1.3.2水的浮力基础（讲义）-2022-2023学年八年级上册科学讲练课堂（浙教版）

浙教版八年级上册第一章第三节水的浮力（二）【知识点分析】一.物体的浮沉条件1.漂浮时浮力等于重力2.悬浮时浮力等于重力3.沉底时浮力=重力-支持力（注：与底部紧密贴合的不符合）二.物体的浮沉条件的应用1.密度计：浮力等于重力，上小下大，上疏下密2.浮力秤：浮力等于重力，依据阿基米德原理得出正比关系3.轮船与热气球：浮力等于重力4.半潜船与潜水艇：浮力等于重力，改变自重来控制升降5.提升重物的受力分析：利用阿基米德原理可计算体积与密度6.物块上浮时受力分析：浮力增大至等于重力，然后浸没时可算体积【考点回顾】密度计与土密度计的计算轮船与潜水艇的计算浮力秤的使用根据拉力变化计算密度，重力【例题分析】【例1】半潜船是专门运输超大型设备的船舶。如图甲所示，半潜船把装货甲板潜入水中，使货物能够进入装货甲板上，然后半潜船上浮至水面，将货物运走。如图乙所示为用半潜船运送损坏的舰艇。下列说法中正确的是（）

A．图甲中半潜船处于悬浮状态B．图甲状态下的半潜船所受重力大于浮力C．半潜船处于图甲和图乙状态时所排开水的体积相等D．半潜船从图甲上浮至图乙状态是靠减少自身重力实现的【答案】D【解析】A．图甲中半潜船没有浸没在水中，则是漂浮状态，故A错误。B．图甲中半潜船处于漂浮状态，其浮力等于重力，故B错误。C．甲图中水舱中装有压载水，半潜船的总质量m甲总=m船+m水乙图中水舱中的水被全部排出，半潜船与舰艇的总质量m乙总=m船+m舰艇由于压载水和舰艇的质量大小关系未知，故不能直接比较总重力；两图中半潜船均漂浮，据漂浮条件可知，浮力等于总重力，无法比较所受的浮力，所以无法比较排开水的体积，故C错误。D．半潜船从图甲上浮至图乙状态是通过排出水舱中的水实现的，即通过减少自身重力实现的，故D正确。【例2】冬至，是我国的二十四节气之一，在这一天，我们会吃汤圆过冬至。小科发现汤圆刚放入水中时会沉入锅底，而当汤圆煮熟时则会浮出水面，针对此现象，小科同学用简化图模拟烧煮一段时间后的汤圆分布图（其中A、B、C表示汤圆），则以下分析正确的是（）A．A汤圆与锅底接触，则A的密度一定大于水的密度B．B汤圆静止时，浮力等于重力C．C汤圆浮出水面，则C汤圆的密度等于水的密度D．若此时在水中加入适量的白砂糖，则B汤圆所受浮力减小【答案】BA．A汤圆与锅底接触，它的下表面没有水，即它只受到向下的水的压强，不受向上的水的压强，则不受浮力，A的密度不一定大于水的密度，故A错误；B．B汤圆静止时，它在水中悬浮，则它受到的浮力等于重力，故B正确；C．C汤圆浮出水面，它在水面漂浮，那么则C汤圆的密度小于水的密度，故C错误；D．若此时在水中加入适量的白砂糖，那么水的密度增大，则B汤圆的密度小于水的密度，会最终漂浮在水面上。根据浮沉条件可知，此时它受到的浮力仍然等于重力，即浮力保持不变，故D错误。【例3】将一个小球放入装有少量水的烧杯中，小球在如图甲所示的位置静止；向杯中缓缓倒入水，小球最后在如图乙所示的位置静止，则下列说法正确的是（）

A．图甲和图乙中小球露出水面的体积不相等B．图乙中小球所受的浮力和重力是一对相互作用力C．图甲中的小球所受的浮力小于图乙中的小球所受的浮力D．图乙中水对烧杯底部的压强大于图甲中水对烧杯底部的压强【答案】D【解析】AC．根据甲和乙图可知，小球在水中始终处于漂浮状态，则它受到的浮力始终等于自身重力，即浮力相等，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，小球排开水的体积相等。根据V露=V-V排可知，小球在甲和乙中露出水面的体积相等，故AC错误。B．浮力和重力都作用在小球一个物体上，二者肯定不是相互作用力，故B错误。D．乙中水的深度大于甲中水的深度，根据p=ρ液gh可知，图乙中水对烧杯底部的压强大于图甲中水对烧杯底部的压强，故D正确。【例4】如图是关于浮力知识的应用实例，其中说法正确的是（）A．图A中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力不变B．图B中巨轮之所以能够浮在水面是因为所受浮力大于自身重力C．图C中液体的密度越大密度计漂浮时受到的浮力就越大D．图D中气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮【答案】A【解析】A．浸没在水中的潜水艇在下潜过程中，水的密度和排开水的体积不变，由F浮=ρ液gV排可知，所受的浮力不变，故A正确；B．