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第3节
物体的沉浮条件及应用
学习目标
理解物体的沉浮条件。
知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。
知识点全解
知识点一：物体的浮沉条件
上浮
下沉
悬浮
?
?
?
F浮>G
F浮F浮=G
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
处于动态(运动状态不断改变)，受非平衡力作用。漂浮是“上浮”过程的最终状态，沉底是“下沉”过程的最终状态
可以停留在液体内部的任何位置。处于平衡状态，受平衡力作用
注意： 悬浮和漂浮的辨析
状态
不同点
相同点
位置
密度
排开液体体积
漂浮
液面
ρ物<ρ液
V排①处于平衡状态
②F浮=G
悬浮
可以静止在液体内部任一地方
ρ物=ρ液
V排=V物
例1：如图所示，若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江，下列分析正确的是（
）
?
A.浮力变小，舰体上浮一些
B.浮力变大，舰体下沉一些
C.浮力不变，舰体下沉一些
D.浮力不变，舰体上浮一些
知识点二：浮力的应用
1.轮船
（1）工作原理：
轮船是利用物体漂浮在液面上的条件来工作的。为了使船能够漂浮在水面上，人们采用了“空心法”，即把密度大于水的钢铁制成空心的，，能使它排开更多的水，增大可以利用的浮力，从而漂浮在水面上。
（2）轮船大小的表示——排水量
排水量m排是轮船满载时排开水的质量。
说明：
当轮船满载航行时处于漂浮状态，所受浮力等于船所受到的总重力，即F浮=G船总，而F浮=m排g、G船总=(m船+m货)g，因此m排=m船+m货，即轮船排水量等于船自身的质量与满载时货物的质量之和。
2.潜水艇：靠改变自身的重力而实现上浮、下沉或悬浮在水中，如图所示。
3.气球和飞艇：气球和飞艇都是通过充入密度比空气小的气体而升空的。
例2：2019年4月23日，中国海军建军70周年海上阅兵隆重举行。国之重器的亮相见证了中国海军的崛起!如图是首次亮相095攻击型核潜艇。下列关于该潜艇的分析正确的是（
）
A.上浮过程中所受浮力增大
B.漂浮和悬浮时所受浮力相等
C.下潜过程中所受压强不变
D.潜行过程中排开海水的重力不变
知识点全练
练习1：饺子是大家喜爱的食品，煮饺子时，饺子刚放入水中会下沉，过一会儿煮熟的饺子又会上浮，漂浮在水面。下列分析正确的是（
）
A.饺子在水中下沉的过程中所受的浮力变小
B.饺子在水中下沉的过程中所受水的压强变小
C.饺子浮在水面，排开水的重力等于饺子的重力
D.沉在水底的饺子所受的浮力等于饺子的重力
练习2：三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，以下判断正确的是（
）
A.液体的密度关系是ρ甲>ρ丙>ρ乙
B.液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
C.容器对桌面的压强关系是p甲'>p乙'>p丙'
D.小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙>F甲
练习3：如图所示，已知重为10
N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的4/5(g取10
N/kg)。
(1)求木块所受到的浮力大小；
(2)若木块下表面所处的深度为0.2米，求木块下表面受到水的压强；
(3)若要将木块浸没水中，求至少需要施加多大的压力。
练习4：如图所示，四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处。以下说法正确的是（
）
?
