人教版物理八年级下册
第十章 浮力
第3节 物体的沉浮条件及应用
自主预习 教材感知
知识点一 物体的浮沉条件:
状态
F浮与G物
V排与V物
对实心物体ρ物与ρ液
上浮
.
.
ρ物<ρ液
下沉
.
ρ物>ρ液
悬浮
.
ρ物=ρ液
漂浮
.
.
ρ物<ρ液
知识点2 浮力的应用
轮船:是采用 的方法来增大浮力的。轮船的排水量:轮船满载时排开水的质量。轮船
从河里驶入海里,由于水的密度变大,轮船浸入水的体积会变小,所以会上浮一些,但
是受到的 不变(始终等于轮船所受的重力)。
潜水艇:是靠改变 来实现上浮或下潜。
气球和飞艇:是靠充入密度 空气的气体来改变浮力。
密度计:是 在液面上来工作的,它的刻度是“ ”。
知识点3 浮力的计算:
压力差法:F浮=F向上-F向下
称量法:F浮=G物-F拉(当题目中出现弹簧测力计条件时,一般选用此方法)
漂浮悬浮法:F浮=G物
阿基米德法:F浮=G排=ρ液gV排(当题目中出现体积条件时,一般选用此方法)
课后提升 精学精练
1.小明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,观察到铅笔静止时的情景如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲杯液体的密度较小
B.乙杯液体的密度较小
C.铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大
D.铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
2.同一物体分别漂浮在甲、乙两种液体上(ρ甲>ρ乙),若受到的浮力分别为F甲、F乙,则( )
A.F甲一定大于F乙 B.F甲一定等于F乙
C.F甲一定小于F乙 D.F甲可能大于F乙
3.如图的四个场景,主要依靠空气浮力而“飞天”的( )
4.下列工具中,不是利用浮力工作的是( )
A.轮船 B.电动车 C.密度计 D.热气球
5.如图所示,容器中装有一定质量的水,先后按甲、乙两种方式使物体A和小玻璃杯漂浮在水面上(图中细线重力及体积均不计)。设甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力分别为F甲和F乙,水对容器底的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F甲<F乙 p甲=p乙 B.F甲=F乙 p甲=p乙
C.F甲=F乙 p甲>p乙 D.F甲>F乙 p甲<p乙
6.质量相等的实心铜球、铁球和木球,分别放入盛有水的容器中(ρ铜>ρ铁>ρ水>ρ木,水足够多),三个球静止时,受到的浮力大小情况是( )
A.木球受到的浮力最大 B.铁球受到的浮力最大
C.铜球受到的浮力最大 D.三个球受到的浮力一样大
7.小明将同一个鸡蛋先后放入图所示的甲、乙两杯盐水中,盐水密度分别为ρ甲、ρ乙,鸡蛋所受的浮力分别为F甲、F乙,则下列关系正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙 F甲>F乙
B.ρ甲<ρ乙 F甲<F乙
C.ρ甲>ρ乙 F甲=F乙
D.ρ甲<ρ乙 F甲=F乙
8.甲、乙两只完全相同的杯子盛有浓度不同的盐水,将同一只鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时两液面相平,鸡蛋所处的位置如图所示,则( )
A.鸡蛋在盐水中所受浮力F甲>F乙
B.鸡蛋在盐水中所受浮力F甲<F乙
C.盐水的密度ρ甲>ρ乙
D.盐水对杯底的压强p甲<p乙
9.将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析正确的是( )
A.木块受到浮力,石块不受浮力
B.木块浮在水面时,所受浮力大于自身的重力
C.木块受到的浮力一定大于石块所受的浮力
D.石块沉入水中,所受浮力一定小于自身的重力
10.体积相同,密度不同的三个实心小球A、B、C,放入同种液体中静止时,所处位置如图所示。则三个小球密度大小的关系是( )
A.ρA=ρB=ρC B.2ρA<ρB=ρC C.ρA<ρB<ρC D.ρA>ρB>ρC
11.体积相同的铜、铁、铝和木四个小球,放入水中静止时如图,已知这四个小球的密度关系是ρ铜>ρ铁>ρ铝>ρ水>ρ木头,则下列判断正确的是( )
A.铝球、木球一定是实心的,铜球和铁球一定是空心的
