人教版八年级物理下册培优专题复习 第8讲 浮沉的应用

第八讲浮沉的应用1.认识漂浮、悬浮、下沉、上浮、沉底现象2.掌握物体的浮沉条件，会分别从力和密度的角度判断物体的浮沉3.会改变浮力或重力控制物体的浮沉4.能应用浮沉条件解释相关现象1.探究物体浮沉条件2.通过受力分析掌握浮沉条件3.轮船、潜水艇、气球和飞艇的原理4.密度计的使用一、单个物体的浮沉情况浸在液体中的物体的浮沉，决定于所受浮力F浮和物体的重力G物的大小关系:1.当F浮>G物，即ρ液> ρ物时，上浮→最终结果:漂浮→F浮=G物2.当F浮<G物，即ρ液< ρ物时，下沉→最终结果:沉底→F浮+F支=G物3.当F浮=G物，即ρ液= ρ物时，悬浮在液体中→F浮=G物[教师点评]对单个物体对于不同状态下进行受力分析，让学生知道在不同状态下物体所受浮大小与其重力大小的关系，重点讲漂浮、悬浮和沉底。

然后再根据浮力的推导式以及重力、质量、密度的关系式，推导出物体处于漂浮、悬浮和沉底时，物体密度与液体密度的大小关系。

给学生强调在物体的浮沉状态和物体的重動与浮力大小、物体密度与液体密度大小之间懂得相互联想。

二、漂浮与悬浮的异同[教师点评]对于物体的漂浮和悬浮，给学生总结它们之间的区别与相同点，相同点是浮力大小等于重力大小;不同点是物体在液体中的位置、ρ物和ρ液的大小、物体体积V物与物体排开液体体积V排的关系。

浮沉条件判断物体的浮沉情况[教师点评]此部分题目主要考查物体浮沉状态的判断;学生需懂得根据物体所受浮力大小与重力大小、物体Part 1 浮沉的条件及判断密度大小与液体密度大小之间的关系与判断物体的浮沉状态。

[例1]用手将一重为5N的物体全部压入水中，物体排开的水重为8N,此时物体受到的浮力为，放手后物体将(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”) .[答案] 8N;上浮[分析] (1)根据阿基米德原理，物体所受浮力等于它排开的水重;(2)比较物体受到的重力和浮力的大小关系根据浮沉条件来进行判断物体的浮沉情况.[解答]解:(1)物体受到的浮力:F浮=G排=8N;(2) 因为物体重G=5N,所以F浮>G,所以放手后物体将上浮;[例2]小梅帮妈妈做饭时，把-一个质量为100g的土豆放进盛满水的盆里，有90g水溢出，则( )A.土豆会浮在水面上B.土豆会沉入盆底C.土豆会悬浮在水中D.不能据此判断出土豆的浮沉[答案] B[分析]盆里原来装满水，溢出水的质量就是土豆排开水的质量，可以求物体在水中受到的浮力，和自重(利用重力公式求出)比较得出在水中的状态(上浮、下沉或漂浮).[解答]解:由题知，土豆排开水的质量: m排=90g,土豆受到的浮力:F浮=G排=m排g，········①土豆的质量: m土豆=100g,土豆受到的重力:G土豆=m土豆g········①由①①可知: F浮<G土豆，所以土豆在水中下沉.故选B.[例3]将体积是200cm',质量是100g的空心铁球置于深水中,放手后,该铁球将(填“上浮”、“悬(填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)，空心铁球最终的状态为(填“漂浮、悬浮或沉底”) (g=10N/kg). [答案]上浮;漂浮;[例4]元宵佳节，梵天寺许多人燃放孔明灯(如图)祈福.孔明灯上升时，灯罩内的气体密度灯罩外的空气密度,使灯罩受到的浮力灯罩受到的重力(选填“大于”“小于”或“等于”).孔明灯内火焰温度高达300C 以上，燃烧时一旦飘落到加油站、森林、居民区等地，易使可燃物温度达到着火点而引发火灾，因此我市现已禁止燃放孔明灯.[答案]小于;大于.[分析]气体具有热胀冷缩的性质.灯罩内的气体被加热，体积膨胀，密度减小，小于灯罩外空气的密度，使孔明灯受到空气的浮力大于孔明灯自重，孔明灯就会上升.[解答]解:由于罩内气体的密度小于灯罩外空气的密度，使得孔明灯受到空气的浮力大于受到的重力，所以孔明灯上升.两个浮的物体[教师点评]此部分题目主要考查两个浮的物体的相关判断;学生需懂得根据物体浮沉状态、浮力和重力以及密度之间的关系进行灵活判断。

