1.3.4水的浮力提升（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（四）【知识点分析】一.液面升降1.小船抛物-------------浮力变化量等于液体对容器底部支持力变化量(所以总浮力变小液面下降，总浮力变大液面上升)2.浮冰模型-----如液体对底部的压力大小不变，液面随着密度变化(密度变大，液面降低，密度减小，液面升高)3.浮冰夹杂物体的受力分析(重点结合浮力与压力变化关系计算)【例题分析】【例1】如图所示，烧杯中的冰块漂浮在水中，冰块上部高出杯口，杯中水面恰好与杯口相平，待这些冰全部熔化后A．将有水从杯中溢出B．不会有水从杯中溢出，杯中水面也不会下降C．烧杯中水面下降D．熔化过程中水面下降，完全熔化后有水溢出【答案】B【解析】根据漂浮条件及阿基米德原理，有：F浮=ρ水gV排=G冰，冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，则：G水=ρ水gV水=G冰，所以：ρ水gV排=ρ水gV水，得V排=V水，即，冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积。所以不会有水从烧杯中溢出，杯中水面也不会下降。故B符合题意；ACD不符合题意。【例2】小船和密度为0.5g/m3的木块一起漂浮在水中,将木块从船中取出放入水中后,你将观察到的现象是A．船身上浮一些,水面下降 B．船身上浮一些,水面不变C．船身下降一些,水面上升 D．船身下降一些,水面不变【答案】B【解析】木块放在小船里，和小船一起漂浮在水面上，此时浮力等于船和木块的重力，将木块从船长取出放入水中后，木块和船都漂浮，所以浮力不变，排开水的体积不变，则液面不变，将木块从船中取出放入水中后，船身上浮一些，故B正确符合题意。【例3】随着全球气候变暖，漂浮于海面的冰山正逐渐熔化。小明为了探究冰山熔化后海平面是否变化，就将一块冰放入浓盐水中，冰处于漂浮状态，液面位置如图所示。冰融化后，杯中的液面将比熔化前（

）A．不变 B．上升 C．下降 D．无法判断【答案】B【解析】因为冰山漂浮在海面上，所以F浮=G冰，由阿基米德原理知道，F浮=G排=ρ海水gV排又因为冰化为水后的重力G水=G冰=ρ水gV水则ρ水gV水=ρ海水gV排又因为ρ水＜ρ海水，所以V排＜V水，所以液面上升。【例4】全球变暖已经日益威胁到生物的生存，图为一对北极熊母子无助地坐在一块不断熔化缩小的浮冰上。若浮冰和北极熊始终处于漂浮状态，则随着浮冰的熔化A．浮冰受到的浮力在增大 B．浮冰受到的浮力大小不变C．浮冰在水中的体积在减小 D．北极熊受到的支持力在减小【答案】C【解析】由题知，浮冰和北极熊始终处于漂浮状态，随着浮冰的熔化，浮冰的重力减小，北极熊和浮冰的总重力减小，因为F浮=G，所以浮冰和北极熊受到的总浮力减小。而，所以浮冰排开水的体积减小，而且北极熊站在浮冰上，受到的支持力和北极熊所受重力大小相等，所以北极熊受到的支持力大小不变，故C正确。【例5】将三块完全相同的冰分别放入盛有水的三个容器中，如图甲是冰块与容器底部有接触且挤压的情景；如图乙是冰块自由在水中，如图丙是冰块系上轻质绳子，绳子绷紧的情景。（1）三种情况下冰块所受到的浮力大小情况是：______________.（用表示）（2）图甲中，当冰块慢慢融化变小，并开始浮于水面上时，液面比刚开始要_______________（选填“上升”或“下降”或“不变”）（3）待三块冰块完全熔化，容器底部受到的液体压强不变的有___________.

