103物体的沉浮条件及应用（讲义）学生版

人教版八年级物理下册第10章《浮力》第3节物体的沉浮条件及应用讲义（知识点总结+例题讲解）序号知识点难易程度例题数变式题数合计一物体的沉浮条件★★★3316二判断物体沉浮的方法★★11三物体浮沉条件的应用★★44一、物体的沉浮条件：1.物体浸没在液体中，且只受浮力和重力时，物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的大小关系。2.浸没在液体中的物体，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力；根据物体所受浮力和重力大小的不同，物体的浮沉存在三种情况：（1）当F浮＞G时，合力竖直向上，物体在液体中向上运动，称为上浮；（2）当F浮＝G时，合力为零，物体会停留在液面以下的任何位置，这种现象称为悬浮；（3）当F浮＜G时，合力方向竖直向下，物体在液体中向下运动，称为下沉。3.密度与物体的沉浮：当物体浸没在液体中时，物体受到的浮力F浮=ρ液gV排，物体受到的重力G物=ρ物gV物，比较F浮与G物的大小可得:（1）当ρ物＜ρ液，浸没时，F浮＞G物，物体上浮直到漂浮在液面上；（2）当ρ物＝ρ液，浸没时，F浮＝G物，物体悬浮；（3）当ρ物＞ρ液，浸没时，F浮＜G物，物体下沉直到接触容器底部。4.物体沉浮条件总结及示意图：上浮下沉悬浮漂浮沉底F浮＞GF浮＜GF浮=GF浮=GF浮+FN=Gρ物＜ρ液ρ物＞ρ液ρ物＝ρ液ρ物＜ρ液ρ物＞ρ液处于动态(运动状态不断改变)，受非平衡力作用可以停留在液体的任何深度处是“上浮”过程的最终状态是“下沉”过程的最终状态处于静态，受平衡力作用【例题1】甲、乙两只完全相同的杯子里盛有水和盐水。将一只鸡蛋先后放入其中，当鸡蛋静止时，两杯中液面相平，鸡蛋所处的位置如图所示。甲、乙两杯底部所受液体的压强分别为p甲、p乙，鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力分别为F甲、F乙，则（）A.p甲＞p乙，F甲＝F乙B.p甲＜p乙，F甲＝F乙C.p甲＞p乙，F甲＞F乙D.p甲＜p乙，F甲＜F乙【变式练习1】形状完全相同的甲、乙、丙烧杯中盛有质量相等的不同液体水、酒精和盐水（ρ盐水＞ρ水＞ρ酒精），在液体中放入质量相等的三个实心球A、B、C，三个烧杯中的液面刚好在同一水平面上（如图所示）。下列判断正确的是（）A.A球的密度最小B.C球的密度最大C.丙烧杯中的液体是水D.甲烧杯中的液体是酒精【例题2】甲、乙两个完全相同的烧杯，盛有同种液体，放在水平桌面上。如图所示，将体积相同的A、B两物体分别放入甲、乙烧杯中，当物体静止时液面刚好相平。则下列判断正确的是（）A.A、B两物体排开液体的质量相等B.物体B的密度可能大于物体A的密度C.甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强D.甲、乙两杯中液体对烧杯底的压力相等【变式练习2】如图所示，三个相同的容器内水面高度相同，甲容器内有物块沉底，乙容器内有木块漂浮在水面上，丙容器内悬浮着一个小球，则下列说法正确的是（）A.三个容器对水平桌面的压力相同B.甲杯中物体受到的浮力一定最小C.若向乙容器中缓慢加入盐水，木块下表面受到的液体压力变大D.若向丙容器中缓慢加入酒精，小球受到的浮力减小【例题3】用密度相同的铁制成甲乙丙丁四个球放入水中，四个铁球的体积都相等，它们在水中静止时的状态如图所示，下列说法正确的是（）A.甲的质量一定比乙的质量小B.丙的浮力一定比丁的浮力大C.丁一定是实心D.若把甲放入煤油（煤油的密度比水小）中一定会下沉【变式练习3】质量相等，体积不等的甲、乙两个实心正方体物块在水中静止时的情景如图所示，下列说法正确的是（）A.甲受到的浮力小于乙受到的浮力B.甲的密度小于乙的密度C.甲的下表面受到水的压力比乙的大D.甲的下表面受到水的压力与乙的相等二、判断物体沉浮（状态）有两种方法：1.方法一：假设物体完全浸没时，比较F浮与G的大小；2.方法二：比较ρ液与ρ物（匀质实心物体或者平均密度）。