B.四个小球所受的浮力关系是:F铜>F木头>F铁=F铝
C.四个小球的重力关系是:G铝>G铁>G木头>G铜
D.四个小球的质量关系是:m铝>m铁>m铜>m木头
12.一艘轮船从海里驶入河里,下列说法正确的是( )
A.轮船所受浮力变小 B.轮船所受浮力变大
C.轮船排开液体的体积变小 D.轮船排开液体的体积变大
13.轮船从大海驶入长江,受到的浮力( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.都可能
14.将同一个小球分别放在甲、乙、丙三种不同液体中,小球的浮沉情况如图1所示,则小球在三种液体中所受的浮力F甲、F乙、F丙的关系是( )
A.F甲<F乙=F丙 B.F甲=F乙=F丙
C.F甲>F乙>F丙 D.F甲<F乙<F丙
15.在鱼缸中,漂浮的玩具马、悬浮的玩具鱼和水底的玩具城堡静止时的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A.玩具马受到的浮力比玩具城堡受到的浮力大
B.玩具城堡受到的浮力小于它排开水的重力
C.玩具马受到的浮力大于它自身的重力
D.玩具鱼的重力等于它排开水的重力
16.杯中有个沉在水底的鸡蛋,不断向水中加盐使水密度增大,在鸡蛋露出水面前,关于鸡蛋所受浮力说法正确的是( )
A.不断增大 B.不断减 C.不变 D.先增大后减小
17.把重5N、体积为0.6dm3的物体投入酒精中。若不计酒精的阻力,当物体静止时,下列说法中正确的是(酒精的密度为0.8×103kg/m3)( )
A.物体漂浮,F浮=5N B.物体漂浮,F浮=4.8N
C.物体沉底,F浮=5N D.物体沉底,F浮=4.8N
18.如图所示,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”。如果漂流瓶从长江漂入大海,它所受的浮力及露出水面体积的变化情况是(ρ海水>ρ江水)( )
A.浮力不变,露出水面体积变大
B.浮力变大,露出水面体积不变
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
19.将一个木块放入三种液体(水银、水、酒精)中,静止时如图,则木块所受的浮力大小( )
A.甲中最大 B.乙中最大 C.丙中最大 D.一样大
20.2013年2月,中国海监在钓鱼岛海域放置浮标以监测我国领海的水文变化。监测发现,从春季至夏季,海水温度上升、体积膨胀导致密度下降。此过程中,若浮标体积保持不变,则( )
A.浮力不变,露出海面体积变大
B.浮力变小,露出海面体积变大
C.浮力变大,露出海面体积变小
D.浮力不变,露出海面体积变小
21.许昌盛产红薯,小明在帮妈妈洗红薯时发现有些红薯是悬浮在水中的,有些是沉在水底的。悬浮的红薯密度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)水的密度;小明把一块悬浮红薯甲和一块下沉红薯乙捞出来擦干,用家里的秤称得两块红薯的质量恰好相等,则两块红薯在水中受到的浮力关系应为F甲 F乙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
22.周末的河流旁,钓鱼的人三五成群,水面上漂浮着颜色不一的浮标。
(1)浮标的密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(2)浮标的重力有多大呢?在大人的帮助下,某同学取了一只浮标,测得浮标的体积为15cm3,放入水中时露出水面的体积为5cm3,则该浮标的重力为 N。
(3)如果地球对所有物体的引力都变成原来的一半,浮标在水中的位置将 (选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”)
23.中国载人深潜器“蛟龙”号7000米级海试最大下潜深度达7062米,再创中国载人深潜记录。深潜器“蛟龙”号是靠改变 来控制浮沉的。深潜器“蛟龙”号在水面以下下潜的过程中,受到的浮力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
24.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。从观察到的现象可以判断:两个简易密度计所受浮力F甲 F乙、两杯液体的密度ρ甲 ρ乙、两个烧杯底部所受液体的压强p甲 p乙、两个简易密度计底部所受液体的压强p甲 p乙(选填”大于”、“小于”或”等于“)