A.丙、丁所受浮力相等 ????B.乙球所受的浮力最小
C.丙球所受的浮力最小 ????D.丁球所受的浮力最大
练习5：为验证阿基米德原理，小明将电子秤放在水平桌面上并调零，然后将溢水杯放到电子秤上，按实验操作规范将溢水杯中装满水，再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中，如图所示，铝块始终不与溢水杯接触。根据实验回答问题：
（1）铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，水对溢水杯底的压强 ????(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
（2）铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，电子秤示数将
(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
（3）实验桌上还备有量筒，请你根据以上实验，继续操作，测量出该铝块的体积(该铝块较大，不能放入量筒中)。写出你的测量方法并简要说明。
自我检测
一、选择题
1.浮力计算的普遍公式是（
）
A.F浮=ρ液gV排
B.F浮=G物
C.F浮=F1-F2
D.F=F向下-F向上
2.在物理教学研讨会上，王老师用自制教具演示了如下实验：将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下，把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水，看到有少量水从瓶口流出，此时乒乓球静止(如图)。然后用手堵住瓶口，一会儿乒乓球浮起来了。以下分析正确的是（
）
A.图中乒乓球静止时没有受到浮力作用
B.图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力平衡
C.乒乓球上浮过程中，受到的浮力等于受到的重力
D.乒乓球上浮过程中，受到的浮力始终不变
3.如图是我国第三代极地破冰船和科学考察船“雪龙”号。2014年3月，“雪龙”号在澳大利亚的珀斯港码头进行补给，共补给118吨油料、280吨淡水和十几吨蔬菜，然后驶向南印度洋进行海上救援行动。下列说法错误的是( )
A.雪龙号在行驶过程中，由于不同海域海水密度不同，则所受浮力不同
B.雪龙号补给后，所受的浮力增大
C.雪龙号补给后，船底所受海水的压力增大
D.雪龙号加速前进时，浮力等于重力
4.甲、乙两只完全相同的杯子盛有密度和体积都不同的盐水，将同一个小球先后放入杯中，当小球在盐水中静止时两杯中的液面相平，如图所示。则（
）
A.小球在甲杯中受到盐水的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B.小球在甲杯中受到盐水的浮力小于在乙杯中受到的浮力
C.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
D.图中，盐水对甲杯底的压强小于盐水对乙杯底的压强
5.如图所示，将边长为10
cm的正方体木块放入装有某种液体的圆柱形容器中，木块静止时，有的体积露出液面，此时液面比放入木块前升高2
cm，容器底部受到的压强变化了160
Pa，(取g=10
N/kg)则下列判断错误的是（
）
A.液体的密度是0.8×103
kg/m3
B.木块的密度为0.6
g/cm3
C.木块受到的浮力是6
N
D.使木块浸没需要4
N向下的压力
二、填空题
6.潜水艇对保卫我国的南海起着重要的作用。如图所示，潜水艇在水中处于悬浮状态，此时其所受浮力与重力的大小关系为：F浮 G(填“>”、“<”或“=”)。当压缩空气将水舱中的水排出一部分时，潜水艇将 (填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。?
7.小星将一块重2
N的橡皮泥放入水中后橡皮泥立即沉入水底；他取出橡皮泥将其捏成船状再放入水中，“泥船”却漂浮在水面上，这是利用了增大 的方法来增大浮力的，此时它所受的浮力为 N。?
8.“彩球温度计”是一种家居装饰品。如图所示，在圆柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体，将一些体积相同的小球，按照密度大小排序，依次沉入液体中，球上标有设定好的温度用来读数。当外界气温降低时，容器内液体的体积变小、密度 (填“变大”、“变小”或“不变”)，小球受到的浮力变大，使沉在容器底部的一些小球依次浮起，我们就用最后浮起的小球上标记的温度来表示外界的气温。根据图中小球的位置可以判断，浮起的三个小球中
(填字母)球的密度最大。?
9.把一个实心小蜡块轻轻放入盛满酒精的溢水杯中，溢出酒精的质量是3.2
g，若把该蜡块再轻轻放入盛满水的溢水杯中，则溢出水的质量是 g。(已知ρ蜡=0.9×103
kg/m3，ρ酒精=0.8×103
kg/m3)?
三、作图与简答题
10.在图中画出乒乓球漂浮在水面时所受力的示意图。
11.小东夏天喝白开水时总喜欢放几块冰块在其中，如图，小东看到冰块总是漂浮在水面上，他由此想到一个问题，当冰全部熔化成水后，杯子里的水面高度会怎么变化？请你利用阿基米德原理等相关知识帮小东解答这个问题。
四、实验探究题
12.某校科学兴趣小组学习了“植物体对水的吸收、利用和散失”知识后，利用食盐、水、新鲜冬瓜和自制土密度计对植物细胞吸水、失水的原理展开探究。
他们将冬瓜除去瓜瓤后制成“冬瓜碗”，并在“冬瓜碗”中加入240
g、密度为1.2
g/cm3的食盐水，并在溶液中放置自制土密度计(实验装置如图所示)，通过观察一段时间后土密度计浸入深度的变化，分析研究冬瓜得失水分的状况。若土密度计在溶液中浸入的深度随时间的变化曲线如图所示。(食盐溶于水后，液体体积基本不变)
(1)实验过程中，土密度计所受的浮力
(增大/减小/不变)。根据土密度计浸入深度的变化情况可知，冬瓜在盐水中
(吸水/失水)，且速度变化特点是
。?
