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核心素养
科学观念：根据阿基米德原理公式知道如何增大与减小浮力的方法
科学思维：通过分析轮船、浮子式密度计、潜水艇、热气球、飞艇的工作原理，理解物体浮沉的条件在生活生产中的应用。
探究实践：利用浮力及物体的浮沉条件，解决简单的实际问题，培养理论和实践相结合的能力。
态度责任：树立利用浮力与物体浮沉的条件相关知识为人类生活生产服务意识。
【课前预习】
物体浮沉条件的应用
1、轮船：将钢铁做成空心， ，增大浮力使F浮＝G；
①因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋，其受到的浮力 ；
②根据F浮＝ρ液gV排液，同一艘轮船从海洋行驶到江河，因为F浮 ，ρ液 ，所以 V排液 ，即船身稍下沉；
2、潜水艇：它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变 来实现的；
当水舱充满水时，潜艇受到的 ，潜艇 ；当用压缩空气将水舱里的水排出一部分，潜艇受到的 时，潜艇 ；当水舱里留有适量的水，潜艇受到的重力等于浮力时，潜艇就会停留在水面下任何深度的地方。
3、密度计：密度计是测量液体密度的工具。它是一根上部标有刻度，形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞，用它测液体密度时，它始终处于漂浮状态，所受的浮力总是等于它受到的重力。液体密度不同， ，上 下 上 下 。 4、热气球和飞艇：采用充密度比空气 的气体(氢气、氦气、热空气)的办法，使它受到的浮力 重力而升空。
5、浮力秤：当浮力秤中放入质量为m的物体时。
浮力秤增加的浮力等于物体的重力，即：△F浮=G；
ρ水g△V排=mg； ρ水S△h=m； 即：；
因此水面升高的高度即刻度，与物体的质量成正比，那么浮力秤的刻度是均匀的。
【课中研学】
一、创设情景，引入任务
【复习】1.阿基米德原理；2.物体浮沉的条件。
【引入】物体浮沉条件不但可以用来解释许多生活现象，而且在生产、生活和科研上也有重要的应用。
如轮船、潜水艇、热气球等等，那么这些工具是如何应用物体的浮沉条件呢？
二、围绕任务，素养内化
（一）增大与减小浮力的方法
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，浸在液体中的物体受到的浮力大小由液体密度和排开的液体的体积决定，故可以从改变液体密度和改变排开的液体体积两方面改变浮力。
1.增大浮力的方法：
增大液体的密度（如在水中加盐并搅拌，可以使沉底的鸡蛋浮起来）；
增大物体排开液体（或气体）的体积（如飞艇、万吨巨轮等）。
2.减小浮力的方法：
减小液体的密度（如可以采用加清水的方法减小盐水的密度，使悬浮在盐水中的鸡蛋下沉）；
减小物体排开液体（或气体）的体积（如通过将辅助气囊中的气体放出，减小飞艇排开空气的体积，使飞艇降落）。
（二）浮力的应用
1.轮船
问题思考：人类很早就制造出了木船，而现代轮船通常用钢铁制造。钢铁的密度远大于水，用钢铁制造的轮船为什么能够漂浮在水面上呢？
原理分析：如果把一块铁块放在水面，它将会沉入水底。如果将这块铁块铸成碗状，虽然它所受的重力没有改变，但是把它放在水面，它排开水的体积比块状时大得多，受到水的浮力就较大。当它浸入一定深度时，受到的浮力等于它所受的重力，它就会就漂浮在水面上。轮船就是根据这个原理制造的。如图：
视频：轮船
归纳总结：轮船的工作原理是增大排开液体（水）的体积/质量/重力来增大浮力，当受到的浮力等于它所受的重力，它就会漂浮在水面上。
（1）原理：漂浮原理，即F浮=G，若不改变船的总重力，在不同水域浮力不变，ρ液改变，V排发生改变，若在同一水域行驶，改变船重，则浮力改变（浮力总是等于重力）。
（2）结构：用密度比水大的钢板制成的轮船，由于船体中间很大部分是空的，可以排开更多的水，获得更大的浮力，从而能漂浮在水面上。
轮船的大小通常用排水量表示，排水量是轮船满载时排开水的质量，由于
，可得：
即排水量等于船自身质量和满载时货物的质量之和。
例如，一艘轮船的排水量为1.8×104t，表示此船满载时，货物和船身质量之和为1.8×104t。
【思考与讨论】一艘轮船从江河驶入大海后受到浮力如何变化？排开水的体积如何变化？
2.浮子式密度计
视频：密度计
（1）结构：下粗上细的玻璃管，下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞，使重心下移密度计更稳定。
（2）用途：测量液体的密度；
（3）工作原理：漂浮原理，即F浮＝G；
（4）刻度值的特点：
①密度计上所示的数值代表被测液体的密度与水的密度的比值。
注意：密度计没有零刻度。
②上面读数小，下面读数大。将同一支密度计放入不同液体中，浮力相等，均等于密度计重力，则液体密度越大，V排越小，密度计浸没的长度越短，故刻度上小下大。
③刻度不均匀，上疏下密。密度计下粗上细，改变相同的V排时，上方细管浸入长度更长，故刻度不均匀，上疏下密，但在计算时常把密度计看作粗细一致的圆柱体。
3.潜水艇
视频：蛟龙号
（1）原理：潜水艇是靠改变自身的重力实现上浮或下潜的。
（2）调节方法：潜水艇浸没在水中时排开水的体积不变，所以浸没后受到的浮力不变，但艇身装有水舱，向水舱充水时，潜水艇变重，当G艇>F浮时，逐渐潜入水中。当水舱充水后潜水艇重等于同体积的水重时，当G艇=F浮时，它可以悬浮在水中。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时潜水艇变轻，当
G艇【探索活动】潜艇在水中实现上浮和下沉的模拟实验
1.如图4.4-16所示，玻璃球的顶部和底部各有一个小孔，顶部小孔通过橡皮管与针筒相连。开始时球内装满水，沉入水下。
2.将针筒的活塞向内推，使玻璃球内的水从底部小孔压出，观察玻璃球的运动情况。
3.将针筒的活塞向外拉，使水从底部小孔进入玻璃球内，观察玻璃球的运动情况。
视频：潜水艇模拟实验
【拓展应用】航天员适应性训练
1.航天员太空活动状况
空间站环绕地球运行时，内部所产生的效果，像水中的鱼一样，使航天员能够 。这样的空间环境使得航天员在太空行走时身体变得难以控制， 。
2.模拟训练
为了使航天员能够适应太空的特殊环境，人们设计了在大型水池中对航天员进行太空行走模拟训练的方法，如图所示。为保证航天员在水中处于悬浮状态，应使航天员自身及所携带的装备受到的 。
注意：航天员在太空中悬浮是由于处于完全失重状态，所以重力为0，也没有受到浮力作用。类似于在液体中的悬浮状态。
【生活中的科学】 悬浮的鱼
鱼可以一动不动地悬浮在水中，直到感兴趣的食物出现，才立刻摆动尾巴紧跟而上。鱼的脊柱下有一个壁很薄的囊，叫作鱼鳔。鱼鳔中有从其血液里获取的氧气和氮气。鱼通过调整鱼鳔的体积，改变自己的总体积，从而改变所受的浮力。鱼的上浮或下沉也是通过调整 来实现的。
4.热气球
（1）工作原理：热气球和气艇都是靠空气的浮力升空的。热气球是由于球内热空气的密度比球外冷空气的小，使得热气球受到空气的浮力大于重力，从而能在空气中上升。
（2）气体材料：气艇内一般充有氦气等密度比空气小的气体。早期的气艇充的都是易燃的氢气，后来发生了几次氢气爆炸事故，使人们改用了氦气。
5.飞艇
（1）工作原理：由于飞艇排开的空气重力（浮力）大于或等于其自身的总重力（包括艇体、气体、货物和人员）而升空。
（2）飞艇的主要组成部分
①气囊：飞艇的主体，内部填充氦气等升力气体。现代飞艇通常使用不可燃的氦气，早期则使用易燃但浮力更强的氢气。
②吊舱：悬挂在气囊下方的舱室，用于搭载乘员、乘客、货物和飞行控制系统。
③推进系统：通常由发动机和螺旋桨组成，为飞艇提供前进、后退和转向的动力。
④尾翼：位于气囊后部，包括方向舵和升降舵，用于控制和稳定飞艇的飞行姿态。
（3）优点及用途：飞艇造价低廉、消耗燃料少，可用于交通、运输、娱乐、赈灾、拍摄、气象观察、大气科学实验等。
【课堂总结】
【课堂练习】
1．（2025八上·宁波月考）在“自制密度计”的综合实践活动中，小科按照教材的要求制作了简易密度计.为了给密度计标上刻度，他进行了如下操作：a.将其放入水中，竖立静止后，在密度计上与水面相平处标上1.0g/cm2；b.将其放入密度 植物油中，用同样的方法在密度计上标上0.9g/cm3；c.接着他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3，将整个饮料吸管均匀标上刻度：针对他的实验步骤，下列说法正确的是（　　）
A．小科制作的密度计，刻度 0.9应该在 B 点
B．若所测的盐水的实际密度为 1.1g/cm3，则实际液面处在此密度计 B 点的上方
C．若所测的酒精的实际密度为 0.8g/cm3，则实际液面处在此密度计对应刻度线的下方
D．在实验步骤 c 中，小科这样均匀标示刻度是正确的
（1题图） （2题图）
2．如图所示，氢气球受到的浮力可视为不变。气球和吊篮的总质量为m，整个装置所受的空气阻力的大小与速度的大小成正比。若吊篮中装有的重物质量为 25m 时，气球先向下运动，最终以1.5m/s的速度匀速下降；若吊篮中装有的重物质量为13m 时，气球先向上运动，最终以1.5m/s的速度匀速上升。则氢气球受到浮力的大小为　 　；若吊篮中没有装重物，氢气球上升的最大速度为　 　(吊篮及吊篮中重物的浮力忽略不计)。
3．学校开展“自制潜艇”项目挑战赛。
〔提供器材〕带瓶盖的塑料瓶(550 mL)4个、注射器和配套的橡胶管、150 g密封胶泥、1000 g配重物等。
〔明确问题〕利用提供的器材设计制作能自由浮潜的潜艇。
（1）〔项目原理〕潜艇通过　 　实现自由浮沉。
（2）〔设计制作〕某参赛小组的同学们设计的自制潜艇如图所示。
〔检验产品〕该小组的同学们利用评价量表测试本组的自制潜艇。
自制潜艇评价量表
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
功能舱分区设计 生活舱和水舱独立分开，生活舱大于水舱且不进水 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水 生活舱和水舱没有独立分开
平稳性 上浮和下潜过程都能保持水平 上浮或下潜过程都能保持水平 上浮或下潜过程都不能保持水平
浮潜情况 只能实现漂浮、悬浮和下沉 只能实现漂浮和下沉 不能悬浮和下沉
老师指出该小组的自制潜艇的“浮潜情况”指标为待改进，请通过计算说明原因。(不计塑料瓶的质量，g取
（3）请依据评价量表，针对自制潜艇的“浮潜情况”指标为该小组提出一条改进建议：　 　。
4．寒假来临，小明准备去海岛洞头，并利用生活中的吸管估测海水的密度。于是，他在家里将一根粗细均匀的透明长吸管的一端用热熔胶封闭使其能竖直漂浮在液体中，然后准备清水和待测盐水进行模拟实验，实验过程如下：
①如图甲所示，在该吸管中注入适量清水，测出吸管中的清水长度为25 cm；然后将其竖直漂浮在清水中，测出吸管浸在清水中的长度为28 cm。
②如图乙所示，将图甲中的吸管从清水中拿出擦干后，重新竖直漂浮在待测盐水中，测出浸在盐水中的长度为23 cm。
（1）在图甲和图乙中，若该注有清水的吸管所受的浮力分别为 F浮甲、F浮乙，则F浮甲　 　(填“>”“<”或“=”)F浮乙。
（2）已知 吸管的横截面积为 0.2cm2，则该待测盐水的密度为　 　。(结果精确到0.1g /cm3)
（3）小明发现将步骤②改为如下步骤也能测出盐水的密度：如图丙所示，在该吸管中注入适量待测盐水，竖直漂浮在清水中并使其浸入长度与图甲相同，测出此时吸管内盐水的长度为x，通过计算可知盐水的密度。若让其改测密度更大的盐水，重复上述步骤，则长度x 将如何变化 请说明理由。　 　
5．在科学实践活动中，某活动小组的同学想要用橡皮泥做“船”浮在水面上，并探究橡皮泥“船”的装载能力。他们将一块体积为20 cm3的橡皮泥做成一条“船”，放入水中漂浮，试着向其中添加物体，发现最多只能装载25 g物体，如图所示。查阅资料得知，该橡皮泥的密度为 已知水的密度为 g 取10 N/ kg。
