105物體的浮與沉（原卷版）

蘇科版八年級(jí)下冊(cè)第十章《壓強(qiáng)和浮力》10.5物體的浮與沉【知識(shí)梳理】一、物體的浮沉條件前提條件：物體浸在液體或氣體中，且只受浮力和重力。上浮下沉懸浮漂浮沉底物體處于動(dòng)態(tài)即物體受到非平衡力的作用物體可以停留在液體中的任意深度處是“上浮”過程的最終狀態(tài)是“下沉”過程的最終狀態(tài)處于靜態(tài)即物體受到平衡力的作用二、浮力的利用1．輪船：（1）工作原理：通過把鐵、鋼等密度大于水的材料制成空心的結(jié)構(gòu)，使得船的密度小于水的密度，使它能夠排開更多的水，增大船受到的浮力，從而能夠漂浮在水面上。（2）排水量：輪船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量。單位：t。由排水量可計(jì)算出：①排開液體的體積； ②排開液體的重力；③輪船受到的浮力； ④輪船和貨物共重。2．潛水艇：工作原理：由于潛水艇的體積無法改變，因此在浸沒于水時(shí)，無法改變受到的浮力。因此，潛水艇的下沉和上浮是靠改變自身重力來實(shí)現(xiàn)的。3．氣球和飛艇：工作原理：氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體如：氫氣、氦氣或熱空氣。為了能定向航行而不隨風(fēng)飄蕩，人們把氣球發(fā)展成為飛艇。熱氣球氫（氦）氣球飛艇4．密度計(jì)：（1）構(gòu)造：密度計(jì)由玻璃、塑料等制成空心的結(jié)構(gòu)，上半部分為細(xì)圓柱體，下半部分為粗圓柱體，粗圓柱體中還放置了鋁粒來密度計(jì)的重心，使密度計(jì)能直立在液體中； （2）工作原理：根據(jù)物體在不同液體中漂浮時(shí)受到的浮力相同但排開液體的體積不同的特點(diǎn)，從而利用露出的體積（長度）來測(cè)量密度。（3）刻度：刻度線從上到下，對(duì)應(yīng)的液體密度越來越大，且密度越大的部分，刻度越密。推導(dǎo)過程如下：由得由此畫出露出長度與液體的關(guān)系圖象，見下圖當(dāng)時(shí)，，可見，隨著液體密度的均勻增大，露出長度的增加量卻越來越小，即密度計(jì)相鄰刻度離的越來越近，也就是說，液體密度越大，密度計(jì)刻度越密。（4）使用：將密度計(jì)置于待測(cè)液體中，液面對(duì)齊的刻度即為待測(cè)液體的密度。5．浮沉子如下圖所示，將小玻璃瓶內(nèi)裝上適量的水，瓶口朝下，使其漂浮在大塑料瓶內(nèi)的水面上，旋緊塑料瓶蓋，這就做成“浮沉子”。用力抓握塑料瓶，小玻璃瓶就會(huì)往水下沉落，松開塑料瓶，它又會(huì)浮上來，調(diào)整握塑料瓶的力度，小玻璃瓶就可以懸浮在水中。工作原理：擠壓大塑料瓶，大瓶內(nèi)空氣被壓縮，大瓶內(nèi)氣壓變大，部分水被壓入小瓶中，當(dāng)小瓶重力大于浮力時(shí)，浮沉子下沉；當(dāng)松手后，大瓶內(nèi)氣壓變小，小瓶內(nèi)氣壓大于大瓶氣壓，部分水被壓出小瓶，當(dāng)小瓶重力小于浮力時(shí)，浮沉子上?。划?dāng)用適當(dāng)?shù)牧ξ账芰掀?，小瓶重力等于浮力時(shí)，浮沉子懸浮?！疽族e(cuò)點(diǎn)】1．密度均勻的物體切去一塊后浮沉情況不變。由于密度均勻的物體切去一塊后，密度不變，和液體間的密度關(guān)系不變，所以浮沉情況不變。2．冰化水的問題：（1）純水和純水凝固成的冰，冰化為水后水面高度不變。分析：，即當(dāng)冰化成水后，則，即有說明，冰化成水后，將剛好填滿冰排開水的體積，水面高度不變。（2）純水和鹽水凝固成的冰，冰化為水后水面高度降低。分析：在（1）中，，即由可得，說明，鹽水冰化成鹽水后，不能填滿排開水的體積，水面高度降低。