(2)根据图象数据通过计算可知，一段时间后盐水的密度是
g/cm3。?
五、计算题
13.如图所示，一艘排水量为100吨的货船，船上装有质量为8吨的货物A，货物A的底面积为5
m2(货物A底面与船完全接触)。求:
(1)该船满载时受到的浮力；
(2)货物A对船的压强；
(3)将货物A从船上卸下后，船排开水的体积减小多少。(ρ水=1.0×103
kg/m3，g=10
N/kg)
14.如图甲所示，一柱形容器中装有适量的水。将质量为600
g，密度为0.6×103
kg/m3的木块A放入水中静止时，A漂浮在水面上。若在木块A上表面轻放一个物块B，平衡时木块A刚好浸没在水中，如图乙所示。若ρ水=1.0×103
kg/m3，求:
(1)甲图中木块A浸入水中的体积；
(2)物块B的质量。中小学教育资源及组卷应用平台
第3节
物体的沉浮条件及应用
学习目标
理解物体的沉浮条件。
知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。
知识点全解
知识点一：物体的浮沉条件
上浮
下沉
悬浮
?
?
?
F浮>G
F浮F浮=G
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
处于动态(运动状态不断改变)，受非平衡力作用。漂浮是“上浮”过程的最终状态，沉底是“下沉”过程的最终状态
可以停留在液体内部的任何位置。处于平衡状态，受平衡力作用
注意： 悬浮和漂浮的辨析
状态
不同点
相同点
位置
密度
排开液体体积
漂浮
液面
ρ物<ρ液
V排①处于平衡状态
②F浮=G
悬浮
可以静止在液体内部任一地方
ρ物=ρ液
V排=V物
例1：如图所示，若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江，下列分析正确的是（
）
?
A.浮力变小，舰体上浮一些
B.浮力变大，舰体下沉一些
C.浮力不变，舰体下沉一些
D.浮力不变，舰体上浮一些
【解析】护卫舰从大海驶入珠江，始终处于漂浮状态，所以护卫舰受到的浮力大小等于其自身重力大小，浮力不变；由F浮=G排=ρ液gV排、浮力不变、ρ江<ρ海知，排开江水的体积大于排开海水的体积，所以要下沉一些。
【答案】?C
知识点二：浮力的应用
1.轮船
（1）工作原理：
轮船是利用物体漂浮在液面上的条件来工作的。为了使船能够漂浮在水面上，人们采用了“空心法”，即把密度大于水的钢铁制成空心的，，能使它排开更多的水，增大可以利用的浮力，从而漂浮在水面上。
（2）轮船大小的表示——排水量
排水量m排是轮船满载时排开水的质量。
说明：
当轮船满载航行时处于漂浮状态，所受浮力等于船所受到的总重力，即F浮=G船总，而F浮=m排g、G船总=(m船+m货)g，因此m排=m船+m货，即轮船排水量等于船自身的质量与满载时货物的质量之和。
2.潜水艇：靠改变自身的重力而实现上浮、下沉或悬浮在水中，如图所示。
3.气球和飞艇：气球和飞艇都是通过充入密度比空气小的气体而升空的。
例2：2019年4月23日，中国海军建军70周年海上阅兵隆重举行。国之重器的亮相见证了中国海军的崛起!如图是首次亮相095攻击型核潜艇。下列关于该潜艇的分析正确的是（
）
A.上浮过程中所受浮力增大
B.漂浮和悬浮时所受浮力相等
C.下潜过程中所受压强不变
D.潜行过程中排开海水的重力不变
【解析】潜艇上浮过程中，在露出水面前，排开水的体积不变，由阿基米德原理知，潜艇所受浮力不变，从刚露出水面开始V排减小，潜艇所受浮力减小，故A错误；潜艇悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积，所以潜艇悬浮时所受浮力大，B错误；潜艇下潜过程中深度变大，所受压强变大，C错误；潜艇潜行过程中排开海水的体积不变，重力不变，D正确。
