人教版初中物理同步10.3 物体的浮沉条件及应用（考点解读）（原卷版）

10.3\o"10.3物体的浮沉条件及应用"物体的浮沉条件及应用（考点解读）（原卷版）知识导航知识导航知识点讲解知识点讲解1、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；

（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。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。2、\o"物体的浮沉条件及其应用"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：F浮＞G悬浮：F浮=G漂浮：F浮=G

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。❈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。典例分析＋变式训练考点1浮力的利用【典例1-1】（2022春•夏邑县期末）在如图所示的四个实例中，是利用空气浮力的是（）A．匀速行驶的列车 B．加速起飞的飞机 C．发射升空的火箭 D．匀速上升的气球【典例1-2】（2022春•徐州期末）用纸折一只小纸船，使它漂浮在水面上，然后向其中放入“货物”，影响装入“货物”多少的主要因素是（）A．小纸船围成的体积 B．小纸船的底面积 C．小纸船的高度 D．小纸船的表面积【典例1-3】（2021秋•杨浦区期末）我国科技近年来飞速发展，C919国产大客机采用铝锂合金来减轻机身重力，这是应用了知识。辽宁号航母满载时的质量约为6.5万吨，能平稳浮在海面上，这主要应用了原理。奋斗者号潜水器能下潜至深海而不被压扁，是因为它的外壳能承受海水产生的巨大。【变式1-1】（2022•雨山区校级二模）下列说法正确的是（）A．采用更科学的方法可以有效避免测量误差 B．飞机能够翱翔在蓝天是利用了空气的浮力 C．游泳时，使人前进的力，施力物体是水 D．坦克安装两条宽大的履带减小了对地面的压力【变式1-2】如图为一架直升飞机，直升飞机能垂直升空的主要原因是（）A．地球对直升飞机的重力 B．空气对直升飞机向上的作用力 C．空气对直升飞机的浮力 D．直升飞机受到向上的压力差【变式1-3】轮船采用的办法增大排开液体的重力，从而增大可利用的浮力。潜水艇靠改变实现浮沉。考点2\o"物体的浮沉条件及其应用"物体的浮沉条件及其应用【典例2-1】（2022秋•通州区期末）两相同的容器中装有体积相等的两种液体，静止放置在水平桌面上。将同种材料制作的实心物体A、B分别放入两容器中，静止时两液面等高，如图所示，则（）A．A的重力小于B的重力 B．A受的浮力等于B受到的浮力 C．两容器底部所受液体压强相等 D．甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力【典例2-2】某科学兴趣小组对物体的浮沉条件进行研究。在一个底面积为200cm2的圆柱形薄壁容器底部，放一个边长为10cm的正方体物块，然后逐渐向容器中加水（水始终未溢出），物块受到的浮力F浮与容器中水的深度h的关系如图所示。下列叙述错误的是（）A．水深4cm时，物块受到的浮力为4N B．水深8cm时，容器内水的质量为800g C．正方体物块的密度是0.8×103kg/m3 D．水深11cm时，将物块取出，容器底受到水的压强减小300Pa【典例2-3】（2022•蓬江区校级模拟）如图所示为一种自制简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2的两个烧杯中，该密度计漂浮在被测液体中，可以得：ρ1ρ2。若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2，则m1m2。