2022浙教版八上 科学1.3水的浮力（4）学案（含答案）

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浙教版八上 §1.3水的浮力（4） 学案
姓名
[学习目标]
1、了解密度计的原理，学会使用密度计
2、能用物体沉浮条件解释轮船和潜水艇的原理。
一、知识点梳理：
复习：
1、从力和运动的角度，说一说物体浮沉的条件。
2、从物体和液体密度的角度，说一说物体浮沉的条件。
3、计算浮力的方法有哪几种？
知识点1、运用物体浮沉条件解释一些现象
1、船舶
活动：橡皮泥的沉与浮
（1）取一块橡皮泥，将其捏成一团，并轻轻地放在水面，发现橡皮泥 ；
（2）取出橡皮泥，将它捏成空心碗状，再轻轻放入水面，发现橡皮泥 。
船舶工作原理： ；
2、潜艇
活动：潜艇模拟实验
1）如图所示，在玻璃球内装满水，并用橡皮管把它连到针筒上。
2）用针筒将玻璃球内的水抽出， 观察玻璃球的运动状况。
3）用针筒把水再次压入玻璃球内，观察玻璃球的运动状况。
潜艇工作原理： ；
3、密度计
活动：如图，在一根塑料吸管的内部装一些铁粉，将它先后放在水和盐水中，在吸管上分别标出两种液体所对的位置。
思考：
1、在吸管的内部装一些铁粉能起什么作用？ ；
2、图中a、b哪个杯子装的是盐水？ ；
密度计工作原理： ；
密度计的刻度特点： ；
4、热气球和气艇的工作原理： ；
5、航天员在水中做模拟太空行走的训练时，应使其自身及所携带的装备受到的 相等。
知识点2、学以致胜：
1、判断汤圆或饺子是否煮熟：煮汤圆或饺子时，当汤圆或饺子刚放入水中时，会沉入锅底。而当煮熟时，则会 。
2、硫酸铜溶液判断血液的密度：试管中的血滴 在硫酸铜溶液中，就能判断出血液的密度与此硫酸铜溶液浓度相同。
3、浮筒打捞沉船：将浮筒与沉船绑在一起，把空气压 浮筒，将筒内的水 ，沉船就可以浮起来了。
4、农民用盐水选种：浓度适宜的盐水中，饱满的种子会 ；干瘪、虫蛀的种子会 。
二、例题讲解
例题1、如图所示为水产养殖户用来测量海水盐浓度的盐度计，使用该盐度计测量盐度时，需将其放入装有一 定量海水的容器内，当盐浓度正好时，标记线与液面持平；当盐浓度不够时，标记线在液面下方，提醒要及时加盐。以下关于海水盐度计的说法正确的是（　　）
A．盐度计的刻度值A大于B
B．当向容器内加盐后，盐度计会上浮一些
C．盐度计在液面上静止时，受到的浮力大于重力
D．增加盐度计玻璃管的直径，可以提高其精确度
（例题1图） （例题2图） （例题3图）
例题2、某同学制作了如图所示的潜水艇模型，下列说法错误的是（　　）
A．潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的
B．向内推注射器活塞，水会被压入试管中，可实现潜艇下沉
C．向外拉注射器活塞，试管内水量适当时，可实现潜艇悬浮
D．潜艇模型的试管上绕些铁丝，可保持试管稳定
例题3、如图所示，自制浮力秤是由轻质塑料桶和配重组成，其中P、Q为自制浮力秤上的两根刻度线，其中一根是空浮在水中时液面重合，另一根是装入1N的钩码时的刻度线，现在自制浮力秤中放入某物体，此时浮力秤静止于水中的液面到Q、P的距离相等。下列分析不正确的是（　　）
A．加入配重的目的是增加浮力秤的稳定性
B．该浮力秤静止在水中时浮力与重力相等
C．Q点是装入1N钩码时的刻度线
D．用直径更大的秤体，可以使PQ间距变大，提高精度
例题4、小明取一根饮料吸管，将一些铜丝从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封起来，初步做成一支密度计。为了给密度计标上刻度，他用刻度尺测出密度计的长度为L，然后将密度计放入水中，测出密度计露出水面的高度为h1；小明将该密度计放入待测液体中，密度计露出该液体表面的高度为h2，如图1所示。
（1）已知水的密度为ρ水，利用测量的物理量和ρ水计算待测液体的密度，请写出待测液体密度的表达式：ρ=　 　。
（2）若将做成的密度计，将其放入密度为0.9g/cm3植物油中，静止时，液面可能在图2中　 　(选填“A”或“B")处。
（3）小军也用吸管制作了密度计，他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度计测量液体密度时误差较大，为此同学们只做以下一项改进，其中可行的是 。(选填选项前的字母)
A．换大的容器盛放液体做实验 B．换细的吸管制作密度计
C．换稍长的吸管制作密度计 D．适当减小密度计的配重
三、随堂练习：
1、关于物体浮沉条件的应用，下列说法正确的是 （　　）
A. 液体密度计测密度时所受浮力的大小与液体密度有关
B. 潜水艇上浮过程中所受浮力变大
C. 气象台用的探测气球里所充气体的密度小于空气的密度
D. 人在死海里所受的浮力比他所受的重力大
