初中物理人教版八年级下册第十章 浮力10.3 物体的浮沉条件及其应用优秀ppt课件

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课时10.3  物体沉浮的条件（备作业）（解析版）2021-2022学年八年级下册精品课堂设计（人教版）一、夯实基础1.下列四个情景中，受到的浮力增大的物体是（  ）。A．从深水处走向海岸沙滩的游泳者；B．从长江驶入大海的轮船；C．海面下正在下沉的潜水艇；      D．在码头装载货物的轮船【答案】D。【解析】A．从深水处走向海岸沙滩的游泳者；所受浮力变小，不符合题意。B．从长江驶入大海的轮船；只要轮船质量不变，在长江和在大海中所受浮力相同，故B不符合题意。C．海面下正在下沉的潜水艇；所受浮力不变，只是潜水艇受到的重力逐渐增大，导致下沉，故C不符合题意。D．在码头装载货物的轮船；轮船上的货物逐渐增大，轮船排开海水的体积逐渐增大，浮力逐渐增大，故D符合题意。2．小明在“造船比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成小船，把它们放在盛有水的水槽中，然后往小船内放入不同质量的物体，它们均能漂浮在水面上，如图所示。针对此现象，下列说法正确的是（   ）。A．三只小船受到的浮力相等；B．三只小船底面受到的压力相等；C．小船所装物体越重，受到的浮力越大；D．小船所装物体越轻，受到的浮力越大【答案】C。【解析】三只小船均能漂浮在水面上，根据二力平衡条件，每只小船所受的浮力等于它受的重力。所以小船所装物体越重，受到的浮力越大。3.（多选）建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障，核潜艇是海军的战略重器，如图是我国094型战略导弹核潜艇，关于它在海中状态的有关分析正确的是（　）。A.上浮过程中所受浮力逐渐增大；B.悬浮时所受浮力等于重力；C.悬浮和漂浮时所受的浮力相等；D.漂浮时比悬浮时排开海水质量小【答案】BD。【解析】A．上浮过程中所受浮力逐渐增大；此说法错误。物体受到的浮力与其排开液体的体积有关，上浮过程中潜艇排开水的体积不变，浮力不变。B．悬浮时所受浮力等于重力；此说法正确。潜艇悬浮时，处于静止状态，潜艇受到平衡力的作用，故潜艇受到的浮力大于其重力。C．悬浮和漂浮时所受的浮力相等；此说法错误。潜艇悬浮时，潜艇排开水的体积等于潜艇的体积；潜艇漂浮时，排开水的体积小于潜艇的体积。D．漂浮时比悬浮时排开海水质量小；此说法正确。漂浮时，潜艇排开海水的体积小于悬浮时排开海水的体积，故排开海水的质量亦是如此。此题说法正确的是BD。4.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．西瓜的密度比李子的密度大；B．西瓜漂浮时所受浮力大于重力；C．李子下沉过程中所受水的压强不变；D．李子浸没后，下沉过程中所受浮力大小不变【答案】D。【解析】“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，其正确的解释应该是西瓜的密度小于水的密度；李子的密度大于水的密度。故A的说法错误。西瓜漂浮在水中时，西瓜受到的浮力等于其受到的重力，故B的说法错误。液体压强与其深度有关，李子在下沉过程中受到水的压强逐渐增大，故C的说法错误。李子完全浸没水中后，李子排开水的体积不变，浮力不变；故D的说法正确。正确答案是D。5．如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确的是（  ）。A．甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度；B．甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度；C．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力；D．鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力【答案】A。【解析】根据物体与液体密度的关系，当物体在液体上面漂浮时，ρ液>ρ物，当物体在液体中悬浮时ρ液 =ρ物，所以甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度。同一个物体浸在不同液体中处于漂浮和悬浮的静止状态，物体受到的浮力都等于物体的重力，物体的重力不变，所以物体受到的浮力相等，故C、D错误。6．如图所示，有一质量分布均匀的物体，漂浮在水面上，有的体积露出水面将露出水面的部分切去后，剩余浸在水中的部分将（　　）A．