【答案】D
知识点全练
练习1：饺子是大家喜爱的食品，煮饺子时，饺子刚放入水中会下沉，过一会儿煮熟的饺子又会上浮，漂浮在水面。下列分析正确的是（
）
A.饺子在水中下沉的过程中所受的浮力变小
B.饺子在水中下沉的过程中所受水的压强变小
C.饺子浮在水面，排开水的重力等于饺子的重力
D.沉在水底的饺子所受的浮力等于饺子的重力
【解析】饺子在水中下沉的过程中，排开水的体积不变，则受到的浮力不变，A错误；饺子在水中的深度变大，由液体压强公式可知，水的压强变大，B错误；饺子浮在水面时，重力与浮力是一对平衡力，大小相等，C正确；煮饺子时，饺子刚放入水中，由于饺子所受的重力大于浮力，所以饺子会沉入锅底，在水底的饺子所受的浮力小于饺子的重力，故D错误。
【答案】C
【点拨】根据物体的浮沉状态比较重力与浮力的关系，是判断物体浮沉的逆过程，只要把物体的浮沉条件反过来应用即可。
练习2：三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，以下判断正确的是（
）
A.液体的密度关系是ρ甲>ρ丙>ρ乙
B.液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
C.容器对桌面的压强关系是p甲'>p乙'>p丙'
D.小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙>F甲
【解析】由于小球在丙中悬浮，所以ρ丙=ρ球、F丙=G球；在乙中漂浮，所以ρ乙>ρ球、F乙=G球；在甲中沉底，所以ρ甲<ρ球，F甲F甲。所以选项A错，D正确。小球静止后，三个容器中的液面相平，即深度h相等，由于ρ甲最小，根据p=ρgh可知，甲容器底受到的液体压强最小，所以B错。容器对桌面的压力等于容器、容器内液体和小球的总重力，由图知，甲、丙容器内液体体积相同，又知ρ甲<ρ丙，所以丙容器内液体的重力大于甲容器内液体的重力，容器以及两小球的重力均相等，容器的底面积相等，根据p=可知，容器对桌面的压强p丙'>p甲'，所以C错。
【答案】D
【点拨】解答相同物体在不同液体中浮沉或不同物体在同一液体中浮沉的相关问题时，注意通过物体的浮沉条件，寻找不同状态下的“不变量(关系量)”进行综合分析。
练习3：如图所示，已知重为10
N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的4/5(g取10
N/kg)。
(1)求木块所受到的浮力大小；
(2)若木块下表面所处的深度为0.2米，求木块下表面受到水的压强；
(3)若要将木块浸没水中，求至少需要施加多大的压力。
【解析】（1）因为木块漂浮在水面上，所以受到的浮力F浮=G木=10
N；（2）所处的深度为0.2
m时，木块的下表面受到水的压强：p=ρ水gh=1.0×103
kg/m3×10
N/kg×0.2
m=2
000
Pa；
（3）根据F浮=ρ水gV排可知，浸入水中的体积为排开液体的体积：V排=?=1×10-3
m3
因为V排=V木，
所以V木=V排=×1×10-3
m3=1.25×10-3
m3
木块浸没时受到水的浮力：
F浮'=ρ水gV木=1×103
kg/m3×10
N/kg×1.25×10-3
m3=12.5
N；
因为F浮'=G木+F，
所以压力F=F浮'-G木=12.5
N-10
N=2.5
N。
【答案】（1）10
N
（2）2000
Pa
（3）2.5
N
【点拨】分析清楚物体的浮沉状态，根据浮沉状态确定物体受力关系，综合运用相关公式是解答该类问题的关键。
练习4：如图所示，四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处。以下说法正确的是（
）
?