（1）将这块橡皮泥浸没在水中时，受到的浮力为多少
（2）当这条橡皮泥“船”装载的物体最多时，受到的浮力为多少
（3）该小组的同学想提高橡皮泥“船”的装载能力，请你帮助他们提出一条合理的建议。
【课后练习】
1．两支底端封闭的相同吸管，装入不同质量的细沙后制成了甲、乙两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示，则甲、乙两支密度计中可能可以测量酒精密度的是 (　)
A．只有甲 B．只有乙
C．甲、乙都可以 D．甲、乙都不可以
（1题图） （2题图）
2．如图所示为“浮沉子”，小玻璃瓶的下端开有小孔，水可通过小孔进出瓶体。把小玻璃瓶放入水筒中，用薄橡皮膜把筒口蒙住并扎紧，用手按橡皮膜，可以实现小玻璃瓶的上浮、悬浮或下潜。下列说法中，正确的是 (　　)
A．小玻璃瓶上浮时，所受重力大于浮力
B．制作“浮沉子”时，水筒内可以装满水
C．在水筒密封情况下挤压橡皮膜时，小玻璃瓶会上浮
D．在水筒密封情况下挤压橡皮膜时，水会进入小玻璃瓶中
3．校园科技节开展自制潜艇比赛，某小组同学利用玻璃瓶制作了如图所示的潜艇模型。参赛潜艇模型需按要求完成在 A 处漂浮、在B和D 处悬浮、在C 处沉底的动作展示。下列说法中，正确的是(　　)
A．当潜艇模型从 A 处到B 处时，需要向外拉活塞
B．当潜艇模型从 B 处到C 处时，潜艇模型受到的浮力变大
C．当潜艇模型从 C 处到D 处时，潜艇模型受到的重力变大
D．当潜艇模型从 D 处到A 处时，潜艇模型受到的浮力变大
（3题图） （4题图）
4．如图所示，潜艇在海面下可根据需要实现上浮或下潜(但始终未露出海面)。下潜时，潜艇受到的重力为G1、浮力为F1；上浮时，潜艇受到的重力为G2、浮力为F2。下列关系式中，正确的是 ( )
A．F1>G1，F2＜G2 B．F1＜G1，F2>G2
C．F1＜F2，G1=G2 D．
5．如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8 N、边长为10 cm的立方体物块M，M 与容器底部非紧密接触。用流速恒为5mL/s的水流向容器内注水，容器中水的深度h 随时间t的变化关系如图乙所示。下列分析中，错误的是(g取10 N/kg)(　　)
A．物块 M 的密度为
B．当t=140s时，物块M 在水中处于漂浮状态
C．当t=140s时，水对容器底部的压力大小为15 N
D．图乙中a 的值为10
6．如图所示，密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。若将木块虚线以下的部分截去，则 (　　)
A．木块和水面均下降，且下降的高度相同
B．木块和水面均下降，且木块下降的高度更大
C．木块和水面均下降，且水面下降的高度更大
D．木块下降，水面上升，且变化的高度不相同
7．（2025八上·上虞期末）如图甲所示，水平放置的一个足够高的长方体容器A中有一个边长为10cm的立方体物块B，B与容器A底部没有紧密贴合，然后慢慢向容器A内注水，当容器A中水面高度为20cm时，停止注水，此时一共向A容器中注水3400g。立方体物块B对容器A底部的压力FB随着注入水的深度h水的变化关系如图乙所示。（已知ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg） 下列说法不正确的是（　　）
A．物块B的密度比水小
B．物块B受到的重力为6N
C．图乙中a的值为6
D．当停止注水后，容器底部受到水的压力为34N
8．（2025八上·黄岩期末）为拯救濒危物种中华鲟，生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊；数天后，胶囊与潜入水中的中华鲟脱离，最终漂浮于江面发射定位信号；脱离后，胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的（　　）
A． B． C． D．
（8题图） （9题图）
9．（2025八上·苍南期末）如图，容器内有一密度未知的长方体M，通过粗细可忽略不计的硬质细杆AB固定。打开水阀以稳定的流速注水。当注水时间为时，容器内水面恰好接触到长方体M的底部；当注水时间为时，长方体M恰好全部浸没在水中；继续加水一段时间后停止（水未溢出）。整个过程中细杆AB所受的力的大小F（不考虑方向）与时间t的关系不可能是（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯，一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没于水中。剪断细线后，木块上浮至最后静止位置的过程中，木块所受浮力将　 　(填“变大”“变小”或“不变”，下同)。木块最终静止时与细线剪断前相比，杯底受到的压力将　 　，台秤的读数将　 　。
11．（2025八上·宁波期末）某兴趣小组要测量一金属块的密度，设计了如下方案：将装有适量细沙的薄壁圆筒，缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放置的长方体透明薄壁容器中，待圆筒静止后，在圆筒上对应水面的位置标记一点A，并在长方体容器上标出此时的水位线MN（如图甲所示）；然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方，缓慢竖直放入水中，圆筒静止后（金属块不接触容器底部），在长方体容器上标出此时的水位线PQ（如图乙所示）；再向长方体容器中缓慢注水至圆筒上的A点与MN在同一水平面上（如图丙所示）。测出PQ与此时水面的距离为，与MN的距离为，若圆筒的底面积为S，长方体容器的底面积为4S，A点到圆筒底部的竖直距离为h，不计细线的质量和体积，已知和g。求：
（1）金属块的体积为　 　（用题中给定的物理量符号表示）；
（2）若，，，求金属块的密度　 　。
12．如图所示为某远洋轮船的船舷上标的“吃水线”，又称“载重线”，其中标有 W 的是北大西洋“载重线”，标有 S 的是印度洋“载重线”。若此远洋轮船在海面航行时的排水量为 30万t(g 取 10 N/kg)，则远洋轮船此时受到的浮力为　 　N；当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时，远洋轮船在北大西洋受到的浮力 F1　 　(填“大于”“等于”或“小于”，下同)在印度洋受到的浮力 F2；北大西洋的海水密度ρ1　 　印度洋的海水密度ρ2。
（12题图） （13题图）
13．（2025八上·宁波月考）小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗，他先将一个重为15N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，ρ水=1.0×103kg/m3)
（1）某块鹅卵石在水池底部时，它受到的浮力　 　它的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
（2）全部鹅卵石捞出放置在桶内时，水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会　 　(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
14．（2025八上·拱墅期末）小科是一名“科学迷”，他爱观察，勤思考。一天妈妈到超市购买了一台家用豆浆机，他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多科学知识。
（1）机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动；“吸盘”利用　 　起固定作用；
（2）豆浆机的机头主要由一个电热器（电热丝）和电动机带动的打浆器构成。制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，加热和打浆是交替进行的；由此可知，豆浆机中的电动机和电热器的连接方式是　 　；
（3）制作完成后，小科急着喝了一口，烫到了，猛地吐出了豆浆，该生命活动通过　 　这一结构来完成，之后小科吃其他食物时，总觉得舌头难受，食物没有那么美味，是因为该结构中的感受器受到了损伤；
（4）小明想比较一下豆浆的密度与水的密度哪个大，但是手里没有密度计，如果小明只有一根筷子和部分铁丝，该如何操作和比较？　 　。
15．（2025八上·黄岩期末）探究小组针对潜水艇的制作，开展项目化学习。
【项目设计】利用硬质塑料瓶制作潜水艇模型，相邻两舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，推拉注射器活塞可以实现潜水器的浮沉，模型如图甲。
【产品检测】
（1）为使潜水艇模型完成从B到A的上浮过程（图乙），小组同学的操作是　 　（填“向外拉动”或“向内推动”）注射器活塞，从而排出水舱内的水，实现上浮；
（2）若某潜水艇模型的总体积是，所用材料的总质量是0.5kg。要实现模型下沉，水舱内水量至少达到多少千克？请通过计算说明理由；
（3）下表是项目小组制定的评价表：
自制潜水艇评价量表
级别 内容 优秀 合格 待改进
功能仓分区设计 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水，且生活舱较大 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水 生活舱和水舱未独立分开
浮沉情况 潜水艇能顺利实现下潜、上浮、悬浮、漂浮 潜水艇能下潜、上浮、悬浮、漂浮，但较困难 潜水艇不能实现下潜、上浮、漂浮
项目小组对某潜水艇模型测试时发现：注射器活塞推到最左端时，潜水艇模型位于水槽底部。请你根据测试结果，对照量表内容，对“浮沉情况”这一指标级别进行评价　 　。
16．科学课上同学们利用装有水的透明大桶、剪去底部的塑料瓶、50g钩码4个、金属块、刻度尺、记号笔等器材设计了一个“浮力秤”(如图所示)。
Ⅰ.将装有金属块的去底塑料瓶头朝下放入大桶内，使其漂浮，用记号笔将质量的刻度标在塑料瓶壁上。具体做法：①标定“0g”刻度，将塑料瓶漂浮在透明大桶的水里，用记号笔在塑料瓶外壁上画出此时水面的位置，即为“0 g”刻度；②标定“50g ”刻度，在①操作后，往塑料瓶内加入50g钩码一个，用记号笔在塑料瓶外壁上画出此时水面的位置，即为“50g”刻度；③依次类推，分别标定刻度“100g”“150g”“200g”。
Ⅱ.用刻度尺量出每条刻度线到瓶底的距离(如图中“0g”刻度线到瓶底的距离为10.40 cm)，记在表格中。
实验次序 刻度线 刻度线到瓶底的距离/cm
1 0g 10.40
2 50g 8.70
3 100g 7.01
4 150g 5.29
5 200g 3.60
Ⅲ.为了进一步完善作品，同学们制定了如表所示的评价量表。
自制“浮力秤”评价量表(部分)
评价指标 优秀 良好 待改进
指标一 有刻 度 线 且 均匀(±0.05 cm 属于正常误差) 有刻度线但不均匀 没有刻度线
指标二 每隔 1 cm 的两条刻度线代表的质量差小于 20g 每隔 1 cm的两条刻度线代表的质量差在20g到50g之间 每隔 1 cm的两条刻度线代表的质量差大于50g
（1）“浮力秤”中金属块的作用是　 　。
（2）根据评价量表，同学们的“浮力秤”在“指标一”中应被评为　 　(填“优秀”“良好”或“待改进”)，理由是　 　。
（3）根据表中实验1和2 中的数据估算出塑料瓶的底面积为　 　。(结果精确到0.1，g 取10 N/ kg)
（4）分析表中数据可知，“浮力秤”的最大刻度应标为　 　g。(结果精确到整数)