（前两空格选填；“＜”、“＝”或“＞”）若该密度计放入液体ρ2时，它底部所处的深度为50cm，则此时它底部受到该液体的压强为。（已知：ρ2＝1×103kg/m3，取g＝10N/kg）【典例2-4】（2022•合肥三模）如图甲，一体积为2×10−4m3、质量为0.15kg的物块A，漂浮在一个容器的液面上，此时物块A的体积露出液面。如图乙，在A的下方用细绳（不计细绳体积和质量），悬吊一个体积为V，密度为3×103kg/m3的合金块B，恰好使A浸没。求：（g＝10N/kg）（1）图甲中，物块A所受浮力大小；（2）液体密度；（3）合金块B的体积V。【变式2-1】把木块放入装满水的溢水杯中，溢出水的体积为V1，如图甲所示。用细针缓慢将该木块全部压入水中，溢出水的总体积为V2，如图乙所示，忽略细针的体积。则正确的是（）A．木块全部压入水中静止时，细针对木块的压力大小为ρ水g（V2﹣V1） B．木块的质量为ρ水V2 C．木块的密度为ρ水 D．木块压入水的过程中，溢水杯底受到水的压强先增大后不变【变式2-2】如图所示，长方体M悬浮在水中。下列说法正确的是（）A．M上表面受到的压力等于下表面受到的压力 B．M上表面受到的压力大于下表面受到的压力 C．M受到的浮力等于M下表面受到水向上的压力 D．M受到的重力等于M上下表面受到水的压力差【变式2-3】如图用一细绳拴住体积为6×10﹣4m3重为4N的木块，使它浸没在水中，此时绳的拉力为N；若剪断细绳，当木块静止时水面将（选填“上升”、“下降”或“不变”）。【变式2-4】有甲、乙、丙三个完全相同的溢水杯，甲溢水杯中盛满了水，乙溢水杯中盛满了酒精，丙溢水杯中盛满了某种密度未知的液体。先将一密封好的塑料盒放入甲溢水杯中，再将塑料盒倒置放入乙溢水杯中，塑料盒静止时如图甲、乙所示。若该塑料盒的重力为2N，体积为300cm3，则：（ρ水＝1×103kg/m3，ρ酒精＝0.8×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）甲溢水杯中溢出的水的质量（选填“＞”“＜”或“＝”）乙溢水杯中溢出的酒精的质量，你判断的理由是。（2）根据密度公式（填公式）可以进一步分析得出，甲溢水杯中溢出的水的体积（选填“＞”“＜”或“＝”）乙溢水杯中溢出的酒精的体积。（3）小华认为可以利用浮力的相关知识，测出丙溢水杯中液体的密度。于是，他在塑料盒内放入了一个重为2.5N的实心小铁块，然后将塑料盒密封倒置放入丙溢水杯中，塑料盒静止时恰好浸没在该液体中，如图丙中所示，则丙溢水杯中液体的密度是kg/m3。【变式2-5】小明用玻璃杯、吸管、水等器材进行了如下实验，在吸管下端装入适量的小钢珠，并用蜡封住吸管的下端使底部平整，然后让它竖直漂浮在水中，如图甲所示，测得该吸管底面积为2×10﹣5m2，浸入水中的深度为7×10﹣2m。（1）求吸管受到的浮力（g取10N/kg）。（2）让该吸管竖直漂浮在液体中，可制成测量液体密度的仪器——密度计。若吸管浸入某种液体中的深度为8×10﹣2m，求该液体的密度。（3）把吸管拿出来并擦干，让封住的一端朝下竖直放置的水平桌面上，如图乙所示，求吸管对桌面的压强。巩固训练一、选择题。1．（2022春•鹿邑县期末）下列属于利用浮力作用升空的是（）A．风筝 B．火箭 C．直升机 D．热气球2．如图所示，a、b、c是三个实心小球，其中a与b质量相等，b与c体积相同，放入水中后，a球漂浮、b球悬浮、c球沉底。则下列判断中不正确的是（）A．它们的体积关系是：Va＞Vb＝Vc B．它们的重力关系是：Ga＝Gb＜Gc C．它们所受的浮力关系是：Fa＝Fb＝Fc D．它们的密度关系是：ρa＞ρb＞ρc3．（2022•达州模拟）一个大物块甲，先后两次分别在小物块乙和小物块丙的作用下，其上表面恰好与水面相平，甲、乙之间用绳连接，如图所示。则下列说法正确的是（）A．两种情况下，甲物块所受浮力不相等 B．绳对甲的拉力与丙物块的重力大小相等C．乙物块的密度比甲小 D．