2、一实心的铁球放在液体中，则铁球（ ）
A.一定下沉 B.一定下沉 C.一定悬浮 D.不能确定
3、物理小组制作的潜水艇模型如图所示。通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时，若从A管吸气，烧瓶将会（　　）
A．上浮，它受到的浮力增大 B．上浮，它受到的浮力不变
C．下沉，它受到的浮力减小 D．下沉，它受到的浮力不变
（第3题图） （第4题图） （第5题图）
4、小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥，将它分别置于甲、乙两杯液体中观察到静止时的情形如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大 B．铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
C．乙杯液体的密度较大 D．甲杯液体的密度较大
5、密度计是利用 　　　 来测量液体密度的仪器，被测液体的密度越大，密度计浸入液体的深度越 ，露出液面的部分 。当把密度计放入某种液体中静止时，液面正对0.6这个刻度，则这种液体的密度为 kg/m3。
6、排水量为1000t的轮船在河水中航行，满载时船及所装货物共重 N，受到河水的浮力是 N，如果河水密度为1.0×103kg/m3，船排开的河水的体积是 m3（取g=10N/kg）
四、课后巩固：
1、关于物体沉浮条件及应用实例，下列分析合理的是(　 )
A．同一密度计在不同液体中漂浮时，所受浮力大小相同
B．轮船从长江驶入东海，吃水深度变大
C．橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面，是通过改变自身重力实现的
D．潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力，从而实现上浮和下沉
2、人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船，做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两侧，把空气压进浮筒将浮筒里的水排出，沉船随着浮筒一起浮起，下列说法正确的是(　　)
A．浮筒充满气后，受到的浮力大于其重力
B．沉船在河底时，受到的浮力等于其重力
C．沉船在水下上浮时，受到的浮力逐渐变小
D．船和浮筒浮在水面时，受到的浮力大于其重力
3、潜水艇在执行任务时，根据任务的要求需要在不同深度处悬浮，若海水密度保持不变，则下列说法错误的是（　　）
A．在不同深度处悬浮，潜水艇排开海水的体积相等
B．在不同深度处悬浮，潜水艇所受的重力大小不相等
C．在不同深度处悬浮，潜水艇所受的浮力相等
D．在不同深度处悬浮，潜水艇所受的浮力与重力大小相等
4、一艘轮船从东海驶入长江时，下列说法错误的是（ ）
A. 轮船受到的浮力不变 B. 轮船排开的液体受到的重力不变
C. 轮船排开的液体的体积不变 D. 轮船排开的液体的体积增大
5、把一只密度计放在煤油中，液面在密度计的刻度线A处，将它放入水中，它浮在水面上，则（ ）
A.密度计在水中受到的浮力大，水面在密度计A点的上方
B.密度计在水中受到的浮力小，水面在密度计A点的下方
C.密度计在水和煤油中受到的浮力相等，水面在密度计A点的上方
D.密度计在水和煤油中受到的浮力相等，水面在密度计A点的下方
6、海权握，国则兴。建设一支强大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”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜水艇分析正确的是（　　）
A．悬浮和漂浮时受到的浮力不相等 B．潜水艇是通过改变浮力大小实现上浮和下沉的
C．上浮过程中所受浮力逐渐变小 D．潜水艇完全入水后，下沉越深，所受浮力越大
（第6题图） （第7题图）
7、用一个玻璃瓶装上写有你心愿的纸片，然后盖上盖子并密封，投入江中，就能漂浮在水面上，成为“漂流瓶”（如图）如果漂流瓶从长江漂入大海，漂流瓶所受到的浮力及它露出水面的体积变化情况是（ρ海水>ρ河水）（　　）
A．浮力变大，露出水面体积不变 B．浮力不变，露出水面体积变大
C．浮力不变，露出水面体积变小 D．浮力变小，露出水面体积变大
8、2020年4月23日，“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务，返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时，经历了如图所示三种情况：图甲中铁锚部分浸入水中；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙（忽略铁链的体积），它们的大小关系是（　　）
