苏科版物理八年级下册9.5物体的浮与沉（知识解读）（教师版）

\o"9.1压强"9.5物体的浮与沉（知识解读）（解析版）•知识点1\o"物体的浮沉条件及其应用"物体的浮沉条件及其应用•知识点2浮力的利用•作业巩固训练\o"量筒的使用"\o"量筒的使用"\o"物体的浮沉条件及其应用"物体的浮沉条件及其应用知识点11、前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。2、在重力和浮力的作用下，若物体静止在液面上，并有一部分露出液面这种状态称为漂浮；若物体浸没在液体中，处于静止状态则称为悬浮。3、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。

4、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。5、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1】如图所示，将体积为0.001m3的正方体木块，放入盛有水的水槽中。待木块静止时，其下表面距水面0.06m（g取10N/kg）求：(1)木块下表面受到水的压强大小；(2)木块受到的浮力大小；(3)木块的密度大小。【答案】(1)600Pa(2)6N(3)0.6×103kg/m3【详解】（1）木块下表面受到水的压强p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m＝600Pa（2）因为L3＝V＝0.001m3因此木块边长为L＝0.1m木块受到的浮力大小F浮＝ρgV=ρgL2h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.1m）2×0.06m＝6N（3）因木块漂浮，则G=m木g＝ρ木Vg＝F浮所以【变式1-1】“我劳动，我快乐。”小明放学帮妈妈洗菜时发现，放在盆中的茄子浮在水面，西红柿沉在盆底。他用所学的物理知识对此现象作出一些分析，其中正确的是（）A．茄子受到的浮力小于它受到的重力B．茄子受到的浮力大于西红柿受到的浮力C．西红柿排开水的重力等于自身的重力D．西红柿的密度大于茄子的密度【答案】D【详解】A．茄子漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件可知，茄子受到的浮力等于它受到的重力，故A错误；B．茄子漂浮在水面上，茄子受到的浮力等于它受到的重力，西红柿沉在水底，西红柿受到的浮力小于它受到的重力，由于不知道茄子和西红柿的质量关系，无法比较二者受到浮力的大小关系，故B错误；C．西红柿沉在盆底，根据物体的浮沉条件可知，西红柿受到的浮力小于它受到的重力，即西红柿排开水的重力小于自身的重力，故C错误；D．根据物体的浮沉条件可知，西红柿下沉，说明西红柿的密度大于水的密度；茄子漂浮，说明茄子的密度小于水的密度，所以西红柿的密度大于茄子的密度，故D正确。故选D。【变式1-2】把重10N，体积为的物体投入盛满水的溢水杯中，当物体静止时，物体的状态是（选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”），溢出水的重力为N。【答案】漂浮10【详解】[1][2]当物体浸没水中时所受浮力F=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10-3m3=12N即当物体全部浸入时所受浮力F>10N，故物体会上浮，最终物体漂浮在水面上，漂浮所受浮力等于物重10N，由阿基米德原理可知，溢出水的重力为10N。【变式1-3】如图所示，盛有水的圆柱形容器，底面积为80cm2，侧壁上固定了一块水平挡板，挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为100cm3、重力为0.6N的实心小球。求：(1)小球所受浮力；(2)挡板对小球的压力；(3)撤去挡板，小球静止后，水对容器底压强的变化量。【答案】(1)1N(2)0.4N(3)50Pa【详解】（1）小球浸没在水中，则小球受到的浮力为（2）根据平衡力，可得挡板对小球的压力为（3）撤去挡板，小球会漂浮，浮力等于小球的重力，由于力的作用是相互的，小球对水压力的减小量，即水对容器底部压力的减小量等于小球受到浮力的减小量，则水对容器底部压力的减小量为水对容器底压强的变化量为\o"物体做曲线运动的条件"\o"物体做曲线运动的条件"\o"探究影响浮力大小因素的实验"浮力的利用知识点21、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。