第第頁2023浙教版科學七升八暑期“快人一步”培優講義（三）：浮力（2）--沉浮條件【word，含答案】一、物體浮沉的條件

1.放在水中的物體會出現五種情形：漂浮、沉底、下沉、上浮、懸浮。

2.物體的浮沉條件及物體密度與液體密度的關系

上浮下沉漂浮懸浮沉底

F?。綠F?。糋F?。紾F浮＝GF浮＋N＝G

ρ液＞ρ物ρ液＜ρ物ρ液＞ρ物V排＜V物ρ液＝ρ物V排＝V物ρ液＜ρ物

處于動態(運動狀態不斷改變)，受力不平衡是“上浮”過程的最終狀態可以停留在液體的任何深度處是“下沉”過程的最終狀態

處于靜態，受平衡力作用

二、浮沉條件的應用

輪船①因為漂浮時，F浮=G，所以同一艘輪船從大海行駛到江河或從江河行駛到大海，其受到的浮力不變。

②根據F浮=ρ排液gV排，同一艘輪船從大海行駛到江河，因為F浮不變，ρ排液減小，所以V排必增大，即船身稍下沉。

潛水艇它的上浮和下沉是通過對水艙的排水和充水而改變自身的重力來實現的

密度計因為F浮=ρ液gV排，液體密度不同，密度計排開液體的體積不同，液面所對應的位置也就不同。刻度特點：上小下大、上疏下密；密度計在不同液體中的浮力大小相等。

例1、如圖所示，將三個物體放入水中，A漂浮在水面上(部分露在水面以上)，B懸浮在水中，C沉至容器底(對容器底有壓力)。已知A、B質量相等，B、C體積相等。則下列說法正確的是（）

A.C的體積大于A的體積B.A所受浮力大于C所受浮力

C.B所受浮力大于C所受浮力D.三物體所受浮力相等

例2、如圖所示，將一密度為0.6×103kg/m3的正方體木塊，用細線系在圓柱形容器的底部，當木塊完全浸沒時，下列說法中正確的是

A．木塊受到的浮力和木塊對繩的拉力是一對平衡力

B．木塊受到的浮力和木塊的重力是一對平衡力

C．若剪斷細線，木塊將上浮

D．若剪斷細線，木塊將下沉

例3、一個充氣的氣球下面掛一個金屬塊，把它們放入水中某處恰能靜止，如圖所示．如果把金屬塊及氣球的位置輕輕向上移一些，則金屬塊和氣球（）

A.仍能靜止B.向下運動C.向上運動D.上下晃動

例4、小明和小華利用吸管、金屬絲、石蠟等材料自制簡易密度計。

（1）小明取一根粗細均勻的飲料吸管，在其下端塞入適量金屬絲并用石蠟封口制成簡易密度計，使其能豎直______在液體中；

（2）小明用刻度尺測得簡易密度計的長度h0為18cm，將密度計放入水中，測得露出水面的高度h1為10.3cm，再將該密度計放入待測液體中，測得露出液體表面的高度h2為11cm，如圖甲，密度計在水和待測液體中所受浮力F水______F液（選填“>”、“=”或“F乙=F丙C.F甲>F乙>F丙D.F甲G時，物體上?。?/p>

（4）根據二力平衡分析物體漂浮時受到浮力和重力的大小關系。

【解答】A.湯圓剛放入水中時，會沉入鍋底，是因為湯圓所受的重力大于浮力，故A正確不合題意；

B.加熱一段時間后，湯圓所受的浮力會增大，是因為湯圓的體積增大，故B正確不合題意；

C.湯圓煮熟后會浮起來，上浮過程中湯圓所受的浮力大于重力，故C正確不合題意；

D.湯圓煮熟后會浮起來，湯圓漂浮在水面時處于平衡狀態，即所受的浮力等于重力，故D錯誤符合題意。

7.B

【解析】原來燒瓶在水中懸浮，那么它受到的浮力等于重力。當吸氣時，外面的水會進入燒瓶內，從而使燒瓶的總重力大于浮力，因此燒瓶會下沉。燒瓶排開水的體積保持不變，根據阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知，它受到的浮力不變，故B正確，而A、C、D錯誤。

8.C

【解析】對考察船和船錨進行整體分析，根據二力平衡的知識得到力的平衡式，并推導出船的浮力的計算方法，接下來根據三種情況下船錨排開水的體積大小，根據阿基米德原理確定它受到浮力的大小，最后再通過前面得到的關系式比較船所受浮力的大小即可。