A.丙、丁所受浮力相等 ????B.乙球所受的浮力最小
C.丙球所受的浮力最小 ????D.丁球所受的浮力最大
【解析】因为4个小球的体积相等，由F浮=ρ水gV排可知，F浮丙=F浮丁>F浮乙>F浮甲。
【答案】A
【点拨】物体受到的浮力的大小并不是由它的浮沉所决定的，而是由它所排开的液体的重力所决定的。
练习5：为验证阿基米德原理，小明将电子秤放在水平桌面上并调零，然后将溢水杯放到电子秤上，按实验操作规范将溢水杯中装满水，再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中，如图所示，铝块始终不与溢水杯接触。根据实验回答问题：
（1）铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，水对溢水杯底的压强 ????(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
（2）铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，电子秤示数将
(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
（3）实验桌上还备有量筒，请你根据以上实验，继续操作，测量出该铝块的体积(该铝块较大，不能放入量筒中)。写出你的测量方法并简要说明。
【解析】（1）铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，溢水杯中水的深度不变，由液体内部压强规律可知，水对溢水杯底的压强不变；（2）由于溢水杯中装满水，铝块浸没在水中静止时，铝块受到的浮力等于排开的水重，铝块对水的压力大小与浮力相等，所以溢水杯对电子秤的压力不变，即电子秤示数不变；（3）将铝块浸没在水中，排开水的体积等于铝块的体积，所以将溢出的水倒入量筒中，读出量筒中水的体积就是铝块的体积。
【答案】（1）不变
（2）不变
（3）见解析
自我检测
一、选择题
1.浮力计算的普遍公式是（
）
A.F浮=ρ液gV排
B.F浮=G物
C.F浮=F1-F2
D.F=F向下-F向上
【解析】根据阿基米德原理可知：F浮=ρ液gV排是浮力计算的普遍公式，故A正确。
【答案】 A
2.在物理教学研讨会上，王老师用自制教具演示了如下实验：将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下，把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水，看到有少量水从瓶口流出，此时乒乓球静止(如图)。然后用手堵住瓶口，一会儿乒乓球浮起来了。以下分析正确的是（
）
A.图中乒乓球静止时没有受到浮力作用
B.图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力平衡
C.乒乓球上浮过程中，受到的浮力等于受到的重力
D.乒乓球上浮过程中，受到的浮力始终不变
【解析】浮力产生的原因是物体上下表面存在向上的压力差，刚放入乒乓球时，球上表面有水的压力，而下表面没有水的压力，因此静止时没有受到浮力的作用，A项正确；乒乓球静止时，受到重力、水的压力和向上的支持力而平衡，B项错误；乒乓球上浮时浮力大于重力，C项错误；上浮过程中，没有露出水面之前浮力大小不变，露出水面后，随V排的减小，浮力逐渐减小，故D项错误。
【答案】 A
3.如图是我国第三代极地破冰船和科学考察船“雪龙”号。2014年3月，“雪龙”号在澳大利亚的珀斯港码头进行补给，共补给118吨油料、280吨淡水和十几吨蔬菜，然后驶向南印度洋进行海上救援行动。下列说法错误的是( )
A.雪龙号在行驶过程中，由于不同海域海水密度不同，则所受浮力不同
B.雪龙号补给后，所受的浮力增大
C.雪龙号补给后，船底所受海水的压力增大
D.雪龙号加速前进时，浮力等于重力
【解析】雪龙号在行驶过程中，虽然不同海域海水密度不同，但雪龙号是漂浮在海面上的，浮力等于重力，重力不变则浮力不变，故A错误。雪龙号补给后，重力增加，而船漂浮，故浮力增加，排开水的体积增大，船底处深度增大，所受海水向上的压强增大，则压力增大，故B、C正确；雪龙号加速前进时，仍处于漂浮状态，竖直方向上的重力和浮力仍是一对平衡力，浮力等于重力，故D正确。
