华师大版八年级上册4 物体浮沉条件及其应用学案

这是一份华师大版八年级上册4 物体浮沉条件及其应用学案，共11页。

1．如图所示，A、B是能自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水，则下列说法中错误的是（ ）
A．A物体一定受浮力的作用
B．B物体一定受浮力的作用
C．C物体一定不受浮力的作用
D．D物体一定不受浮力的作用
2．如图所示，一个塑料小球堵在一个水池的出口处，水无法排出，则该小球（ ）
A．不受水的浮力，也不受水对它的压力
B．受水的浮力，也受水对它的压力
C．不受水的浮力，但受水对它的压力
D．受到水的浮力，但浮力很小
3．如图所示，将完全相同的两个长方体分别水平与竖直浸没在水中。下列说法正确的是（ ）
A．两个长方体上、下表面压强差不等，上、下表面压力差不等
B．两个长方体上、下表面压强差不等，上、下表面压力差相等
C．水平浸没的长方体，浸在水中的深度增加，则上、下表面压力差增加
D．两个长方体左、右侧面压强差相等，左、右侧面压力差不等
4．探究浮力实验时，小青将重为6N的长方体铝块浸在水中，如图所示，铝块上表面刚好与水面相平，此时弹簧测力计示数为2.8N，长方体铝块下表面受水的压力为（ ）
A．8.8NB．2.8NC．3.2ND．6N
5．下列物体没有受到浮力的是（ ）
A．水中嬉戏的小鸭B．天空飞翔的老鹰
C．深海里潜游的鲸鱼D．深入淤泥的桥墩
6．一轻质弹簧的下端固定在容器底部，上端放一小球（不连接），如图所示，向容器中缓慢倒入水，使小球完全浸没且静止在水中，此时小球可能受（ ）
A．重力、浮力、弹力和压力
B．重力、浮力和拉力
C．重力、浮力、拉力和弹力
D．重力和浮力
7．如图所示，有一个重力为G的长方体浸没在液体中，其受到的浮力为F浮，液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2。下列说法正确的是（ ）
A．长方体只有上下表面受到液体压力
B．F1和F2的大小关系是F1＞F2
C．F1、F2和F浮的大小关系是F2﹣F1＝F浮
D．若物体浸没于更深的位置，与图示位置相比，F1、F2大小均不变
8．如图所示，装有水的柱状容器置于水平地面上，正方体物块悬浮在水中，其上表面与水面平行，若物块上表面受到水的压力为F1、下表面受到水的压力为F2、受到的重力为G、受到的浮力为F浮，则（ ）
A．F1大于F2
B．F1与F2是一对平衡力
C．F1与F2的合力大小大于F浮
D．F1与F2的合力大小等于G
二．填空题（共6小题）
9．如图所示，用细绳将一个重为5N的长方体系在容器底部，若长方体所受浮力为8N，则绳对长方体的拉力为 N，如果长方体上表面受到水的压力为7N，则长方体下表面受到水的压力为 N。
10．如图所示重20N的物体用细线浸没在水中，上表面受到水向下的压力为15N，下表面受到水向上的压力为24N，则物体受到的浮力大小为 N，方向 ；此时细线对物体的拉力为 N。
11．将一个大饮料瓶的底剪掉，将一个直径略大于瓶口直径的乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，如图甲所示，乒乓球 浮力的作用；用瓶盖将瓶下口堵住，如图乙所示，乒乓球 浮力的作用。（填“受”或“不受”）
12．如图所示，将完全相同的a、b两个长方体分别水平与竖直放置在盛水的容器中（h1＜h2），恰好能悬浮在水中，它们上、下表面所受水的压强差Δpa Δpb，上下表面所受水的压力差为Fa Fb（两空均选填“小于”、“等于”或“大于”）。
13．一均匀的长方体浸没在液体中，如图所示。已知它的底面积为S，上表面所处深度为h1，下表面所处深度为h2，长方体下表面所受到液体的压力表达式为 、浮力表达式为 ，侧面所受合力为 N。（液体密度ρ液和g为已知量）
14．如图所示的是王亚平在“天宫课堂”中演示“浮力消失”实验的情景。水中的乒乓球之所以不受浮力，是因为在太空环境中，水的重力消失，水对浸入其中的物体没有 ，水对浸入其中的乒乓球没有向上和向下的 。
