(如图

甲所示)。在木块上放置一个铁块A时,木块刚好浸没于水中(如图乙所示);

去掉铁块A,在木块下吊一个铁块B时,木块也刚好浸没于水中(如图丙所

示)。已知铁的密度为ρ铁=7.9×103kg/m3,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。试

求两个铁块A和B的质量之比。(8分)

答案69∶79解析

在乙图中,把木块和铁块A作为一个整体,浮力等于总重力,则ρ水V木g

=(mA+m木)g;同理,在丙图中ρ水(V木+VB)g=(mB+m木)g,将第一式代入第二式整理

得,mB-mA=ρ水VB,又VB=

,代入该式及数据整理后得,mA∶mB=(7.9×103kg/m3-1×103kg/m3)∶(7.9×103kg/m3)=69∶79。1.(2019四川成都中考,A9,★☆☆)将一枚重为0.5N的鸡蛋放入一杯均匀盐

水中,静止时如图10-3-9所示,然后向杯子里加入一些清水,则

()

图10-3-9A.鸡蛋会下沉B.鸡蛋的重力增加C.鸡蛋所受浮力变大D.鸡蛋所受浮力为0.5N答案

A由图知,鸡蛋静止时悬浮在盐水中,鸡蛋的密度等于盐水的密度,

向杯子里加入一些清水,盐水的密度减小,小于鸡蛋的密度,故鸡蛋下沉,A

正确;鸡蛋的重力不会变,故B错误;鸡蛋悬浮时,F浮1=G蛋,下沉时,F浮2<G蛋,故F

浮1>F浮2,C错误;下沉时,F浮2<G蛋=0.5N,D错误。2.(2017山东泰安中考,21,★★☆)有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,

乙溢水杯盛满某种液体。将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球下

沉到杯底,溢出酒精的质量是40g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入

乙溢水杯中,小球漂浮且有

的体积露出液面,溢出液体的质量是50g,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,下列计算正确的是

()①小球的质量是40g②小球的体积是50cm3③液体的密度是1.1×103kg/m3④小球的密度是0.9×103kg/m3

A.只有①②正确

B.只有②③正确C.只有②④正确

D.只有①③正确答案

B由题意知小球在乙中处于漂浮状态,故F浮乙=G=G排,故m=m排=50

g;由题知,在甲中小球沉底,小球的体积就等于排开酒精的体积,V=V排酒精=

=

=50cm3;小球的密度是:ρ球=

=

=1g/cm3=1000kg/m3;因为小球在乙中漂浮,所以F浮乙=G,根据阿基米德原理得,F浮乙=m排液g=ρ液g×

V,且G=ρ球gV,联立可得:ρ液g×

V=ρ球gV,所以ρ液=

ρ球=

×1000kg/m3=1.1×103kg/m3。故②③正确,选B。3.(2018江苏泰州中考,15,★★☆)把重10N,密度为0.9×103

kg/m3的实心物

体投入水中。当物体静止时,物体处于

(漂浮/悬浮/沉底)状态,物

体所受浮力为

N,排开水的体积是

m3。(g取10N/kg)答案漂浮101×10-3

解析

因为ρ物=0.9×103kg/m3<ρ水,所以物体静止时漂浮,故F浮=G物=10N;根

据F浮=G排=ρ水gV排,可求得物体排开水的体积:V排=

=

=1×10-3m3。4.(2019福建中考,21,★★☆)如图10-3-10,气球下面用细线悬挂一石块,它

们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F

浮

G总(选填“>”“<”或“=”);若水温升高,石块将

(选

填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。

图10-3-10答案<上浮解析气球及石块悬浮在水中,故气球及石块所受浮力与它们的总重力相

等,气球所受浮力小于气球及石块所受浮力,所以气球所受浮力小于它们的

总重力,即F浮<G总;若水温升高,气球内气体温度升高,由于物体具有热胀冷

缩的性质,所以气球的体积增大,由阿基米德原理可知,气球受到的浮力增

加,整体受到的浮力大于总重力,整体一起上浮。5.(2015广东广州中考,24,★★☆)除图10-3-11中的器材外,还可提供足够的

水(密度为ρ水),测量

在水面的玩具鸭所受重力。简要写出合理方案(可用画图或文字表述),并用题目所给及所测出的物理量推导出玩具鸭所受

重力的表达式(玩具鸭不能放入量筒)。

图10-3-11答案(1)在水槽中注满水,将玩具鸭轻轻放入水中,观察到玩具鸭漂浮在

水面上,并有一部分水溢出水槽;(2)在量筒中装入适量的水,测出体积V1;(3)将玩具鸭轻轻从水中拿出;(4)将量筒中的水慢慢注入水槽中,直到水槽重新注满,测出量筒中剩下水

