2019-2020学年八年级物理下册 第十章 第3节 物体的浮沉条件及应用课件 （新版）新人教版

第十章浮力知识点一物体的浮沉条件上浮下沉悬浮   F浮GF浮GF浮=Gρ液ρ物ρ液ρ物ρ液=ρ物处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用。漂浮是“上浮”过程的最终状态,沉底是“下沉”过程的最终状态可以停留在液体内部的任何位置。处于平衡状态,受平衡力作用注意悬浮和漂浮的辨析状态相同点不同点位置密度排开液体体积漂浮①处于平衡状态②F浮=G液面ρ物ρ液V排V物悬浮可以静止在液体内部任一地方ρ物=ρ液V排=V物例1如图10-3-1所示,若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江,下列分析正确的是 () 图10-3-1A.浮力变小,舰体上浮一些B.浮力变大,舰体下沉一些C.浮力不变,舰体下沉一些D.浮力不变,舰体上浮一些解析护卫舰从大海驶入珠江,始终处于漂浮状态,所以护卫舰受到的浮力大小等于其自身重力大小,浮力不变;由F浮=G排=ρ液gV排、浮力不变、ρ江ρ海知,排开江水的体积大于排开海水的体积,所以要下沉一些。答案C知识点二浮力的应用1.轮船(1)工作原理:轮船是利用物体漂浮在液面上的条件来工作的。为了使船能够漂浮在水面上,人们采用了“空心法”,即把密度大于水的钢铁制成空心的,能使它排开更多的水,增大可以利用的浮力,从而漂浮在水面上。(2)轮船大小的表示——排水量排水量m排是轮船满载时排开水的质量。说明当轮船满载航行时处于漂浮状态,所受浮力等于船所受到的总重力,即F浮=G船总,而F浮=m排g、G船总=(m船+m货)g,因此m排=m船+m货,即轮船排水量等于船自身的质量与满载时货物的质量之和。2.潜水艇:靠改变自身的重力而实现上浮、下沉或悬浮在水中,如图10-3-2所示。 图10-3-23.气球和飞艇:气球和飞艇都是通过充入密度比空气小的气体而升空的。例2(2019山西太原二模)2019年4月23日,中国海军建军70周年海上阅兵隆重举行。国之重器的亮相见证了中国海军的崛起!如图10-3-3是首次亮相095攻击型核潜艇。下列关于该潜艇的分析正确的是 () 图10-3-3A.上浮过程中所受浮力增大B.漂浮和悬浮时所受浮力相等C.下潜过程中所受压强不变D.潜行过程中排开海水的重力不变解析潜艇上浮过程中,在露出水面前,排开水的体积不变,由阿基米德原理知,潜艇所受浮力不变,从刚露出水面开始V排减小,潜艇所受浮力减小,故A错误;潜艇悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,所以潜艇悬浮时所受浮力大,B错误;潜艇下潜过程中深度变大,所受压强变大,C错误;潜艇潜行过程中排开海水的体积不变,重力不变,D正确。答案D题型一判断物体的浮沉状态或分析现象例1(2019山西模拟)饺子是大家喜爱的食品,煮饺子时,饺子刚放入水中会下沉,过一会儿煮熟的饺子又会上浮,漂浮在水面。下列分析正确的是 ()A.饺子在水中下沉的过程中所受的浮力变小B.饺子在水中下沉的过程中所受水的压强变小C.饺子浮在水面,排开水的重力等于饺子的重力D.沉在水底的饺子所受的浮力等于饺子的重力解析饺子在水中下沉的过程中,排开水的体积不变,则受到的浮力不变,A错误;饺子在水中的深度变大,由液体压强公式可知,水的压强变大,B错误;饺子浮在水面时,重力与浮力是一对平衡力,大小相等,C正确;煮饺子时,饺子刚放入水中,由于饺子所受的重力大于浮力,所以饺子会沉入锅底,在水底的饺子所受的浮力小于饺子的重力,故D错误。答案C点拨根据物体的浮沉状态比较重力与浮力的关系,是判断物体浮沉的逆过程,只要把物体的浮沉条件反过来应用即可。题型二物体浮沉条件的应用例2三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图10-3-4所示,以下判断正确的是 ()图10-3-4A.液体的密度关系是ρ甲ρ丙ρ乙B.液体对容器底部的压强关系是p乙p甲p丙C.容器对桌面的压强关系是p甲'p乙'p丙'D.小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙F甲解析由于小球在丙中悬浮,所以ρ丙=ρ球、F丙=G球;在乙中漂浮,所以ρ乙ρ球、F乙=G球;在甲中沉底,所以ρ甲ρ球,F甲G球。三种液体密度关系:ρ甲ρ丙ρ乙。