上浮　　　 B．悬浮 　　　C．下沉　　　 D．无法确定【答案】A。【解析】质量分布均匀的物体漂浮在水面上，说明物体密度小于水的密度。将露出水面的部分切去后，物体的密度不变，仍小于水的密度，所以物体剩余的部分仍漂浮，即物体剩余浸在水中的部分将上浮。7．小关与同学们去游觉桂林两江四湖，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。【解析】（1）同学们登上游船过程中，使船的重力变大，故A错误；（2）登上游船过程中，游船一直处于漂浮状态，则F浮=G，所以，游船受到的浮力变大，故BD错误，C正确。故选C。8．在一次抗洪救灾行动中，一名质量为60kg的武警战士登上一艘自重为540kg的冲峰舟准备抢险救灾，此时漂浮在水面上的冲锋舟排开水的体积为　   　m3，若满载时排开水的体积为1.2m3，最多还能装载质量为　   　kg的人和物资。（ρ水=1.0×103kg/m3）【答案】0.6；600。【解析】（1）因为冲锋舟漂浮在水面上，所以受到的浮力：F浮=G=（m人+m舟）g=（540kg+60kg）×10N/kg=6000N，因为F浮=ρ液gV排，所以其排开水的体积：V排===0.6m3；（2）冲锋舟满载时受到的浮力：==1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m3=12000N，设人和物资的总重为G最大，则有G舟+G最大=；即：540kg×10N/kg+G最大=12000N；解得：G最大=6600N；故m最大===660kg，所以最多还能装载质量为660kg﹣60kg=600kg。故答案为：0.6；600。9．如图所示为我国某新型战略核潜艇。它在水面航行时排水量为9000t，受到的浮力为   　N。它在水下下潜过程中，受到的浮力　   　（选填“增大”、“减小”或“不变”），受到水的压强　   　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（g取10N/kg）【答案】9×107；增大；增大。【解析】（1）核潜艇在水面航行时受到的浮力：F浮=G排=m排g=9×106kg×10N/kg=9×107N；（2）随着海水深度的增加，单位体积海水的质量变大，即海水的密度增大，根据F浮=G排=ρ液gV排可知，潜水器受到的浮力增大；（3）根据p=ρgh可知，在核潜艇下潜过程中，所处深度h增大、海水的密度不变，所以海水对它的压强增大。故答案为：9×107；增大；增大。10.普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中，它所受的浮力逐渐________(填“变大”“不变”或“变小”)；若潜水艇悬浮在海水中，当用压缩空气把水舱中的海水排出一部分时，潜水艇将________(填“上浮”或“下沉”)；在露出海面之前，潜水艇所受的浮力将________(填“变大”“不变”或“变小”)。【答案】变大；上浮；不变。【解析】普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中，V排不断增大，由F浮=ρ水gV排可知它所受的浮力逐渐增大，当将水舱内的水排出一部分后，潜水艇的重力减小，故重力小于浮力，潜水艇将上浮，在未露出水出之前，由于排开水的体积不变，故潜水艇所受到的浮力不变。故答案为：变大；上浮；不变。11．如图所示，把一木块放入水中，静止时木块有的体积浸入水中，木块的密度为   kg/m3；如果把该木块放入密度为0．8×103kg/m3的酒精中，静止时，如图1所示，那么该木块下表面受到水的压强p水与受到酒精的压强p酒的关系为p水       p酒（填“大于”、“等于”、“小于”）。【答案】0．6×103；等于。【解析】（1）因为木块漂浮时，处于静止状态。所以木块受到的浮力与重力是平衡力。所以F浮=G，而，  ，所以，（2）要比较木块下表面受到液体的压强，我们容易想到液体压强公式，可是水的密度大于酒精，而木块下表面在水中的深度小于酒精，所以用上面的公式无法比较。想到浮力产生的实质是物体上下表面受到液体的压力差，压强为压力与受力面积的比值，这样就容易比较了。根据图示可知，木块在水中和在酒精中都处于漂浮状态，浮力等于重力。即两种情况下的浮力相等。根据浮力产生的实质可知，浮力等于水或酒精对木块下表面的压力，由于两种情况下木块的重力相等，木块下表面积相等，所以两个压强相等。12.一物块的质量为90g，体积为100cm3，现将它浸没在水中，物体所受的浮力为         N，松手后，物体将会           （上浮/下沉/悬浮），最终静止时物体排开水的质量为         g。