10.3　物體的浮沉條件及應(yīng)用 .4　跨學(xué)科實(shí)踐：制作微型密度計(jì) 第2課時(shí) 浮力的應(yīng)用課件 2024~2025學(xué)年人教版（2024）八年級(jí)下冊(cè)物理

第3節(jié)物體的浮沉條件及應(yīng)用第4節(jié)跨學(xué)科實(shí)踐:制作微型密度計(jì)第2課時(shí)

浮力的應(yīng)用第十章

浮力基礎(chǔ)過關(guān)全練知識(shí)點(diǎn)2

浮力的應(yīng)用1.(新課標(biāo)·模型建構(gòu))(2024四川成都錦江二模)用玻璃試管、

膠管、鐵絲、注射器、橡膠塞等器材制作潛水艇模型,然后

在模型中裝入適量的水,使模型在水中剛好懸浮(如圖所示),

探究模型在水中如何實(shí)現(xiàn)上浮或下沉。下列說法正確的是

()A.用注射器向外抽氣,模型下沉,它受到的浮力變小B.若要讓懸浮的潛水艇模型上浮,應(yīng)向試管內(nèi)打氣C.潛水艇模型是通過改變模型的體積實(shí)現(xiàn)沉浮的D.當(dāng)潛水艇模型漂浮于水面時(shí),它受到的浮力小于其重力解析用注射器向外抽氣,模型內(nèi)氣壓減小,水進(jìn)入模型,模

型的重力增加,模型排開水的體積不變,根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,

模型受到的浮力大小不變,模型下沉,故A錯(cuò)誤;若要讓懸浮的

潛水艇模型上浮,應(yīng)增大模型內(nèi)的氣壓,使模型內(nèi)水的體積減

小,從而減小模型的重力,當(dāng)模型的重力小于受到的浮力時(shí),

模型上浮,故B正確;潛水艇模型是通過改變自身的重力來實(shí)

現(xiàn)沉浮的,故C錯(cuò)誤;當(dāng)潛水艇模型漂浮于水面時(shí),它受到的浮

力等于其重力,故D錯(cuò)誤。答案B2.(新獨(dú)家原創(chuàng))如圖所示是小曹在跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)中制

作的小船。若該船的總質(zhì)量為0.4kg,船體泡沫板的總體積

為800cm3。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:(1)當(dāng)小船漂浮在水面上時(shí),排開水的體積。(2)為了確保小船能平穩(wěn)地在水面上航行,船體排開水的體積

不能超過泡沫板總體積的

,該小船最多能裝載“貨物”質(zhì)量。解析(1)小船受到的總重力G總=m總g=0.4kg×10N/kg=4N,

因?yàn)樾〈≡谒嫔?所以F浮=G總=4N,小船排開水的體積

V排=

=

=4×10-4m3;(2)為了確保小船能平穩(wěn)地在水面上航行,小船排開水的最大體積V1=800cm3×

=640cm3=6.4×10-4m3,此時(shí)小船受到的浮力F浮1=ρ水gV1=1.0×103kg/m3×10N/kg×6.4×10-4m3=6.4N,能裝載“貨物”的最

大重力G貨物=F浮1-G總=6.4N-4N=2.4N,最多能裝載“貨物”的質(zhì)量m貨物=

=

=0.24kg。3.(新課標(biāo)·中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化)(2024四川自貢中考,9,★☆☆)

在傳統(tǒng)農(nóng)耕文化中,勞動(dòng)人民一般采用“鹽水選種”的方法

挑選種子,下列說法正確的是

()A.種子上浮過程中鹽水對(duì)種子的壓強(qiáng)變大能力提升全練B.漂浮的種子受到的浮力大于自身重力C.下沉的種子密度比鹽水的密度大D.沉底的種子只受到重力和支持力C解析種子上浮過程中,所處深度變小,由p=ρgh可知,鹽水對(duì)