三．计算题（共4小题）
15．有一边长为10cm正方体浸没在水中，上表面离水面20cm，水对上表面的压强为多少？水对下表面产生的压强为多少？物体受到的浮力为多少？（g取10N/kg）
16．如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在水中，上表面受到水的压力F1为5N，下表面受到水的压力F2为15N，两侧受到水的压力相等。求：
（1）正方体受到的浮力；
（2）正方体下表面受到水的压强。
17．如图所示，将长方体物块A完全浸没在水中，此时弹簧测力计的示数为10N，若物块上、下表面所受水的压力分别为18N和23N，则物块A的质量是多少kg？（g＝10N/kg）
18．如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力F1为5N，下表面受到液体的压力F2为13N，前后及两侧受到液体的压力相等。（g取10N/kg）。求：
（1）正方体受到的浮力；
（2）正方体上表面受到液体的压强；
（3）该液体的密度。
知识点2、浮力及其产生的原因
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．【分析】根据浮力产生的原因是液体（或气体）对物体上下表面的压力差；对A、B、C、D逐一分析即可。
【解答】解：A、由图可知，水对A物体上下表面产生了向上的压力差，故A物体一定受浮力的作用，故A正确；
B、B物体上表面没有受到水的压力，但下表面受到水的压力，因此水对B物体上下表面产生了向上的压力差，故B物体也受浮力的作用，故B正确；
C、C物体上表面受到水的压力，但下表面没有受到水的压力，因此水对C物体上下表面没有产生压力差，故C物体不受浮力的作用。故C正确；
D、由图可知，水对D物体上下表面产生了向上的压力差，故D物体受浮力的作用，故D错误。
故选：D。
【点评】此题考查了浮力产生的原因，明确物体上下表面是否产生了压力差是解答此题的关键。
2．【分析】浮力指物体在流体（包括液体和气体）中，上下表面所受的压力差。据此分析。
【解答】解：浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差；
将塑料小球堵在一个水池的出口处，球的上表面受到水向下的压力，而下表面不受水的压力，所以该小球不受浮力。
故选项ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】物体上、下面浸没在液体中的深度不同，物体下部受到液体向上的压强较大，压力也较大，可以证明，浮力等于物体所受液体向上、向下的压力之差。若下表面不在液体中，则该物体只受到水的压力而不受浮力。
3．【分析】（1）根据p＝ρgh分析两个长方体下表面所受到的液体压强的大小关系；
（2）浸在液体中的物体上下两表面受到液体的压力不同，压力差就是浮力；根据阿基米德原理分析两个长方体受到的浮力的大小关系；根据p＝分析两个长方体所受到液体的上下压强差的大小关系；
（3）长方体左、右表面深度相同、面积相同，所受液体的压强、压力大小相等，方向相反。
【解答】解：ABC、长方体物块悬浮在水中，可知受到水的浮力不变，浮力等于物体上下表面受到水的压力差，故长方体物块上下表面受到水的压力差不变；
由长方体物块上下表面受到水的压强差Δp＝知，竖直放置比水平放置上下表面积小，所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等；故AC错误，B正确。
D、物块左、右两侧面在水中所处的深度相同，所受压强相同，压力相等，压力差为零，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查阿基米德原理、浮沉条件和液体压强公式的应用。
4．【分析】根据浮力产生的原因，两物体下表面受到的液体压力等于浮力，从而可比较压力的大小关系。
