初中物理蘇科版八年級(jí)下冊(cè)第十章 壓強(qiáng)和浮力物體的浮與沉精品學(xué)案

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目標(biāo)導(dǎo)航
1、知道物體浮沉條件；
2、知道浮力的利用；
3、了解輪船的漂浮原理、潛水艇的浮沉原理、氣球飛艇的升降。
知識(shí)精講
知識(shí)點(diǎn)01物體的浮沉條件
浸沒在液體中的物體受到豎直向下的重力G和豎直向上的浮力F浮。而物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)取決于受力情況，物體的浮沉就取決于所受的浮力與重力的關(guān)系。在重力和浮力的作用下，若物體靜止在液面上，有一部分露出液面，這種狀態(tài)成為漂?。蝗粑矬w浸沒在液體中，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則稱為懸浮。
【知識(shí)拓展】
1．當(dāng)F浮>G時(shí)，合力方向向上 上浮
當(dāng)F浮=G時(shí)，合力為零 懸浮
當(dāng)F浮G 物體上?。划?dāng)時(shí)， F浮=G， 物體懸??；當(dāng)，F(xiàn)浮ρ甲>ρ乙>ρB，且甲、乙放入B液體中靜止時(shí)受到的浮力都等于F，則甲的體積為 ；甲、乙放入A液體中靜止時(shí)所受浮力中較小的一個(gè)力的大小為 ．
【答案】FρBg
【解析】甲、乙都放入B液體中時(shí)，因ρ甲>ρ乙>ρB，所以兩金屬球都下沉，它們受到的浮力相等，說明兩球有相同的體積．
F=ρBgV甲，．
甲、乙兩球都放入A液體中時(shí)，因ρA>ρ甲>ρ乙，兩球都漂浮在液面上，密度小的乙球受到的重力小，受到的浮力也?。?br>．
知識(shí)點(diǎn)02 物體浮沉條件的應(yīng)用
從浮力利用的角度看，采用“空心”的辦法可以增加可利用的浮力。即使現(xiàn)代化的輪船，也采用的是這種古老的辦法。
【微點(diǎn)撥】
1．輪船
①輪船浮于水面，它們受到的浮力等于船的總重。
②輪船浮力的大小通常用排水量來(lái)表示，排水量是指輪船滿載時(shí)排開的水的質(zhì)量，根據(jù)漂浮條件知，排水量＝船自身的質(zhì)量＋滿載時(shí)貨物的質(zhì)量。
2．潛水艇
潛水艇是靠改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的，潛水艇為了實(shí)現(xiàn)升降，必須使浮力大小不等于重力，潛水艇在水下時(shí)，由于艇殼不能任意改變，因此浮力是不變的，要想控制上浮、下沉就只有改變自重，潛水艇兩側(cè)都有水艙，與高壓氣艙相連，高壓氣體能將水從水艙內(nèi)排出，減小潛水艇重力，當(dāng)其小于浮力時(shí)潛水艇就上?。划?dāng)浮力大小等于重力，潛水艇可在水中任一位置保持靜止，即懸浮；關(guān)閉高壓氣艙使進(jìn)水口打開，在水壓作用下水艙進(jìn)水，自重增大到大于浮力時(shí)，潛水艇開始下沉。
3．氣球和飛艇
氣球和飛艇是漂浮在空中的，內(nèi)部所充氣體的密度必須小于空氣的密度，一般充有氫氣或氦氣，充氣時(shí)體積增大，浮力增大，當(dāng)浮力增大到大于其重力時(shí)，氣球和飛艇就上升；反之，排出一部分氫氣或氦氣時(shí)，氣球和飛艇就下降，因此它們是通過改變體積來(lái)實(shí)現(xiàn)上升和下降的。