（g=10N/kg，ρ水=1.0g/cm3）【答案】1、上浮、90。【解析】根据浮力计算公式，可求得：，物块密度：，物块密度小于水的密度，故松开手后会上浮；当物静止时，物块排开水的质量等于物块质量，即为90g。答案：1、上浮、90。13.随着我国经济的不断增长，国防力量也在加强，我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式交接。根据某航母的主要参数值列式计算：(g＝10 N/kg，ρ海水＝1.03×103 kg/m3)主要参数值航母总质量(包括舰载飞机)6×107 kg每架舰载飞机的质量5150 kg每架舰载飞机与甲板的总接触面积5000 cm2航母正常航行速度54 km/h航母以正常航行速度行驶时所受阻力3.6×108 N(1)求每架舰载飞机对甲板的压强；(2)求航母所受的总重力和浮力的大小；(3)若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地，行驶了540 km.求此过程中航母牵引力的功率；(4)若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少？【解析】（1）舰载飞机对甲板的压：F=G1=m1g=5150kg×10N/kg=5.15×104N，舰载飞机对甲板的压强：p===1.03×105Pa。（2）航母总重力：G2=m2g=6×107kg×10N/kg=6×108N，因为漂浮，所以F浮=G2=6×108N。（3）因为航母在匀速行驶，根据二力平衡可得：F牵=f=3.6×108N，牵引力的功率：P=F牵v=3.6×108N/kg×m/s=5.4×109W。（4）舰载飞机起飞前后，航母受到的浮力：F浮=ρ液gV排，F浮1=G2-G1=ρ液gV排1，根据阿基米德原理可得：△V=V排-V排1=-===5m3。答：（1）每架舰载飞机对甲板的压强为1.03×105Pa；（2）航母的总重力和受到的浮力均为6×108N；（3）航母行驶过程中牵引力的功率为5.4×109W；（4）航母排开海水的体积减少了5m3。 二、提升练习1．（2021·湖南衡阳市）甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同的小球而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则它们在水中所受浮力相等的是（  ）。A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁【答案】C。【解析】已知四个小球的体积相同，由图知，四个球排开水的体积关系为V甲排＜V乙排＜V丙排=V丁排由F浮=ρ水V排g可知，四个球受到的浮力关系为F甲＜F乙＜F丙=F丁即所受浮力相等的是丙和丁。故选C。2．（2021·四川凉山彝族自治州）如图所示，将一个空心铁球浸没入水中，放手后铁球恰好悬浮，若沿虚线方向将铁球切成大小不等的两块，则（  ）。A．大块的将下沉，小块的将上浮 B．大块的将上浮，小块的将下沉C．两块都将上浮 D．两块都将下沉【答案】B。【解析】空心铜球悬浮在某液体中，说明物体的密度与液体的密度相同，将它沿图示虚线切为大小不等的两块后，小块为实心，小块密度大于液体的密度，大块仍为空心，切除部分实心后密度减小，密度小于液体的密度，所以大块将上浮，小块将下沉，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。3．（2021·辽宁中考真题）水平面上有甲、乙两个相同的容器，装有质量相等的盐水和清水，小明先用盐水浸泡草莓，然后放入清水中清洗。草莓在盐水和清水中的浮沉情况如图所示。草莓由盐水到清水带走的盐水和草莓质量变化忽略不计。下列判断正确的是（  ）。A．两容器中有草莓时，对水平面的压强相等；B．草莓a的密度小于草莓b的密度；C．草莓c在盐水和清水中所受浮力相等；D．两容器中有草莓时，容器底受到液体压强相等【答案】AB。【解析】A．两容器中有草莓时，总重力相同，容器底面积相等，根据可知，两容器中有草莓时，对水平面的压强相等，故A正确；B．由甲图可知，草莓a漂浮，草莓b悬浮，因此草莓a的密度小于草莓b的密度，故B正确；C．草莓c在盐水和清水中都沉底，排开的液体的体积相同，但液体的密度不同，根据 可知，所受浮力不相等，故C错误；D．甲、乙两个相同的容器，装有质量相等的盐水和清水，容器底受到液体压强相等；当两容器中有草莓时，容器底受到液体压强增加，增加的压强等于草莓在清水和盐水中时浮力产生的压强，而草莓在清水和盐水中时浮力不相等，增加的压强也不相等，因此两容器中有草莓时，容器底受到液体压强不相等，故D错误。