（3）鹽水和純水凝固成的冰，冰化為水后水面高度升高。分析：在（1）中，，即由可得，說明，純水冰化成水后，能填滿排開鹽水的體積之外，還會(huì)多出一部分，水面高度升高。3．冰中有物化水的問題：冰化為水后，物體沉底，水面降低。推導(dǎo)：由前可知，冰化成水，不引起水面變化，但物體原本處于漂浮狀態(tài)，冰熔化后物體沉底，可見，，，即由此可知，物體排開水的體積減小，液面降低?！疽?guī)律總結(jié)】漂浮問題“五規(guī)律”①規(guī)律一：物體漂浮在液體中，所受的浮力等于它受的重力；②規(guī)律二：同一物體漂浮在不同液體里，所受浮力相同；無論在什么液體里，只要是同一物體處于漂浮狀態(tài)，浮力始終等于重力，所以浮力均相同。③規(guī)律三：同一物體漂浮在不同液體里，在密度大的液體里浸入的體積小；例如同一物體放在水和鹽水中均處于漂浮狀態(tài)，則有，由于，所以。④規(guī)律四：漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾；由物體漂浮可知，，則，可得。⑤規(guī)律五：將漂浮物體全部浸入液體里，需加的豎直向下的外力等于液體對(duì)物體增大的浮力?！镜淅治觥?．（2021·廣東深圳·八年級(jí)期末）等體積的木球A和鐵球B被細(xì)線系住，浸沒在水中，如圖所示，下列說法正確的是（）A．兩球均處于懸浮狀態(tài) B．兩球所受的浮力相等C．木球可能空心，鐵球一定實(shí)心 D．剪斷細(xì)繩后，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)不變2．（2023·廣東廣州·中考模擬）2022年6月17日，我國第三艘航空母艦“中國人民解放軍海軍福建艦”下水。福建艦是我國完全自主設(shè)計(jì)建造的首艘彈射型航空母艦，采用平直通長飛行甲板，滿載排水量8.5萬噸，滿載時(shí)航母受到的浮力是____________N；航空母艦上的艦載機(jī)重達(dá)二三十噸，具有的_______大，改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)很難；電磁彈射裝置要在幾十毫秒的時(shí)間將其彈射出去，航空母艦會(huì)_______（選填“上浮”或“下沉”）一些。（ρ水=1.0×103kg/m3）3．（2022·廣東珠?！ぐ四昙?jí)期中）如圖是關(guān)于浮力知識(shí)的應(yīng)用實(shí)例，其中說法正確的是（）A．圖A中巨輪之所以能夠浮在水面是因?yàn)橛每招牡霓k法增大了排開液體的體積B．圖B中浸沒在水中的潛水艇在下潛過程中所受浮力逐漸變大C．圖C中液體的密度越大密度計(jì)漂浮時(shí)受到的浮力就越大D．圖D中氣球是利用填充氣體密度大于空氣密度的原理上浮【奪冠訓(xùn)練】一、單選題1．（2022·黑龍江黑河·八年級(jí)月考）把一塊實(shí)心均勻物體投入盛水的燒杯中，物體靜止時(shí)處于懸浮狀態(tài)，若將該物體分成大小不同的兩塊，當(dāng)物體靜止時(shí)下列說法正確（）A．物體漂浮 B．物體懸浮C．物體上浮 D．物體沉在水底2．（2022·黑龍江黑河·八年級(jí)月考）下列四個(gè)情景中，浮力增大的物體是（）A．從河岸沙灘走入深水處的游泳者 B．從深水處向河岸沙灘走去的游泳者C．海面下正在下沉的潛艇 D．在碼頭卸載貨物的貨輪3．（2022·黑龍江黑河·八年級(jí)月考）甲、乙、丙三個(gè)完全相同的小球，分別投入三種不同的液體中，靜止后，甲漂浮，乙懸浮，丙沉底，如圖所示，它們所受浮力分別是F甲、F乙、F丙，則其大小關(guān)系是（）A．F甲=F乙>F丙 B．F甲>F乙>F丙 C．F甲>F乙=F丙 D．F甲>F乙=F丙4．