熱氣球是通過加熱的方式使氣球內(nèi)氣體熱膨脹，從而減小氣體的密度，因此熱氣球只要停止加熱，氣球體積就會(huì)縮小，浮力減小，降回地面。
4．密度計(jì)
密度計(jì)是利用物體漂浮在液面的條件來(lái)工作的，用密度計(jì)測(cè)量液體的密度時(shí)，它受到的浮力總等于它的重力，由于密度計(jì)制作好后它的重力就確定了，所以它在不同液體中漂浮時(shí)所受到的浮力都相同，根據(jù)可知：待測(cè)液體的密度越大，則V排越小，密度計(jì)浸入液體中的體積越小，露出部分的體積就越大；反之待測(cè)液體密度越小，則V排越大，密度計(jì)浸入液體中的體積越大，露出部分的體積就越小，所以密度計(jì)上的刻度值是“上小下大”。
【即學(xué)即練5】下列關(guān)于浮力的應(yīng)用敘述不正確的是
A. 同一艘輪船從長(zhǎng)江駛?cè)氪蠛?，所受的浮力變?br>B. 潛水艇是靠改變自身所受的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)其浮沉的
C. 氣球上升是因?yàn)闅馇蚶锍涞氖敲芏刃∮诳諝獾臍怏w
D. 用同一密度計(jì)測(cè)量不同液體的密度時(shí)，密度計(jì)露出體積大的液體密度大
【答案】A
【解析】解：A、輪船從長(zhǎng)江駛?cè)氪蠛r(shí)，始終處于漂浮狀態(tài)，自身的重力不變，受到的浮力不變，故A錯(cuò)誤；
B、潛水艇通過排水或進(jìn)水來(lái)改變自身的重力，當(dāng)排出水時(shí)，自身重力減小，浮力不變，則潛水艇將上浮，故B正確；
C、氣球是利用在空氣中的浮力來(lái)工作的，當(dāng)氣球里氣體的密度小于空氣的密度時(shí)，浮力大于重力，才可以升空，故C正確。
D、同一密度計(jì)測(cè)量不同的液體的密度時(shí)，都處于漂浮狀態(tài)，受到的浮力始終等于密度計(jì)的重力。由F浮=ρ液gV排可知：露出的體積越大(排開液體的體積越小)，液體的密度越大。故D正確。
故選：A。
【即學(xué)即練6】如圖所示是同一艘潛水艇在水中上浮和下潛的情景，其中圖____表示潛水艇正在水中上浮。這兩種情景中，潛水艇所受的浮力分別為F甲、F乙，則F甲____(選填“>”“=”或“ρ乙，根據(jù)m=ρV可知，原容器中甲液體的質(zhì)量大于乙液體的質(zhì)量。
分層提分
題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
1、如圖所示，同一個(gè)球在A液體中處于漂浮狀態(tài)，在B液體中處于懸浮狀態(tài)。下列判斷正確的是( )
A. A液體的密度小于B液體的密度
B. A液體的密度大于B液體的密度
C. 球在A液體中受到的浮力小于在B液體中受到的浮力
D. 球在A液體中受到的浮力大于在B液體中受到的浮力
【答案】B
【解析】解：AB、由圖可知，物體在甲、乙兩杯中分別處于漂浮和懸浮狀態(tài)，
因?yàn)棣岩?ρ物時(shí)物體漂浮，ρ液=ρ物時(shí)物體懸浮，所以甲杯中的液體密度大于乙杯中的液體密度，故A錯(cuò)誤，B正確；
CD、因?yàn)槲矬w漂浮或懸浮時(shí)，受到的浮力和自身的重力相等，因此甲杯液體中物體所受的浮力等于乙杯液體中物體所受的浮力，故CD錯(cuò)誤。
故選：B。
2、質(zhì)量為80 g的木塊靜止在如圖所示的水面上，下列說法正確的是( )