【答案】A
4.甲、乙两只完全相同的杯子盛有密度和体积都不同的盐水，将同一个小球先后放入杯中，当小球在盐水中静止时两杯中的液面相平，如图所示。则（
）
A.小球在甲杯中受到盐水的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B.小球在甲杯中受到盐水的浮力小于在乙杯中受到的浮力
C.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
D.图中，盐水对甲杯底的压强小于盐水对乙杯底的压强
【解析】观察题图可知，同一小球在甲杯中漂浮、在乙杯中悬浮，根据物体浮沉条件可知，F浮甲=G、ρ液甲>ρ小球，F浮乙=G、ρ液乙=ρ小球，比较可得到如下关系：F浮甲=F浮乙、ρ液甲>ρ液乙；根据p=ρgh可知，杯底受到的压强关系为p液甲>p液乙。
【答案】 C
5.如图所示，将边长为10
cm的正方体木块放入装有某种液体的圆柱形容器中，木块静止时，有的体积露出液面，此时液面比放入木块前升高2
cm，容器底部受到的压强变化了160
Pa，(取g=10
N/kg)则下列判断错误的是（
）
A.液体的密度是0.8×103
kg/m3
B.木块的密度为0.6
g/cm3
C.木块受到的浮力是6
N
D.使木块浸没需要4
N向下的压力
【解析】根据公式p=ρgh可得液体密度：ρ液===0.8×103
kg/m3，故A正确；
木块静止时，有的体积露出液面，则V排=(1-)V木=V木，根据漂浮条件可得:
F浮=G木，即:ρ液gV排=ρ木gV木，所以，ρ木=ρ液=×ρ液=×0.8×103
kg/m3=0.6×103
kg/m3=0.6
g/cm3，故B正确；
木块的体积V木=L3=(10
cm)3=1
000
cm3=1×10-3
m3，木块的重力G木=m木g=ρ木gV木=0.6×103
kg/m3×10
N/kg×1×10-3
m3=6
N，则F浮=G木=6
N，故C正确；
木块浸没时所受浮力F浮'=ρ液gV木=0.8×103
kg/m3×10
N/kg×1×10-3
m3=8
N，
则压力F=F浮'-G木=8
N-6
N=2
N，故D错误。
【答案】 D
二、填空题
6.潜水艇对保卫我国的南海起着重要的作用。如图所示，潜水艇在水中处于悬浮状态，此时其所受浮力与重力的大小关系为：F浮 G(填“>”、“<”或“=”)。当压缩空气将水舱中的水排出一部分时，潜水艇将 (填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。?
【解析】潜水艇在水中处于悬浮状态，此时其所受浮力与重力的大小关系为：F浮=G。当压缩空气将水舱中的水排出一部分时，总重力减小，但是潜水艇所受浮力不变，故浮力会大于潜水艇总重力，即潜水艇将上浮。
【答案】 =
上浮
7.小星将一块重2
N的橡皮泥放入水中后橡皮泥立即沉入水底；他取出橡皮泥将其捏成船状再放入水中，“泥船”却漂浮在水面上，这是利用了增大 的方法来增大浮力的，此时它所受的浮力为 N。?
【解析】橡皮泥捏成船状放入水中时，排开水的体积变大，由F浮=ρ水gV排可知，橡皮泥受到的浮力变大；因为“泥船”漂浮，所以“泥船”受到的浮力F浮=G=2
N。
【答案】排开液体的体积
2
8.“彩球温度计”是一种家居装饰品。如图所示，在圆柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体，将一些体积相同的小球，按照密度大小排序，依次沉入液体中，球上标有设定好的温度用来读数。当外界气温降低时，容器内液体的体积变小、密度 (填“变大”、“变小”或“不变”)，小球受到的浮力变大，使沉在容器底部的一些小球依次浮起，我们就用最后浮起的小球上标记的温度来表示外界的气温。根据图中小球的位置可以判断，浮起的三个小球中
(填字母)球的密度最大。?
【解析】气温降低时，液体体积变小，根据ρ=，此时液体密度变大；当液体密度大于小球密度时，小球将会浮起，液体密度不断变大，小球将依次浮起，所以最后浮起的C球密度最大。
【答案】 变大 C
9.把一个实心小蜡块轻轻放入盛满酒精的溢水杯中，溢出酒精的质量是3.2
g，若把该蜡块再轻轻放入盛满水的溢水杯中，则溢出水的质量是 g。(已知ρ蜡=0.9×103
kg/m3，ρ酒精=0.8×103
kg/m3)?