（2021·湖北武漢·八年級(jí)月考）如圖所示，圖甲和圖乙的容器中是同一個(gè)自制的簡易密度計(jì)，它是在木棒的一端纏繞一些銅絲做成的，將其放入盛有不同液體的兩個(gè)相同的燒杯中，它會(huì)豎直漂浮在液體中，由圖中現(xiàn)象可以判斷（）A．密度計(jì)在兩種液體中所受的浮力不相等 B．兩種液體的密度相等C．密度計(jì)下端受到的液體壓強(qiáng)不相等 D．容器對(duì)桌面的壓力不相等5．（2022·山東棗莊·八年級(jí)月考）測(cè)量液體密度的儀器叫做密度計(jì)，將其插入被測(cè)液體中，待靜止后直接讀取液面處的刻度值，如圖甲所示。圖乙和圖丙是自制的一支簡易密度計(jì)（在木棒的一端纏繞一些銅絲做成），先后被放入盛有不同液體的兩個(gè)燒杯中。下列說法正確的是（）A．圖甲中密度計(jì)越靠近上方的刻度，其相應(yīng)的密度數(shù)值越大B．自制密度計(jì)在丙杯中所受浮力比在乙杯中所受浮力大C．乙杯中液體的密度比丙杯中液體的密度大D．自制密度計(jì)在乙杯中液面以下體積較小，所以密度計(jì)底部受到液體的壓力較丙圖小6．（2023·北京西城·中考二模）如圖所示，輕質(zhì)柱形容器放置在水平桌面上，容器內(nèi)裝有重為G1的水，將重為G2的正方體物體A放入水中后處于漂浮狀態(tài)，物體A露出水面的體積為其總體積的。若用一個(gè)豎直向下的壓力F1壓物體A，使其剛好浸沒在水中后靜止，這時(shí)物體A的下表面受到水豎直向上的壓力為F2。下列說法正確的是（）A．物體A的密度為0.4×103kg/m3 B．物體A漂浮時(shí)，容器對(duì)桌面的壓力為G1C．物體A浸沒在水中后受到的浮力等于F2F1G2D．豎直向下的壓力F1和重力G2的比值為2∶37．（2022·江西宜春·八年級(jí)月考）如圖甲、乙為潛水艇的浮沉示意圖，下列有關(guān)說法正確的是（）A．甲圖中向潛水艇水艙充氣潛水艇將會(huì)下沉B．潛水艦平行潛入密度變小的水域時(shí)，受到的浮力變小C．潛水艇與魚的浮沉原理相同D．在海里同一位置處，甲圖中潛水艇受到的浮力大8．（2023·重慶市·八年級(jí)月考）如圖甲所示，長方體木塊通過體積不計(jì)的細(xì)線與空杯底部相連，先置于空杯的底部，再緩慢注入水，直至圖乙所示。注水過程中，木塊所受浮力的大小隨杯中水的深度變化如圖丙所示，則下列說法正確的是（）A．細(xì)線的長度為25cm B．木塊的橫截面積為100cm2C．木塊的密度為0.8×103kg/m3 D．細(xì)線對(duì)木塊的最大拉力為12N9．（2023·江蘇鹽城·九年級(jí)期中）如圖所示，大燒杯中放入足量的水，小燒杯漂浮在水面上，讓小燒杯傾斜進(jìn)水后沉入水底。關(guān)于這一情景，下列分析正確的是（）A．小燒杯能沉入水底是因?yàn)樗闹亓ψ兇罅薆．小燒杯漂浮時(shí)受到的浮力大于它的重力C．小燒杯浸沒時(shí)和漂浮時(shí)所受的浮力相等D．小燒杯浸沒后大燒杯底部受到水的壓強(qiáng)變小10．（2022·重慶市·八年級(jí)期中）如圖所示，容器中的水面上漂浮著一個(gè)空盆，若將水底的鵝卵石撈出放在盆里后，盆仍然漂浮在水面上，此時(shí)容器中的水面高度與未撈出鵝卵石時(shí)相比會(huì)（）A．上升 B．下降 C．不變 D．無法判斷二、填空題11．（2022·河南方城·八年級(jí)期末）將一只玩具鴨分別放入盛有不同液體的甲、乙兩個(gè)容器中，靜止時(shí)如圖所示，從觀察到的現(xiàn)象可以判斷：液體密度ρ甲_________ρ乙；玩具鴨排開液體的質(zhì)量m甲_________m乙。（均選填“<”、“=”或“>”）12．（2022·吉林榆樹·八年級(jí)月考）有一泡沫塑料漂浮在水面上，它有的體積浸在水中，則它的密度為______kg/m3，當(dāng)一只水鳥停在該泡沫塊上時(shí)，泡沫塊剛好完全浸沒在水中，該泡沫塊的重力2N，則該水鳥的質(zhì)量為______kg。