【典例2】如图，一艘核潜艇在一次军事演习中，先悬停在水面下200m处，根据演习指令，需要下潜至300m处悬停，在此过程中浮力大小（选填“变大”“不变”或“变小”），为完成此下潜过程，需要向水舱内充水、排水的情况是。【答案】不变先充水再排水【详解】[1]核潜艇从水面下200m处下潜至300m处的过程中，核潜艇排开液体的体积不变，由公式可知，核潜艇受到的浮力大小不变。[2]由题意可知，核潜艇先下潜再悬浮，因整个过程中核潜艇所受浮力向上，且保持不变，开始时，核潜艇先悬停在水面下200m处，此时核潜艇受到的浮力等于重力，核潜艇下潜时，重力应大于浮力，故需要增大核潜艇的重力，即需要充水，而核潜艇下潜至300m处悬停时，所受浮力等于重力，故此时应减小核潜艇的重力，即需要排水，故为完成此下潜过程，需要向水舱内先充水再排水。【变式2-1】如图所示，当潜水艇从海面下海水高密度区匀速水平驶入海水低密度区过程中，以下说法正确的是（

）A．潜水艇会下沉B．潜水艇受到的浮力变小C．潜水艇受到水的压强变大D．为保持平衡潜水艇应排出一部分水【答案】ABD【详解】AB．潜水艇在海面下海水高密度区匀速水平行驶时，处于平衡状态，浮力等于重力，当潜水艇从海面下海水高密度区匀速水平驶入海水低密度区过程中，潜水艇完全浸没后，排开水的体积不再变化，根据公式F浮=ρgV排可知浮力变小，这时重力大于浮力，潜水艇会下沉，故AB正确；C．潜水艇从海面下海水高密度区匀速水平驶入海水低密度区，高度不变，由式子可知潜水艇受到水的压强变小，故C错误；D．为了保持潜水艇在水下的平衡（即不上浮也不下沉），当浮力减小时，潜水艇需要减小自身的重力以匹配减小的浮力。这通常是通过排出一部分水来实现的。故D正确。故选ABD。【变式2-2】下列说法中正确的是（

）A．图甲中，同一艘轮船从长江驶入大海，浮力变大B．图乙中，热气球上升时充入的是密度比空气大的气体C．图丙中，把易拉罐插入装满水的杯中，可说明物体浸没在水中越深，所受的浮力越大D．图丁中，同一密度计在两种液体中所受浮力，两种液体的密度【答案】D【详解】A．图甲中，同一艘轮船从长江驶入大海，处于漂浮状态，浮力等于重力，重力不变，浮力不变，故A错误；B．热气球是利用在空气中的浮力来工作的，当气体的密度小于空气的密度时，才可以升空，故B错误；C．图丙中，将空饮料罐慢慢向下按，饮料罐浸没前，排开水的体积越来越大，由公式F浮=ρ液gV排可知，在水的密度一定时，饮料罐受到的浮力越来越大，所以向下按的力越来越大；当空饮料罐浸没后，浸没在水中越深，但排开水的体积不变，其受到的浮力不变，故C错误；D．图丁中密度计在两种液体中均漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，由于密度计的重力不变，所以浮力关系为Fa=Fa，由图可知V排a＜V排b，由F浮=ρ液gV排可得，两种液体的密度ρa＞ρb，故D正确。故选D。【变式2-3】航天员在登空前要进行大量模拟真实场景的训练，利用“中性浮力水槽”训练就是其中之一、航天员穿上航天服并带上配重，在水中保持身体既不浮出水面也不沉入水底的状态，即“中性浮力”的状态。在此状态下，航天员的重力（选填“大于”“小于”或“等于”）水产生的浮力。训练结束后，水中的航天员应（选填“增加”或“减少”）配重，从而顺利返回水面。【答案】等于减少【详解】[1][2]“中性浮力”状态即悬浮状态，整体的重力等于水产生的浮力；训练结束后，水中的航天员应减少配重，使得浮力大于整体重力，从而顺利返回水面；航天员在水面漂浮时，航天员的重力等于水产生的浮力。一、单选题1．可回收垃圾投放前应保持清洁。小晋在清洗金属材质的空鞋油管时，发现挤瘪的空鞋油管沉在水底，如图甲所示；而将它撑鼓后却浮在水面，如图乙所示。分别用F甲和F乙表示甲、乙两图中鞋油管在所受的浮力大小；用G甲和G乙表甲示甲、乙两图中鞋油管在所受的重力大小。下列分析正确的是（

）A．F甲>G甲 B．F乙<G乙 C．F甲>F乙 D．F甲<F乙【答案】D【详解】甲图中鞋油管沉底，受到的浮力小于重力，即F甲<G甲；乙图中鞋油管漂浮，受到的浮力等于重力，即F乙=G乙；鞋油管的重力不变，即G甲=G乙，则甲图中鞋油管受到浮力小于乙图中鞋油管受到浮力，即F甲<F乙，故D正确，ABC错误。故选D。2．小明在等候高铁的时候发现，人必须站在安全线以外候车，下列不能用此现象的规律解释的是（