【解析】因为酒精的密度小于蜡块的密度，所以蜡块放到盛满酒精的溢水杯中后会下沉，此时蜡块受到的浮力F浮1=G排1=m排1g，蜡块的体积V
=V排
=
，蜡块的质量m
=ρ蜡V
=ρ蜡=ρ蜡=ρ蜡=0.9×103
kg/m3×=3.6
g；又因为水的密度大于蜡块的密度，所以蜡块放到盛满水的溢水杯中后会漂浮，此时其受到的浮力等于其受到的重力，所以溢出水的质量就等于蜡块的质量。
【答案】 3.6
三、作图与简答题
10.在图中画出乒乓球漂浮在水面时所受力的示意图。
【解析】小球漂浮在水面上，重力和浮力是一对平衡力，二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【答案】 如图所示
11.小东夏天喝白开水时总喜欢放几块冰块在其中，如图，小东看到冰块总是漂浮在水面上，他由此想到一个问题，当冰全部熔化成水后，杯子里的水面高度会怎么变化？请你利用阿基米德原理等相关知识帮小东解答这个问题。
【解析】 冰块漂浮，则F浮=G冰，结合阿基米德原理可得ρ水V排g=G冰，所以V排=
①；
冰熔化前后质量不变，G冰=G冰化水=ρ水V冰化水g，所以V冰化水=
②；
则V排和V冰化水相等，所以冰熔化前后水面不升也不降。
【答案】 不变
解答过程见解析
四、实验探究题
12.某校科学兴趣小组学习了“植物体对水的吸收、利用和散失”知识后，利用食盐、水、新鲜冬瓜和自制土密度计对植物细胞吸水、失水的原理展开探究。
他们将冬瓜除去瓜瓤后制成“冬瓜碗”，并在“冬瓜碗”中加入240
g、密度为1.2
g/cm3的食盐水，并在溶液中放置自制土密度计(实验装置如图所示)，通过观察一段时间后土密度计浸入深度的变化，分析研究冬瓜得失水分的状况。若土密度计在溶液中浸入的深度随时间的变化曲线如图所示。(食盐溶于水后，液体体积基本不变)
(1)实验过程中，土密度计所受的浮力
(增大/减小/不变)。根据土密度计浸入深度的变化情况可知，冬瓜在盐水中
(吸水/失水)，且速度变化特点是
。?
(2)根据图象数据通过计算可知，一段时间后盐水的密度是
g/cm3。?
【解析】(1)实验过程中，土密度计始终处于漂浮状态，所受的浮力与密度计重力平衡，而重力不变，所以浮力不变。根据图象可知:土密度计浸没深度逐渐变大，则V排变大，而浮力不变，由F浮=ρ盐水gV排可知，ρ盐水变小，即盐水里的水增加，所以冬瓜在盐水中失水；由图象可知，土密度计浸没深度是先快后慢，最后几乎不再变深，所以冬瓜失水速度变化的特点是先快后慢，最后几乎不变。
(2)根据图象数据可知，开始时浸没深度为h1=6
cm，则=G，即gSh1=G，一段时间后浸没深度为h2=6.4
cm，则=G，即gSh2=G，所以，gSh2=gSh1，则盐水的密度：ρ盐水2=ρ盐水1=×1.2
g/cm3=1.125
g/cm3。
【答案】 (1)不变
失水
先快后慢
(2)1.125
五、计算题
13.如图所示，一艘排水量为100吨的货船，船上装有质量为8吨的货物A，货物A的底面积为5
m2(货物A底面与船完全接触)。求:
(1)该船满载时受到的浮力；
(2)货物A对船的压强；
(3)将货物A从船上卸下后，船排开水的体积减小多少。(ρ水=1.0×103
kg/m3，g=10
N/kg)
【解析】 (1)船满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=100×103
kg×10
N/kg=106
N；
(2)货物A对船的压力F=GA=8×103
kg×10
N/kg=8×104N，货物A对船的压强p===1.6×104Pa；
(3)因为船始终处于漂浮状态，所以将货物A从船上卸下后，船减小的浮力等于货物A的重力，即F减少=GA，ρ水gV减少=mAg，故V减少===8m3。
【答案】(1)106N (2)1.6×104Pa (3)8
m3
14.如图甲所示，一柱形容器中装有适量的水。将质量为600
g，密度为0.6×103
kg/m3的木块A放入水中静止时，A漂浮在水面上。若在木块A上表面轻放一个物块B，平衡时木块A刚好浸没在水中，如图乙所示。若ρ水=1.0×103
kg/m3，求:
(1)甲图中木块A浸入水中的体积；
(2)物块B的质量。
【解析】(1)因A在水中漂浮，则有GA=F浮mAg=ρ水gV排解得V排=6×10-4m3
(2)当A刚好浸没在水中时，有V排'=VA==
m3=10-3
m3
以A和B为整体，整体漂浮，则有GA+GB=F浮'=ρ水gV排'；mAg+mBg=ρ水gVA；解得mB=0.4
kg
【答案】 (1)6×10-4
m3 (2)0.4
kg