（5）同学们制作的“浮力秤”在“指标二”中被评为良好，想要达到优秀，你的改进建议是　 　(写出一条)。
17．（2025八上·庆元期末）某校八年级学生学习浮力知识后，开展“制作浮沉子”项目活动，与老师讨论并一起制定了评价量表进行如下活动。
【项目量规】
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
活动材料 ____ ____ 材料便宜但不易获取 材料昂贵且不易获取
装置稳定性 保持竖直不会倾倒 保持竖直偶尔会倾倒 经常会倾倒
调试效果 轻轻一按便能下沉 用力一按才能下沉 用力一按也不能下沉
【项目制作】在玻璃小药瓶中装入适量的水，制成浮沉子。把浮沉子倒扣入装有适量水的矿泉水瓶中，拧紧瓶盖，此时浮沉子漂浮。在瓶外施加不等的力，浮沉子就能在水中上下运动，如图甲。
表：小瓶参数
小瓶 A B
质量/g 10 10
内横截面积/cm2 2 2
长度/ cm 6 7
材料 玻璃
形状 圆柱形
【项目研究】①项目组同学发现，浮沉子若在外界压力作用下沉到一定深度后，不再施力，浮沉子也不会上浮，将此深度称为临界深度。
②项目组同学利用A、B两个小瓶(规格见表)，研究临界深度h与小瓶内空气柱长度l之间的关系。获得数据记录如图乙。
（1）评价量表中“ ”应该填写的内容是　 　；
（2）在实验中，浮沉子处于临界深度时所受重力　 　(选填“大于”、 “等于”或“小于”)浮力；
（3）结合图乙的探究成果你能够得出的结论是　 　。
18．〔生活现象〕小科在游泳池由深水区向浅水区行走的过程中，发现踩着鹅卵石的脚底会越来越疼。这是为什么呢
〔问题提出〕浮力大小与物体处于水中的深度有什么关系
答案〔作出假设〕……
〔方案设计〕如图甲所示。实验器材：拉力传感器、圆柱形金属块(重4.0N，底面积为 底部有出水口的容器、水和刻度尺等。
步骤：①将金属块挂在拉力传感器下方再浸没在水中，读取拉力传感器的示数T 和测出圆柱体上表面到水面的距离h 并记录。
②将盛水容器底部出水口阀门 K 打开，随着水面下降，多次读取T 和h 并记录，直到水排完。
〔数据处理〕最后把得到的数据画在坐标图上，得到如图乙所示的图像。
（1）〔交流分析〕步骤②中多次读取 T 和h，其目的是　 　。
（2）图中C点的坐标是　 　。(g 取 10 N/ kg，ρ水
（3）〔得出结论〕在物体没有浸没时，　 　。
（4）〔扩展应用〕根据以上探究，请解释题干中脚底越来越疼的原因：　 　。
19．请根据以下项目的流程与内容回答问题：
〔项目背景〕一粒黄豆的质量在0.1~1g之间，实验室学生天平的最小刻度是0.2g，不够精确，老师布置各项目组制作一个浮力秤将一粒黄豆的质量测出来，精确度越高越好。
〔项目任务〕制作高精度浮力秤。
〔提供材料〕大烧杯、水、纸质小托盘、剪刀、橡皮泥、铁钉、刻度尺、记号笔、双面胶、质量为1g的小铁块，吸管(较细的普通饮料吸管A、较粗的奶茶吸管B)。
〔制作过程〕
（1）①选择合适的吸管，剪取笔直的长度为 20 cm 的一段，上端贴上纸质小托盘。从精确度的角度考虑，你会选择哪种规格的吸管 　 　。
（2）②为了降低重心防止倾倒，在吸管下端插入铁钉，用橡皮泥塞紧吸管与铁钉的缝隙，进行固定和密封。
③在烧杯中倒满水，将制作完成的吸管下端放入水中，让吸管漂浮在水面上，如图所示。
④用记号笔对吸管标注刻度。
a.将装好的浮力秤竖直漂浮于水中，不放重物时，在水面与吸管相交处标0刻度。
b.在小托盘中放上1g的小铁块，待浮力秤漂浮，在水面与吸管相交处标注“1g ”。
c.将0 和1刻度之间分成10份，分别标注刻度。
下列四种刻度的标示，合理的是____(填字母)。
⑤测量一粒黄豆的质量。
A． B． C． D．
（3）〔展示交流〕
当安装好的浮力秤竖直漂浮在水中，不放待测物品时，吸管浸入水中的深度为 (选用的吸管底面积为 求此时浮力秤的总质量。(g取
20．某基地引入的单柱半潜式养殖网箱的简化模型如图乙所示，图中的中央柱形容器是由足够高的镀锌铁皮(不计铁皮体积和质量)制成的空心圆柱体，可进水或充气，使整个网箱按要求上浮或下沉，网箱与海水相通，是养鱼的空间，并与空心圆柱体固定在一起，网箱的底部悬挂着铸铁块(不与河底接触)，铸铁块相当于“船锚”，起稳定作用。
（1）要使该网箱下沉，需要在气阀处　 　(填“充气”或“抽气”)，其原因是　 　。
（2）已知冬天海水的密度比夏天海水的密度大。请判断：当空心圆柱体未进水、整个网箱漂浮在海面上时，整个网箱露出水面的部分，冬天与夏天比　 　(填“冬天多”“夏天多”或“一样多”)，原因是　 　。
（3）已知制作网箱的材料和铸铁块的总重力为3×105 N，它们能够排开海水的最大体积为，空心圆柱体的横截面积为 2 m2，海水密度按 计算。当进入空心圆柱体内海水的重力为 时，已经浸没在海水中的网箱，它的底部在海面以下多少米处
21．潜艇在水舱内无水时漂浮于海面，可以通过充入适量海水实现潜入海中，某新建造的潜艇质量为 海水密度为 g取10 N/ kg。
（1）工程师对潜艇进行试验，发现水舱内无水的潜艇居然在海水中沉没，最终静止在水平船坞底部，如图甲所示。已知船坞底部对潜艇的支持力为 则潜艇的体积有多大
（2）为了实现水舱内无水时潜艇刚好悬浮在海水中，工程师先将潜艇切割成两段，然后在这两段之间加入增补舱段，如图乙所示，建成的潜艇如图丙所示，已知增补舱段的质量为 则增补舱段的体积有多大
（3）在此基础上，工程师将潜艇内的部分原设备更换为更　 　(填“轻”或“重”)的新设备，即可实现在水舱内无水时潜艇漂浮于海面。
22．（2025八上·滨江期末）小滨观察金鱼时，对鱼类在水中上浮与下沉过程感兴趣，了解知识后，他用透明气球、蓝色气球、软管、注射器、溢水杯、烧杯、量筒、小钢珠、细线等器材进行模拟。
【制作模拟器】用透明气球模拟鱼体，内放少许小钢珠模拟鱼体质量；蓝色气球模拟鱼鳔，放入透明气球；将1根软管的一端插入蓝色气球，用细线系上，作为进气管。
【模拟上浮】
①小滨按图甲所示方法测出模拟器没在水中的体积，即透明气球的初始体积为45.0毫升。
②用注射器缓慢注入气体，在透明气球离开瓶底的瞬间，测出此时透明气球的体积为65.8毫升。
③继续缓慢充气，在透明气球即将浮出水面时，停止充气，测出透明气球的体积为73.6毫升。
（1）用天平正确测出模拟器的质量，平衡时天平各位置如图乙所示，则模拟器总质量为 　克。
（2）测量透明气球初始体积时，小滨测量出空烧杯的质量，将溢水杯加水至溢水口，将模拟器浸没在水中，用天平测量烧杯和溢出水的质量，则　 　（用符号表示，水的密度表示为）。
（3）小滨认为根据实验数据，可以说明鱼类在水中上浮的原理。请你写出推理过程　 　。
（4）下列课本中的实验所采用的科学方法与本实验相同的是　 　。
①研究地球形状 ②研究水和沙子的比热 ③用黄豆和芝麻混合研究分子间隙 ④研究欧姆定律
23．（2025九下·温州开学考）港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成，隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，如图所示。建造隧道时，先将沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，然后让其漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底。若每一节密封长方形沉管的体积为6.3×104m3，总质量为6×107kg（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。请回答：
（1）漂浮在海面上的一节密封沉管，受到海水对它的浮力为多大？
（2）要使密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中，则需注入多少千克的海水？
24．学习了项目化课程后，小滨自制了一支能测液体密度的仪器。如图甲所示，取一根两端开口、粗细厚薄均匀的均质塑料管MN，N端用合金块封口，再通过计算在塑料管外壁标上刻度线和刻度值，仪器就制作完成了。如图乙所示，当仪器竖直漂浮在待测液体中时，液面所对应的刻度值就是待测液体的密度大小。已知塑料管长l1为30 cm，质量m1为3g，塑料管横截面的外圆面积S为1.2cm2；合金块高l2为2cm ，质量m2为18 g。(g 取 10 N/ kg)
（1）求该仪器的重力。
（2）将该仪器竖直漂浮在某液体中，浸没深度为14 cm，求该液体的密度。
25．如图甲所示为公共厕所的自动冲水装置原理图。浮筒 A 是棱长为0.2m的正方体，质量为4kg，连接AB的是一根体积和质量都不计的硬杆，当从供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒 A 时，盖片 B 被拉开，水通过排水管流出，冲洗厕所。(ρ水=1.0×103kg/m3，g 取10 N/ kg)请回答下列问题：
（1）浮筒A 浸没时受到的浮力是多大
（2）当水箱的水刚好浸没浮筒A 时，硬杆对浮筒A 的拉力是多大
（3）请在图乙中作出水位上升时浮筒 A 所受浮力F浮的大小随水的深度 h 变化的大致图像。
26．如图所示，装载前半潜船空载漂浮于海面，装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下潜至海面以下，拖船将漂浮的货物拖至半潜船的甲板上方并固定好，半潜船排出水舱中的水，甲板上浮刚好至海面，半潜船就可以载着货物离开。
（1）半潜船是靠改变　 　来实现上浮和下潜的。
（2）半潜船在如图所示空载、下潜、载货的三种状态下所受的浮力分别为 F1、F2、F3，分析比较它们的大小关系。
27．“曹冲称象”是家喻户晓的典故，小强模仿这一现象制作了一台“浮力秤”，可以方便地称量物体的质量，其构造由小筒和秤盘两部分组成，如图甲所示，已知小筒底面积为20 cm2，高度为 20 cm，小筒和秤盘总质量为0.1 kg。(g取：
（1）如图甲所示，当秤盘不放物体时，“浮力秤”受到的浮力是多少 此时“浮力秤”的小筒浸入水中的深度是多少
（2）如图乙所示，在秤盘上放一石块后，小筒浸入水中的深度为15 cm，则该石块的质量是多少
（3）通过实验，小强把“浮力秤”的读数均匀地刻在了小筒上，小强是怎样确定该“浮力秤”的零刻度线和所能测量的最大质量的
28．（2025八上·宁波月考）如图所示，水平桌面上有一底面积为 高25cm的薄壁轻质柱形容器，重力忽略不计，底部放置一边长为10cm的正方体A，此时A对容器底部的压强为600Pa。距离水平桌面高30cm的天花板上通过一根长5cm 的细线悬挂一边长5cm、密度为 的正方体B且B在A的正上方。现向容器内加水，直至细线对B的拉力刚好为零时停止(加水过程中，A的底面始终跟水面平行且A 始终处于B的正下方)。已知： g取10N/ kg. 求：
（1）正方体A 的密度；
（2）当正方体A 对容器底的压力刚好为零时，容器中加水的质量；
（3）停止加水时，容器对桌面的压强。
29．城市内涝积水严重时，需要及时打开下水道井盖，加速排涝水。浮力式提醒井盖可以帮助人们快速确定井盖位置。如图甲所示为浮力式提醒井盖的结构简图，路锥由底部的圆台、上部的圆柱体和顶部带有进水孔的网漏组成，出水孔在橡胶筒底部。当橡胶筒内积水到达 B 点时，筒内的路锥在浮力的作用下开始上浮，从而提醒人们。已知路锥的质量为400 g，圆台的体积为 300 cm3，圆台的高度为5cm ，圆柱体的横截面积为 40 cm2。(g 取 10 N/ kg)
（1）橡胶筒内刚有积水时，路锥不会上升是因为它受到的重力　 　(填“大于”“等于”或“小于”)浮力。
（2）当橡胶筒内积水达到A 点时，路锥受到的浮力是多少 AB 的高度差为多少
（3）请在图乙中画出路锥的底部上浮到C 点前，受到的浮力 F 随橡胶筒内积水深度h 变化的大致图像(不用标出具体坐标，横坐标上的字母对应图甲中A、B、C的位置).