A．F甲=F乙=F丙 B．F甲>F乙=F丙 C．F甲>F乙>F丙 D．F甲9、2020年10月138至17日解放军封锁整个台湾海峡，举行实弹射击演习，震慑台独分子。如图为某新型万吨级导弹驱逐舰(满载排水量达12500t)正在海上训练。下列说法正确的是（　　）
A．驱逐舰所受浮力的方向是竖直向下的 B．发射导弹后，驱逐舰所受浮力不变
C．满载时的排水量指的是驱逐舰所受的重力 D．发射导弹后，驱逐舰会上浮一些
（第9题图） （第10题图） （第11题图）
10、2021年3月23日，巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅，如图所示。28日海水涨潮、运河水位上升，但“长赐号”仍处于搁浅状态，29日“长赐号”脱离运河河底，此时水位还在持续升高，最终调转船头回归正常航道。28~29日，海水涨潮、运河水位持续上升过程中，“长赐号”受到的浮力（　　）
A．先变大后不变 B．先不变后变大 C．一直变大 D．一直不变
11、如图，一个弹簧一端固定物体，另一端固定在容器底部，放在装满水的装置中处于静止．设想从某一天起，地球的引力减为一半，则弹簧对物体的弹力（弹簧处于压缩状态）（　　）
A．不变 B．减为一半 C．增加为原值两倍 D．弹簧对物体无弹力
12、把边长L=0.5m、密度ρA=0.6×103kg/m的正方体A放入底面积为S=1m2的柱形盛水容器中，如图甲所示。将物块B轻放在A的上面，容器中的水面上升了0.01m，如图乙所示，则物块B的质量为________kg。
（第12题图） （第13题图）
13、为探究物体在水中受到的浮力大小与浸人水中的体积和深度的关系，甲．乙两同学把装满水的溢水杯放到台秤上，溢水杯口下方放置一空量筒。用细线系住金属块并挂在弹簧测力计上，测力计示数为G。然后将金属块缓慢浸人水中，且始终不与杯接触，如图所示。
（1）金属块浸没前，测力计示数逐渐变小，说明浮力大小逐渐________ 。
（2）据此，甲同学认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大；而乙同学则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大。继续增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变，且为F，据此可得出________的观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力F浮=________。
（3）为了深人研究，他们测出量筒中水的体积V排，水的密度用ρ水表示，其排出水的重力G排=________，通过比较数据发现F浮=G排。换用不同物体和液体重复上述实验，都能得出F浮=G排 ， 说明决定浮力大小的根本因素是G排。
（4）从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是________。
参考答案：
一、知识点梳理：
1、复习：
1、F浮＜G，物体下沉；
沉底时：F浮+F支=G
F浮=G，物体悬浮；
F浮＞G，物体上浮；当物体露出液面后，F浮减小，最后物体漂浮：F浮=G。
2、（1）ρ液＜ρ物，物体下沉； （2）ρ液=ρ物，物体悬浮； （3）ρ液＞ρ物，物体上浮。
3、（1）称重法：F浮=G-F （2）压力差法：F浮=F向上-F向下
（3）阿基米德原理法：F浮=G排=ρ液V排g （4）二力平衡法：悬浮或漂浮时，F浮=G
知识点1、
1、活动： （1）沉下去 （2）漂浮在水面
原理：改变钢铁的形状，做成空心的使其浮力增大， 浮力大于重力而能漂浮在水面；
2、潜艇
活动：（2）当将玻璃球内的水抽出时，玻璃球慢慢上浮。
（3）当把水压入玻璃球内时，玻璃球慢慢下沉。
潜艇工作原理：改变自身的重力实现上浮和下沉。
3、密度计
活动：（1）铁粉可以使吸管重心靠下，从而使吸管能够竖直地漂浮在液面。
（2）因为是同一支吸管，所以重力不变，而将它放入不同液体中时都漂浮，所以浮力不变，故根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排液，浮力不变时， ρ液越大，V排液越小，所以盐水中的吸管露出液面部分体积些，故b杯中装的是盐水。
密度计工作原理：物体漂浮时F浮=G物
刻度特点：上小下大、上疏下密。
4、热气球工作原理：球内热空气的密度比球外冷空气小，使得热气球受到空气的浮力大于重力。
5、浮力与重力
知识点2、
1、浮上来（浮出水面） 2、悬浮 3、进沉到底部 排出去
4、下沉到水底 漂浮到水面
二、例题讲解：
例题1、B