【解答】將船和鐵錨為一個整體，

圖甲中：船受到的浮力為F甲，鐵錨受到的浮力為F浮1，考察船處于漂浮狀態，

根據二力平衡的條件可知：F甲+F浮1=G；那么：F甲=G-F浮1；

圖乙中鐵錨完全浸沒水中但未觸底，船身受到的浮力F乙、鐵錨受到的浮力F浮2，

由于考察船時處于漂浮狀態，根據物體受力平衡可知：F乙+F浮2=G；所以：F乙=G-F浮2；

圖丙中由于鐵錨沉底，則鐵錨受到支持力的作用，

所以船身受到的浮力F丙、鐵錨受到的浮力F浮2、支持力F支持，

根據受力平衡可知：F丙+F浮3+F支持=G；所以：F丙=G-F浮3-F支持；

由于圖甲鐵錨部分浸入水中；圖乙和圖丙中鐵錨完全浸沒水中，

則鐵錨排開水的體積V排1＜V排2=V排3，

根據阿基米德原理可知：F浮1＜F浮2=F浮3；所以，F甲＞F乙＞F丙

9.（1）吸管下端繼續增加銅絲（2）不變（3）B（4）用更細的吸管

【解析】1、密度計下的玻璃泡中放入一定數量的鉛丸可使密度計豎直立在液體中；

2、密度計工作時都處于漂浮狀態，浮力等于重力，由于重力不變所以浮力都相同；

3、由阿基米德原理的變形公式，當浮力相同時通過比較液體密度的大小可得到V排的大小。當液體密度越大時，V排越小露出液體的部分就越多，所以刻度越往上表示密度越小。密度計上的h與液體密度是成反比關系的，所以密度計的刻度是不均勻的；

4、要使簡易密度計上兩條刻度線之間的距離大一些，也就是在改變相同體積的情況下高度更大，所以由公式V=Sh得出答案。

【解答】（1）為了讓飲料吸管能豎直的漂浮在液體中，應在吸管的下端塞入一些銅絲作為配重，并用石蠟將吸管的下端封閉起來．若將它放入液體中后不能豎直漂浮，請提出改進做法吸管下端繼續增加銅絲；

（2）這根吸管制作的簡易密度計，在不同的液體中處于漂浮狀態，浮力等于吸管自身的重力，所以受到的浮力大小不變；

（3）密度計的刻度是不均勻的且密度計刻度是上小下大，所以B圖密度計的刻度是合理的；

（4）根據公式h=V/S可知，在體積變化相同時，要使h變化越大，S要越小，所以可使用更細的吸管

10．解：（1）由材料可知，半潛船在工作時，通過增加本身壓載水艙中的水量，平穩地將裝貨甲板潛入水下，所以是通過改變自身重實現上浮和下沉的；

（2）半潛船空載時處于漂浮狀態，受到的浮力和自身的重力相等，

所以，F?。紾，即ρ海水gV排＝m船g，

則此時半潛船浸入海水的體積：

V排5×104m3；

（3）據圖可知，乙圖中半載船排開水的體積最大，其次是丙圖，甲圖排開水的體積最小，已知液體的密度是相同的，所以據F?。溅裧V排可知，乙圖中船受浮力最大，其次是丙圖，再次是甲圖，即浮力大小關系是：F2＞F3＞F1。

答：（1）半潛船是靠改變自身的重力來實現上浮和下沉的；

（2）半潛船空載時浸入海水的體積為5×104m3；

（3）圖中半潛船三種狀態所受的浮力分別為F1、F2、F3，則它們的大小關系是F2＞F3＞F1。

1．A

【解析】

AB．容器對水平桌面的壓力等于容器重力和水的重力及水里物體的重力，由于乙圖中物體漂浮，丙圖中物體懸浮，漂浮和懸浮時浮力等于重力，根據阿基米德原理可知，物體的重力等于它們排開水的重力，故三個容器對水平桌面的壓力相等，故A正確，B錯誤；

C．如果向乙容器中加入鹽水，木塊仍然漂浮，受到的浮力仍然等于重力，由于物體重力沒有改變，所以浮力不變，故C錯誤；

D．由于小球在水中懸浮，所以小球密度等于水的密度，如果向丙容器中加入酒精，液體密度會變小，小球密度就大于液體密度，小球就會沉入容器底部，這時小球排開液體的體積不變，液體的密度變小，根據阿基米德原理可知小球受到的浮力變小，故D錯誤。