故选AB。4．（2021·内蒙古通辽市）两个底面积相同形状不同的容器（）盛有同种液体，放在水平桌面上，液体深度相同，把甲、乙、丙、丁四个体积相同的小球放入两个容器中，小球静止后位置如图所示，两容器内液体深度依旧相同。下列说法正确的是（  ）。A．甲球密度小于丙球密度；B．甲球受到的浮力大于丁球受到的浮力；C．取出乙、丙小球后，A容器底部受到的液体压强小于B容器底部受到的液体压强；D．取出乙、丙小球后，A容器对桌面的压强变化量大于B容器对桌面的压强变化量【答案】CD。【解析】从图中可以看出，甲球漂浮，乙、丙两球悬浮，丁球沉底。A．由浮沉条件得 故A错误；B．甲球排开液体的体积小于甲球的体积，丁球排开液体的体积等于丁球的体积。甲、丁的体积相同，所以 由 甲球受到的浮力小于丁球受到的浮力，故B错误；C．从图中可以看出A容器的横截面积小于B容器的横截面积，取出乙、丙小球后，A容器液体下降的深度大于B容器液体下降的深度，所以取出乙、丙小球后，A容器液体的深度小于B容器液体的深度。同种液体深度越深压强越大，因此A容器底部受到的液体压强小于B容器底部受到的液体压强，故C正确；D．取出乙、丙小球后，A容器对桌面的压力减小的量等于乙球的重力，B容器对桌面的压力减小的量等于丙球的重力。因为乙丙两球的密度、体积均相同，所以乙丙两球的质量 ，所以乙丙两球的重力相等。 因此A容器对桌面的压力减小的量等于B容器对桌面的压力减小的量。从图中可以看出，A容器的底面积小于B容器的底面积。当压力相同时，底面积越小，压强越大，所以A容器对桌面的压强变化量大于B容器对桌面的压强变化量，故D正确。故选CD。5．（2021·山东泰安市）两个体积相同的实心正方体A和B，静止在水槽内如图所示位置。正方体A有的体积浸入水中，正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同。设两正方体密度分别为和，所受浮力分别为和，所受重力分别为和，下表面所受水的压强分别为和，下列说法中（    ）①    ②③    ④A．只有①②正确 B．只有③④正确C．只有②④正确 D．只有①②③正确【答案】A。【解析】因为正方体A和B体积相同，所以两个正方体边长相等，又因为正方体A有的体积浸入水中，所以A受到的浮力为B全部浸入水中，所以B受到的浮力为所以又因为A自由漂浮在水中，所以A受到的浮力等于自身的重力，即B悬浮在水中，所以B受到的浮力也等于自身的重力所以根据密度计算公式可得，A的密度为B因为悬浮在水中，所以密度等于水的密度，即所以因为A有的体积浸入水中且正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同，所以A和B浸入水中的深度之比为，根据可得综上可知，①②正确，③④错误。故选A。6．（2021·四川泸州市）小王同学做了下面几个家庭实验，以下说法正确的是（  ）。A．图甲，缓慢拉动纸片，鸡蛋未落入杯中，说明鸡蛋不受重力；B．图甲，快速抽出纸片，鸡蛋落入杯中，说明鸡蛋具有惯性；C．图乙，鸡蛋悬浮在盐水中，说明鸡蛋密度大于盐水密度；D．图乙，鸡蛋悬浮在盐水中，增加盐水浓度鸡蛋将下沉【答案】B。【解析】A．图甲中，缓慢拉动纸片，鸡蛋未落入杯中，是因为鸡蛋受到摩擦力的作用，随纸片一起运动，而在地球表面的物体都受到重力的作用，故A错误；B．快速抽出纸片，鸡蛋由于惯性会保持原来的运动状态：即静止状态，不随纸片运动，所以会掉入杯中，故B正确；C．图乙中，鸡蛋悬浮在盐水中，是因为鸡蛋与盐水的密度相同，故C错误；D．增加鸡蛋悬浮着的盐水浓度，那么盐水的密度越大，而鸡蛋的体积不变，则排开盐水的体积不变，据阿基米德原理知，鸡蛋所受的浮力变大，则鸡蛋会上浮，故D错误。故选B。7．（2021·浙江嘉兴市）如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是（  ）。A．向海底下潜过程中，受到海水的压强变大；B．海水中水平游动时，受到海水的压强变小；C．对背心进行放气后，受到海水的浮力变大；D．对背心进行充气后，受到海水的浮力变小【答案】A。【解析】A．向海底下潜过程中，深度增加，根据p=ρgh，受到海水的压强变大，故A正确；B．海水中水平游动时，深度不变，根据p=ρgh，受到海水的压强不变，故B错误；CD．对背心进行充气后，排开液体体积变大，根据F浮=ρgV排可知，浮力变大，对背心进行放气后，排开液体体积变小，浮力变小，故CD错误。故选A。8．（2021·湖北荆州市）2021年4月，中国海军组织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，如图所示。