一般情况，当物体漂浮或者悬浮时，优先考虑F浮=G物。

[例5]如图所示，两个体积完全相同小球甲、乙，分别静止在不同深度的水中，以下判断正确的是( )A.甲球的重力等于乙球的重力B.甲球的重力小于乙球的重力C.甲球受到的浮力小于乙球受到的浮力D.甲球受到的浮力大于乙球受到的浮力[答案] D[分析]由题知，两个小球的体积相同，根据图示得出两个小球排开水的体积的大小关系，根据阿基米德原理得出受到的浮力的大小关系，在根据浮沉得出浮力与重力的关系.[解答]解:由图知，两个球排开水的体积: V甲排>V乙排，根据F浮=ρ水V排g可知，两个球受到的浮力: F甲>F乙. 故C错误，D正确;因为甲悬浮，乙漂浮，所以F甲=G甲，F乙=G乙,比较可知G甲>G乙，故AB错误.故选D.[例6]甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水，将同一个鸡蛋先后放入其中，当鸡蛋静止时，两个杯子中液面恰好相平，鸡蛋所处的位置如图所示，则( )A.甲杯中的盐水密度较大B.乙杯底部所受的液体压强较大C.甲杯底部所受的液体压力较大.D.鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大[答案] B[分析] (1)根据物体的浮沉条件判断两者所受浮力关系和液体密度关系;根据p=ρgh判断对杯底的压强关系;进而判断出杯底部所受压力的关系;(2)根据漂浮或悬浮条件即可判断浮力关系.[解答]解:[解答]解：(1)由图可知，鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态，因为ρ液=ρ物时物体悬浮，ρ液>ρ物时物体漂浮，所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度，故A错误;由于两杯中液面相平，根据p=ρgh可知，乙杯底受到的压强大于甲杯底受到的压强;故B正确;由于甲、乙是两个完全相同的杯子，则底面积相同，根据F=pS可知，乙杯中所受液体的压力较大，故C错误；(2)因为物体漂浮或悬浮时，受到的浮力和自身的重力相等，所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等，都等于鸡蛋的重力，故D错误.故选B.[例7]如图所示，水平桌面上有A、B两个相同的容器，内装质量相同的水，分别放入质量相同的甲、乙两个小球，两球在水中分别处于漂浮和悬浮状态.关于放入小球后两容器内液面高度的说法中正确的是( )A.A容器内液面高B.两容器内液面一样高C.B容器内液面高D.两容器内液面的高低要看甲球浸入水中的体积有多大[答案] B[分析]已知质量相同的甲、乙两个小球，则其重力相同.漂浮和悬浮都有F浮=G排，由此公式变形可推出两球排开水的体积关系，然后可知两容器内液面关系.[解答]解:漂浮和悬浮时，F浮=G物，由于两球质量相等，重力相等，所以浮力相等，由F浮=G排=ρ水gV排可得，V排相同，因为A、B是两个相同的容器，所以两容器内液面一样高，故只有B正确，ACD错误.故选B.两个沉的物体[教师点评]此部分题目主要考查两个沉的物体的相关判断;学生需懂得根据物体浮沉状态、浮力和重力以及密度之间的关系进行灵活判断。