30．Argo浮标在水中一直呈漂浮状态，广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。它的结构如图所示，由坚硬壳体和下方可伸缩油囊两部分组成；当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时，油囊增大，油囊排开水的体积增大，壳体上浮一些(油囊排开水的体积等于注入油的体积，油囊自身体积忽略不计)；当油囊中的油全部被抽回壳体内时，壳体下沉一些。已知浮标的总质量为55kg，其中含油24 kg，浮标壳体体积为0.04 m3，油的密度为 海水密度取 g取 10 N/ kg。
（1）Argo浮标壳体的沉浮是通过改变　 　(填“浮标重力”或“油囊排开水的体积”)来实现的。
（2）该浮标漂浮在水面上受到的浮力是多少
（3）液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时，壳体最终露出水面的体积为多少
31．（2025八上·宁波期末）钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具，其主要由鱼钩、铅坠、浮漂（7颗相同浮子）构成，该钓具各部分参数如下表所示。假如垂钓时，浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上，漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上，为浮子的理想状态（忽略鱼线弯曲造成的影响，即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用）。如图乙所示，某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时，鱼饵的质量为，体积为，沉到水底后未与塘底紧密接触，有4颗浮子浸没在水下、有3颗浮子漂浮在水面上，且浮子处于理想状态。，g取，则：
名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线
质量m/kg 不计
体积V/ 不计 不计
（1）浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大？
（2）当鱼饵静止在水平塘底时，鱼饵受到的支持力为多大？
（3）当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，浮子仍处于理想状态，水面下浸没的浮子有多少颗？
参考答案
课前预习
增大排开液体的体积 不变 不变 减小 变大 自身重力 重力大于浮力
下沉 重力小于浮力 上浮 密度计排开液体的体积就不同 小 大 密 疏 小 大于
课中研学
（二）浮力的应用
1.轮船
问题思考：
原理分析：如果把一块铁块放在水面，它将会沉入水底。如果将这块铁块铸成碗状，虽然它所受的重力没有改变，但是把它放在水面，它排开水的体积比块状时大得多，受到水的浮力就较大。当它浸入一定深度时，受到的浮力等于它所受的重力，它就会就漂浮在水面上。轮船就是根据这个原理制造的。
【思考与讨论】轮船漂浮，浮力等于重力，故浮力不变；海水密度比河水大，故V排 减小。
3.潜水艇
【探索活动】
2. 玻璃球重力减小，浮力大于重力，小球上浮。
3. 玻璃球重力增大，浮力小于重力，小球下沉。
课堂练习
1．【答案】B
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 A.根据密度计放在水、植物油里漂浮时的浸入的体积判断出密度计放入中时植物油液面的0.9位置即可；
B.密度计的刻度由上至下的特点是上疏下密；
CD.据V=Sh得出深度h公式进行分析，在其它因素均不变的情况下，密度越小，深度越大。
【解答】 A.因为植物油的密度小于水的密度，浸在水中、植物油中时，V排水＜V排油，
所以密度计放在植物油中，液面的位置在植物油密度值刻度线的上方，即刻度0.9应该在A点，故A错误；
B.密度计的刻度由上至下的特点是上疏下密，所以所测的盐水的实际密度为 1.1g/cm3 ，则实际液面处在此密度计 B 点的上方，故B正确；
C.密度计的刻度由上至下的特点是上疏下密，所以所测的酒精的实际密度为 0.8g/cm3 ，则实际液面处在此密度计 0.8g/cm3刻度线的上方，故C错误；
D.因为V=Sh，F浮=G物，即：ρ液gV排=ρ液gSh浸=G物=mg，
所以，
则密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比，
所以密度计刻度不均匀，即小明这样均匀标示刻度不对，故D错误。
故选B。
2．【答案】20mg；4.75m/s
【知识点】浮力产生的原因；浮力大小的计算
【解析】【分析】 （1）对氢气球与吊篮进行受力分析，由力平衡条件表示出阻力、重力以及浮力的关系，联立关系式求出浮力和阻力的大小；
（2）吊篮中没有装重物，设氢气球上升的最大速度v'，根据装置所受的空气阻力的大小与速度的大小成正比列出关系式求出氢气球的最大速度。
【解答】 （1）若吊篮中装有的重物质量为25m时，气球最终以1.5m/s的速度匀速下降，受到竖直向下的总重力、竖直向上的浮力和阻力，
则F浮+f=（m+25m）g，即F浮+f=26mg------①
若吊篮中装有的重物质量为13m时，气球最终以1.5m/s的速度匀速上升，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和阻力，
则F浮=（m+13m）g+f，即F浮=14mg+f-------②
联立①②可得：F浮=20mg，f=6mg；
（2）吊篮中没有装重物，设氢气球上升的最大速度v'
当氢气球以最大速度匀速上升时，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和阻力，则f'+G=F浮
f'+mg=20mg，
f'=19mg，
又因装置所受的空气阻力的大小与速度的大小成正比，则f：f'=v：v'
即6mg：19mg=1.5m/s：v'
v'=4.75m/s。
3．【答案】（1）改变自身重力
（2）当该自制潜艇的水舱中灌满水时，
水舱中水的质量
自制潜艇的总质量 1700g=1.7 kg，
自制潜艇的总重力G总=m总g=1.7kg×10N/kg=17 N，
自制潜艇排开水的体积
自制潜艇浸没时受到的浮力 N>17 N，所以自制潜艇无法悬浮或下沉，故为待改进。
（3）增加配重(合理均可)
【知识点】阿基米德原理；浮力大小的计算；浮力的变化
【解析】【分析】（1）潜艇浮沉原理，潜艇通过改变自身重力来实现自由浮沉。
（2）阿基米德原理，浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体所受的重力，公式为。
（3）物体的浮沉条件，当浮力大于重力时，物体上浮；当浮力等于重力时，物体悬浮；当浮力小于重力时，物体下沉。
【解答】（1）潜水艇能自由沉浮原理是阿基米德定律，即浮性定律。通过改变潜水艇自身重力实现自由浮沉，当压力舱中无水，潜水艇重力小于浮力，潜水艇上浮直至漂浮；当压力舱中排入水，潜水艇重力大于浮力，潜水艇下沉。
（2）当该自制潜艇的水舱中灌满水时，
水舱中水的质量
自制潜艇的总质量 1700g=1.7 kg，
自制潜艇的总重力G总=m总g=1.7kg×10N/kg=17 N，
自制潜艇排开水的体积
自制潜艇浸没时受到的浮力 N>17 N，所以自制潜艇无法悬浮或下沉，故为待改进。
（3）根据题干表格中信息分析可知：可以通过增加配重或在配重舱加水等来加以改进。
4．【答案】（1）=
（2）1.2g/cm3
（3）变小，因为不同浓度盐水注入吸管后排开液体的体积相等，所以图甲与图丙中吸管受到的浮力相等，再根据漂浮时物体的浮力等于重力，所以重力相等，即质量相同，因此测密度更大的盐水时，注入的盐水的体积变小，则x变小
【知识点】密度公式的应用；液体密度的测量；浮力产生的原因；浮力大小的计算；浮力的变化
【解析】【分析】（1）注有清水的吸管在水和盐水中，根据物体浮沉条件可判断吸管所受浮力的关系；
（2）根据物体浮沉条件和阿基米德原理可求出待测盐水的密度；
（3）由图甲、丙两图可知排开水的体积相同，由阿基米德原理可知两种情况下受到的浮力相同，再根据物体浮沉条件可求出待测盐水的密度。
【解答】 （1）由图甲、乙可知，注有清水的吸管在水和盐水中均漂浮在液面，根据物体浮沉条件可知，所受的浮力等于自身的重力，故F浮甲=F浮乙=G；
（2）设吸管的底面积为S，由阿基米德原理可知：
F浮甲=ρ清水gV排甲=ρ清水gSh甲，
F浮乙=ρ盐水gV排乙=ρ盐水gSh乙，
则有：ρ清水gSh甲=ρ盐水gSh乙，
则盐水的密度为：
；
（3）根据甲、丙两图可知，吸管排开水的体积相同，由阿基米德原理可知，两者受到的浮力相同，由物体浮沉条件可知，吸管中盐水和清水的重力相同，即：
ρ清水gSh清水=ρ盐水'gSx，
则待测盐水的密度为：
，
由上式可知，当盐水密度变大时，其长度x将变短。
5．【答案】（1）橡皮泥的体积V=20cm3=2×10-5m3，
浸没时V排=V
橡皮泥浸没在水中时所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N。
（2）物体质量m=25g=0.025kg，
物体重力G=mg=0.025kg×10N/kg=0.25N，
橡皮泥“船”重力G船=m船g=ρ橡Vg=1.5×103kg/m3×2×10-5m3×10N/kg=0.3N，
“船”装载最多物体时仍是漂浮状态，则有浮力F浮'=G总=G+G船=0.25N+0.3N=0.55N；
（3）改变橡皮泥“船”的形状，使其空心部分的体积适当增大，从而提高橡皮泥“船”的装载能力。
【知识点】阿基米德原理；浮力大小的计算；浮力的变化
【解析】【分析】（1）已知橡皮泥的体积，浸没水中排开水的体积等于橡皮泥的体积，利用阿基米德原理计算浮力；
（2）这只橡皮泥“船”装载最多物体时，仍为漂浮，由漂浮条件：浮力等于船与物体的总重力，来计算浮力；
（3）从影响浮力的大小因素考虑，只能增大橡皮泥“船”排开水的体积，增大可利用的浮力。
【解答】 （3）改变橡皮泥“船”的形状，使其空心部分的体积适当增大，增大可利用的浮力，从而提高橡皮泥“船”的装载能力。
课后练习
1．【答案】A
【知识点】阿基米德原理；浮力大小的计算；浮力的变化
【解析】【分析】根据浮沉条件判断出甲、乙密度计与水的密度的关系。
【解答】因为乙密度计悬浮在水中，故乙密度计的密度等于水的密度，大于酒精的密度，故乙密度计放在酒精中会沉入底部，不能测量酒精的密度，故A正确、BCD错误。
故答案为：A。
2．【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 浮力大于重力，物体上浮；浮力小于重力，物体下沉。在气体质量一定时，气体体积越小压强越大。
【解答】 A.药瓶上浮时，由浮沉条件可知，所受重力小于浮力，故A错误；
B.制作“浮沉子”时，水筒内不能装满水，否则药瓶不能进水或排水，不能实现在水中的浮沉，故B错误；
CD.挤压橡皮膜，筒内空气被压缩，将压强传递给水，水被压入小瓶中，将瓶体中的空气压缩，这时浮沉子里进入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，药瓶会下沉，故D正确，C错误。
故选D。
3．【答案】A
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的，结合这个特点来对此题的模型进行分析。
【解答】 当潜艇模型浸没在水中时，排开水的体积不变，所受浮力不变，因此模型的上浮和下沉是通过改变潜艇的重力来实现的；
A.当潜水艇从A到B时，即由漂浮到悬浮，需要增加潜水艇的重力，所以向外拉活塞，使潜水艇内部的气压减小，水就进入潜水艇，故A正确；
B.当潜水艇从B到C时，即都悬浮，由于液体的密度不变，排开液体的体积不变，根据F浮=ρ液gV排知浮力不变，故B错误；
C.当潜水艇从C到D时，即由沉底到悬浮，由于悬浮时浮力等于重力，沉底时浮力小于重力，且由C到D时，潜水艇排开水的体积不变、液体的密度不变，则浮力不变，所以需要潜水艇的重力变小，故C错误；
D.当潜水艇从D到A时，即由沉底到漂浮，由于排开水的体积减小，根据F浮=ρ液gV排知潜水艇的浮力变小，故D错误。
故选A。
4．【答案】B
