初中物理苏科版八年级下册物体的浮与沉教学设计及反思

这是一份初中物理苏科版八年级下册物体的浮与沉教学设计及反思，共27页。教案主要包含了知识梳理，易混淆点，探究重点，典例分析，真题操练等内容，欢迎下载使用。
专项十 压强和浮力
5 物体的浮与沉
【知识梳理】
一、 物体沉浮的条件
1． 前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。
2． 重力与浮力的关系如下表所示：
判断方法
比较F浮和G物
比较ρ液和ρ物
上浮
F浮>G物
ρ液>ρ物
悬浮
F浮=G物
ρ液=ρ物
下沉
F浮ρ乙，则(　　)
A．F甲=F乙 B．F甲F乙 D．无法判断
【答案】B
【解析】
由题可知，ρ甲>ρ水>ρ乙，待两球静止时，甲球沉底，乙球漂浮，甲、乙两个实心球质量相等，由重力公式可知，甲、乙两个实心球的重力相等。根据浮沉条件，甲球沉底，处于平衡状态，受到浮力、重力、容器底对乙球的支持力，三个力平衡，即

则甲球的浮力

乙球漂浮处于平衡状态，受到平衡力作用，受到浮力、重力，则甲球的浮力

则两球受到浮力的关系

故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
【真题操练】
4. 如图所示，将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中，待小球静止后，两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是(　　)

A．甲烧杯中液体的密度较小 B．乙烧杯底部受到液体压强较大
C．乙烧杯中小球排开液体的质量较大 D．两烧杯中小球受到的浮力一样大
【答案】D
【解析】
A．根据物体浮沉关系，球在甲杯液体漂浮，说明甲杯液体密度大于球的密度，球在乙杯液体悬浮，说明乙杯液体密度等于球的密度，因此甲烧杯中液体的密度较大，故A错误；
B．甲杯密度较大，深度相同，根据液体压强特点，乙烧杯底部受到液体压强较小，故B错误；
C．小球在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，都是平衡状态，所受浮力与球的重力大小相等，根据阿基米德原理，甲乙烧杯中小球排开液体的质量相等，故C错误；
D．小球在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，都是平衡状态，所受浮力与球的重力大小相等，两烧杯中小球受到的浮力一样大，故D正确。
故选D。
知识点三：密度计
【探究重点】
【典例分析】
5. 下列说法错误的是(　　)
A．密度计漂浮在不同液体中所受浮力相同
B．潜水艇通过改变自身重力实现上浮下沉
C．轮船用密度大于水的材料制成空心的，增大排开水的体积，增大浮力
D．热气球、飞艇充入密度大于空气的气体，从而漂浮在空中
【答案】D
【解析】
A．密度计在不同液体中漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，重力不变，受到的浮力不变，故A正确，不符合题意；
B．潜水艇浸没在水中时，排开水的体积不变，受到的浮力不变；为了实现上浮和下沉，是通过改变自身的重力来实现的，故B正确，不符合题意；
C．轮船用密度大于水的材料制成，通过制成空心的，增大排开水的体积，所以受到的浮力变大，因此可以浮在水面上，故C正确，不符合题意；
D．热气球和飞艇是利用它们在空气中的浮力来工作的；只有当它们的密度小于空气的密度时，才可以升空，故D错误，符合题意。
故选D。
【真题操练】
6. 小明用饮料吸管制作了一只简易密度计，将其放入水中时，密度计不能直立，应　　　(增加/减少)吸管中铁丝质量。改进后，分别用它测量水和盐水的密度时，吸管浸入液体的深度分别为h1和h2， 则h1　　　h2，用它测量可乐密度时，吸管上“沾”上许多小气泡，测得的密度偏　　　

【答案】增加　大于　大；
【解析】(1)小明将自制的密度计放入水中，密度计不能直立漂浮，应降低其重心，故需要增加吸管中铁丝质量；
(2)因为密度计不管是在水中还是在盐水中，都是漂浮状态，所以F浮水=F浮盐水=G，设密度计的底面积为S，则根据G=F浮液=ρ液gV浸得：ρ水gSh1=ρ盐水gSh2，已知：ρ水＜ρ盐水，所以h1＞h2，
(3)由于密度计漂浮时浮力等于重力，重力不变，则浮力不变；根据F浮=ρ液gV排可知排开液体的体积不变，当测量可乐密度时，吸管上“沾”上许多小气泡，此时V排=V气泡+V浸，所以，密度计浸入可乐中的体积变小，由于密度计的刻度是越往下对应的密度越大，所以，所测的液体密度偏大；
7. 小金学了浮力的知识后，想制造一台浮力杆，他将一段密度为0.5×103千克/米3，粗细均匀的木料，先进行不吸水处理，再将其竖立水中，如图所示，这段木料长为40厘米，横截面积为0.1米2，其上表面可以作为秤盘（g=10牛/千克），问：