【答案】

上升

乙【解析】(1)由题意可知，图甲中冰块受到了容器底的支持力，且冰块静止，由力的平衡条件可得F浮甲+F支=G冰，所以图甲中冰块受到的浮力：F甲=G冰-F支，图乙中冰自由在水中时，处于漂浮状态，此时冰块受到的浮力为：F乙=G冰，图丙中冰块系上轻质绳子，绳子绷紧时，冰块还受到竖直向下的拉力，则冰块受到的浮力为：F丙=G冰+F拉，所以F丙＞F乙＞F甲；(2)由题可知，图甲中，冰熔化前，F浮+F支=G冰，则F浮=ρ水V排g＜G冰

①冰化水后，G冰=G冰化水，即：G冰=ρ冰V冰g=ρ水V冰化水g

②由①②可得：ρ水V排g＜ρ水V冰化水g，则V排＜V冰化水，即：冰熔化为水的体积大于排开水的体积，所以冰熔化后，水面将上升。(3)甲中，由(2)可知水面上升，由公式可知液体对容器底部压强增大；乙中，在水中漂浮的冰完全熔化成水时其质量不变，即m水=m冰，可得即熔化后液面高度不发生变化，由公式可知液体对容器底部压强不变；丙中，由题可知，绳子绷紧，则所受的浮力F浮′＞G冰，由阿基米德原理可知，此时所排开的水的体积V排′大于冰在水中自由时所排开水的体积V排，可得：V排′＞V水，即完全熔化后水面会下降，由p=ρgh可知，其底部受部的压强将会变小。综上所述，待三块冰块完全熔化，容器底部受到的液体压强不变的为乙。【例6】小明在水盆中洗碗，发现一个大碗正漂浮在水盆中，如图所示，他将水盆中的一些水放入大碗中，但大碗仍然漂浮，与原先相比，大碗所受到的浮力将_________（选填变大、不变或变小），水盆中的水面将会___________（选填上升、不变或下降）。【答案】

变大

不变【解析】当碗漂浮时，碗受到的浮力等于重力；将水盆中的一些水放入大碗中，大碗仍然漂浮，碗受到的浮力等于大碗和里面水的重力，因此大碗所受到的浮力变大。由=的变形公式可知，在液体密度一定时，物体受到的浮力变大，排开液体的体积变大，由于碗里面水与碗排开水增加的体积相等，因此液面高度不变。【例7】如图，将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中，冰块内空心铝球的体积V铝=10cm3，当冰块（含空心铝球）悬浮时，排开水的体积V排=45cm3。冰全部熔化后，浸没在水中的空心铝球沉入水底，已知冰的密度冰=0.9kg/m3，求：（1）冰块（含空心铝球）在水中悬浮时的重力（2）空心铝球的重力（3）空心铝球最终对水槽底部的压力大小【答案】（1）0.45N；（2）0.135N；（3）0.035N【解析】解：（1）冰块(含空心铝球)完全浸没时受到的浮力为F浮=水gV排=1.0kg/m310N/kg45m3=0.45N由于冰块(含空心铝球)处于悬浮，则冰块(含空心铝球)重力G=F浮=0.45N（2）冰块的体积为V=V排-V铝=45cm3-10cm3=35cm3=3.5m3由=和G=mg得冰的重力G=mg=Vg=0.9kg/m310N/kg3.5m3=0.315N空心铝球的重力G球=G-G冰=0.45N-0.315N=0.135N（3）由于空心铝球沉在底部，则受到的浮力为F浮=水gV排=gV铝=1.0kg/m310N/kg10m3=0.1N对水槽底部的压力为F=G-F浮=0.135N-0.1N=0.035N答：（1）冰块（含空心铝球）在水中悬浮时的重力为0.45N；（2）空心铝球的重力为0.135N；（3）空心铝球最终对水槽底部的压力大小为0.035N。【例8】小金打算把家里景观水池底部的鹅卵石（每个石头约0.2千克）取出清洗。他将一个重为10N的空桶漂浮在水面上，然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内，桶仍漂浮在水面。（不考虑捞出过程中带出的水，=1.0103kg/m3）（1）空桶漂浮在水面时所受浮力大小？（2）鹅卵石捞出放置在桶内时，水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会？______（选填“上升”、“下降”或“不变”）。（3）放入鹅卵石后，桶排开水的体积为6.010-3m3，求桶内鹅卵石的数量。【答案】（1）10N；（2）上升；（3）25个。【解析】解：（1）空桶漂浮在水面上，所以浮力等于重力，即F浮=G桶=10N（2）鹅卵石捞出前沉底，浮力小于重力，即F浮1＜G将鹅卵石捞出放置在桶内时，鹅卵石与小桶都处于漂浮状态，此时鹅卵石的浮力等于重力，即F浮2=G所以F浮1＜F浮2即鹅卵石捞出放置在桶内时鹅卵石的浮力变大，根据F浮=ρ液gV排知排开水的体积变大，