【解答】解：浮力等于物体上下表面所受的压力之差，物体上表面均无液体，所以下表面所受的压力F＝F浮＝G﹣F示＝6N﹣2.8N＝3.2N，故C正确、ABD错误。
故选：C。
【点评】本题考查浮力产生的原因，难度不大。
5．【分析】浸没在液体或空气中的物体，液体或气体对物体向上的压强大于向下的压强，向上的压力大于向下的压力，物体受到向上和向下的压力差的作用，这个压力差是物体受到的浮力。
【解答】解：
ABC、ABC中的物体浸在液体或气体中，因为液体、气体有流动性，因此液体或气体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用，其中向上的压力大于向下的压力，这个压力差即物体受到的浮力，故ABC选择中的物体均受浮力作用，故ABC不合题意；
D、桥墩由于底面深入淤泥，不能与水接触，因此桥墩没有受到水对其向上的压力，故桥墩不受浮力作用，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查浮力的产生，应从浮力产生的原因上进行分析找出浮力的方向。
6．【分析】小球浸没在水中静止，受到的力是平衡力，由此进行受力分析即可得到答案。
【解答】解：小球完全浸没且静止在水中，此时小球受到的浮力可能小于重力，也可能等于重力。如果小球受到的浮力等于重力，则小球只受到浮力和重力的作用；如果小球受到的浮力小于重力，则小球除受到浮力和重力的作用外，还受到弹簧对它弹力的作用。
故选：D。
【点评】解答此题的难点在于能否正确分析出小球所受到的弹力情况。
7．【分析】液体对浸入的物体向各个方向都有压强，压强随深度的增加而增大；
物体受到液体（或气体）对它的上、下表面的压力的合力，这个合力就叫浮力。
【解答】解：A．长方体的六个表面都会受到液体压力，故A错误；
B．液体内部压强的大小与深度有关，深度越深，压强越大，根据F＝pS可知，F2＞F1，故B错误；
C．根据浮力产生的原因可知，浮力等于物体上下表面的压力差，即浮力为：F浮＝F2﹣F1，故C正确；
D．若物体浸没于更深的位置，受到的压强增大，受力面积不变，受到的压力增大，F1、F2大小均变大，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了浮力产生的原因和液体压强的特点，是一道典型题。
8．【分析】（1）液体压强随深度的增加而增大，根据F＝pS，比较上下表面的压力大小；
（2）一对平衡力应满足的条件：大小相等，方向相反，作用在同一物体上，作用在一条直线上；
（3）结合浮力产生的原因：物体上下表面受到液体的压力差分析解答。
【解答】解：AB、液体压强随深度的增加而增大，由于下表面所处的深度较大，因而受到的液体压强较大，根据F＝pS，受力面积相同，下表面受到的液体压力较大，即F1小于F2，而一对平衡力应满足的条件：大小相等，方向相反，作用在同一物体上，作用在一条直线上；由于这两个力大小不等，故不是平衡力，故AB错误；
CD、物体上表面与水面平行，根据浮力产生的原因可知，上、下表面受到水压力的合力大小F合＝F浮，
正方体物块M悬浮在水中，则F浮＝G，所以F合＝G，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了平衡力的辨别、浮力产生的原因、物体浮沉条件的运用，难度不大。
二．填空题（共6小题）
9．【分析】物体处于静止状态，受力平衡，受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力，据此求得拉力的大小。
根据浮力产生的原因：浮力就是液体对浸在其中的物体向上、向下的压力差可求出长方体下表面受到水的压力。
【解答】解：物体处于静止状态，受力平衡，受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力，则拉力的大小为F＝F浮﹣G＝8N﹣5N＝3N；
根据浮力产生的原因可知，长方体下表面受到水的压力F下表面＝F上表面+F浮＝7N+8N＝15N。
故答案为：3；15。
【点评】本题主要考查浮力产生的原因，浮力大小的计算，属于浮力基础题，难度不大。