25.张老师在研究浮力产生原因时,做了如下实验,如图是由容器A和B构成的连通器,B容器底的中间部分有一个面积为80cm2方形孔,将密度为0.6g/cm3、边长为10cm的正方体木块放在B容器中,且把容器底的正方形孔密合覆盖,然后向B容器缓慢注入15cm深的水,发现木块没有上浮,静止在B容器底部。(则B容器中水对木块压力的大小为 N(g=10N/kg);
(2)为使B容器中的木块上浮,至少需要在A容器中注入距离B容器底 cm深的水。
26.鸡蛋时间放久了,不能判断是否变质,现在介绍一种方法,把鸡蛋放入密度为1.03克/厘米3,的盐水中。已知一般的新鲜鸡蛋密度约为1.08克/厘米3,变质鸡蛋密度降至1.03克/厘米3以下。
(1)如图甲、乙、丙三个鸡蛋,静止在盐水中,三个鸡蛋中一定变质的是 理由是 ;
(2)浮力不等于重力的鸡蛋可能是 ,它大致应该是一只 (选填“变质”或“不变质”)的鸡蛋。
27.轮船方舟号在马可波罗的驾驶下从远海处航行驶入淡水河,该过程中轮船受到的浮力 ;在淡水河航行时,若向轮船内装载2吨秘密物资,然后继续航行,则与装载物资前相比,轮船排开水的体积将 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
28.有两个完全相同的容器甲乙,在容器中装有深度相同的水,现将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入甲、乙两容器中。静止时如图所示,甲乙容器中橡皮泥所受的浮力F甲 F乙,容器中水深h甲 h乙(以上两空均选填“>”、“<”或“=”)。
29.将一实心小球放入装有一定量水的容器中,小球静止后如图甲所示,则小球的密度 (选填“大于”“等于“或“小于”)水的密度;将密度计放入装有水的容器中的情形如图乙所示,该密度计在水中 (选填“悬浮”“漂浮”或“下沉“)。
30.小军利用一根均匀的木棒,在其一端缠绕了一些铜丝做成了简易密度计,并分别置于装有水和盐水的甲乙两个杯子中,如图所示。其中装水的杯子是 ,密度计上端刻度值较 。
31.重力为10N的小球静止在水中,请用力的图示法画出小球所受力。
32.重为10牛的木块漂浮在液面上,用力的图示法在图中画出木块受到的浮力F浮。
33.小明在学完浮力后认识了密度计,将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度。
(1)如图甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”);装水的容器是 (选填“甲”或“乙”)。
(2)小明将一只玻璃的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计(如图丙);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:
a.将其放入水中,竖立静止后,做好标记为A,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm3;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3;
①如图丙所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在 点(选填“p”或“q”)。
②使用中,小明发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯水,(如图丁),杯中液面将 (填“上升”、“下降”或“仍在A处”)。
34.“鸡蛋沉浮”实验。
(1)观察鸡蛋,鸡蛋的内部有一个空气囊,它位于鸡蛋 (填“稍大”或“稍小”)的一端。
(2)除了鸡蛋、食盐、清水、药匙、烧杯外,实验还需要用到 (填实验器材名字),它的作用是 。
(3)将鸡蛋放入清水中,鸡蛋的浮沉状况是 ;然后在清水中不断加入食盐,并搅拌使之溶解,鸡蛋会 。
35.一艘轮船重为3.0×107N,轮船额排水量为4500t,做多可装载 kg的货物,轮船从长江驶入黄河后轮船所受浮力将 ,轮船排开液体的体积将 。(后两空均填“变大”、“变小”或“不变”)在码头将设备卸下后,轮船将 一些(填“上浮”或“下沉”)。