（1）质量为0的刻度线的位置在哪里？
（2）距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少？
【答案】见解析
【解析】（1）木料的体积为：，由公式得到木料质量为：；
木料处于漂浮状态，浮力等于木料多受重力，即：，木料排开水的体积为：

没入水的高度为：，故弹簧测力计的0刻度线为0.2m。
（2）距离上表面10cm时，弹簧测力计的浮力为：

物体的重力为：;
物体质量为：。

1. 小锦用电磁炉煮水饺时发现：水饺下锅后先沉底，加热几分钟后上浮并最终漂浮。漂浮时与沉底时相比(忽略水饺和锅内水的质量变化)，下列判断正确的是(　　)
A．水饺的体积不变
B．水饺所受浮力变大
C．锅对电磁炉的压力不变
D．水面会下降，水对锅底的压强变小
【答案】BC
【解析】AB．加热过程中，水饺的体积变大，由阿基米德原理可知受到的浮力变大，重力不变，浮力大于重力，上浮，最后漂浮，故A错误，B正确；
C．忽略水饺和锅内水的质量变化，总质量不变，由G=mg可知总重力不变，锅对电磁炉的压力不变，故C正确；
D．前后水饺的重力不变，原来浮力小于重力，漂浮时，浮力等于重力，浮力变大，排开水的体积变大，水面会上升，由p=ρgh可知水对锅底的压强变大，故D错误。
故选BC。
2. (2020·河南郑州市·九年级二模)如图所示，在水平桌面上放置一个平底轻质薄塑料杯，杯子底面积为，高为0.1m，杯中装满水，水的质量为300g，将体积为、重为1.8N的小球缓慢的放入水中，当小球静止时，下列判断中正确的是()(　　)

A．溢出水的体积为 B．水对杯底的压力为3N
C．水对杯底的压强为1500Pa D．小球受到的浮力为1N
【答案】D
【解析】A．小球的密度

因为，所以，小球放入水中静止时沉入水底，则会全部浸没水中，溢出水的体积为，故A错误；
BC．杯底部受到的水的压强
则水对杯底的压力故BC错误；
D．小球在水中静止时受到的浮力
故D正确。
3. (2020·西丰县第二中学九年级其他模拟)如图所示，同样的小球在盛有不同液体的容器中保持静止，四个容器中的液面到容器底面的距离相同，下列说法正确的是(丁图中小球对杯底有压力)(　　)

A．四个容器底受到的液体压强相等
B．甲杯中液体密度最大
C．丁杯中小球受到浮力最小
D．丙杯中小球受到的浮力最大
【答案】BC
【解析】A．由图知四个容器中液面到容器底面的深度相同，根据公式p＝ρgh可知p甲>p乙>p丙>p丁
故A错误；
B．小球在甲乙中漂浮，说明小球的密度小于液体的密度，并且小球在液体甲中露出的部分大于在液体乙中露出的部分，根据F浮＝G＝ρgV排可知ρ甲>ρ乙，在丙中悬浮，说明小球的密度等于液体丙的密度，小球在丁中下沉，说明小球的密度大于液体的密度，所以可以判断出ρ甲>ρ乙>ρ丙>ρ丁 即甲液体的密度最大，故B正确；
CD．由于小球在甲乙中漂浮，在丙中悬浮，故所受浮力均与小球的重力相等；而图丁中小球下沉，所受浮力小于重力，故F甲＝F乙＝F丙>F丁即丁杯中小球受到浮力最小，故C正确，D错误。
4. 一小球质量是260g，体积是300cm3，把它浸没在水中，放开手后，小球静止时(　　)
A．沉入水底，所受浮力为3N B．悬浮在水中，所受浮力为2.6N
C．漂浮在水面上，所受浮力为3N D．漂浮在水面上，所受浮力为2.6N
【答案】D
【解析】小球所受的重力为
小球浸没在水中所受的浮力为
因根据物体的沉浮条件知，放手后，小球静止时，小球漂浮在水面上，物体所受的浮力为
故选D。
5. 把同一根密度计先后放入甲、乙不同液体中静止时如图所示，密度计在两种液体中受浮力分别是F甲、F乙，两种液体的密度分别是甲、乙。下列分析正确的是(　　)