巨轮之所以能够浮在水面上，是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力，故B错误；C．密度计测液体密度时，都是漂浮的，所以浮力都等于重力，在不同液体中，密度计所受浮力不变，故C错误；D．气球是利用在空气中的浮力来工作的，当气体的密度小于空气的密度时，才可以升空，故D错误。【例5】为了打捞沉在水底的汽车，救援队员用一艘大船装满泥沙，将铁链拉着铁锚缓慢放入水中，用铁锚将汽车固定后，卸掉船里的泥沙，汽车将随着船的上浮逐渐被拉起来。铁链拉着铁锚缓慢放入水中时，经历了如图所示的三种情景：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。假设三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙，则它们的大小关系是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】根据题意知道，铁链拉着铁锚缓慢放入水中，所以，船和铁锚都处于平衡状态；船受到向上的浮力、向下的重力和铁链对船的拉力；图甲中铁锚部分浸入水中，铁锚对考察船的拉力为F1，由于考察船处于平衡状态，由受力平衡知道F甲=G+F1-------①图乙中铁锚完全浸没水中但未触底，铁锚对考察船的拉力为F2，由于考察船处于平衡状态，由受力平衡知道F乙=G+F2------②图丙中由于铁锚沉底，则铁锚对考察船的没有拉力，由于考察船处于漂浮状态，由受力平衡知道F丙=G-------③铁锚部分浸入水中时，由受力平衡知道F1=G铁锚-F浮1-------④铁锚完全浸没水中但未触底，由受力平衡知道F2=G铁锚-F浮2--------⑤根据阿基米德原理知道F浮1＜F浮2故F1＞F2---------⑥由以上①②③⑥知道F甲＞F乙＞F丙【例6】水平桌面上两个完全相同的甲、乙容器，装有等量的水，用两个完全相同的橡皮泥，一个捏成实心，一个捏成碗状，分别放入其中，如图所示。若两块橡皮泥受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙；甲、乙容器对水平桌面的压力分别为F甲、F乙，则（）A．F浮甲<F浮乙 B．F浮甲=F浮乙 C．F甲<F乙 D．F甲>F乙【答案】A【解析】AB．实心橡皮泥下沉，实心橡皮泥受到水的浮力F浮甲＜G碗状橡皮泥漂浮，碗状橡皮泥受到水的浮力F浮乙=G所以F浮甲<F浮乙故A符合题意，B不符合题意；CD．容器完全相同，原来装有等量的水，橡皮泥相同，容器对水平桌面的压力F=G容+G水+G泥容器对水平桌面的压力F甲=F乙故CD不符合题意。【例7】小李同学在探究某种液体密度的实验中，用测力计悬挂一个正方体金属块，浸没在液体中（容器足够大，不考虑液面的变化，如图甲），缓慢地将金属块从液体中竖直提起，该过程中测力计读数F随金属块提起高度h的关系如图乙所示，则根据图象信息可以确定（）A．该金属块的边长为6cmB．在高度h由2cm变化到6cm的过程中，金属块所受浮力逐渐增大C．该液体的密度约为1.56×103kg/m3D．该金属块的密度约为3.46×103kg/m³【答案】C【解析】A．由图可知，金属块被提高2cm时，弹簧测力计的示数开始变大，此时金属块的上表面刚露出液面，金属块被提升6cm时，弹簧测力计的示数不再变化，此时金属块的下表面开始露出液面，不考虑到液面的变化，金属块的边长等于6cm-2cm=4cm故A不符合题意；B．由图象可知，在高度h由2cm变化到6cm的过程中，弹簧测力计的示数逐渐变大，根据F浮=G-F拉，金属块的重力不变，浮力逐渐减小，故B不符合题意；C．金属块完全露出液面时拉力等于重力，由图象可知，该金属块的重力G=F拉=3.5N在高度h由0变化到2cm的过程中，金属块完全浸没在液体中，此时排开液体的体积V排=V=(4cm)3=64cm3=6.4×10-5m3此过程中弹簧测力计的示数为F拉′=2.5N，所以，物体完全浸没在液体中受到的浮力为F浮=G-F拉′=3.5N-2.5N=1N液体的密度故C符合题意；D．该金属块的密度故D不符合题意。【例8】将一只鸡蛋分别放入盛有清水和盐水的烧杯中，鸡蛋静止时的位置如图，则下列说法正确的是（）A．鸡蛋的密度小于水的密度B．鸡蛋的密度大于盐水的密度C．鸡蛋在两种液体中所受浮力相等D．盐水中鸡蛋受到的浮力与重力相等【答案】D【解析】A．