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】未露出海面，根据F浮=ρ海水gV排可知，在海水密度、排开水的体积不变时，所受浮力不变；
潜艇通过改变自身重力的大小来改变F浮与G的关系，实现下潜和上浮。
【解答】 在海水中，潜水艇所受F浮=ρ海水gV排，始终没有露出水面，所以所受浮力不变，F浮=F1=F2；
可以通过“让海水进入压力舱”增大自重、“将海水排出压力舱”减小自重，F2＞G2，潜水艇上浮，F1＜G1，潜水艇下沉，由于F浮=F1=F2，则G1＞G2，故B正确。
故选B。
5．【答案】D
【知识点】密度公式的应用；二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据物体的重力和变长可计算质量和体积，结合密度公式可计算物体的密度。
物体的密度小于液体的密度，可知物体最终将漂浮在水面上，此时浮力等于重力。
【解答】A、物块M的体积 物块M的质量 物块M 的密度 故A正确，不符合题意；
B、当t=140s时，水的深度为h=12cm，大于立方体物块M的边长，根据浮沉条件可知，物块在水中处于漂浮状态，故B正确，不符合题意；
C、当t=140s时，注入的水的体积 则 所以水对容器底部的压力 ，故C正确，不符合题意；
D、当t=40 s时，物块M 正好处于刚刚开始漂浮的状态，则 根据 可得， 所以深度 所以a的值为8，故D错误，符合题意。
故答案为：D。
6．【答案】B
【知识点】浮力产生的原因；浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用；浮力的变化
【解析】【分析】 木块在水面上漂浮，说明木块的密度小于水的密度，根据漂浮时浮力等于重力，
即F浮=G木 ρ水gV排=ρ木gV木 ，由此可知木块淹没的体积与木块体积的比值等于木块密度与水密度的比值。据此分析即可。
【解答】因为木块漂浮，所以浮力与重力相等，则 G木，即 则有 因为木块的密度和水的密度不变，因此木块浸入水中的体积与木块体积的比值不变；当将木块虚线以下的部分截去后，木块浸入水中的体积与此时木块体积的比值变小，故剩下的木块会下沉一些；由于木块的总体积减小，因此浸入水中的体积也将减小，即排开水的体积减小，故水面将下降。由于木块底部的横截面积小于容器底部的横截面积，而 由 可得，木块下降的高度更大。
故答案为：B。
7．【答案】D
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】A.根据物体B底部的深度为a时压力为0分析；
B.当深度为0时物体不受浮力，根据F=G分析判断；
C.当深度为a时压力为零保持不变，则此时它受到的浮力不变，即浮力等于重力，根据阿基米德原理计算物体B排开水的体积，并计算此时水的深度即可；
D.容器底部受到的压力等于水和物体的总重力。
【解答】A．根据乙图可知，当h水=a时，物块B对容器A底部的压力恰好变为0，说明此时物块B刚好处于漂浮状态，则物块B的密度比水小，故A正确；
B．根据乙图可知，当深度为0时，即容器A中无水时，立方体物块B对容器A底部的压力FB=GB=6N，故B正确；
C．根据题意可知，当h水=a时，物块B刚好处漂浮状态，则F浮=GB=6N，
物块B排开水的体积；
此时水的深度，
故C正确；
D．根据题意可知，水的重力为；
当停止注水后，物块处于漂浮状态，则F浮=GB=6N；
所以容器底部受到水的压力为34N+6N=40N，故D错误。
故选D。
8．【答案】B
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】分析题意知：当胶囊未露出液面时，排开水的体积不变，当胶囊露出水面且静止前，排开水的体积不断变小；静止后排开水的体积不变，由阿基米德原理判断浮力随时间的变化关系。
【解答】当胶囊未离开水面时，排开水的体积不变，由阿基米德原理可知，该过程中胶囊受到的浮力大小不变；当胶囊露出水面且稳定前，排开水的体积不断减小，由阿基米德原理可知，胶囊受到的浮力不断减小；当胶囊最终漂浮在水面时，浮力等于重力，浮力不为0，由于排开水的体积不再变化，由阿基米德原理可知，此时受到的浮力不再变化，故ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
9．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】物体浸在水中时将受到竖直向上的浮力的作用，且在完全浸没之前，物体受到的浮力随排开液体的体积逐渐变大而变大。物体始终静止，受力平衡。由于不知道物体的密度，所以无法判断物体的状态，若物体的密度大于液体的密度，物体受到的拉力方向向上，则拉力+浮力等于重力；若物体的密度小于液体的密度，则拉力的方向向下，浮力等于拉力加重力。若物体的密度等于液体的密度，最终浸没后浮力等于重力，不再受到拉力。【解答】A、当长方体M的密度大于水的密度，长方体会沉底，即浮力小于重力，时间为t1前，长方体不受浮力，则细杆AB所受的力不变，时间为t1~t2之前，随长方体浸在水中体积的增加，浮力变大，则细杆AB所受的力变小，当再继续加水时，因为浮力不变，则细杆AB所受的力不变，但细杆AB仍然受力，A可能，故A不符合题意；
B、当长方体M的密度等于水的密度，长方体会悬浮，即浮力等于重力，时间为t1前，长方体不受浮力，则细杆AB所受的力不变，时间为t1~t2之前，随长方体浸在水中体积的增加，浮力变大，当长方体刚好浸没后浮力等于重力，此时细杆AB所受的力刚好为0，当再继续加水时，因为浮力不变，细杆AB所受的力仍然为0，B可能，故B不符合题意；
CD、当长方体M的密度小于水的密度，长方体会漂浮，即浮力等于重力，时间为t1前，长方体不受浮力，则细杆AB所受的力不变，时间为t1~t2之前，随长方体浸在水中体积的增加，浮力变大，当物体完全浸没时，受到的浮力大于其重力，因此在时间t2之前，细杆AB所受的力先减小到0，再增加，后保持不变，C可能，D不可能，故C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
10．【答案】变小；变小；不变
【知识点】压强的大小及其计算；物体的浮沉条件及其应用；液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】 （1）对木块进行受力分析，利用力的合成分析剪断细线前后，木块所受的浮力与木块的重力的关系；
（2）木块浸入水中，此时木块受到的浮力是大于重力，当绳子剪断后，木块上浮，最后漂浮在水面上，分析水位的升降。由p=ρgh分析容器底部受到的压强，再由分析容器底部受到的压力；
（3）把烧杯、水和木块作为一个整体，分析剪断细线前后台秤的读数。
【解答】 （1）木块被用细线拉着浸没在水中，木块受到竖直向下的重力和拉力，以及竖直向上的浮力，浮力等于木块的重力加上绳子对它的拉力，剪断细线后，木块上浮至最后静止时，处于漂浮状态，此时浮力等于其重力，故木块上浮至最后静止位置的过程中木块所受浮力先不变再变小；
（2）木块浸入水中，此时木块受到的浮力是大于重力的，当绳子剪断后，木块漂浮在水面上，水位会下降。由p=ρgh可知，容器底部受到的压强变小，则由可得，容器底部受到的压力会减小；
（3）把烧杯、水和木块作为一个整体，台秤称的是容器里面的所有重力，在木块上浮的过程中，台秤示数减小；木块漂浮时，台秤示数再变回原来的示数，故台秤示数是不变的。
11．【答案】（1）
（2）
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】（1）由图乙和图丙可知圆筒（含细沙）和金属块处于漂浮状态，从乙到丙，圆筒（含细沙）和金属块的总重力不变，则它们所受总浮力不变，由F浮=ρ液gV排可知它们排开水的体积不变，从而可得后来注入水的体积，结合图甲情形得出金属块的体积；
（2）在图丙中，圆筒（含细沙）和金属块处于漂浮状态，根据F浮=G和F浮=G排=m排g=ρ液gV排可得金属块的质量，根据密度公式求金属块的密度。
【解答】 （1）由图乙和图丙可知圆筒（含细沙）和金属块处于漂浮状态。从乙到丙，圆筒（含细沙）和金属块的总重力不变，则它们所受总浮力不变，由F浮=ρ液gV排可知它们排开水的体积不变，则后来注入水的体积：
V注=S容h注=4Sh1，
假设MN到容器底的高度为H，结合图甲情形有：
V金+4SH+4Sh1=4SH+（4S-S）（h2+h1），
则金属块的体积：V金=3Sh2-Sh1；
（2）在图丙中，圆筒（含细沙）和金属块处于漂浮状态，
根据F浮=G和F浮=G排=m排g=ρ液gV排可得，
金属块的质量：m金=Δm排=ρ水ΔV排=ρ水（Sh1+Sh2+3Sh2-Sh1）=4ρ水Sh2，
若h1=0.07m，h2=0.03m，ρ水=1.0×103kg/m3，
根据公式可知，金属块的密度。
（1）由图甲可知，圆筒浸入水中的深度为h，圆筒的横截面积为S，长方体容器的底面积为4S，由图丙可知，金属块用细线挂在圆筒下方，放入水中静止后，体积的变化量为ΔV=S容h2
即ΔV筒+V金=S容h2
即S（h1+h2）+V金=4Sh2
所以金属块的体积为V金=3Sh2-Sh1
（2）原来圆筒处于漂浮，浮力等于重力，即G筒=F浮=ρ水gSh①
将金属块和圆筒看成整体，处于漂浮状态，浮力等于重力，即G筒+G金=F浮总=ρ水g[S（h+h1+h2）+V金]②
②-①得到G金=4ρ水gSh2
则金属块的密度
12．【答案】3×109；等于；大于
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据阿基米德原理即可求出远洋轮船此时受到的浮力；
当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时，根据漂浮条件即可判断受到的浮力关系；
由载重线知道排开海水的体积的大小关系，再根据阿基米德原理分析海水密度的大小关系。
【解答】 若此远洋轮船在海面航行时，根据阿基米德原理可知：F浮=G排=m排g=3×108kg×10N/kg=3×109N；
当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时，因为轮船漂浮，所以轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力G，即：F1=F2；
标有W的是北大西洋“载重线”，标有S的是印度洋“载重线”，由图可知北大西洋“载重线”在下方，
则轮船排开海水的体积：V排1＜V排2，即轮船在北大西洋航行时V排较小，
根据F浮=ρ液gV排可知北大西洋的海水密度大于印度洋的海水密度，即：ρ1＞ρ2。
13．【答案】（1）小于
（2）上升
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 （1）物体下沉时，所受的浮力小于自身的重力；
（2）根据浮沉条件分析出鹅卵石前、后所受浮力的关系，根据F浮=ρ液gV排知排开水体积的变化，进而判断出水池水面高度的变化。
【解答】 （1）根据物体的浮沉条件可知，某块鹅卵石在水池底部时，它受到的浮力小于它的重力；
（2）鹅卵石捞出前沉底，浮力小于重力，即F浮1＜G，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1＜F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浮=ρ液gV排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。
14．【答案】（1）大气压
（2）并联
（3）反射弧
（4）用筷子和铁丝制作一个简易密度计，使其分别直立地漂浮在水和豆浆中，筷子露出液面多的密度大
【知识点】应答性反应与反射弧；物体的浮沉条件及其应用；大气压的综合应用
【解析】【分析】大气压的综合应用主要涉及到多个方面， 包括生活用品、 天气影响、 人体影响、 液体沸点的影响以及体积与压强的关系。
用电器只能同时工作的是串联电路，可以独立工作的是并联电路。
密度与物质的浮沉有着密切的关系。当一块物质的密度大于周围介质（如液体或气体）的密度时，它会下沉；当一块物质的密度小于周围介质的密度时，它会浮起。这是由于密度差异造成的。
【解答】（1）当把豆浆机放在平整的桌面上时，把吸盘内的空气排出，大气压将吸盘紧紧的压在桌面上，防止豆浆机在打浆时位置发生移动。
