1.3.4水的浮力提升（讲义）-2022-2023学年八年级上册科学讲练课堂（浙教版）.docx

浙教版八年级上册第一章第三节水的浮力（四）【知识点分析】一.液面升降L小船抛物浮力变化量等于液体对容器底部支持力变化量（所以总浮力变小液面下降，总浮力变大液面上升）2 .浮冰模型.一如液体对底部的压力大小不变，液面随着密度变化（密度变大，液面降低，密度减小，液面升高）3 .浮冰夹杂物体的受力分析（重点结合浮力与压力变化关系计算）【例题分析】【例题分析】【例1】如图所示，烧杯中的冰块漂浮在水中，冰块上部高出杯口，杯中水面恰好与杯口 相平，待这些冰全部熔化后A.将有水从杯中溢出B.不会有水从杯中溢出，杯中水面也不会下降C.烧杯中水面下降D.熔化过程中水面下降，完全熔化后有水溢出【答案】B【解析】根据漂浮条件及阿基米德原理，有：F桁P水gV书冰,冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，则：G QP次gV力G冰,所以：P水gY排LP水力水，得V2V次，即，冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积。所以不会有水从烧杯中溢出，杯中水面也不会下降。故B符合题意；ACD不符合题意。【例2小船和密度为0.5g/m3的木块一起漂浮在水中期木块从船中取出放入水中后，你将 观察到的现象是A.船身上浮一些，水面下降B.船身上浮一些，水面不变C.船身下降一些，水面上升D.船身下降一些，水面不变【答案】B【解析】木块放在小船里，和小船一起漂浮在水面上，此时浮力等于船和木块的重力，将木块从船 长取出放入水中后，木块和船都漂浮，所以浮力不变，排开水的体积不变，则液面不变， 将木块从船中取出放入水中后，船身上浮一些，故B正确符合题意。【例3】随着全球气候变暖，漂浮于海面的冰山正逐渐熔化。小明为了探究冰山熔化后海平面是否变化，就将一块冰放入浓盐水中，冰处于漂浮状态，液面位置如图所示。冰融化后，杯中的液面将比熔化前（）B.上升B.上升C.下降D.无法判断【答案】B【解析】因为冰山漂浮在海面上，所以歹浮二G冰，由阿基米德原理知道,F浮二G排二p海水gV又因为冰化为水后的重力G水-G冰=p水gV水则P水gV水=P海水gV排又因为水海水,所以Y排V水，所以液面上升。【例4】全球变暖已经日益威胁到生物的生存，图为一对北极熊母子无助地坐在一块不断熔化缩小的浮冰上。若浮冰和北极熊始终处于漂浮状态，则随着浮冰的熔化A.浮冰受到的浮力在增大B.浮冰受到的浮力大小不变C.浮冰在水中的体积在减小D.北极熊受到的支持力在减小【答案】C【解析】由题知，浮冰和北极熊始终处于漂浮状态，随着浮冰的熔化，浮冰的重力减小，北极熊和 浮冰的总重力减小，因为FmG,所以浮冰和北极熊受到的总浮力减小。而F = P液所以浮冰排开水的体积减小，而且北极熊站在浮冰上，受到的支持力和北极熊所受重力大小相等，所以北极熊受到的支持力大小不变，故C正确。【例5】将三块完全相同的冰分别放入盛有水的三个容器中，如图甲是冰块与容器底部有接触且挤压的情景；如图乙是冰块自由在水中，如图丙是冰块系上轻质绳子，绳子绷紧的（1）三种情况下冰块所受到的浮力大小情况是：.（用/七。表示）（2）图甲中，当冰块慢慢融化变小，并开始浮于水面上时，液面比刚开始要 （选填“上升”或“下降”或“不变”）（3）待三块冰块完全熔化，容器底部受到的液体压强不变的有.【答案】“七/ 上升乙【解析】由题意可知，图甲中冰块受到了容器底的支持力，且冰块静止，由力的平衡条件可得F浮补F小G冰,所以图甲中冰块受到的浮力：FkG kF文，图乙中冰自由在水中时，处于漂浮状态，此时冰块受到的浮力为：F 冰,图丙中冰块系上轻质绳子，绳子绷紧时，冰块还受到竖直向下的拉力，则冰块受到的浮力 为：F桁G於F拉, 所以F F乙F用（2）由题可知，图甲中，冰熔化前, 冰化水后，G桁G冰化水，即：G行p冰Y冰g=p水丫冰化水g 由可得：P水丫排gP水Y冰化水g,则丫排V次近，即：冰熔化为水的体积大于排开水的体积，所以冰熔化后，水面将上升。(3)甲中，由(2)可知水面上升，由公式p = Q0z可知液体对容器底部压强增大； 乙中，在水中漂浮的冰完全熔化成水时其质量不变，即根犷相肥 可得.