由图可知，鸡蛋在清水中沉底，则ρ鸡蛋＞ρ水故A错误；B．鸡蛋在盐水中漂浮，则ρ鸡蛋=ρ盐水故B错误；CD．鸡蛋在清水中沉底，则F浮水＜G鸡蛋鸡蛋在盐水中漂浮，则F浮盐水=G鸡蛋则F浮盐水＞F浮水故D正确，C错误。【例9】在一定条件下，物体能在水中上浮。图示物体在上浮前后静止时，所受浮力相同的是（）A．图甲中沉底的汤圆，煮熟后上浮并浮出水面B．图乙中潜水艇排出水舱中水后，上浮并浮出水面C．图丙中往清水中加盐，沉底的鸡蛋上浮后并浮出水面D．图丁中轮船从长江驶入大海，船体上的吃水线W线上浮后并浮出水面【答案】D【解析】A．沉入锅底的汤圆，受到的浮力小于重力，加热一段时间后，根据F浮=ρ液gV排可知，汤圆的体积变大，受到的浮力变大，当浮力大于重力时，汤圆上浮，故A错误。B．潜水艇排出水舱中水后浮出水面，根据F浮=ρ液gV排可知，排开液体体积变小，浮力变小，故B错误。C．鸡蛋刚开始沉在水底，浮力小于重力，往清水中加盐，沉底的鸡蛋上浮后并浮出水面，最终鸡蛋漂浮，浮力等于重力，浮力变大，故C错误。D．轮船从长江驶入大海，始终漂浮，浮力等于重力，轮船重力没有发生改变，所以浮力不变，故D正确。【例10】港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道，大桥在水下施工时，要向水中沉放大量的施工构件。现将边长2m的正方体沉入水中，在下沉过程中，其下表面到水面的距离为h（如图甲），钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化（如图乙）。下列选项说法正确的是（）（ρ海水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）A．表示正方体构件所受浮力变化的图像是① B．该构件浸没在水中所受浮力为4×104NC．该正方体构件的质量为16吨 D．该构件的密度是1.5×103Kg/m3【答案】C【解析】A．由图甲可知，正方体构件在浸没之前排开水的体积变大，所以浮力逐渐变大，当正方体构件浸没后排开水的体积不变，浮力不变，故正方体构件受到的浮力先增大后不变，则图乙中反映正方体构件所受浮力变化的图像是②，反映拉力随深度变化的图线是①，故A错误。B．当正方体构件浸没在水中时，排开水的体积等于构件的体积V排=V=（2m）3=8m3构件浸没在水中所受浮力F浮=ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N故B错误。C．由图乙可知，当构件浸没后所受的拉力等于浮力，所以构件浸没后，在缓缓沉入的过程中，所受的拉力与浮力大小之和等于构件的重力，即G=F拉+F浮=2×8×104N=1.6×105N由G=mg可知，构件的质量m==＝1.6×104kg＝16t故C正确。D．构件的密度===2×103kg/m3故D错误。【例11】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（）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【答案】A【解析】A.物体悬浮和漂浮时，浮力都等于自身重力。潜水艇悬浮变成上浮时，需要利用压缩空气向外排出部分水，因此悬浮时受到的浮力大于漂浮时受到的浮力，故A正确。B.潜水艇完全入水后受到的浮力是不变的，它靠改变水仓内水的重力实现上浮和下沉，故B错误。C.在上浮过程中，它排开水的体积不变，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它受到的浮力不变，故C错误。D.潜水艇完全入水后，下沉越深，但是它排开水的体积不变，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，所受浮力不变，故D错误。【例12】一支密度计分别放入两种液体中，静止时位置如图所示。若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙，甲乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。下列说法正确的是（）A．F甲＜F乙 B．F甲>F乙 C．ρ甲＜ρ乙 D．ρ甲>ρ乙【答案】C【解析】AB.由于密度计两次静止时都处于漂浮，则F浮=G即密度计在两种液体中受到的浮力相等，都等于密度计受到的重力G，故AB错误。CD.由图知，密度计排开液体的体积V甲