）A．鸟在空中展翅滑翔时不会坠落 B．用吸管把饮料吸进嘴里C．乒乓球运动员拉出“弧圈球” D．护航编队各船只多采用前后行驶而非并排行驶【答案】B【详解】火车进站时会使火车附近的空气流速加快，气体的流速快压强小，所以火车附近的气压小，而远处的气压大，在安全线内的乘客，会被强大的气压差形成的推力推向火车，对安全构成威胁。A．鸟利用翅膀的上下面的气体流速不同，压强不同而产生的压强差，获得升力在空中翱翔，人们制造出的飞机也是机翼的上下面的气体流速不同，压强不同而产生的压强差，才获得升力，故A不符合题意；B．用吸管吸饮料时，是利用大气压的作用把饮料“吸进”嘴里的，不涉及流体压强与流速的关系，故B符合题意；C．乒乓球（上旋球）的急速旋转，带动了空气的旋转，球的上方空气的旋转方向与空气相对于乒乓球的运动方向相反，两者抵消，空气流速慢。而下方空气的旋转方向与空气相对于乒乓球的运动方向相同，两者叠加，空气流速快。故球的上方空气流速慢，压强大，下方流速大，压强小而下沉，故C不符合题意；D．若两船靠得比较近且并排前进，两船之间的水流通道变窄，流速变大，压强变小，小于两船外侧的压强，便形成向内的压强差，容易发生撞船事故，故D不符合题意。故选B。3．某小组在探究物体的浮沉条件时，将同一个鸡蛋分别放入密度不同的甲、乙两杯盐水中，静止时的位置如图所示，则下列说法正确的是（）A．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大B．鸡蛋的密度等于甲杯中盐水的密度C．鸡蛋的密度大于乙杯中盐水的密度D．鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力一样大【答案】D【详解】AD．由图可知，同一个鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态，由于物体漂浮或悬浮时，受到的浮力和自身的重力相等，所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等，都等于鸡蛋的重力，故A错误，D正确；BC．鸡蛋在甲中处于漂浮状态，鸡蛋的密度小于甲杯中盐水的密度，鸡蛋在乙中处于悬浮状态，鸡蛋的密度等于乙杯中盐水的密度，故BC错误。故选D。4．如图所示，放在水平桌面上的三个完全相同的容器内，均装有适量的水，将、、三个体积相同的正方体分别放入容器内，待正方体静止后，三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是（

）A．物体受到的浮力大小关系为B．三个物体的密度大小关系是C．容器对桌面的压力大小关系为D．容器底部受到水的压强大小关系为【答案】C【详解】从图中可以看出，AB漂浮在水面上，C悬浮在水中，且ABC排开水的体积A．由阿基米德原理得，物体受到的浮力大小关系为故A错误；B．由浮沉条件得，物体的重力等于物体受到的浮力，物体受到的浮力大小关系为因此物体受到的重力大小关系为由G=mg得，物体的质量大小关系为由得，三个物体的密度大小关系为故B错误；C．根据浮沉条件与阿基米德原理得，物体排开水的重力等于物体的重力，因此三个容器内水和物体的总重力相等。容器放在水平桌面上，容器对面的压力等于容器、容器中的水、物体的总重力，三个容器相同，故三个容器对桌面的压力相等为故C正确；D．待正方体静止后，三个容器内水面高度相同，即容器中水的深度相同，由p=pgh得，容器底部受到水的压强大小关系为故D错误。故选C。5．将体积相同材料不同的甲乙丙三个实心小球，分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中，甲球下沉至杯底、乙球漂浮、丙球悬浮（题图），若它们所受浮力分别是F甲、F乙、F丙，三个小球的密度分别是ρ甲、ρ乙、ρ丙，则下述判断正确的是（）A．三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是B．三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是C．；D．；【答案】D【详解】AB．因为三个相同烧杯中都装满水，放入球后烧杯中液面高度不变，根据p=ρgh可知烧杯底部受到水的压强相等，即p甲=p乙=p丙故AB错误；CD．