二F浮二G冰二奶水且=，2水=1泉P水g 27Kg P水g ，水即熔化后液面高度不发生变化，由公式 = 可知液体对容器底部压强不变；丙中，由题可知，绳子绷紧，则所受的浮力产/>G»,由阿基米德原理可知，此时所排开 的水的体积V/大于冰在水中自由时所排开水的体积丫的 可得：V/>V次，即完全熔化 后水面会下降，由p=pg可知，其底部受部的压强将会变小。综上所述，待三块冰块完全熔化，容器底部受到的液体压强不变的为乙。【例6】小明在水盆中洗碗，发现一个大碗正漂浮在水盆中，如图所示，他将水盆中的一 些水放入大碗中，但大碗仍然漂浮，与原先相比，大碗所受到的浮力将 (选填变 大、不变或变小)，水盆中的水面将会 (选填上升、不变或下降)。【答案】 变大不变【解析】当碗漂浮时，碗受到的浮力等于重力；将水盆中的一些水放入大碗中，大碗仍然漂浮，碗 受到的浮力等于大碗和里面水的重力，因此大碗所受到的浮力变大。由七二夕液g4的变形公式/=-J可知，在液体密度一定时，物体受到的浮力变大，排 。液g开液体的体积变大，由于碗里面水与碗排开水增加的体积相等，因此液面高度不变。【例7】如图，将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中，冰块内空心铝球的体积V锣二 10cm3,当冰块(含空心铝球)悬浮时，排开水的体积V行45cm3。冰全部熔化后，浸没在水中的空心铝球沉入水底，已知冰的密度。冰=0.9xl()3kg/m3,求：(1)冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力(2)空心铝球的重力(3)空心铝球最终对水槽底部的压力大小【答案】(1) 0.45N； (2) 0.135N； (3) 0.035N【解析】解：(1)冰块(含空心铝球)完全浸没时受到的浮力为尸声夕水 g V 族=1.0 x 1 CP kg/m3 x 1 ON/kg x 45 x 10-6 m3=0.45N由于冰块(含空心铝球)处于悬浮，则冰块(含空心铝球)重力G=F 行0.45N(2)冰块的体积为V=V 胪 Y =45cm3-10cm3=35cm3=3.5 x 10-5 m3由夕二，和Gt股得冰的重力G-mg-夕冰 Vg=0.9 x 103 kg/m3 x 1 ON/kg x3.5xl()-5 m3=0.315N空心铝球的重力G球=6心 20.45N-0.315N=035N(3)由于空心铝球沉在底部，则受到的浮力为/行。水 g V 掰=。水 g 丫 桁 1 0 x IO, kg/m3 x 1 ON/kg x 10xl0-6 m3=0.1N 对水槽底部的压力为F=G-F 桁0.135N-0.1 N=0.035N答：（1）冰块（含空心铝球）在水中悬浮时的重力为0.45N；（2）空心铝球的重力为0.135N；（3）空心铝球最终对水槽底部的压力大小为0.035N。【例8】小金打算把家里景观水池底部的鹅卵石（每个石头约02千克）取出清洗。他将一 个重为10N的空桶漂浮在水面上，然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内，桶仍漂浮在水 面。（不考虑捞出过程中带出的水，夕=L0x 103kg/m3）（1）空桶漂浮在水面时所受浮力大小？（2）鹅卵石捞出放置在桶内时，水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会？ （选填 “上升，"下降”或"不变。（3）放入鹅卵石后，桶排开水的体积为6.0xi（）-3m3,求桶内鹅卵石的数量。【答案】（1） 10N； （2）上升；（3） 25个。【解析】解：（1）空桶漂浮在水面上，所以浮力等于重力，即尸后G桁10N（2）鹅卵石捞出前沉底，浮力小于重力，即F 浮将鹅卵石捞出放置在桶内时，鹅卵石与小桶都处于漂浮状态，此时鹅卵石的浮力等于重 力，即F 浮 2=G所以F浮iF浮2即鹅卵石捞出放置在桶内时鹅卵石的浮力变大，根据F声p波gV族知排开水的体积变大， 水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升。(3)鹅卵石捞出放置在桶内时的浮力为F浮'= gV-1.0xl03kg/m3xl0N/kgx6.0xl0-3m3=60N桶内鹅卵石的重力为G 石二/浮'-G 布60N-10N=50N鹅卵石的质量为旦二三g 10N/kg桶内鹅卵石的数量为”2= *=25个叫 0.2kg答:(1)空桶漂浮在水面时所受浮力大小为10N；(2)上升;(3)桶内鹅卵石有25个。