--般情况，当物体浸没时，优先考虑F浮=ρ液gV排。

[例8 ]两个体积相同的实心铁球和空心铝球，都浸没在煤油中，关于它们受到的浮力大小的比较，下列说法中正确的是( )A.铁球受到的浮力较大B.铝球受到的浮力较C.两球受到的浮力一样大D.条件不足，无法比较它们受到的浮力大小[答案] C[分析]两个体积相同的实心铁球和空心铝球，都浸没在煤油中时排开煤油的体积均和自身的体积相等，根据阿基米德原理可知两者受到的浮力关系.[解答]解:两个体积相同的实心铁球和空心铝球，都浸没在煤油中时,因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以，实心铁球和空心铝球排开煤油的体积相等,由F浮=ρgV排可知，两球受到的浮力一样大.故选C.[例9]两个容器中分别盛有甲乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球.沉底;放入乙液体中，两球静止时的情况如图乙所示.则下列说法不正确的是( )A.小球A的质量小于小球B的质量B.甲液体的密度小于乙液体的密度C.小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力D.在甲液体中容器底对小球A的支持力小于对小球B的支持力[答案] C[分析] (1)根据F浮=ρ液gV排，可判断出两个小球所受浮力的大小关系;(2)根据两个小球的浮沉情况及物体的浮沉条件，可判断出物体密度和液体密度的大小关系，物体漂浮，则物体密度小于液体密度;物体下沉，则物体密度大于液体密度.(3)根据物体的浮沉条件结合阿基米德原理分析;(4)根据物体的受力平衡即可判断支持力.[解答]解: A、在乙液体中，A漂浮，A的密度小于乙液体的密度，B下沉，B的密度大于乙液体的密度,两个小球的体积相同，根据m=ρV, A的质量小于B的质量，故A正确;B、A、B在甲液体中均下沉，则甲液体的密度均小于两个小球的密度，由A知，乙液体的密度大于A的密度，所以甲液体的密度小于乙液体的密度，故B正确;C、由图可知，在甲液体中，小球下沉，则G A>F浮甲，在乙液体中，G A=F浮乙,所以F浮甲<F浮乙，故C错误;D、由G=mg可知G A<G B,由于A、B在甲液体中都沉底，由F浮=ρgV排可得，在甲液体中受到的浮力相同，则根据G=F浮+N可知支持力N=G- F浮，所以，N A<N B,故D正确.故选C.一浮一沉的物体[例10]同一塑料小瓶，在小瓶内分别加入不同质量的水后,浸没水中使它分别处于上浮、下沉状态，图a、图b中小瓶受到的浮力分别为F1、F2, 则它们大小关系是( )A. F1=F2B. F1>F2C. F1<F2D.无法确定[答案] A[分析此时对于小瓶来说，瓶子的体积是不变的，故据阿基米德原理结合图a和图b的状态分析即可判断. [解答]解:此题中，图a和图b中的小瓶都全部浸没，所以排开液体的体积是相同的，所以据F浮=ρ液V排g 可知，液体的密度相同，排开液体的体积相同，所以两种情况小瓶所受的浮力是相同的.小瓶上浮是因为浮力大于重力，小瓶下沉是因为浮力小于重力，小瓶内液体不同、自重不同.故选A.[例11]如图质量相等的a、b两个实心物体放入水中，a浮在水面上，b沉入水底，比较它们的浮力F。

和Fb 可知( )A. F a<F bB. F a>F bC. F a=F bD.无法比较[答案] B[分析]物体的浮沉条件:当浮力大于重力时，物体上浮;当浮力等于重力时，物体漂浮或悬浮;当浮力小于重力时，物体下沉.[解答]解: 因为a 漂浮，b物体沉入水底所以F a=G a，F b<G b, .又因为m a=m b，G=mg; 所以F a> F b.故选B.[例12]把一块橡皮泥捏成实心球状，轻轻放到烧杯内的水面上，静止之后，实心球橡皮泥沉到容器底部，再把它捏成碗状，轻轻放到该烧杯内的水面上，橡皮泥漂浮在水面上，如图所示，则下列说法正确的是( )A.橡皮泥所受的浮力F甲>F乙B.橡皮泥所受的浮力F甲<F乙C.水对容器底部的压强p甲>p乙D.水对容器底部的压强p 甲=p 乙 [答案] B[分析](1)实心球橡皮泥沉到容器底部，受到的浮力F 球<G;碗状橡皮泥漂浮在水面，受到的浮力F 碗=G; 而碗状和实心球状的橡皮泥受到的重力相同，据此判断它们所受浮力的大小关系;(2)据阿基米德原理判断出排开液体的体积，最终判断出液面的高度，而后结合液体压强的计算公式分析 即可判断.[解答]解:(1)实心球橡皮泥沉到容器底部， 所以实心球橡皮泥受到的浮力: F 球<G ·············①因为碗状橡皮泥漂浮在水面，所以碗状橡皮泥受到的浮力: F 碗=G ·············② 由①①可得:F 球<F 碗，即F 甲<F 乙，故A 错误，B 正确; (2)据F 浮=ρ水gV 排可知，V 排=F 浮ρg .由于乙中浮力大，所以物体在乙中排开液体的体积大,所以乙情况时，容器中液面会更高，据p=pgh 可知，此时乙中水对容器底的压强会更大，故CD 错误; 故选B.切割问题[例13]将一块实心物体放入盛水的烧杯中，物体静止时如图所示。