A．甲＜乙 B．F甲＞F乙 C．甲＞乙 D．F甲＜F乙
【答案】C
【解析】BD．由于密度计两次静止时都处于漂浮，根据漂浮条件可知，密度计两次受到的浮力都等于自身重力，密度计自身重力不变，则密度计在两种液体中受到的浮力相等。故BD错误；
AC．由图知，密度计在甲液体中排开液体的体积小于在乙液体中排开液体的体积，根据F浮=ρ液gV排可知，甲液体的密度大于乙液体的密度，即ρ甲> ρ乙。故A错误，C正确。
故选C。
6. 某体积为200cm3、重为1.6N的物体，把它浸没在水中后放手，它将________(“上浮”，“悬浮”或“下沉”)，当该物体静止时排开水的体积________cm3(g=10N/kg)。
【答案】上浮；160。
【解析】当物体完全浸没时V排=V物，
浸没在水中时受到的浮力：
F浮=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10-6m3=2N，
因为F浮＞G，
所以，把它浸没在水中后放手，物体上浮，最终处于漂浮状态；
当物体静止后，漂浮在水面上，则F浮′=G=1.6N；
由F浮=ρ液gV排得：。
故答案为：上浮；160。
7. 如图，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“>”“G时，潜水艇上浮；打开压力舱的阀门，让海水进入压力舱内，潜水艇自重G增大，当F浮ρ乙，则液体对容器底的压强p甲>p乙，故C错误；
D．容器对水平桌面的压力分别为由于ρ甲>ρ乙，GA=GB，则容器对水平桌面的压力F甲>F乙，故D正确。
故选AD。
3. 小明取一根装有适量配重的饮料吸管，使其竖直漂浮在水中，制作简易密度计。为了能够在吸管上准确标注出不同液体密度所对应的刻度，需要测量的是 (　 　)
A.吸管的总长度　    B.吸管浸入水中的深度
C.容器中水的深度 D.吸管露出水面的长度
【答案】B；
【解析】B　因为密度计漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，则F浮水=F浮液=G，即ρ水gSh水=ρ液gSh液=G，得ρ液=ℎ水ℎ液ρ水，h水是吸管浸入水中的深度，h液是吸管浸入液体中的深度，所以需要测量吸管浸入水中的深度。故选B；
4. 海权握，国则兴，建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障，潜水艇是海军的战略重器。如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程，下列对此潜水艇分析正确的是

A．上浮过程中所受浮力逐渐变大
B．悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C．漂浮时排开的海水所受的重力最小
D．漂浮时潜水艇底部所受海水压强最大
【答案】C
【解析】潜艇上浮过程中，露出水面前，V排不变，根据F浮=ρ液gV排可知，潜艇所受浮力不变；逐渐露出水面时，V排减小，潜艇所受浮力减小；选项A错误．由图可知，悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积，由F浮=ρ液gV排可知，潜艇悬浮时所受浮力大，即F悬浮>F漂浮，选项B错误．根据阿基米德原理可知，浮力等于排开液体所受的重力；由B项可知F悬浮>F漂浮，所以漂浮时排开海水所受的重力最小，选项C正确．由图可知，潜艇漂浮时其底部所处深度最小，根据p=ρgh可知，此时潜艇底部所受海水压强最小，选项D错误。答案选C。
5. 三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中，这三种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙。当冰块熔化后，甲液体液面高度不变，乙液体液面高度升高，丙液体液面高度降低。下列关系正确的是（ ）。
A．ρ甲＜ρ乙＜ρ丙 B．ρ丙＜ρ甲＜ρ乙 C．ρ丙＜ρ乙＜ρ甲 D．ρ乙＜ρ丙＜ρ甲
【答案】B。
【解析】根据漂浮条件得，则在三种液体中，分别得、、。
当冰块熔化成水后，质量保持不变，则对甲液体有，因为甲液体液面高度不变，即有，所以；
同理，对乙液体有，因为乙液体液面高度升高，即有，所以
；
对丙液体有，因为丙液体液面高度下降，即有，所以；综上得ρ丙＜ρ甲＜ρ乙，故应选B。
6. 小敏把体积为200cm3，质量为240g的洋芋全部放入水中时，松手后洋芋将 (选填“上浮”“悬 浮”或“下沉”)。
【答案】下沉
【解析】洋芋的密度为大于水的密度，故松开手后，洋芋将下沉。
7. 正方体A的边长为10cm，重力6N，单独放在某液体中处于漂浮状态时有1/4的体积露出液面，则液体密度为 kg/；接着在正方体A的上表面正中央放一个质量为400g，高为6cm的长方体B，静止时正方体A浸没液体中，长方体B有1/6露出液面，如图所示，则B对A的压强为 Pa。

