苏科版八年级物理下册同步练习10.5物体的浮与沉(原卷版+解析).docxVIP

苏科版八年级下册

第十章《压强和浮力》

10.5物体的浮与沉

【知识梳理】

一、物体的浮沉条件

前提条件：物体浸在液体或气体中，且只受浮力和重力。

上浮

下沉

悬浮

漂浮

沉底

物体处于动态即物体受到非平衡力的作用

物体可以停留在液体中的任意深度处

是“上浮”过程的最终状态

是“下沉”过程的最终状态

处于静态即物体受到平衡力的作用

二、浮力的利用

1．轮船：

（1）工作原理：通过把铁、钢等密度大于水的材料制成空心的结构，使得船的密度小于水的密度，使它能够排开更多的水，增大船受到的浮力，从而能够漂浮在水面上。

（2）排水量：轮船满载时排开水的质量。单位：t。

由排水量可计算出：

①排开液体的体积； ②排开液体的重力；

③轮船受到的浮力； ④轮船和货物共重。

2．潜水艇：

工作原理：由于潜水艇的体积无法改变，因此在浸没于水时，无法改变受到的浮力。因此，潜水艇的下沉和上浮是靠改变自身重力来实现的。

3．气球和飞艇：

工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。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。

热气球氢（氦）气球飞艇

4．密度计：

（1）构造：

密度计由玻璃、塑料等制成空心的结构，上半部分为细圆柱体，下半部分为粗圆柱体，粗圆柱体中还放置了铝粒来密度计的重心，使密度计能直立在液体中；

（2）工作原理：根据物体在不同液体中漂浮时受到的浮力相同但排开液体的体积不同的特点，从而利用露出的体积（长度）来测量密度。

（3）刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大，且密度越大的部分，刻度越密。推导过程如下：

由得

由此画出露出长度与液体的关系图象，见下图

当时，，可见，随着液体密度的均匀增大，露出长度的增加量却越来越小，即密度计相邻刻度离的越来越近，也就是说，液体密度越大，密度计刻度越密。

（4）使用：将密度计置于待测液体中，液面对齐的刻度即为待测液体的密度。

5．浮沉子

如下图所示，将小玻璃瓶内装上适量的水，瓶口朝下，使其漂浮在大塑料瓶内的水面上，旋紧塑料瓶盖，这就做成“浮沉子”。用力抓握塑料瓶，小玻璃瓶就会往水下沉落，松开塑料瓶，它又会浮上来，调整握塑料瓶的力度，小玻璃瓶就可以悬浮在水中。

工作原理：挤压大塑料瓶，大瓶内空气被压缩，大瓶内气压变大，部分水被压入小瓶中，当小瓶重力大于浮力时，浮沉子下沉；当松手后，大瓶内气压变小，小瓶内气压大于大瓶气压，部分水被压出小瓶，当小瓶重力小于浮力时，浮沉子上浮；当用适当的力握塑料瓶，小瓶重力等于浮力时，浮沉子悬浮。

【易错点】

1．密度均匀的物体切去一块后浮沉情况不变。

由于密度均匀的物体切去一块后，密度不变，和液体间的密度关系不变，所以浮沉情况不变。

2．冰化水的问题：

（1）纯水和纯水凝固成的冰，冰化为水后水面高度不变。

分析：

，即

当冰化成水后，

则，即

有

说明，冰化成水后，将刚好填满冰排开水的体积，水面高度不变。

（2）纯水和盐水凝固成的冰，冰化为水后水面高度降低。

分析：在（1）中，，即

由可得，

说明，盐水冰化成盐水后，不能填满排开水的体积，水面高度降低。

（3）盐水和纯水凝固成的冰，冰化为水后水面高度升高。

分析：在（1）中，，即

由可得，

说明，纯水冰化成水后，能填满排开盐水的体积之外，还会多出一部分，水面高度升高。

3．冰中有物化水的问题：

冰化为水后，物体沉底，水面降低。

推导：由前可知，冰化成水，不引起水面变化，但物体原本处于漂浮状态，

冰熔化后物体沉底，

可见，，，即

由此可知，物体排开水的体积减小，液面降低。

【规律总结】

漂浮问题“五规律”

①规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；

②规律二：同一物体漂浮在不同液体里，所受浮力相同；

无论在什么液体里，只要是同一物体处于漂浮状态，浮力始终等于重力，所以浮力均相同。

③规律三：同一物体漂浮在不同液体里，在密度大的液体里浸入的体积小；

例如同一物体放在水和盐水中均处于漂浮状态，则有

，由于，所以。

④规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；

由物体漂浮可知，，则，可得。

⑤规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。

【典例分析】

1．（2021·广东深圳·八年级期末）等体积的木球A和铁球B被细线系住，浸没在水中，如图所示，下列说法正确的是（）

A．两球均处于悬浮状态 B．两球所受的浮力相等

C．木球可能空心，铁球一定实心 D．剪断细绳后，水对容器底部的压强不变

2．（2023·广东广州·中考模拟）2022年6月17日，我国第三艘航空母舰“中