（1）豆浆机的机头主要由一个电热器和电动机带动的打浆器构成；制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，加热和打浆是交替进行的，由此可知，豆浆机中的电动机和电热器独立工作，互不影响，它们的连接方式是并联。
（3）小科急着喝了一口，烫到了，猛地吐出了豆浆，这一生命活动需要神经系统的调节，神经的调节方式是反射，反射的结构基础是反射弧。
（4）用一根筷子和细铁丝制作了一个简易密度计，使其分别直立地漂浮在水和豆浆中，密度计在各种液体中是漂浮的，则其受到各种液体的浮力都等于自身重力，即密度计在各种液体中的浮力是相等的，根据F浮=ρ液gV排可知，密度计排开液体体积越小的，液体密度越大，即密度计露出液面越多的，液体密度越大。
（1）当把豆浆机放在平整的桌面上时，把吸盘内的空气排出，大气压将吸盘紧紧的压在桌面上，防止豆浆机在打浆时位置发生移动。
（2）豆浆机的机头主要由一个电热器和电动机带动的打浆器构成；制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，加热和打浆是交替进行的，由此可知，豆浆机中的电动机和电热器独立工作，互不影响，它们的连接方式是并联。
（3）小科急着喝了一口，烫到了，猛地吐出了豆浆，这一生命活动需要神经系统的调节，神经的调节方式是反射，反射的结构基础是反射弧。
（4）用一根筷子和细铁丝制作了一个简易密度计，使其分别直立地漂浮在水和豆浆中，密度计在各种液体中是漂浮的，则其受到各种液体的浮力都等于自身重力，即密度计在各种液体中的浮力是相等的，根据F浮=ρ液gV排可知，密度计排开液体体积越小的，液体密度越大，即密度计露出液面越多的，液体密度越大。
15．【答案】（1）向内推动
（2）潜水艇模型完全浸没后受到的浮力为：，潜水艇模型的重力为：，要实现模型下沉，潜水艇模型受到的浮力至少等于物体的总重力，水舱内水量的重力为：，水舱内水的质量为：。
（3）注射器活塞推到最左端时，潜水艇位于水槽底部，此时重力最小，说明不能实现上浮，则该潜水艇的浮沉情况评价级别是待改进。
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】（1）为实现潜水艇的上浮，小组同学的操作是：推动活塞，向潜水艇打气，排出水舱内的水，潜水艇浮力大于重力时实现上浮。
（2）要使潜水器实现在水中的悬浮，则浮力应等于潜水器的总重力，根据阿基米德原理得出潜水器悬浮时受到的浮力；
材料的总质量为0.5kg，根据G=mg得出材料的总重力，根据阿基米德原理可知需注入水的体积；
（3）注射器活塞推到最左端时，潜水艇位于水槽底部，说明不能实现上浮，此时重力最小，则该潜水艇的浮沉情况评价级别是待改进。
【解答】（1）潜水艇是通过改变自身重力实现上浮和下沉的，因此未实现上浮，应减小自身重力向内推动注射器活塞，从而排出水舱内的水。
（2）潜水艇模型完全浸没后受到的浮力为：，潜水艇模型的重力为：，要实现模型下沉，潜水艇模型受到的浮力至少等于物体的总重力，水舱内水量的重力为：，水舱内水的质量为：。
（3）注射器活塞推到最左端时，潜水艇位于水槽底部，此时重力最小，说明不能实现上浮，则该潜水艇的浮沉情况评价级别是待改进。
（1）潜水艇是通过改变自身重力实现上浮和下沉的，因此未实现上浮，应减小自身重力向内推动注射器活塞，从而排出水舱内的水。
（2）潜水艇模型完全浸没后受到的浮力为：，潜水艇模型的重力为：，要实现模型下沉，潜水艇模型受到的浮力至少等于物体的总重力，水舱内水量的重力为：，水舱内水的质量为：。
（3）注射器活塞推到最左端时，潜水艇位于水槽底部，此时重力最小，说明不能实现上浮，则该潜水艇的浮沉情况评价级别是待改进。
16．【答案】（1）使“浮力秤”能保持竖直漂浮
（2）优秀；由表格数据可知，每相邻的两条刻度线间隔的长度几乎相等，误差在正常范围内
（3）29.4 cm3
（4）306
（5）换用横截面积更小的塑料瓶
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 （1）从空饮料瓶受到的重力和石块受到的重力比较，从而可知如果没有石块，整套装置的重心将会高于浮力的作用点，在浮力和重力的作用下，浮力秤容易歪斜；
（2）有表格数据可知，每相邻的两条刻度线间隔相等的长度；
（3）根据阿基米德原理解答；
（4）根据质量和刻度的比值进行计算；
（5）用横截面积更小的塑料瓶，每隔1cm的两条刻度线代表的质量越小。
【解答】 （1）“浮力秤”中金属块可以降低“浮力秤”的重心，使浮力秤能保持竖直漂浮；
（2）由表格数据可知，每相邻的两条刻度线间隔相等的长度，因此在“指标一”中应被评为优秀；
（3）对比实验1和2的数据可知，两次“浮力秤”的总重力变化量为：
ΔG=Δmg=0.05kg×10N/kg=0.5N，
浮力的变化量为ΔF=ρ水gΔV排，由于“浮力秤”始终漂浮，所以ΔF=ΔG，
即ρ水gΔV排=0.5N。
那么，
塑料瓶底面积为：；
（4） 根据每50g质量对应的刻度为1.70cm，进行计算，浮力秤的最大刻度： ；
（5）根据题意，若要达到优秀，需要增加两条刻度线代表的质量差值，即增加高度，因此可以换用横截面积更小、更长的瓶子或换用密度更小、更长的瓶子。
17．【答案】（1）材料便宜且易获取
（2）等于
（3）当其他条件相同时，小瓶内空气柱长度越长，临界深度越大；小瓶内空气柱长度相同时，小瓶长度越长，临界深度越小。
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】（1）根据“活动材料”指标的“合格”项确定“优秀”项的内容；
（2）根据悬浮条件分析解答；
（3）根据图乙分析临界深度与空气柱长度和小瓶长度的关系。
【解答】（1）将“活动材料”指标的“合格”标准可知，评价就是从两个方面进行，即材料是否便宜和是否容易获取，那么“优秀”的标准为： 材料便宜且易获取 ；
（2） 在实验中，浮沉子处于临界深度时，它处于悬浮状态，根据物体的浮沉条件可知，浮沉子所受重力等于浮力；
（3）合图乙的探究成果我能够得出的结论是：当其他条件相同时，小瓶内空气柱长度越长，临界深度越大；小瓶内空气柱长度相同时，小瓶长度越长，临界深度越小。
18．【答案】（1）得出普遍的规律
（2）4，-0.2
（3）物体受到的浮力随物体浸在水中深度的增加而增大
（4）人往浅水区行走时，浸在水中的深度减小，排开水的体积减小，浮力减小，从而使脚受到的支持力增大，即脚对地面的压力增加，故脚会越来越疼
【知识点】力的作用是相互的；二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；浮力大小的计算
【解析】【分析】（1）重复实验获得多组数据的目的一般为：寻找普遍规律，避免偶然性或取平均值，减小误差。
（2）由二力平衡可知，浮力等于重力将拉力，结合阿基米德原理计算物体的体积，结合体积公式计算物体的竖直高度。
（3）力的作用是相互的，人受到的支持力等于人对地面的压力。
【解答】（1）多次读取 T 和h，可以获得多组数据，从而寻找普遍规律。
（2）由图可知，C点之后拉力不在改变，可知此时物体已经全部露出水面，不在受到浮力，可知拉力等于物体的重力等于4N。由图可知，物体浸没时，拉力为1N，可知浮力为4N-1N=3N，可知物体的竖直高度为，结合图像可知，C的坐标为（4，-0.2）。
（3）由图可知，物体在浸没前，深度变深，拉力减小，浮力等于重力减去拉力，故可得物体受到的浮力随物体浸在水中深度的增加而增大。
（4）人往浅水区行走时，浸在水中的深度减小，排开水的体积减小，由阿基米德原理可知，浮力减小，从而使脚受到的支持力增大，即脚对地面的压力增加，故脚会越来越疼。
19．【答案】（1）较细的普通饮料吸管A
（2）C
（3）浮力秤漂浮，浮力等于重力，可知浮力秤的质量为
【知识点】重力的大小；阿基米德原理；浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】（1）由可知，细的吸管精确度高。
（2）（3）沉浮条件：物体处于漂浮或悬浮时，浮力等于重力；上浮时，浮力大于重力；下沉时，浮力小于重力。
【解答】（1）浮力变化量一定时，排开液体的体积变化量一定，横截面积越小即越细的吸管，高度变化量大，精确度更高。
（2）放上重物后，重力增大，由沉浮条件可知，浮力增大，由阿基米德原理可知，吸管排开液体的体积变大，吸管在液体中的深度增大，可知1标在更上面的位置，吸管粗细相同，所以刻度是均匀的。
故答案为：C。
20．【答案】（1）抽气；抽气后，空心圆柱体内部气压减小，水被压入空心圆柱体，使网箱自重增加，当自重大于浮力，网箱就会下沉
（2）冬天多；根据可知，在网箱总重力不变的情况下，冬天海水的密度较大，网箱排开海水的体积较小
（3）解：网箱在海水中漂浮，总浮力等于总重力，设空心圆柱体浸入水中的深度为h， ， 解得：h=15m。
网箱的底部在海面以下的深度等于空心圆柱体浸入水中的深度，为15 m。
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 （1）要使装置下沉，需要在气阀处抽气可增大浮力；
（2）单柱半潜式养殖网箱在海水中是漂浮状态，根据F浮=ρ海水gV排分析冬天与夏天的区别；
（3）单柱半潜式养殖网箱在海水中是漂浮状态，总浮力等于总重力，据此建立等式求解。
【解答】 （1）要使装置下沉，需要在气阀处抽气，从装置中抽气后，圆柱体内部气压减小，水被压入圆柱体，使装置自重增加，当自重大于浮力，装置就会下沉；
（2）单柱半潜式养殖网箱在海水中是漂浮状态，冬天海水的密度比夏天海水的密度大，根据F浮=ρ海水gV排可知，在单柱半潜式养殖网箱总重力不变的情况下，冬天海水的密度变大，排开海水的体积变小，所以装置露出水面的部分，冬天与夏天比冬天多。
21．【答案】（1）潜艇受到的重力为 ×107N，潜艇受到的浮力为 由 可得，潜艇的体积为
（2）增补舱受到的重力为 10 N/ kg=4.4×105 N，潜艇悬浮时受到的浮力为 ，增补舱受到的浮力为 由 得，增补舱的体积为
（3）轻
【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】（1）沉浮条件：物体处于漂浮或悬浮时，浮力等于重力；上浮时，浮力大于重力；下沉时，浮力小于重力，结合阿基米德原理计算潜艇的体积。
（2）根据沉浮条件计算潜艇受到的浮力，浮力减去增加增补仓前的浮力等于增补仓受到的浮力，结合阿基米德原理计算增补仓的体积。
（3）根据沉浮条件可知，当浮力大于重力时，潜艇将上浮，最终漂浮，可知应减小潜艇的重力，则设备应更换成质量更小即更轻的设备。
【解答】(3)将潜艇内的部分原设备更换为更轻的新设备，潜艇的总质量减小，总重力减小，潜艇即可实现在水舱内无水时漂浮于海面。
22．【答案】（1）65.6
（2）
（3）当模拟器浸没在水中浮力，沉底；冲入一定量气体后，排开液体的体积增大，浮力牛，上浮，直至浮出水面，所以鱼类上浮主要通过增大排开液体的体积而增大浮力，从而使浮力大于重力实现上浮
（4）①③
【知识点】实验探究的其他思想方法；天平的使用及读数；密度公式的应用；浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】（1）模拟器的总质量等于砝码加游码，游码的分度值为0.2g。
（2）利用排水法测量气球的体积，排开水的体积即为气球的体积。
（3）根沉浮条件进行分析，若浮力大于重力，则鱼类可以上浮。
（4）该实验采用的是模拟实验法。
【解答】（1）模拟器总质量为。
（2）物体浸没在液体中，排开液体的体积即为物体体积，所以透明气球初始体积为
（3）模拟器的质量，则重力为
当模拟器浸没在水中时的浮力
此时，故模拟器沉底；
充入一定量气体后，模拟器排开液体的体积增大，此时浮力为
此时，故模拟器上浮；
当继续充入气体后，模拟器排开液体的体积继续增大，此时浮力为
此时，故模拟器继续上浮至浮出水面。
故鱼类上浮主要通过增大排开液体的体积而增大浮力，从而使浮力大于重力而实现上浮的。
（4）本实验模拟鱼类上浮，属于模拟实验方法，其中①和③属于模拟实验法，②和④属于控制变量法，故选①③。
（1）模拟器总质量为
（2）物体浸没在液体中，排开液体的体积即为物体体积，所以透明气球初始体积为
（3）模拟器的质量，则重力为
当模拟器浸没在水中时的浮力
此时，故模拟器沉底；
充入一定量气体后，模拟器排开液体的体积增大，此时浮力为
此时，故模拟器上浮；
当继续充入气体后，模拟器排开液体的体积继续增大，此时浮力为
此时，故模拟器继续上浮至浮出水面。
故鱼类上浮主要通过增大排开液体的体积而增大浮力，从而使浮力大于重力而实现上浮的。