的体积V2;(5)玩具鸭的重力G=F浮=ρ水gV排=ρ水g(V1-V2)。解析要测量玩具鸭的重力,没有弹簧测力计,不能直接测量,根据题目提

供的器材,量筒只能测量水的体积,找出重力与水的体积的联系是解决这道

题的关键。G=F浮=ρ水gV排就是重力和水的体积的联系,接着就是设计如何

测量排开水的体积,若采用排水法则没有工具收集水,故只能利用反向思

维,采用填充法。6.(2018浙江杭州中考,35,★★☆)“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主

集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积

约为30米3,空载时质量约22吨,最大荷载240千克。(6分)图10-3-12(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水?(海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)答案(1)220000N(2)7.76m3

解析(1)设“蛟龙号”空载时质量为m空“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力F浮=G=m空g=22000kg×10N/kg

=220000N(2)设“蛟龙号”满载时下沉至少需要注入水的质量为m注水,体积为V注水,最

大荷载为m物∵满载时若要下沉,至少G总=F浮总∴m注水g+m空g+m物g=ρ水gV排∴m注水=ρ水V排-m空-m物=1.0×103kg/m3×30m3-22000kg-240kg=7760kgV注水=

=

=7.76m3

1.(2019山东临沂中考,18,★☆☆)将两个完全相同的小球分别放入装有不

同液体的甲、乙两烧杯中,球静止时两烧杯液面相平,如图所示。下列判断

正确的是

()

A.两小球所受浮力大小相等B.乙烧杯中液体的密度大C.乙烧杯中小球排开的液体质量大D.甲烧杯底部受到液体的压强小答案

A甲杯小球漂浮,F浮=G球,ρ甲液>ρ球,乙杯小球悬浮,F浮=G球,ρ乙液=ρ球,故

两小球受到的浮力相等,A正确;甲杯液体密度较大,B错误;两种情况下小球

排开液体的重力等于球的重力,所以小球排开的液体质量等于球的质量,故

C错误;由于两杯中液面相平,液体深度相等,由液体压强公式可知,甲烧杯

底受到液体的压强较大,故D错误。2.(2018内蒙古通辽中考,14,★★☆)在三支相同的平底试管内装入等量铁

砂,然后分别放入装有甲、乙、丙三种不同液体的烧杯里,其静止状态如图

所示,则下列说法正确的是

()

A.三种液体对试管的浮力大小关系是F甲>F乙>F丙B.三种液体的重力大小关系是G甲=G乙=G丙C.三种液体对烧杯底部的压强大小关系是p甲>p乙>p丙D.三支试管底部所受液体压强大小关系是p甲'=p乙'=p丙'答案

D由于装入等量铁砂的相同的平底试管在三种液体中都漂浮,所

以试管受到的浮力:F甲=F乙=F丙=G总,A错;由图可知排开的液体体积V排甲>V排

乙>V排丙,而F甲=F乙=F丙,则根据F浮=ρV排g可知,ρ甲<ρ乙<ρ丙,由于烧杯相同,液面相

平,根据图示可知:三种液体的体积V甲<V乙<V丙;根据G=mg=ρVg可知:G甲<G乙

<G丙,B错;由图可知放入试管后液面等高,根据p=ρgh可得:三种液体对烧杯

底部的压强p甲<p乙<p丙,C错;物体受到的浮力等于物体上下表面受到液体的

压力差,而上表面受到的液体压力为0,所以F浮=F下表面-F上表面=F下表面,由于受到

的浮力相等,所以下表面受到的液体压力相等,即:F甲'=F乙'=F丙',又三支试管

的底面积相同,所以p甲'=p乙'=p丙',D正确。3.(2018山东烟台中考,17,★★☆)水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别

盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球A、B分别放入两烧杯中,当

两球静止时,两液面高度相同,球所处的位置如图所示;两小球所受浮力的

大小关系为FA

FB,两小球所排开液体重力的大小关系为GA

GB,两种液体对烧杯底的压强的大小关系为p甲

p乙(均选填

“>”、“=”或“<”)。

答案==>解析由图可知,A球漂浮,B球悬浮,根据悬浮和漂浮条件可知两球受到的

浮力都等于各自的重力,由于两个小球是相同的,所以FA=FB=G。根据阿基

米德原理可知:排开液体重力GA=GB;由于A球漂浮,B球悬浮,根据漂浮和悬

浮条件可知:ρ甲>ρ球,ρ乙=ρ球,则两种液体的密度关系是:ρ甲>ρ乙。两球静止时,

两液面高度相同,由p=ρgh知,p甲>p乙。4.(2019内蒙古呼和浩特中考,20,★☆☆)有人说,水里的冰山融化后,水面会

上升,你认为这种说法是否正确?请你用下面给出的图示,并用学过的知识

进行正确解释(忽略热胀冷缩对水和冰的影响,已知冰和水的密度之比为0.

9),并得出正确结论。(4分)

答案不正确冰山融化后,水面高度不变解析冰山漂浮在水面上,F浮=G排=ρ水V排g,所受浮力等于其重力,G冰=G冰化水=

ρ水Vg=F浮,则冰融化后,冰变为水的体积V=

=V排,所以水面高度保持不变。5.(2018山东泰安中考,24,★★☆)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表

面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并

继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与

物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙。g取10N/kg,水的密度是1.0×

103kg/m3。求:(1)物块受到的重力;(2)物块浸没在水中时受到的浮力;(3)物块的密度。

答案

(1)18N(2)8N(3)2.25×103kg/m3

解析(1)由图乙可知,物块未浸入水中时测力计示数为18N,故物块的重

力G=18N;(2)物块全部浸入水中时,测力计的示数为10N,则物块浸没在水中时受到

的浮力F浮=G-F=18N-10N=8N;(3)由F浮=ρ液gV排得,物块的体积为V=V排=

,物块的重力为G,质量为m=

,则物块的密度为ρ=

=

=

ρ水=

×1.0×103kg/m3=2.25×103kg/m3。1.(2019广东广州番禺模拟)港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成。隧道由一

节节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图10-3-13所示,建造隧道

时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在

海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底并

深埋在河床下。(假设海水密度为1.0×103kg/m3,每一节密封沉管的总质量

为6×107kg,g取10N/kg)。

图10-3-13(1)计算漂浮在海面上的一节密封沉管,在灌水前受到的浮力。(2)画出漂浮的沉管的受力分析图;(3)向沉管灌入一定水后,沉管排开水的体积为50000m3,此时沉管排开水

的质量是多少?沉管受到的浮力是多少?(4)在对密封沉管灌水使其下沉过程中,其下表面受到海水的压强大小将

(选填“增大”、“减小”或“不变”)。答案(1)6×108N(2)如图所示(3)5×107kg5×108N(4)增大

解析正确解答本题需要认真观察示意图,并从中获取有效信息,然后利用

浮力知识进行相关计算,旨在考查科学思维的能力。(1)沉管灌水前漂浮,F

浮=G=mg=6×107kg×10N/kg=6×108N;(2)沉管漂浮时所受重力和浮力是一

对平衡力,大小相等,方向相反,在同一直线上,据此画出它的受力分析图;(3)

沉管排开水的质量m排=ρV排=1.0×103kg/m3×50000

=5×107kg,沉管受到的浮力F浮=G排=m排g=5×107kg×10N/kg=5×108N;(4)由液体内部的压强规律

知,对密封沉管灌水使其下沉过程中,其下表面处在水中的深度增大,受到

海水的压强将变大。2.(2016北京中考)科普阅读题——阅读《福船》,回答问题。福船图10-3-14跨越遥远时空的海上丝绸之路上,一个名叫“福船”的文化符号历久弥

新。福船作为木质时代风帆动力远洋船只中的佼佼者,成就了明代郑和、

戚继光、郑成功等人的伟大壮举,为中国乃至世界航海史写下了璀璨的一

页。福船,福建沿海一带尖底古海船的统称,上阔下窄,首尖尾宽两头翘,复原模型图如图10-3-14所示。其甲板平坦,龙骨厚实,结构坚固;吃水深,容量多,善

于装载,稳定性好,抗风力强,适于远洋。与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”,是中国对世界

航海发展史产生深远影响的另一项伟大发明。2010年11月15日,《中国水

密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质文

化遗产名录”。所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,

分隔成互不透水的一个一个舱区。在航行过程中,如果有一个或