乙物块的质量比丙物块小4．（2022•蓬江区校级开学）如图是关于浮力知识的一些应用实例，其中说法正确的是（）A．图A中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变小 B．图B中巨轮能够浮在水面是因为用空心的办法增大了排开液体的体积 C．图C中液体的密度越大，密度计漂浮时受到的浮力就越大 D．图D中气球是因为填充了密度大于空气的气体而上浮5．（2022•垣曲县校级模拟）物理兴趣小组小梦同学用甲、乙两只完全相同的烧杯盛有质量相同的水，分别在两个完全相同的小瓶子内装入质量不同的液体，放入烧杯内静止时，小瓶子在甲杯中漂浮，乙杯中沉底。则下列说法正确的是（）A．小瓶子在甲杯中受到的浮力大 B．甲烧杯底部受到水的压强大 C．小瓶子在乙杯中排开水的质量大 D．两烧杯底部受到水的压力相等6．（2022•临沂模拟）静止在水平桌面上的三只相同的烧杯盛有不同的液体，三个相同的小球在液体中静止时，三液面相平，如图所示（）A．图甲的烧杯底部压强最小 B．图乙的小球所受浮力大于重力 C．图丙的小球所受浮力最大 D．三烧杯对桌面的压强大小相等二、填空题。7．科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤，他们找来一个瓶身为柱状体的空饮料瓶，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖系一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量，经测量，该饮料瓶圆柱状部分的横截面积为12cm2（忽略塑料瓶厚度），当浮力秤中不放被测物体时水面所对位置为零刻度，如右图所示。（g取10N/kg）（1）浮力秤下悬挂的石块的作用是。（2）如果浮力秤柱状体的最大刻度是4cm，那么浮力秤所测的质量的最大值是g。8．（2022春•容县期末）如图所示，充满氢气的气象探测气球携带探空仪在高空测量，此时它会受到对它产生的浮力。测量完毕后回收气球让其下落到地面，在下落的过程中气球（体积不变）受到的浮力会（选填：“变大”或“变小”）。9．（2022春•石狮市期末）如图所示，我国自主设计建造的“凯桂”号油轮是中国目前最大的原油运输船，它满载时的排水量达46.9万吨，续航能力可达22000海里。它满载时，所受浮力为N；当它停靠在码头装货时，油轮排开水的质量（选填“变大”、“不变”或“变小”）。10．（2022•徐州模拟）如图所示，将总质量为5g的装有适量水的玻璃小瓶瓶口向下，使其漂浮在大塑料瓶内的水面上，即可制成“浮沉子”，此时小瓶受到的浮力为N，如果增大手对大塑料瓶的握力，小瓶将会下沉，小瓶内的气压将（填“变大”、“变小”或“不变”）；“浮沉子”（填“能”或“不能”）悬浮。11．（2022•霍邱县模拟）将底面积S＝3×10﹣3m2，高h＝0.1m的圆柱体轻轻放入水槽中，使它静止于水槽底部，并向水槽中加水，如图所示，此时水槽中水深0.02m，圆柱体底部与水槽底部不密合（已知圆柱体密度ρ圆＝0.6×103kg/m3，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）。继续向水槽中加水，当圆柱体对容器底的压力为0时，圆柱体在液面下方的体积m3。三、实验探究题。12．（2022春•灞桥区校级期末）在物理综合实践活动中，同学们利用粗细均匀的饮料吸管、金属丝、石蜡制作了简易密度计，在饮料吸管的一端塞入适量的金属丝，再用石蜡封口。（1）同学们在饮料吸管塞入金属丝的目的是使简易密度计能漂浮在液体中。（2）同学们在给自制的简易密度计标注刻度时，将密度计放到水中的情景如图﹣1所示，在密度计与水面齐平处标注1.0g/cm3，并用刻度尺测得浸入的长度H。然后将密度计放到另一液体中的情景如图﹣2所示，测量得浸入的长度h。则：①密度计在图﹣1中所受浮力F1与图﹣2中所受浮力F2的大小关系是F1（