3.说明：（1）密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）；（2）一物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的，则物体密度为：；（3）物体吊在测力计上，在空中读数为重力G，浸在密度为ρ的液体中，示数为F，则物体密度为：。【例题4】一个物体的体积是0.4dm3，完全浸没在水中，它受到的浮力是多少？如果这个物体重6N，它在水中将是上浮、下沉还是悬浮？【变式练习4】有一空心铝球质量是500g，体积为600cm3，当把它放入足量水中静止时，所受浮力是多大？如把它放入足量密度为0.8×103kg/m3的煤油中，静止时受到的浮力又是多大？三、物体浮沉条件的应用：1.轮船：（1）工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。（2）排水量：轮船满载时排开水的质量。单位t，由排水量m可计算出：①排开液体的体积V排=m/ρ液；②排开液体的重力G排=mg；③轮船受到的浮力F浮=mg；④轮船和货物共重G=mg。2.潜水艇：（1）工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。3.气球和飞艇：（1）工作原理：气球是利用空气的浮力升空的；（2）气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气；为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。4.密度计：（同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同）（1）原理：利用物体的漂浮条件来进行工作；（2）构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中；（3）刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大。【例题5】2019年12月17日，我国第一艘国产航母﹣﹣山东舰，在三亚某军港交付海军，加入现役。在一次训练过程中，一架舰载机降落在航母的甲板上，随后又起飞离开。则下列说法正确的是（）A.漂浮在海面上的航母所受的浮力大于它所受的总重力B.当舰载机降落在航母上时，航母将下沉一些，受到的浮力将变小C.当舰载机静止在航母上时，舰载机所受的重力与航母对舰载机的支持力是一对平衡力D.当舰载机飞离航母时，航母底部受到海水的压强变大【变式练习5】轮船从黄浦江驶入大海，以下说法正确的是（）A.轮船排开液体体积变大B.轮船所受液体浮力变大C.轮船排开液体体积不变D.轮船所受液体浮力不变【例题6】如图所示，水面下有两艘完全相同的潜艇，其中一艘正在上浮，另一艘正在下潜，以下判断正确的是（）A.正在下潜的是甲艇B.没露出水面前，上浮潜艇所受的浮力不断增大C.正在下潜的潜艇，所受的浮力不断减小D.两艘潜艇所受的浮力相同【变式练习6】如图所示，2020年11月10日8时12分，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米。关于“奋斗者”号，下列说法正确的是（）（多选）A．在下潜过程中，只受重力B．悬停时，不受重力C．悬停时，受平衡力作用D．在加速上升过程中，其运动状态发生了改变【例题7】氢气球、热气球能上浮到空中，是因为氢气、热空气的比空气的小，因而气球受到的力大于力，因而能够升空。【变式练习7】如图所示，是一位先生巧用物理知识将帽子送给楼上女士的情景．此过程中（）A.气球受的重力和帽子的压力平衡B.人对绳的拉力和绳对人的拉力平衡C.帽子受到的重力和气球对它的支持力平衡D.气球受到的浮力和帽子的重力平衡【例题8】将一支密度计先后放入甲、乙两容器中，如图，两容器中液体的密度分别是ρA、ρB，密度计受到液体的浮力是FA、FB，则密度和浮力的关系分别是（）A.ρA＜ρBFA＝FBB.ρA＜ρBF