36.如图1所示,一个容器中盛有密度为ρ的液体,容器底面积为S1,将底面积为S2的木块A放入液体中,如图2所示,静止时液面会 (填“上升”或“下降”)一定的高度h,则A的重力为 ,A在液面以下部分的高度为 ;将B吊在A下方放入容器中静止时如图3所示,此时液面高度又上升了h,则B的重力为 ;剪断绳后,A和B静止时的位置如图4所示,若B的密度为ρ的两倍,和图3相比容器中液面会 (填“上升”“下降”或“不变”),若液面位置会改变,改变的高度是 ,若液体的总重力为G,4个图中液体对容器底的压力分别为 、 、 、 。
37.如图,展示了一个广为人知的历史故事“曹冲称象”。曹冲运用了等效替代的方法,巧妙地测出了大象的体重。请你写出他运用的与浮力相关的两条知识。
(1) ;(2) 。
38.测量液体密度的仪器叫做密度计。将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图)即为被测液体的密度。密度计上的刻度从上到下逐渐减小还是逐渐增大?说出你的理由。
39.如图所示为摄影师拍摄的正在平静的湖面上休息的白天鹅照片,已知湖水的密度是1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)假定天鹅的质量是10kg,求天鹅在水面以下的体积;
(2)假定湖水深3m,求湖底每平方米受到的湖水的压力大小。
40.一个边长为10cm的正方体,放入水中静止时,有的体积露出水面;把该物体放入某种液体中,待物体静止时,有的体积浸入液体中。(g取10N/kg)求
(1)该物体的重力G
(2)液体的密度ρ液
参考答案
自主预习 感知教材
知识点1 F浮>G物 F浮<G物 F浮=G物 F浮=G物 V排=V物 V排知识点2 空心 浮力 自身的重力 小于 漂浮 上小下大
课后提升 精学精练
1.A; 2.B; 3.D; 4.B; 5.B; 6.A; 7.D; 8.D; 9.D; 10.C; 11.C; 12.D; 13.C; 14.A; 15.D; 16.A; 17.D; 18.A; 19.D; 20.D;
21.等于;大于;
22.小于;0.1;不变;
23.自身重力;不变;
24.等于;小于;小于;等于;
25.5;13.75;
26.丙;丙鸡蛋的密度小于盐水的密度;甲;不变质;
27.相等;变大;
28.<;<;
29.等于;漂浮;
30.甲;小;
31.如图所示; 32.如图所示;
33.不变;乙;p;仍在A处;
34.稍大;玻璃棒;加速溶解;沉底;上浮;
35.1.5×106;不变;变小;上浮;
36.上升;ρgS1h;h;ρgS1h;下降;h;G;G+ρgS1h;G+2ρgS1h;G+ρgS1h;
37.漂浮条件;阿基米德原理;
38.答:密度计上的刻度从上到下逐渐增大的;
因为密度计正常使用时,在不同液体中均应处于漂浮状态,根据浮沉条件可知,浮力都应等于其自身重力,因其自身重力不变,所以浮力大小应该也不变,则根据V排=F浮ρ液g可知浮力相同,当所测液体密度较大时,其排开的液体的体积就小些,密度计就会上浮一些,所以密度计上的刻度是下大上小的。
39.解:(1)天鹅的重力:G=mg=10kg×10N/kg=100N,
因为天鹅漂浮在水面上,浮力等于重力,所以由G=F浮=ρ液gV排可知,鹅在水面以下的体积:
V=V排=F浮ρ液g=Gρ水g=100N/(1×103kg/m3×10N/kg)=0.01m3;
(2)水对湖底的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa,
由p=FS可得,湖底每平方米受到的湖水的压力:F=pS=3×104Pa×1m2=3×104N。
答:(1)天鹅在水面以下的体积为0.01m3;
(2)湖底每平方米受到的湖水的压力为3×104N。
40.解:(1)正方体的体积V=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,
则排开水的体积V排水=(1-25)V=35×1×10?3m3=6×10-4m3,
受到水的浮力F水=ρ水gV排水=1×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N;
正方体在水中漂浮,则重力G=F水=6N;
(2)正方体在液体中也漂浮,则受到液体的浮力F液=G=6N,
排开液体的体积V排液=34V=34×1×10-3m3=7.5×10-4m3,
根据F浮=ρ液gV排可得液体的密度:
ρ液=F液gV排液体=6N10Nkg×7.5×10?4m3=0.8×103kgm3。
答:(1)该物体的重力为6N;(2)液体的密度为0.8×103kg/m3。