南昌舰是中国吨位最大的驱逐舰，满载时排水量达1.236107kg，则舰侧距水面3m深处受到海水的压强为_______Pa。南昌舰满载时排开海水体积为_______m3（g=10N/kg，海水=1.03103kg/m3）【答案】；。【解析】[1]舰侧距水面3m深处受到海水的压强[2]南昌舰满载时排开海水体积。9．（2021·黑龙江中考真题）创新小组自制简易“浸没式密度计”过程如下（知水的密度为1.0×103kg/m3）：（1）将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方，弹簧测力计示数如图甲所示为4N；（2）将小球浸没在水中时，弹簧测力计示数如图乙所示为3N；（3）将小球浸没在某未知液体中时，弹簧测力计示数如图丙所示为2.8N；则经计算即可得出小球的密度为_______kg/m3，未知液体密度_______kg/m3。【答案】；。【解析】由图乙可知：弹簧测力计的示数为F1=3N，根据称重法可知小球在水中受到的浮力F浮1=G-F1=4N-3N=1N由于小球处于浸没状态，则根据 可得小球的体积小球的密度[2]由图丙可知，弹簧测力计的示数为F2=2.8N，根据称重法可知小球在液体中受到的浮力F浮2=G-F2=5N-2.8N=2.2N由于小球处于浸没状态，则根据可得液体的密度。10．（2021·黑龙江中考真题）小彤想测量校园里一小石块的密度，她利用弹簧测力计、烧杯及足量的水，完成了测量，步骤如图所示，小石块所受的浮力为______，小石块密度为______。【答案】1；2.5×103。【解析】[1]小石块所受的浮力为F浮=G-F′=2.5N-1.5N=1N[2]由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得小石块密度为。11．（2021·山东临沂市）2021年4月23日，海军三型主战舰艇--------长征18号艇，大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席交接入列活动并登上舰艇视察，如图所示的大连舰满载排水量大12300t，则其满载时受到的浮力为______N（g取10N/kg）；舰载直升机起飞后，大连舰受到的浮力______（选填“变大”“变小”或“不变”）；两只舰艇不能近距离高速并排航行，是由于两舰艇间水的流速越大，压强越______，容易相撞。【答案】1.238；变小；小。【解析】[1] 满载排水量m排=12300t=1.23107kg由阿基米德原理可得其满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=1.23107kg10N/kg=1.23108N[2] 舰载直升机起飞后，大连舰自重力变小因大连舰仍然漂浮，所以根据物体浮沉条件可知，大连舰受到的浮力变小。[3] )当两舰艇高速并排航行时，两舰艇之间水的流速大，压强小，容易发生撞船事故，故不能并排行驶。12．（2021·湖南邵阳市）由于环境污染，全球气候变暖，导致南极洲冰川开始大面积熔化，海面上出现大量浮冰，现有一块60t的浮冰漂浮在海面上，假设附近海域的海水密度近似为水的密度，冰的密度为。请解决下列问题：（1）水下5米深处海水产生的压强是多少？（2）浮冰受到的浮力是多少？（3）如果海面所有浮冰全部熔化后，请分析说明是否会对海平面水位造成影响。【答案】（1）；（2）；（3）如果海面所有浮冰全部熔化后，对海平面水位不会造成影响。【解析】（1）海水密度近似为水的密度1.0×103kg/m3，水下5米深处海水产生的压强是（2）60t的浮冰漂浮在海面上，其浮力与重力相等，因此浮冰受到的浮力是（3）浮冰漂浮在海面上，其浮力与重力相等可求得排水体积为冰熔化成水，质量不变，熔化成水的体积海水密度近似为水的密度1.0×103kg/m3，则即浮冰熔化成水与冰排开水的体积相等，即如果海面所有浮冰全部熔化后，对海平面水位不会造成影响。答：（1）水下5米深处海水产生的压强是；（2）浮冰受到的浮力是；（3）如果海面所有浮冰全部熔化后，对海平面水位不会造成影响。13．（2021·四川凉山彝族自治州）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，如图所示，求：（1）木块所受的浮力大小是多少？（2）将细线剪断后，木块静止时，容器底部受到水的压强变化了多少?【答案】（1）10N；（2）103Pa。【解析】（1）由得木块浸没根据阿基米德原理得（2）剪断细线后，由于ρ木＜ρ水，则木块上浮，静止时漂浮，此时又，则露出水面的体积为则故答：（1）木块所受的浮力大小是；（2）将细线剪断后，木块静止时，容器底部受到水的压强变化了。