種子的壓強(qiáng)變小,故A錯(cuò)誤;漂浮的種子受力平衡,其受到的浮

力和重力大小相等,故B錯(cuò)誤;由浮沉條件可知,當(dāng)種子的密度

大于鹽水的密度時(shí),種子會(huì)下沉,故C正確;沉底的種子受到浮

力、重力及支持力的作用,故D錯(cuò)誤。4.(跨學(xué)科·物理學(xué)與工程實(shí)踐)(2024湖北宜都期末,9,★☆☆)

一個(gè)飛艇充入氣體后的質(zhì)量是1.5t,體積為1500m3。已知空

氣的密度為1.29kg/m3,當(dāng)飛艇懸浮在空中時(shí),下列說法錯(cuò)誤

的是(g取10N/kg)

()A.飛艇最多能裝435kg貨物B.飛艇懸浮時(shí)F浮=G貨C.飛艇內(nèi)氣體的密度一定比空氣密度小D.飛艇在空氣中能獲得的浮力為19350NB解析飛艇在空氣中所受的浮力F浮=ρ空氣gV排=1.29kg/m3×10N/kg×1500m3=19350N,故D正確;因?yàn)轱w艇在空中懸浮,所以F浮=G飛艇+G貨,G貨=F浮-G飛艇=19350N-1500kg×10N/kg=4350N,m貨=

=

=435kg,故A正確,B錯(cuò)誤;因?yàn)镕浮=G飛艇+G貨,則F浮>G飛艇,即ρ空氣gV排>ρ氣gV,V=V排,則ρ空氣>ρ氣,故飛艇內(nèi)

充入氣體的密度一定比空氣密度小,故C正確。5.(新中考·項(xiàng)目式學(xué)習(xí))(2024廣東中山期末,24,★★☆)某物

理學(xué)習(xí)小組進(jìn)行跨學(xué)科實(shí)踐:制作簡(jiǎn)易密度計(jì)。

(1)取一根長(zhǎng)飲料吸管,在其下端增加適當(dāng)?shù)呐渲?并將這一

端密封,使其能豎直漂浮在水中,如圖甲所示。設(shè)吸管的橫截

面積為S,測(cè)出吸管浸入水中的深度H,則此時(shí)吸管受到的浮力F浮=

(用ρ水及其他物理量表示)。(2)將吸管豎直放入其他液體中,由于液體密度的不同,吸管

浸入液體的深度不同,所以可根據(jù)吸管浸入液體的深度測(cè)液

體的密度。(3)將該簡(jiǎn)易密度計(jì)豎直放入密度為ρ液的液體中,密度計(jì)漂浮

時(shí)浸入液體的深度為h,則h=

(用ρ液、ρ水、H表示)。(4)根據(jù)上述分析,簡(jiǎn)易密度計(jì)上的刻度分布是

(選填“均勻”或“不均勻”)的。ρ水gSH不均勻(5)小華利用不同吸管成功自制了幾支密度計(jì),其中精確度最

高的密度計(jì)是

。A.長(zhǎng)度最長(zhǎng)的B.浸入水中的深度最深的(6)小敏利用廢舊的圓珠筆芯也成功自制了一支密度計(jì),并利

用已知液體密度進(jìn)行了刻度標(biāo)注,如圖乙所示,A點(diǎn)對(duì)應(yīng)密度

為1.0×103kg/m3,C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的密度為1.5×103kg/m3;B為AC的中

點(diǎn),則B點(diǎn)標(biāo)注的密度

(選填“大于”“小于”或

“等于”)1.25×103kg/m3。B小于解析(1)此時(shí)吸管受到的浮力為F浮=ρ液gV排=ρ水gSH;(3)因?yàn)?/p>

簡(jiǎn)易密度計(jì)漂浮在水面時(shí),受到的浮力與自身重力大小相等,

則G=F浮=ρ水gSH,將該簡(jiǎn)易密度計(jì)豎直放入密度為ρ液的液體

中,密度計(jì)浸入液體的深度為h,因密度計(jì)仍漂浮在液體表面,

則G=F浮'=ρ液gSh,所以深度h=

=

=

;(4)根據(jù)h=

可知,ρ水H為定值,簡(jiǎn)易密度計(jì)浸入液體的深度與液體密度成反比,所以簡(jiǎn)易密度計(jì)上的刻度分布是不均勻的。(5)假設(shè)測(cè)量?jī)煞N不同液體的密度分別為ρ1、ρ2,則兩個(gè)刻度線的