（4）本实验模拟鱼类上浮，属于模拟实验方法，其中①和③属于模拟实验法，②和④属于控制变量法，故选①③。
23．【答案】（1）漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力：F浮＝G＝mg＝6×107kg×10N/kg＝6×108N
（2）沉管刚好浸没海水中时，排开海水的体积：V排＝V＝6.3×104m3，
受到的浮力：F浮＝ρgV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6.3×104m3＝6.3×108N，
由F浮＝G总＝G管+G水可得，注入海水的重力：G水＝F浮﹣G管＝6.3×108N﹣6×108N＝3×107N，
注入海水的质量：。
【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用；桥梁的受力
【解析】【分析】 （1）漂浮在海面上的密封沉管处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等；
（2）密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时排开海水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理 F浮＝ρgV排 求出此时沉管受到的浮力。此时沉管处于悬浮状态，沉管和海水的重力之和等于受到的浮力，据此求出注入海水的重力，根据G=mg求出需注入海水的质量。
24．【答案】（1）该仪器的重力
（2）该仪器竖直漂浮在液体中时受到的浮力
该仪器排开液体的体积
由 可知，
液体密度
【知识点】阿基米德原理；浮力大小的计算；浮力的变化
【解析】【分析】（1）根据G=mg求出该仪器的重力；
（2）根据物体沉浮条件可求出密度计漂浮时受到浮力，根据阿基米德原理可求出液体的密度。
25．【答案】（1）浮筒A的体积为VA=a3=（0.2m）3=8×10-3m3；
浮筒A所受的浮力为FA=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3=80N
（2）盖片B对A的拉力F拉=pS=5×103Pa×0.8×10-2m2=40N，
由题知，浮筒A受到的浮力FA=GA+F拉，
GA=FA-F拉=80N-40N=40N
（3）
【知识点】浮力产生的原因；阿基米德原理；浮力大小的计算；浮力的变化
【解析】【分析】 （1）由浮筒A是边长为0.2m的正方体可求出其体积；
当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，根据F浮=ρ液gV排即可求出浮筒A浸没时受到的浮力；
（2）当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，浮筒A受到的浮力等于A的重力加上B对A的拉力，据此求A的重力。
（3）浮力大小与排开液体的体积有关，根据，在浮筒 A 浸没前，随着水位上升，V排逐渐增大，浮力逐渐增大；浮筒 A 浸没后，V排不变，浮力也不变。
【解答】 （3）在浮筒 A 浸没之前，随着水位上升，浮筒 A 排开水的体积V排逐渐增大，根据，浮力逐渐增大；当浮筒 A 浸没后，V排等于浮筒 A 的体积，不再变化，所以浮力保持不变。因此，浮力F浮随水的深度h变化的大致图像是：先随h增大而线性增大，当浮筒 A 浸没后，F浮不随h变化，图像为一条水平直线，
26．【答案】（1）重力
（2）据图可知，半潜船下潜时排开水的体积最大，其次是载货时，空载时排开水的体积最小，已知液体的密度是相同的，所以据 可知，半潜船下潜时所受的浮力最大，其次是载货时，空载时所受的浮力最小，即浮力大小关系是
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 （1）根据：“开始时半潜船空载漂浮于海面，装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下”可得出结论；
（2）根据图中船排开液体的体积关系，结合F浮=ρgV排可以比较出各自情况的浮力大小关系，进而判断即可。
【解答】 （1）由材料可知，半潜船在工作时，通过增加本身压载水舱中的水量，平稳地将装货甲板潜入水下，所以是通过改变自身重实现上浮和下沉的；
（2） 根据图片可知，半潜船下潜时排开水的体积最大，其次是载货时，空载时排开水的体积最小，已知液体的密度是相同的，所以据 可知，半潜船下潜时所受的浮力最大，其次是载货时，空载时所受的浮力最小，即浮力大小关系是
27．【答案】（1）解：当秤盘不放物体时，它受到的浮力等于重力，
即“浮力秤”受到的浮力 g=0.1kg×10N/ kg=1N；由 可得，小筒浸入水中的深度 0.05 m=5cm。
（2）解：在秤盘上放一石块后，小筒浸入水中的深度是未放石块前的3倍，排开水的体积是之前的3倍，
则小筒受到的浮力
所以石块的质量 =0.2kg。
（3）解：“浮力秤”的零刻度线是秤盘里不放物体时，小筒浸入水中的深度，即5cm 处；所测最大质量是放入物体后使小筒下降到水面刚好到达小筒最上端时，秤盘里所放物体的质量。
【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 （1）小筒在水中漂浮受到的浮力等于小筒和秤盘总重力；
（2）再利用公式F浮=ρgV排可求小筒排开水的体积，进一步求出小筒浸入水中的深度；
根据小筒浸入的深度求出小筒此时受到的浮力，小筒受到的浮力等于小筒和秤盘以及石块的总重力，进一步求出石块的质量；
（3）当不放任何物体时小筒与水面接触的地方即为0刻线；当放上物体后，水面恰好到达小筒的最上端，此时物体的质量就是所能测量的物体的最大质量。
28．【答案】（1）解：（1）水平面上的物体对水平面的压力大小等于其重力大小，正方体对水平面的压强为：，
正方体A的边长为：h=10cm=0.1m，
则正方体A的密度为：
；
答：正方体A的密度为=0.6g/cm3。
（2）解：A的体积为：VA=h3=（10cm）3=1000cm3，
正方体A的质量为：mA=ρAVA=0.6g/cm3×1000cm3=600g=0.6kg，
正方体A的重力大小为：GA=mAg=0.6kg×10N/kg=6N，
当A恰好漂浮时，根据漂浮的条件可知此时A受到的浮力，FA浮=GA=6N，
由阿基米德原理可得，此时A排开水的体积：，
A浸在水中的深度：，
容器中水的体积为：V水=（S容器-SA）hA=（200cm2-10cm×10cm）×6cm=600cm3，
容器中水的质量为：m=ρ水V水=1g/cm3×600cm3=600g；
答：当正方体A对容器底的压力刚好为零时，容器中加水的质量为600g。
（3）解：正方体B的边长为5cm，体积为：VB=a3=（5cm）3=125cm3，
正方体B的重力大小为：GB=ρBgVB=4×103kg/m3×10N/kg×125×10-6m3=5N，
当细绳拉力为0时，A、B整体处于漂浮状态，浮力等于总重力，所以此时的浮力为：
F浮=GA+GB=6N+5N=11N，
根据阿基米德原理知，A、B作为整体，共排开水的体积为：
，
此时B排开水的体积为：VB排=V排-VA=1100cm3-1000cm3=100cm3，
根据体积公式知，B浸入水中的深度为：
，
则B露出水面的高度为：hB露=a-hB浸=5cm-4cm=1cm，
此时容器中水的深度为：h水=h桌-l线-hB露=30cm-5cm-1cm=24cm，
容器中水的体积为：V'水=Sh水-V排=200cm2×24cm-1100cm3=3700cm3，
容器中水的重力为：G水=ρ水V'水g=1.0×103kg/m3×10N/kg×3700×10-6m3=37N，
容器属于轻质容器，重力不计，则此时容器对桌面的压力为：
F压=G水+GA+GB=37N+6N+5N=48N，
停止加水时，容器对桌面的压强为：
。
答：停止加水时，容器对桌面的压强为2400Pa。
【知识点】压强的大小及其计算；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】（1）正方体对水平面的压强为：，已知正方体的棱长，根据p=ρgh求出正方体A的密度；
（2）根据正方体的体积公式求出正方体A的体积，根据密度公式求出其质量，再根据G=mg求出其重力，当正方体A对容器底的压力刚好为零时，此时正方体A处于漂浮状态，根据漂浮条件和阿基米德原理求出此时正方体A排开水的体积，再根据柱体的体积公式求出此时A浸入水中的深度，进而求出容器中加水的体积，再根据密度公式求出容器中加水的质量；
（3）根据正，方体的体积公式求出正方体B的体积，根据密度公式求出其质量，再根据G=mg求出其重力，当细绳拉力为0时，A、B整体处于漂浮状态，根据漂浮条件求出此时A、B所受的总的浮力，再根据阿基米德原理求出A、B排开水的总体积，已知A的体积，求出此时B排开水的体积，根据体积公式求出此时B浸入水中的深度，结合B的边长求出B露出水面的高度，根据天花板到桌面的距离、细线的长度求出此时容器中水的深度，根据体积公式结合A、B的体积求出此时容器中水的体积，再根据重力公式求出容器中水的重力，容器对桌面的压力等于容器中水的重力、A和B的重力之和，再根据求出停止加水时，容器对桌面的压强。
29．【答案】（1）大于
（2）当橡胶筒内积水达到A 点时，路锥排开水的体积等于圆台的体积，此时路锥受到的浮力
当橡胶筒内积水到达B 点时，筒内的路锥在浮力的作用下开始上浮，此时路锥受到的浮力F浮B=G路锥=m路锥g=0.4kg×10 N/ kg=4 N，
此时 路 锥 排 开 水 的 体 积
A、B 之间圆柱体的体积
（3）积水深度到达 B 点时，路锥漂浮，之后浮力不变；在积水到达 B点之前，由阿基米德原理可知，路锥受到的浮力与排开水的体积成正比，而在积水到达A 点之前，排开水的体积(圆台的形状)增加得越来越慢，浮力增加得也越来越慢；在A、B之间，排开水的体积均匀增加，浮力也均匀增加，即为一段直线。

【知识点】阿基米德原理；浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用；浮力的变化
【解析】【分析】 （1）根据浮沉条件分析路锥不会上升的原因；
（2）由F浮=ρ水gV排算出橡胶筒内积水达到A点位置时路锥受到的浮力，
由浮沉条件和G=mg算出当橡胶筒内积水到达B点位置时筒路锥受到的浮力；
设AB间的高度为Δh，此时排开水的体积为：V排'=V排+SΔh，
根据浮沉条件知ρ水g（V排+SΔh）=4N，
所以ρ水gV排A+ρ水gSΔh=G路锥算出ρ水gSΔh的值，进而算出AB的高度差；
（3）从A到B，F浮=ρ水g[V排+S（h-5×10-2m）]，即F浮与h成正比，判断出A、B段图像，从B到C，浮力不变；
从O到A，F浮=ρ水gV排，，R不变，r变大，判断出从O到A，图像为斜率的变化，据此画出图像。
【解答】（1）橡胶筒内刚有积水时，路锥受到的浮力还小，它受到的重力大于浮力，所以路锥不会上升；
（2）当橡胶筒内积水达到A 点时，路锥排开水的体积等于圆台的体积，此时路锥受到的浮力
当橡胶筒内积水到达B 点时，筒内的路锥在浮力的作用下开始上浮，此时路锥受到的浮力F浮B=G路锥=m路锥g=0.4kg×10 N/ kg=4 N，
此时 路 锥 排 开 水 的 体 积
A、B 之间圆柱体的体积
（3）积水深度到达 B 点时，路锥漂浮，之后浮力不变；在积水到达 B点之前，由阿基米德原理可知，路锥受到的浮力与排开水的体积成正比，而在积水到达A 点之前，排开水的体积(圆台的形状)增加得越来越慢，浮力增加得也越来越慢；在A、B之间，排开水的体积均匀增加，浮力也均匀增加，即为一段直线。

30．【答案】（1）油囊排开水的体积
（2）已知浮标总质量m=55 kg，浮标总重力G= mg=55 kg×10 N/ kg=550 N；该浮标漂浮在水面上受到的浮力F浮=G=550 N。
（3）由 可得，油囊的体积
由阿基米德原理 可得，
整个 浮 标 排 开 水 的 体 积
由于油囊是浸没在水中的，
则
所以外壳浸入水中的体积
则浮标最终露出水面的体积
【知识点】浮力产生的原因；阿基米德原理；浮力大小的计算
【解析】【分析】 （1）当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时，油囊增大，油囊排开水的体积增大，根据F浮=ρ水gV排可知壳体所受的浮力的变化情况，而壳体的重力不变，故壳体上浮一些，据此分析：