解析：盐度计在水中漂浮，则它受到的浮力始终等于自身重力，即浮力保持不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，浮力不变时，液体的密度与排开液体的体积成反比。因为V排A>V排B，所以刻度值A小于B，故A错误；当向容器内加盐后，盐水的密度增大，则盐度计排开液体的体积减小，因此会上浮一些，故B正确；盐度计在液面上静止时，它处于平衡状态，即受到的浮力和重力相互平衡。根据二力平衡的知识可知，浮力等于重力，故C错误；当液体密度变化相同时，两个刻度之间的距离越大，则测量精确度越高。根据V=Sh可知，盐度计的玻璃管越细，液面的高度变化h越大，则精确度越高，故D错误。
例题2、B
解析：A.潜水艇上浮时，排出里面的水，减小自身重力，即重力小于浮力；下沉时，让外面的水进入，增大自身重力，即重力大于浮力，故A正确不合题意；
B.向内推注射器活塞，试管内气压增大，从而将水排出试管，此时重力减小，可实现潜艇上浮，故B错误符合题意；
C.向外拉注射器活塞，试管内气压减小，外面的水进入试管。当水量适当时，潜艇的重力等于浮力，可实现潜艇悬浮，故C正确不合题意；
D.潜艇模型的试管上绕些铁丝，可以适当增大试管的重力，可保持试管稳定，故D正确不合题意。
例题3、D
解析：A.加入配重，会使浮力秤的重心降低到水面以下，从而使它竖直立在水中，即的目的是增加浮力秤的稳定性，故A正确不合题意； B.该浮力秤静止时，始终在液面漂浮，根据浮沉条件可知，它在水中时浮力与重力相等，故B正确不合题意；C.装入1N砝码时，浮力秤自身的重力增大，则它受到的浮力增大，根据根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，此时浮力秤的V排会变大，那么水面所在的位置会更靠上，则Q点应该是1N砝码装入时的刻度线，故C正确不合题意；D.浮力秤在水面漂浮，即F浮力=G；ρ液gV排=G；ρ液gSh排=G；根据上面的关系式可知，PQ的间距h与秤体的横截面积S成反比，即直径越大，横截面积越大，而PQ的间距越小，测量精度变小，故D错误符合题意。
例题4、（1） （2）A （3）B
解析; （1）密度计在水中和待测液体中都是漂浮，则F浮水=G=F浮液；ρ水gV排水=ρ液gV排液；
ρ水V排水=ρ液V排液；ρ水Sh排水=ρ液Sh排液；ρ水h排水=ρ液h排液；ρ水（L-h1）=ρ液（L-h2）；
解得：。
（2）根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知，当浮力相等时，排开液体的体积与液体密度成反比。即排开液体的体积越小，液面位置越靠下，液体的密度越大，即密度计上的刻度上小下大。因为0.9g/cm3<1.0g/cm3，所以液面在这个刻度1.0g/cm3的上面，故选A。
（3）当测量某种液体的密度时，根据F浮力=ρ液gV排可知，密度计排开液体的体积是相同的。根据可知，如果换用更细的吸管，那么液面的高度变化会更大，即两个刻度之间的距离会更大，从而减小实验误差，故选B。
三、随堂练习：
1、C 2、D 3、D 4、C
5、漂浮时F浮=G计 浅 多 0.6×103 6、107 107 103
四、课后巩固：
1、A 2、 A 3、B 4、C 5、D 6、
7、B 8、C 9、D 10、A 11、B
12、①A的重力：GA=mAg=ρAVAg=0.6×103kg/m3×（0.5m）3×10N/kg=750N；
A漂浮在水面上，
此时物体A受到的浮力F浮A=GA=750N；
②将物块B轻放在A的上面，
A增大的排开水的体积：△V排=（S-S物）△h升=（1m2-0.5m×0.5m）×0.01m=0.0075m3；
则增大的浮力：△F浮=ρ水g△V排=1×103kg/m3×10N/kg×0.0075m3=75N；
根据力的平衡可得，物块B的重力：
GB=△F浮=75N，
则物块B的质量：。
13、（1）变大（2）甲；G-F（3）ρ水V排g（4）一直不变
解析：1）金属块浸没前，测力计示数逐渐变小，根据G=F浮力+F拉可知，浮力逐渐变大。
（2）继续增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变，且为F，据此可得出甲的
观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力F浮=G-F。
（3）为了深人研究，他们测出量筒中水的体积V排 ， 水的密度用ρ水表示，其排出水的重力G排 =
ρ水V排g 。
（4）从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是一直不变。
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