距離為Δh=h1-h2=

-

=ρ水H(

-

),ρ1、ρ2、ρ水一定,浸入水中的深度H越大,密度計(jì)兩個(gè)刻度線之間的距離越大,密

度計(jì)的精確度越高,故選B。(6)設(shè)液面在A點(diǎn)時(shí),密度計(jì)浸入

的深度為HA,由(3)可知,液面在C點(diǎn)時(shí),密度計(jì)浸入的深度HC=

=

=

HA,則在B點(diǎn)浸入的深度HB=

+HC=

+

HA=

,則B點(diǎn)標(biāo)注的密度ρB=

=

=1.2×103kg/m3,所以B點(diǎn)標(biāo)注的密度小于1.25×103kg/m3。6.(2024山東肥城期末,27,★★★)底面積為200cm2的平底圓

柱形容器放置在水平桌面上,容器內(nèi)裝有適量的水,現(xiàn)將體積

為500cm3、重為4N的木塊A輕輕放入容器內(nèi)的水中,如圖

甲所示;若將一重為6N的物體B用細(xì)繩系于A的下方,將它們

放入水中靜止時(shí),恰好浸沒在水中,如圖乙所示(水未溢出),ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不計(jì)繩重及其體積,求:(1)圖甲中木塊A靜止時(shí)排開水的體積;(2)物體B的密度;(3)由圖甲到圖乙的過程中,容器底部受到液體壓強(qiáng)的增加量。解析(1)木塊A靜止時(shí)漂浮在水面上,則木塊A受到的浮力

與其自身重力大小相等,即F浮=GA=4N,由F浮=ρ液gV排可知,排

開水的體積V排=

=

=4×10-4m3;(2)將木塊A與物體B看作一個(gè)整體,該整體剛好浸沒時(shí),受到的浮

力F浮總=GA+GB=4N+6N=10N;該整體排開液體的總體積V排總=

=

=1.0×10-3m3,則物體B的體積VB=V排總-VA=1.0×10-3m3-5×10-4m3=5×10-4m3,物體B的密度ρB=

=

=

=1.2×103kg/m3;(3)增加的排開水的體積ΔV=V排總-V排=1.0×10-3m3-4×10-4m3=6×10-4m3,容器內(nèi)

的水增加的深度Δh=

=

=0.03m,容器底部增加的液體壓強(qiáng)Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa。7.(2023廣東廣州白云一模)如圖1所示,一實(shí)心圓柱體浮在液面上,露出液面的體積為V1,液面下的體積為V2,則物體的密度與液體的密度之比

=

。(1)請(qǐng)證明上面等式成立。素養(yǎng)探究全練(2)小芳發(fā)現(xiàn)家中的一串珍珠項(xiàng)鏈能沉在水底,樂于探索的她

想測(cè)量這串項(xiàng)鏈的質(zhì)量。受到“曹沖稱象”故事的啟發(fā),她

利用如圖2所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度為ρ0,塑料小桶的質(zhì)量及外殼體積忽略不計(jì))進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)你幫

小芳完成實(shí)驗(yàn)。要求:①寫出實(shí)驗(yàn)步驟和需要測(cè)量的物理量(可畫圖說明,測(cè)量得到

的物理量用合適符號(hào)表示);②寫出珍珠項(xiàng)鏈質(zhì)量的數(shù)學(xué)表達(dá)式(用已知量和測(cè)量得到的

物理量表示)。核心素養(yǎng)解讀

本題以開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為載體,考查運(yùn)用數(shù)

學(xué)工具進(jìn)行科學(xué)推理的能力,以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂方案、獲

取與處理信息的科學(xué)探究素養(yǎng)。解析