10．【分析】（1）浸没在液体中的物体，液体对物体向上的压强大于向下的压强，向上的压力大于向下的压力，物体受到向上和向下的压力差的作用，这个压力差是物体受到的浮力，从浮力产生的原因来考虑，利用公式F浮＝F下表面﹣F上表面计算浮力的大小；
（2）根据物体平衡合力为零即可求出拉力。
【解答】解：物体在液体中所受浮力是物体上下两个表面所受压力差产生的，其方向一直竖直向上，由题意可得：F浮＝F下表面﹣F上表面＝24N﹣15N＝9N；
由于正方体物体浸没在水中处于静止状态，根据受力平衡，合力为零可知：
拉力为：
F＝G﹣F浮＝20N﹣9N＝11N。
故答案为：9；竖直向上；11。
【点评】本题考查了浮力产生的原因，掌握F浮＝F下表面﹣F上表面计算浮力的大小是关键。
11．【分析】浮力是由于浸没在液体中的物体上、下表面受到液体的压力差而产生的。据此对甲、乙两图进行分析，然后做出判断。
【解答】解：甲图中，乒乓球上部有水，水对乒乓球有一个向下的压力，但乒乓球下部没有水，它的底部不受水的向上的压力，所以，乒乓球不受浮力；
乙图中，乒乓球上部和下部都有水，乒乓球的上、下表面都受到水的压力，所以产生了一个向上的压力差，该压力差就是浮力。
故答案为：不受；受。
【点评】此题考查浮力产生的原因，此题甲图中物体与容器是一个整体，由于底部不受液体向上的压力，所以不受浮力的作用，这是容易出错的地方。
12．【分析】物体浸没在水中受到的浮力等于物体上下表面受到水的压力差（浮力实质），根据p＝可求物体上下表面受到水的压强差。
【解答】解：图中两种放置方式木块都处于悬浮状态，说明受到水的浮力相等，而浮力等于物体上下表面受到水的压力差，所以长方体上下表面受到水的压力差相等，即Fa＝Fb；
长方体物块上下表面受到水的压强差：Δp＝，竖直放置比水平放置受力面积小，所以长方体物块竖直放置比水平放置上下表面受到水的压强大，即Δpa小于Δpb。
故答案为：小于；等于。
【点评】本题考查了学生对物体的浮沉条件的掌握和运用，本题关键知道浮力的实质（物体上下表面受到水的压力差）。
13．【分析】根据液体压强公式p＝ρgh可求长方体上、下表面受到液体压强，根据压强公式的变形公式F＝pS可求长方体上、下表面受到液体压力，然后根据浮力产生的原因可求长方体受到的浮力。
【解答】解：
（1）长方体上表面受到液体的压强为：
p上＝ρ液gh1；
长方体下表面受到液体的压强为：
p下＝ρ液gh2；
由p＝可得F＝pS，
则长方体上表面受到液体的压力：
F上＝p1S＝ρ液gh1S，
长方体下表面受到液体的压力：
F下＝p2S＝ρ液gh2S，
则根据浮力产生的原因可得，长方体受到的浮力：
F浮＝F下﹣F上＝ρ液gh2S﹣ρ液gh1S＝ρ液g（h2﹣h1）S；
（2）长方体侧面所处的深度相同，则水对侧面的压强相同，根据F＝PS可知，水对各个侧面的压力相同，所以侧面受到的合力为0。
故答案为：ρ液gh2S；ρ液g（h2﹣h1）S；0。
【点评】此题考查液体压强公式、压强定义式的应用，同时考查浮力产生的原因，推导证明过程难度不，熟练应用公式是关键。
14．【分析】物体上下表面由于处于液体（或气体）的深度不同，受到液体（或气体）的压力也不等，下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力，这两个压力之差形成了浮力；在太空环境中，水的重力消失，由力的平衡条件可知，水对乒乓球的浮力几乎为零。
【解答】解：在太空环境中，水的重力消失，水对浸入其中的乒乓球没有向上和向下的压力，因此水对浸入其中的物体没有浮力。
故答案为：浮力；压力。
【点评】本题考查了浮力产生的原因，属于基础题。
三．计算题（共4小题）
15．【分析】（1）知道正方体上表面的深度，根据p＝ρgh求出正方体上表面受到水的压强；
（2）根据题意求出下表面所处的深度，根据p＝ρgh求出正方体下表面受到水的压强；
（3）根据p＝求出正方体上、下表面受到水的压力，然后求出压力差，根据浮力的实质：浮力等于物体上、下表面所受到的压力差。