小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙F甲。所以选项A错,D正确。小球静止后,三个容器中的液面相平,即深度h相等,由于ρ甲最小,根据p=ρgh可知,甲容器底受到的液体压强最小,所以B错。容器对桌面的压力等于容器、容器内液体和小球的总重力,由图知,甲、丙容器内液体体积相同,又知ρ甲ρ丙,所以丙容器内液体的重力大于甲容器内液体的重力,容器以及两小球的重力均相等,容器的底面积相等,根据p= 可知,容器对桌面的压强p丙'p甲',所以C错。FS答案D方法归纳解答相同物体在不同液体中浮沉或不同物体在同一液体中浮沉的相关问题时,注意通过物体的浮沉条件,寻找不同状态下的“不变量(关系量)”进行综合分析。题型三浮沉条件、浮力知识的综合的应用例3(2018贵州安顺中考)如图10-3-5所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的4/5(g取10N/kg)。 图10-3-5(1)求木块所受到的浮力大小;(2)若木块下表面所处的深度为0.2米,求木块下表面受到水的压强;(3)若要将木块浸没水中,求至少需要施加多大的压力。解析(1)因为木块漂浮在水面上,所以受到的浮力F浮=G木=10N;(2)所处的深度为0.2m时,木块的下表面受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;(3)根据F浮=ρ水gV排可知浸入水中的体积为排开液体的体积:V排= = =1×10-3m3因为V排= V木,所以V木= V排= ×1×10-3m3=1.25×10-3m3木块浸没时受到水的浮力:F浮'=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-3m3=12.5N因为F浮'=G木+F,所以压力F=F浮'-G木=12.5N-10N=2.5N。Fρg浮水3310N1.010kg/m10N/kg455454答案(1)10N(2)2000Pa(3)2.5N点拨分析清楚物体的浮沉状态,根据浮沉状态确定物体受力关系,综合运用相关公式是解答该类问题的关键。易错点对物体浮沉与受到浮力大小关系的理解例(2018山东济南历城期中)如图10-3-6所示,四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处。以下说法正确的是 () 图10-3-6A.丙、丁所受浮力相等B.乙球所受的浮力最小C.丙球所受的浮力最小D.丁球所受的浮力最大解析因为4个小球的体积相等,由F浮=ρ水gV排可知,F浮丙=F浮丁F浮乙F浮甲。答案A易错警示物体受到的浮力的大小并不是由它的浮沉所决定的,而是由它所排开的液体的重力所决定的。“思辨”走向创新素养呈现本章有“探究浮力的大小跟哪些因素有关”和“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”两个重要实验,教材中这两个重要实验侧重于猜想和设计实验,实际考查中这两个实验注重实验、推理和应用。此外,本章还有“阿基米德原理”和“物体的浮沉条件”两个重要的考点,故本章是初中物理的重要考点和核心素养考查的重要载体!典例剖析例(2019北京昌平期末)为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图10-3-7所示,铝块始终不与溢水杯接触。根据实验回答问题: 图10-3-7(1)铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(2)铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,电子秤示数将(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(3)实验桌上还备有量筒,请你根据以上实验,继续操作,测量出该铝块的体积(该铝块较大,不能放入量筒中)。写出你的测量方法并简要说明。解析(1)铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,由液体内部压强规律可知,水对溢水杯底的压强不变;(2)由于溢水杯中装满水,铝块浸没在水中静止时,铝块受到的浮力等于排开的水重,铝块对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变,即电子秤示数不变;(3)将铝块浸没在水中,排开水的体积等于铝块的体积,所以将溢出的水倒入量筒中,读出量筒中水的体积就是铝块的体积。