故選A。

2．B

【詳解】

從圖中可以看出，A在甲液體中懸浮，B在乙液體中漂浮，C在丙液體中漂浮，ABC排開液體的體積

A、B、C三個長方體的質量和體積都相同，因此ABC的重力、密度都相等。A、B、C受到的浮力大小

由阿基米德原理得，甲乙丙三種液體的密度

甲乙丙液體的深度相同，由得，液體對容器底的壓強

物體在液體中受到的浮力等于物體上下表面受到的壓力差。A下表面受到的壓力等于浮力加上上表面受到的壓力，BC下表面受到的壓力等于浮力，所以物體下表面受到液體的壓力

甲乙丙中液體的體積與物體排開液體的體積之和相等，因此甲乙丙液體的體積

由得，甲乙丙液體的質量

所以甲乙丙液體的重力

甲、乙、丙是三個完全相同的容器，容器放在水平面上，容器對桌面的壓力等于液體、物體、容器的總重力，因此容器對桌面的壓力

故B符合題意。ACD不符合題意。

故選B。

3.A

【解析】若物體的密度小于液體的密度，則物體總是漂浮，其所受的浮力等于物體的重量，浮力的大小與液體的密度無關；若物體的密度等于液體的密度，則物體總是懸浮，其所受的浮力等于物體的重量，浮力的大小與液體的密度無關；若物體的密度大于液體的密度，則物體總是下沉，其所受的浮力等于F浮=ρVg，浮力的大小與液體的密度有關，即液體的密度ρ越大，則物體所受到的浮力越大。

【解答】當燒杯里盛有6℃的水時，小球恰好懸浮，小球的密度與此時水的密度相等；根據乙圖圖示可知：4時水的密度最大，6時水的密度比0時水的密度大。當水的溫度從6降到4時，水的密度增大且大于小球的密度，因此小球的狀態由懸浮變為漂浮，但小球受到的浮力仍等于小球自身的重力；當水的溫度從4降到0時，水的密度減小。分為兩種情況：在水的密度大于小球的密度時，小球的狀態由漂浮變為懸浮，小球受到的浮力仍等于小球自身的重力；在水的密度小于小球的密度時，小球的狀態由懸浮變為下沉，小球受到的浮力小于小球自身的重力；綜上可知，小球受到的浮力先不變后變??；故B、C、D錯誤；A正確；

4.（1）使密度計直立（豎直漂?。┰谝后w中

（2）越??；不變

（3）ρ水（L-h1）/（L-h2）

（4）20克

【解析】將水的密度作為已知條件，根據密度計的原理：漂浮時，浮力與重力相等，列出浮力表達式F浮=ρ液gV排，通過公式變形可寫出鹽水的密度式。由已知鹽和水的總體積不變，意思不考慮鹽的體積，所以水的體積為400mL，可通過計算出水的質量，由鹽水總質量減去水的質量得到鹽的質量。

【解答】（1）鉛絲的密度比較大，在液體中能夠浸沒，并且密度計重心偏低越穩定，使密度計能夠豎直漂浮在液體中；（2）根據沉浮條件，密度計在液體中處于漂浮狀態，浮力與重力相等，因此密度計在水中與鹽水中所受的浮力相等，由公式：F浮=ρ液gV排，當液體密度越大時，V排會越小。（3）在水中時：F浮=ρ水gV排1=ρ水gS(L-h1)；在鹽水中時F浮=ρ鹽水gV排2=ρ鹽水gS(L-h2)，由水中和鹽水中的浮力相等可得：ρ水gS(L-h1)=ρ鹽水gS(L-h2)，得ρ鹽水=；（4）由公式m=ρVs可得，m鹽水=1.05g/cm3×400cm3=420g，m水=1.0g/cm3×400cm3=400g，m鹽=420g-400g=20g。

5．解：

（1）當他從游泳池淺處走向深處時，感受到腹部的壓迫感越來越大，這是因為液體壓強隨深度的增加而增大；

（2）浮板受到的重力：G浮板＝m浮板g＝0.3kg×10N/kg＝3N；

當浮板自由漂浮在水面上時，其受到的浮力：F?。紾浮板＝3N；

（3）設兒童的最大體積為V人，已知浮板的體積V＝3×10﹣3m3，

由于兒童和泡沫浮板的整體漂浮，所以