【答案】0.8 400
【解析】[1]正方体A在液体中漂浮，根据物体的浮沉条件可知F浮=G=6N
正方体A排开液体的体积===0.75
根据阿基米德原理可得，液体的密度===0.8kg/
[2]静止时正方体A浸没液体中，正方体A增大的浮力
==0.8kg/=2N
正方体A对长方体B的支持力为2N，则B对A的压力也等于2N。长方体B的重力=g=0.4kg10N/kg=4N
长方体B受到的浮力=4N2N=2N
长方体B排开液体的体积===2.5
长方体B的体积=2.5=3
长方体B的底面积===5B对A的压强p===400Pa
8. 如图1所示，弹簧测力计用细线拉着一长方体物块A，从水池中竖直向上做匀速直线运动，上升到水面以上一定的高度。物块上升的速度为1cm/s，弹簧测力计示数F随物块上升的时间t变化的图象如图2所示。不计阻力及水面高度的变化，根据图象信息：
（1）当15s时，测力计示数F＝ N。
（2）物块A重 N，高度为 cm。
（3）当t＝0时，A受到的浮力为 N，此时A底部受到水的压强大小为 Pa。
（4）物块A的密度为多大？

【答案】见解析
【解析】由图2可知，0～5s，弹簧测力计示数不变，此时物块浸没在水中；5s～25s，弹簧测力计示数变大，说明物块逐渐露出水面；25s以后，物体全部露出水面，弹簧测力计的示数等于物块重力。
（1）由图知，当t＝15s时，弹簧测力计示数F＝15N；

（2）在25s后弹簧测力计的示数不变，物体全部露出水面，则物块重GA＝25N；
5s～25s，物块逐渐露出水面，即5s时物块的上表面刚好达到水面，25s时物块的下表面刚好离开水面，
则可知物块向上移动的距离即为物块的高度，此过程用时t＝25s﹣5s＝20s，
物块的高度：h＝vt＝1cm/s×20s＝20cm；
（3）当t＝0时，物块A浸没水中，受到的浮力：F浮＝GA﹣F拉＝25N﹣5N＝20N；
0～5s，物块上升的高度：h′＝vt′＝1cm/s×5s＝5cm；

则由上图可知，当t＝0时，A底部所处的深度：hA＝h′+h＝5cm+20cm＝25cm＝0.25m，
此时A底部受到水的压强：p＝ρghA＝1×103kg/m3×10N/kg×0.25m＝2.5×103Pa；
（4）物块的质量：mA＝＝＝2.5kg，
由F浮＝ρ水V排g可得物块的体积：VA＝V排＝＝＝2×10﹣3m3，
物块的密度：ρA＝＝＝1.25×103kg/m3。
故答案为：（1）15；（2）25；20；（3）20；2.5×103Pa；（4）物块A的密度为1.25×103kg/m3。
9. 一根木头重为1600N，体积为0.2m3，漂浮在水面上，g取10N/kg，求：
(1)木头的质量；(2)木头的密度；(3)木头受到的浮力；(4)木头浸入水中部分的体积。
【答案】(1)160kg；(2)；(3)1600N；(4)0.16m3
【解析】(1)根据G＝mg可得，木块的质量
(2)木块的密度
(3)因为木块漂浮，所以木块受到的浮力
(4)根据阿基米德原理可得，木块浸入水中的体积
10. (2020·江西赣州市·九年级其他模拟)探究物体的浮沉条件
(实验器材)弹簧测力计、一个小塑料空药瓶、螺母若干、烧杯、水、干抹布等器材
(设计和进行实验)
(1)探究物体下沉的条件