由于甲乙丙三个实心小球体积相同，则根据图可知排开水的体积关系V甲排=V丙排>V乙排根据F浮=ρ液V排g可知它们所受浮力关系F甲=F丙>F乙甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，丙球悬浮，所以甲球的密度大于水的密度，乙球的密度小于水的密度，丙球的密度等于水的密度，因此三个小球的密度大小关系是ρ甲>ρ丙>ρ乙故D正确，C错误。故选D。6．如图所示，我国第三艘航母“福建舰”在2024年5月1日赴相关海域开展首次航行试验，下列有关“福建舰”的说法正确的是（）A．以起飞的战斗机为参照物，“福建舰”处于静止状态B．飞行时使战斗机前进的动力是喷气对空气的作用力C．战斗机在甲板上静止时，受到的重力与战斗机对甲板的压力是一对平衡力D．战斗机从甲板上起飞后，“福建舰”受到的浮力变小【答案】D【详解】A．以起飞的战斗机为参照物，“福建舰”的位置发生了改变，处于运动状态，故A错误；B．飞行时战斗机向后喷出气体，气体给飞机一个向前的反作用力，这个力是战斗机前进的动力，故B错误；C．战斗机在甲板上静止时受到的重力与战斗机对甲板的压力作用在不同的物体上，方向相同，不是一对平衡力，故C错误；D．福建舰处于漂浮状态，它受到的浮力等于它的总重，舰载机起飞后，福建舰的总重变小，福建舰受到的浮力将变小，，故D正确。故选D。7．如图所示，在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计，用它来测量液体密度时，密度计处于漂浮状态，则下列液体密度、和密度计受到的浮力、关系正确的是（）A．， B．，C．， D．，【答案】D【详解】密度计放在两种液体中都漂浮，根据漂浮条件可知，密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力，即F1=F2=G由图可知，密度计排开液体的体积V排1>V排2，由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，甲液体的密度小，即ρ1<ρ2，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。8．下列对民间体育比赛中的一些现象进行了分析，其中正确的是（）A．踢球时球离开运动员的脚掌后在向前运动是因为受到惯性B．45kg的女运动员踩着3kg的划竿踩在质量为30kg的竹漂上保持平衡状态，划竿和竹漂共受到约780N的浮力C．52kg的男运动员踩着重量忽略不计的高跷训练，每只高跷底部与地面的接触面积为1.3×10-3m2，则在行走过程中，高跷对地面的压强为2×105PaD．拔河比赛中，甲方获胜，是因为甲方拉乙方的力大于乙方拉甲方的力【答案】B【详解】A．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，踢球时球离开运动员的脚掌后，由于球具有惯性需保持原来运动状态，所以向前运动，惯性不是一种力，不能说受到惯性，故A错误；B．此过程中的总重力为由于漂浮时物体所受浮力等于其重力，因此，划竿和竹漂共受到的浮力为故B正确；C．踩高跷行走时对地面的压强为故C错误；D．拔河比赛中，甲方获胜，是因为甲方所受地面的摩擦力比乙方所受的摩擦力大，而双方所受对方的拉力是一对相互作用力，所以是相等的，故D错误。故选B。二、填空题9．中国海军辽宁舰航母编队在台湾周边海域进行训练，海军055型驱逐舰首舰南昌舰现身航母编队。南昌舰是中国吨位最大的驱逐舰，满载时总重为，则舰底距水面3m深处受到海水的压强为Pa；此时南昌舰所受浮力为N。（）【答案】【详解】[1]舰底距水面3m深处受到海水的压强为[2]南昌舰漂浮，受到的浮力等于总重力，则此时南昌舰所受浮力为10．春天是播种的季节，农民常常利用盐水来选择种子。盐水选种是浮力知识在生产中的应用，其具体做法是：配制适当密度的盐水，将需要选择的农作物种子倒入盐水中即可分离出不饱满和饱满的种子。饱满的种子受到的浮力重力从而沉入水底，而不饱满的种子受到的浮力重力进而漂浮在水面。（两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】小于等于【详解】[1][2]利用盐水来选择种子,配制适当密度的盐水，将需要选择的农作物种子倒入盐水中；根据物体沉浮条件可知，饱满的种子受到的浮力小于重力从而沉入水底，不饱满的种子受到的浮力等于重力进而漂浮在水面。11．