A. 木塊所受浮力方向?yàn)镕1所示
B. 木塊所受浮力方向?yàn)镕2所示
C. 木塊所受浮力大小為8 N
D. 木塊所受的浮力大于重力
【答案】A
【解析】解：木塊的重力為：G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N，
由圖可知，木塊漂浮，木塊受到的浮力：
F浮=G=0.8N，浮力方向豎直向上；故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
3、長(zhǎng)江上，一艘滿載貨物的輪船在卸完一半貨物后，該艘輪船( )
A. 會(huì)浮起一些，所受浮力變小B. 會(huì)浮起一些，所受浮力變大
C. 會(huì)下沉一些，所受浮力變大D. 會(huì)始終漂浮，所受浮力不變
【答案】A
【解析】解：因輪船在江水中，處于漂浮狀態(tài)，浮力等于重力，在碼頭卸下貨物后，輪船重力變小，則受到的浮力變??；
由公式V排=F浮ρ液g知，排開水的體積減小，輪船要上浮一些，故A正確。
故選：A。
4、圖是關(guān)于浮力知識(shí)的應(yīng)用實(shí)例，其中說法正確的是( )
A. 圖1中浸沒在水中的潛水艇在下潛過程中所受浮力逐漸變大
B. 圖2中巨輪之所以能夠浮在水面是因?yàn)橛每招牡霓k法增大了排開液體的體積
C. 圖3中液體的密度越大密度計(jì)漂浮時(shí)受到的浮力就越大
D. 圖4中氣球是利用填充氣體密度大于空氣密度的原理上浮
【答案】B
【解析】
A.浸沒在水中的潛水艇在下潛過程中，水密度和排開水的體積不變，由F浮=ρ液gV排可知，所受的浮力不變，故A錯(cuò)誤；
B.巨輪之所以能夠浮在水面上，是利用空心的方法來(lái)增大排開液體的體積來(lái)增大浮力，故B正確；
C.密度計(jì)測(cè)液體密度時(shí)，都是漂浮的，所以浮力都等于重力，在不同液體中，密度計(jì)所受浮力不變，故C錯(cuò)誤；
D.氣球是利用在空氣中的浮力來(lái)工作的，當(dāng)氣體的密度小于空氣的密度時(shí)，才可以升空，故D錯(cuò)誤。
故選B。
5、在吸管的底部纏繞一小段細(xì)銅絲制成兩個(gè)完全相同的簡(jiǎn)易密度計(jì)，現(xiàn)將它們分別放入盛有不同液體的兩個(gè)燒杯中，如圖所示，當(dāng)它們豎直靜止在液體中時(shí)，液面的高度相同。下列判斷正確的是( )
A. 兩個(gè)簡(jiǎn)易密度計(jì)所受浮力F甲=F乙
B. 兩個(gè)簡(jiǎn)易密度計(jì)排開液體的重力G甲ρ乙，因ρ甲>ρ乙，液面高度相同，則根據(jù)p=ρgh可知，兩個(gè)燒杯底部所受液體的壓強(qiáng)p甲>p乙，故CD錯(cuò)誤。
故選A。
6、物理小組制作的潛水艇模型如圖所示。通過膠管A從燒瓶中吸氣或向燒瓶中吹氣，就可使燒瓶下沉、上浮或懸浮。當(dāng)燒瓶處于如圖所示的懸浮狀態(tài)時(shí)，若從A管吸氣，燒瓶將會(huì)( )
A. 上浮，它受到的浮力增大
B. 下沉，它受到的浮力減小
C. 下沉，它受到的浮力不變
D. 上浮，它受到的浮力不變
【答案】C
【解析】略
7、小明將體積相等的A、B、C三個(gè)不同水果放入水中靜止后，A漂浮、B懸浮、C沉底，如圖所示。關(guān)于它們的密度和受到的浮力大小判斷正確的是( )
A. FA>FB>FC
B. FA>FB=FC
C. ρAρ蠟，
∴ L'h=ρ水ρ水-ρ蠟>1，
∴h