A．将部分螺母放入塑料瓶中，旋紧瓶盖，浸没水中松手后，观察到小瓶下沉；
B．取出小瓶，用抹布擦干小瓶；
C．将小瓶挂在弹簧测力计下，如图 (a)所示，测出其重力为___________
D．将小瓶浸没水中，如图 (b)所示，弹簧测力计示数为________
E.分析比较数据得出物体下沉的条件：________________________
(2)探究物体上浮的条件
A．从水中提出小瓶，用抹布擦干小瓶，并_____________________
B．用弹簧测力计测出小瓶的重力；
C．将小瓶浸没水中松手后，观察到小瓶上浮，在小瓶露出水面前，小瓶受到的浮力为_______
D．分析比较数据得出物体上浮的条件：___________________________
【答案】2.4 1.8 0.6 浮力小于重力 取出瓶内螺母 0.6 浮力大于重力
【解析】(1)C[1]由图a知，弹簧测力计的分度值为0.2g，其示数为2.4N，即瓶和螺母的总重力为2.4N。
D[2]由图b知，弹簧测力计的分度值为0.2g，示数为1.8N。
[3]由称重法测浮力可得，瓶受到的浮力
E[4]由实验数据分析知，当瓶受到的浮力小于其所受的重力时，瓶下沉，因此得出物体下沉的条件是：浮力小于重力。
(2)A[5]为了观察瓶子的上浮，故应将螺母取出一些，减小瓶子的重力。
C[6]因瓶子露出水面前，瓶子的形状没有改变，排开水的体积不变，故由阿基米德原理知，物体在露出水面前其浮力不变，仍等于0.6N。
D[7]由运动和力的关系知，当松开手后，瓶子由静止向上运动，运动状态发生改变，受到非平衡力的作用，即浮力大于重力，故得出物体上浮的条件是：浮力大于重力。

1. 关于浮沉条件的应用，下列说法正确的是(　　)
A．轮船从长江驶入大海，所受浮力大小不变
B．飞艇中所装气体密度大于空气密度
C．密度计利用了悬浮原理测密度
D．潜水艇是靠改变自身所受浮力大小来实现上浮或下潜的
【答案】A
【解析】A．轮船无论在长江还是在大海，都是漂浮的，自重没有变，所以轮船在长江和大海受到的浮力都等于自重，浮力大小不发生改变，故A正确；
B．飞艇中所装气体密度小于空气密度，故B错误；
C．密度计是利用漂浮(不是悬浮)时浮力等于重力来测量液体密度的，故C错误；
D．潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的，故D错误。
故选A。
2. (2020·新疆博尔塔拉蒙古自治州·九年级一模)如图所示，底面积为300cm2的圆柱形容器里装有900g水。现用细绳将体积为1000cm3的圆柱体木块浸入的体积，此时细绳的拉力为4N。若将细绳剪断，要使木块对容器底部的压力为零，木块底面积的最小值为(　　)

A．100cm2 B．120cm2 C．150cm2 D．200cm2
【答案】B
【解析】木块浸入的体积时，其受到的浮力

此时细绳的拉力为，由力的平衡条件可得木块的重力
若将细绳剪断，使木块对容器底部的压力为零，则木块处于漂浮状态，此时木块受到的浮力
由可得，此时木块排开水的体积
容器里装有水，则水的体积
因木块漂浮时排开水的体积一定，木块的底面积越小，则由可知，木块浸入水中的深度越深，所以，当木块底面积最小时，其浸入水中的深度最深，此时木块底部刚好接触容器底(即恰好漂浮，对容器底没有压力，如下图)，
则木块浸入水中的最大深度
由可得，木块底面积的最小值
故选B。

3. (2020·辽宁葫芦岛市·九年级一模)如图所示，水平桌面上放置质量相等的甲乙两个圆柱形容器，其底面积分别为S甲和S乙，且S甲︰S乙=3︰2(容器壁厚度不计)，分别装有a、b两种液体。木块A用细线拴在容器底部且浸没于a液体中，木块B漂浮在b液体中且一半体积露在液面外。已知木块A和B完全相同，此时液面等高且液体对容器底的压力相等，下列判断正确的是(　　)

A．两液体对容器底的压强pa