（g＝10N/kg）13．（2022·江蘇宿遷·八年級(jí)期末）如圖所示，將裝有適量水的小瓶瓶口向______（選填“上”或“下”），使其漂浮在大塑料瓶的水面上，將大塑料瓶密封后，就制成了“浮沉子”。按壓大塑料瓶，水會(huì)壓入小瓶內(nèi)，此時(shí)由于整個(gè)小瓶所受的重力______（選填“大于”、“等于”或“小于”）其所受的浮力，因而發(fā)現(xiàn)小瓶下沉；松手后，小瓶又會(huì)上升，這個(gè)裝置可用于演示______（選填“密度計(jì)”、“輪船”或“潛水艇”）的工作原理。14．（2023·山東東營·八年級(jí)期中）一艘輪船從大海駛?cè)腴L江，它受到的浮力___________（填“變大”、“變小”或“不變”），它排開水的體積___________（填“變大”、“變小”或“不變”），它將___________（填“上升”或“下降”）一些。三、實(shí)驗(yàn)題15．學(xué)習(xí)了浮力的知識(shí)后，小敏找來一些物品（蠟燭、鐵釘、石塊、軟木寨、橡皮泥），想利用這些物品進(jìn)行浮力的相關(guān)探究：（1）她猜想其中鐵釘、石塊放入水中可能會(huì)沉入水底，她的猜想主要是依據(jù)物體的___________（選填“體積”，“質(zhì)量”和“密度”）；（2）小敏用天平測(cè)出橡皮泥的質(zhì)為24g，并將其捏成長方體，用刻度尺測(cè)出長5cm寬4cm、高1cm，由此可知橡皮泥的密度為___________g/cm3，據(jù)此判斷橡皮泥放入水中可能會(huì)___________（選填“上浮”、“下沉”或“懸浮"）；（3）小敏將這塊橡皮泥分成相同的兩塊，并做成實(shí)心球形和碗形，分別放入相同的兩杯水中，靜止時(shí)出現(xiàn)如圖甲、乙所示的現(xiàn)象，甲杯中橡皮泥所受的浮力___________乙杯中橡皮泥所受的浮力（選填“大于”“小于”或“等于”）。而___________杯中水面升高得較多，由此可知，輪船能夠漂浮在水面上，是因?yàn)檩喆龀蒧__________的，增大了排開水的體積；（4）小敏又將適量的橡皮泥捏黏在鉛筆的一端（能使鉛筆豎直浮在液體中），這就制成了一個(gè)很有用的儀器，將它分別放到盛有不同種類液體的杯中，靜止時(shí)的情景如圖丙所示，由此可以判斷出密度計(jì)在A、B兩種液體的浮力大小關(guān)系為：FA___________FB（選填“>”、“=”或“<"），A、B兩種液體的密度關(guān)系為：ρA___________ρB（選填“>”、“=”或“<"）。四、計(jì)算題16．（2023·福建龍巖·八年級(jí)期中）重為15N的物體，浸沒于裝滿水的容器中后，溢出水的體積為500cm3，求：（1）此物體受到的浮力為多少？（2）物體是上浮還是下沉？（3）此物體的密度是多少？17．（2022·河南駐馬店·八年級(jí)月考）地球氣候變暖，冰川熔化加劇，是造成海平面變化的原因之一。小明同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識(shí)，通過比較冰川完全熔化成水后水的體積與冰川熔化前排開海水的體積，就能推斷海平面的升降。如圖所示，是冰川漂浮在海面上的情景，若冰川的質(zhì)量為1.03×108t，海水密度為ρ海=1.03×103kg/m3，水密度為ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg。求：（1）冰川熔化前受到的浮力；（2）冰川熔化前排開海水的體積；（3）冰川完全熔化成水后水的體積；（4）推斷海平面的升降，并說明理由。18．（2021·廣東珠