如图所示，这是我国研制的地效翼船，被称为海陆空“三栖巨兽”，其机翼侧面为上凸下平的形状，是利用流体流速越大，压强越的原理产生向上的升力的，如果其质量为4.5吨时，能静止在海面上，这时它受到的浮力为N。（g取）【答案】小【详解】[1]其机翼侧面为上凸下平的形状，机翼上方空气流速大压强小，下方空气流速小压强大，形成向上的压力差，是利用流体流速越大，压强越小的原理产生向上的升力的。[2]它静止在海面上，这时它受到的浮力为12．许多轮船都有排水量的标记。“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t，表示它满载时排开的海水质量是4800t，此时舰船所受的浮力是N。当舰船从海洋驶入长江时，吃水深度（填“变大”“变小”或“不变”)。（g取10Nkg）。【答案】4.8×107变大【详解】[1]驱逐舰受到的浮力F浮=G排=m排g=4800×103kg×10N/kg=4.8×107N[2]驱逐舰在海洋中行驶时，处于漂浮状态，浮力等于重力；驱逐舰在长江中行驶时，仍然处于漂浮状态，浮力仍然等于重力；所以驱逐舰从海洋驶入长江时，所受的浮力不变，由于液体密度变小，由F浮=ρ液gV排可知排开液体的体积将变大，吃水深度变大。13．2018年10月20日，全球最大水陆两栖飞机“鲲龙”AG600在湖北荆门成功实现水上首飞起降．若某次AG600漂浮停在水面上时，飞机排开水的体积为45m3，则飞机所受重力为N。【答案】4.5×105【详解】G600漂浮停在水面上时，处于平衡状态，则受到的重力与浮力是一对平衡力，大小相等，则重力为14．福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，满载排水量为8万吨，满载时吃水深度为10m，福建舰满载时，受到海水的浮力为N，最低处的瞭望口受到海水的压力为N。舰载机起飞后，福建舰受到的浮力（选填“变大”“不变”或“变小”）（，）。【答案】10.3变小【详解】[1]“福建舰”的满载排水量为8万吨，即，则航母满载时受到海水的浮力[2]福建舰满载时的吃水深度为10m，满载时航母的最低处受到的液体压强根据可得，瞭望口受到海水的压力[3]航母漂浮在海上时，受到的浮力等于重力，二者是一对平衡力，舰载机起飞后，福建舰的重力减小，因此福建舰的浮力变小。三、实验题15．细心的小晋发现，轮船的船舷上标有“吃水线”，又称“载重线”，而且不同海域所标载重线的位置不同。于是小晋和兴趣小组的同学们利用铁块设计了“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。（g取10N/kg）(1)通过a、c两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是N；(2)通过比较两次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系；(3)通过比较c、e两次实验，可探究物体所受浮力大小与的关系。同时可求得液体的密度为kg/m3；(4)同学们还想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”，他们用橡皮泥（不考虑橡皮泥吸水）代替铁块，再进行实验，步骤如下：步骤一：将橡皮泥做成“碗”状，并放入盛水的烧杯中，使其漂浮在水面上；步骤二：把橡皮泥从水中取出捏成实心球状，放入盛水的烧杯中，观察到橡皮泥下沉至杯底；①橡皮泥第一次受到的浮力（选填“大于”“等于”或“小于”）第二次受到的浮力；②由此同学们认为：物体受到的浮力与其形状有关。其结论错误的原因是。【答案】(1)0.5(2)c、d(3)液体密度(4)大于没有控制橡皮泥排开水的体积相同【详解】（1）由图a可知，铁块的重力为2N；由图a和图c并结合称重法可得，铁块浸没在水中所受浮力大小是（2）要探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系，根据控制变量法可知，需控制液体的密度、铁块排开液体的体积相同，而浸没深度不同，所以，可通过比较c、d两次实验进行分析。（3）[1]通过比较c、e两次实验，铁块排开液体的体积相同，液体密度不同，测力计的示数不同，铁块所受的浮力不同，可探究物体所受浮力大小与液体密度的关系。[2]铁块浸没在水中时，排开水的体积等于铁块的体积，根据阿基米德原理可得同理，铁块浸没在液体中时，可得由图a和图e并结合称重法可得，铁块浸没在液体中所受浮力大小是则有则液体的密度为（4）①[1]根据物体