答案(1)不变(2)不变(3)见解析素养解读本题通过对“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验研究,从受力分析、液体内部压强规律和阿基米德原理的应用三个角度考查学生对力学知识的综合应用,体现获取和处理信息、得出结论等“科学探究”素养。同时在分析过程中考查了应用浮力、重力等知识的“物理观念”素养。知识点一物体的浮沉条件1.(独家原创试题)黄花梨是著名名贵的木材,用它制作成的手串,气味芳香,很受大众喜爱。有一个用质量为40g的用海南西部黄花梨制成的手串,体积为39cm3,将它放在足够大的水杯中静止后它将 ()A.漂浮在水面上B.下沉到水底C.悬浮在水中任何深度D.无法判断答案B手串的密度ρ木= = ≈1.026g/cm3ρ水,故它在水中会下沉。mV340g39cm2.(2018山东济南槐荫二模)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉。对此现象,下列说法正确的是 ()A.西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力B.李子下沉过程中所受的浮力逐渐变小C.西瓜漂浮时所受的浮力大于自身重力D.李子下沉过程中受到的浮力大于重力答案A西瓜漂浮在水面上,浮力等于其重力,即F浮西瓜=G西瓜;李子在水中下沉,浮力小于其重力,即F浮李子G李子;由于西瓜的重力大于李子的重力,即G西瓜G李子,所以,西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力,故A正确,C、D错误;李子下沉过程中,水的密度不变、排开水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,所受的浮力大小不变,故B错误。3.(2015广西来宾中考)把体积为2×10-3m3、重为12N的物块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g取10N/kg) ()A.漂浮,F浮=20NB.漂浮,F浮=12NC.沉底,F浮=20ND.沉底,F浮=12N答案B当物块浸没在水中时受到的浮力F浮'=ρ水V排g=ρ水V物g=1.0×103kg/m3×2×10-3m3×10N/kg=20N;因为20N12N,即F浮'G,所以物块会上浮,最后漂浮在水面上,当物块漂浮时:F浮=G=12N。知识点二浮力的应用4.(2018浙江湖州中考)圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中,均处于漂浮状态,如图10-3-1所示。圆柱体在两液体中所受浮力依次是F1和F2,则 () 图10-3-1A.ρ1ρ2F1F2B.ρ1ρ2F1F2C.ρ1ρ2F1=F2D.ρ1ρ2F1=F2答案D由图可知,圆柱体在两液体中都处于漂浮状态,所以F1=F2=G物,A、B错;圆柱体在两液体中所受浮力F1=F2,由图可知:V排1V排2,根据F浮=ρ液gV排可知:ρ1ρ2,故C错,D正确。1.(2019云南红河蒙自一模)如图,烧杯中装有某种液体,A为圆柱形木块,静止时木块的下表面到液面的距离为h,再用外力F缓慢将木块A压入液体中到刚好浸没,下列说法不正确的是 () A.不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态B.木块A的密度大于液体的密度C.将A压入液体的过程,容器底受到液体的压强将增大D.将A压入液体的过程,力F不断增大答案B木块放入液体中,静止时木块的下表面到液面的距离为h,则不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态,木块A的密度小于液体的密度,A正确、B错误;将A压入液体的过程,排开液体的体积增大了,液面上升,深度变大,容器底受到液体的压强将增大,故C正确;将A压入液体的过程,所受浮力变大,重力不变,所用的压力F变大,故D正确。2.(2018广西桂林中考)小关与同学们去游览桂林两江四湖,登上游船后,船会下沉一些,那么 ()A.船的重力将减小B.水对船的浮力将减小C.水对船的浮力将增大D.水对船的