【解答】解：（1）正方体上表面所处的深度：h上＝20cm＝0.2m，
正方体上表面受到水的压强：
p上＝ρgh上＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa；
（2）正方体下表面所处的深度：
h下＝h上+L＝20cm+10cm＝30cm＝0.3m，
正方体下表面受到水的压强：
p下＝ρgh下＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m＝3000Pa；
正方体面积S＝0.1m×0.1m＝0.01m2，
由p＝可得，物体上表面所受到水的压力F上＝p上S＝2000Pa×0.01m2＝20N；
由p＝可得，物体下表面所受到水的压力F下＝p下S＝3000Pa×0.01m2＝30N，
正方体上、下表面受到水的压力差：ΔF＝F下﹣F上＝30N﹣20N＝10N；
浮力等于物体上、下表面所受到的压力差，F浮＝ΔF＝10N。
故答案为：水对上表面的压强为2000Pa；正方体下表面受到水的压强为3000Pa；物体受到的浮力为10N。
【点评】本题考查了液体压强公式和固体压强公式的应用，关键是根据题意得出正方体上下表面所处的深度。
16．【分析】（1）知道正方体上、下表面受到液体的压力，根据浮力产生的原因F浮＝F下﹣F上求出受到的浮力。
（2）根据p＝ρgh求出正方体下表面受到的压强。
【解答】解：（1）由浮力产生的原因可知，正方体受到的浮力为：
F浮＝F2﹣F1＝15N﹣5N＝10N，
（2）正方体下表面离水面深度为：
h＝10cm+5cm＝15cm＝0.15m，
正方体下表面受到的压强为：
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m＝1.5×103Pa。
答：（1）正方体受到的浮力为10N；
（2）正方体下表面受到水的压强1.5×103Pa。
【点评】本题考查了浮力产生的原因和液体压强公式的应用，涉及到的知识点多，综合性强，有一定难度，计算过程要注意单位的换算。
17．【分析】物块上下表面所受的水的压力之差就等于物块所受的浮力；物块所受的浮力等于自身重力与弹簧测力计读数之差。据此可求得物块A的重力，然后利用G＝mg可求得物块A的质量。
【解答】解：物块A所受的浮力F浮＝F下表面﹣F上表面＝23N﹣18N＝5N；
物块A的重力是G＝F浮+G视＝5N+10N＝15N。
据G＝mg得：
m＝＝＝1.5kg。
答：物块A的质量是1.5kg。
【点评】本题考查浮力、重力、质量的计算，关键是对浮力的计算，难点是利用重力差法求浮力。
18．【分析】（1）知道正方体上、下表面受到液体的压力，根据浮力产生的原因F浮＝F下﹣F上求出受到的浮力。
（2）根据S＝L2求出正方体的上表面积，根据p＝求出正方体上表面受到液体的压强。
（3）物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等，根据V＝L3求出其体积，根据F浮＝ρ液gV排求出液体的密度
【解答】解：（1）由浮力产生的原因可得，正方体受到的浮力：F浮＝F2﹣F1＝13N﹣5N＝8N；
（2）正方体上表面积：S＝L2＝（10cm）2＝100cm2＝1×10﹣2m2，
正方体上表面受到液体的压强：p＝＝＝500Pa；
（3）根据题意可知，正方体的体积为：V＝L3＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，
正方体悬浮在液体中，则V排＝V，由公式阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，液体的密度为：ρ液＝＝＝0.8×103kg/m3。
答：（1）正方体受到的浮力为8N。
（2）正方体上表面受到液体的压强为500Pa。
（3）该液体的密度为0.8×103kg/m3。
【点评】本题考查了浮力产生的原因和阿基米德原理、压强定义式、液体压强公式的应用，涉及到的知识点多，综合性强，有一定难度，计算过程要注意单位的换算。