（2）已知浮标总质量，利用G=mg可求重力；已知浮标漂浮，根据漂浮条件即可求出浮力；
（3）已知油的质量和密度，根据可求油的体积，即油囊体积；
根据阿基米德原理可求排开液体的体积，浮标露出的体积等于浮标壳体体积减去浮标排开液体的体积减去油囊体积的差。
【解答】 （1）当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时，油囊增大，油囊排开水的体积增大，根据F浮=ρ水gV排可知壳体所受的浮力变大，而壳体的重力不变，故壳体上浮一些，浮标壳体的沉浮是通过改变油囊排开水的体积来实现的。
31．【答案】（1）解：根据题意可知，4颗浮子受到的总浮力
（2）解：不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用，将水面下的四个浮子、铅坠、鱼饵、鱼钩作为一个整体分析，其总重力与其所受总浮力及水平塘底对鱼饵的支持力平衡，
则四个浮子的重；
鱼饵的重力；
鱼钩的重力；
铅坠的重力；
铅坠所受浮力；
鱼饵受到的浮力；
故鱼饵受到的支持力为
（3）解：当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，假设有n颗浮子浸没在水中，根据物体浮沉条件可得，此时，鱼钩、铅坠和浮漂整体受到的总浮力
鱼钩、铅坠和浮漂的重力为
根据阿基米德原理可得，总浮力为
可得
解得：n=3颗。
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 （1）根据F浮=ρ水gV排求出浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力；
（2）对浮子、铅坠、鱼钩和鱼饵整体进行受力分析，根据阿基米德原理和力的平衡关系求出鱼饵受到的支持力；
（3）当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，浮子、铅坠和鱼钩处于悬浮状态，根据力的平衡关系求出水面下浸没的浮子个数。
（1）由可知，4颗浮子受到的总浮力
（2）不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用，将水面下的四个浮子、铅坠、鱼饵、鱼钩作为一个整体分析，其总重力与其所受总浮力及水平塘底对鱼饵的支持力平衡，则四个浮子的重力
鱼饵的重力
鱼钩的重力
铅坠的重力
铅坠所受浮力
鱼饵受到的浮力
故鱼饵受到的支持力为
（3）当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，假设有n颗浮子浸没在水中，根据物体浮沉条件可得，此时，鱼钩、铅坠和浮漂整体受到的总浮力
鱼钩、铅坠和浮漂/ 让教学更有效 高效备课 | 科学学科
核心素养
科学观念：根据阿基米德原理公式知道如何增大与减小浮力的方法
科学思维：通过分析轮船、浮子式密度计、潜水艇、热气球、飞艇的工作原理，理解物体浮沉的条件在生活生产中的应用。
探究实践：利用浮力及物体的浮沉条件，解决简单的实际问题，培养理论和实践相结合的能力。
态度责任：树立利用浮力与物体浮沉的条件相关知识为人类生活生产服务意识。
【课前预习】
物体浮沉条件的应用
1、轮船：将钢铁做成空心， ，增大浮力使F浮＝G；
①因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋，其受到的浮力 ；
②根据F浮＝ρ液gV排液，同一艘轮船从海洋行驶到江河，因为F浮 ，ρ液 ，所以 V排液 ，即船身稍下沉；
2、潜水艇：它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变 来实现的；
当水舱充满水时，潜艇受到的 ，潜艇 ；当用压缩空气将水舱里的水排出一部分，潜艇受到的 时，潜艇 ；当水舱里留有适量的水，潜艇受到的重力等于浮力时，潜艇就会停留在水面下任何深度的地方。
3、密度计：密度计是测量液体密度的工具。它是一根上部标有刻度，形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞，用它测液体密度时，它始终处于漂浮状态，所受的浮力总是等于它受到的重力。液体密度不同， ，上 下 上 下 。 4、热气球和飞艇：采用充密度比空气 的气体(氢气、氦气、热空气)的办法，使它受到的浮力 重力而升空。
5、浮力秤：当浮力秤中放入质量为m的物体时。
浮力秤增加的浮力等于物体的重力，即：△F浮=G；
ρ水g△V排=mg； ρ水S△h=m； 即：；
因此水面升高的高度即刻度，与物体的质量成正比，那么浮力秤的刻度是均匀的。
【课中研学】
一、创设情景，引入任务
【复习】1.阿基米德原理；2.物体浮沉的条件。
【引入】物体浮沉条件不但可以用来解释许多生活现象，而且在生产、生活和科研上也有重要的应用。
如轮船、潜水艇、热气球等等，那么这些工具是如何应用物体的浮沉条件呢？
二、围绕任务，素养内化
（一）增大与减小浮力的方法
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，浸在液体中的物体受到的浮力大小由液体密度和排开的液体的体积决定，故可以从改变液体密度和改变排开的液体体积两方面改变浮力。
1.增大浮力的方法：
增大液体的密度（如在水中加盐并搅拌，可以使沉底的鸡蛋浮起来）；
增大物体排开液体（或气体）的体积（如飞艇、万吨巨轮等）。
2.减小浮力的方法：
减小液体的密度（如可以采用加清水的方法减小盐水的密度，使悬浮在盐水中的鸡蛋下沉）；
减小物体排开液体（或气体）的体积（如通过将辅助气囊中的气体放出，减小飞艇排开空气的体积，使飞艇降落）。
（二）浮力的应用
1.轮船
问题思考：人类很早就制造出了木船，而现代轮船通常用钢铁制造。钢铁的密度远大于水，用钢铁制造的轮船为什么能够漂浮在水面上呢？
原理分析：如果把一块铁块放在水面，它将会沉入水底。如果将这块铁块铸成碗状，虽然它所受的重力没有改变，但是把它放在水面，它排开水的体积比块状时大得多，受到水的浮力就较大。当它浸入一定深度时，受到的浮力等于它所受的重力，它就会就漂浮在水面上。轮船就是根据这个原理制造的。如图：
视频：轮船
归纳总结：轮船的工作原理是增大排开液体（水）的体积/质量/重力来增大浮力，当受到的浮力等于它所受的重力，它就会漂浮在水面上。
（1）原理：漂浮原理，即F浮=G，若不改变船的总重力，在不同水域浮力不变，ρ液改变，V排发生改变，若在同一水域行驶，改变船重，则浮力改变（浮力总是等于重力）。
（2）结构：用密度比水大的钢板制成的轮船，由于船体中间很大部分是空的，可以排开更多的水，获得更大的浮力，从而能漂浮在水面上。
轮船的大小通常用排水量表示，排水量是轮船满载时排开水的质量，由于
，可得：
即排水量等于船自身质量和满载时货物的质量之和。
例如，一艘轮船的排水量为1.8×104t，表示此船满载时，货物和船身质量之和为1.8×104t。
【思考与讨论】一艘轮船从江河驶入大海后受到浮力如何变化？排开水的体积如何变化？
2.浮子式密度计
视频：密度计
（1）结构：下粗上细的玻璃管，下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞，使重心下移密度计更稳定。
（2）用途：测量液体的密度；
（3）工作原理：漂浮原理，即F浮＝G；
（4）刻度值的特点：
①密度计上所示的数值代表被测液体的密度与水的密度的比值。
注意：密度计没有零刻度。
②上面读数小，下面读数大。将同一支密度计放入不同液体中，浮力相等，均等于密度计重力，则液体密度越大，V排越小，密度计浸没的长度越短，故刻度上小下大。
③刻度不均匀，上疏下密。密度计下粗上细，改变相同的V排时，上方细管浸入长度更长，故刻度不均匀，上疏下密，但在计算时常把密度计看作粗细一致的圆柱体。
3.潜水艇
视频：蛟龙号
（1）原理：潜水艇是靠改变自身的重力实现上浮或下潜的。
（2）调节方法：潜水艇浸没在水中时排开水的体积不变，所以浸没后受到的浮力不变，但艇身装有水舱，向水舱充水时，潜水艇变重，当G艇>F浮时，逐渐潜入水中。当水舱充水后潜水艇重等于同体积的水重时，当G艇=F浮时，它可以悬浮在水中。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时潜水艇变轻，当
G艇【探索活动】潜艇在水中实现上浮和下沉的模拟实验
1.如图4.4-16所示，玻璃球的顶部和底部各有一个小孔，顶部小孔通过橡皮管与针筒相连。开始时球内装满水，沉入水下。
2.将针筒的活塞向内推，使玻璃球内的水从底部小孔压出，观察玻璃球的运动情况。
3.将针筒的活塞向外拉，使水从底部小孔进入玻璃球内，观察玻璃球的运动情况。
视频：潜水艇模拟实验
【拓展应用】航天员适应性训练
1.航天员太空活动状况
空间站环绕地球运行时，内部所产生的效果，像水中的鱼一样，使航天员能够 。这样的空间环境使得航天员在太空行走时身体变得难以控制， 。
2.模拟训练
为了使航天员能够适应太空的特殊环境，人们设计了在大型水池中对航天员进行太空行走模拟训练的方法，如图所示。为保证航天员在水中处于悬浮状态，应使航天员自身及所携带的装备受到的 。
注意：航天员在太空中悬浮是由于处于完全失重状态，所以重力为0，也没有受到浮力作用。类似于在液体中的悬浮状态。
【生活中的科学】 悬浮的鱼
鱼可以一动不动地悬浮在水中，直到感兴趣的食物出现，才立刻摆动尾巴紧跟而上。鱼的脊柱下有一个壁很薄的囊，叫作鱼鳔。鱼鳔中有从其血液里获取的氧气和氮气。鱼通过调整鱼鳔的体积，改变自己的总体积，从而改变所受的浮力。鱼的上浮或下沉也是通过调整 来实现的。
4.热气球
（1）工作原理：热气球和气艇都是靠空气的浮力升空的。热气球是由于球内热空气的密度比球外冷空气的小，使得热气球受到空气的浮力大于重力，从而能在空气中上升。
（2）气体材料：气艇内一般充有氦气等密度比空气小的气体。早期的气艇充的都是易燃的氢气，后来发生了几次氢气爆炸事故，使人们改用了氦气。
5.飞艇
（1）工作原理：由于飞艇排开的空气重力（浮力）大于或等于其自身的总重力（包括艇体、气体、货物和人员）而升空。
（2）飞艇的主要组成部分
①气囊：飞艇的主体，内部填充氦气等升力气体。现代飞艇通常使用不可燃的氦气，早期则使用易燃但浮力更强的氢气。
②吊舱：悬挂在气囊下方的舱室，用于搭载乘员、乘客、货物和飞行控制系统。
③推进系统：通常由发动机和螺旋桨组成，为飞艇提供前进、后退和转向的动力。
④尾翼：位于气囊后部，包括方向舵和升降舵，用于控制和稳定飞艇的飞行姿态。
（3）优点及用途：飞艇造价低廉、消耗燃料少，可用于交通、运输、娱乐、赈灾、拍摄、气象观察、大气科学实验等。
【课堂总结】
【课堂练习】
1．（2025八上·宁波月考）在“自制密度计”的综合实践活动中，小科按照教材的要求制作了简易密度计.为了给密度计标上刻度，他进行了如下操作：a.将其放入水中，竖立静止后，在密度计上与水面相平处标上1.0g/cm2；b.将其放入密度 植物油中，用同样的方法在密度计上标上0.9g/cm3；c.接着他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3，将整个饮料吸管均匀标上刻度：针对他的实验步骤，下列说法正确的是（　　）
A．小科制作的密度计，刻度 0.9应该在 B 点
B．若所测的盐水的实际密度为 1.1g/cm3，则实际液面处在此密度计 B 点的上方
C．若所测的酒精的实际密度为 0.8g/cm3，则实际液面处在此密度计对应刻度线的下方
D．在实验步骤 c 中，小科这样均匀标示刻度是正确的
（1题图） （2题图）
2．如图所示，氢气球受到的浮力可视为不变。气球和吊篮的总质量为m，整个装置所受的空气阻力的大小与速度的大小成正比。若吊篮中装有的重物质量为 25m 时，气球先向下运动，最终以1.5m/s的速度匀速下降；若吊篮中装有的重物质量为13m 时，气球先向上运动，最终以1.5m/s的速度匀速上升。则氢气球受到浮力的大小为　 　；若吊篮中没有装重物，氢气球上升的最大速度为　 　(吊篮及吊篮中重物的浮力忽略不计)。
3．学校开展“自制潜艇”项目挑战赛。
〔提供器材〕带瓶盖的塑料瓶(550 mL)4个、注射器和配套的橡胶管、150 g密封胶泥、1000 g配重物等。
〔明确问题〕利用提供的器材设计制作能自由浮潜的潜艇。
（1）〔项目原理〕潜艇通过　 　实现自由浮沉。
（2）〔设计制作〕某参赛小组的同学们设计的自制潜艇如图所示。
〔检验产品〕该小组的同学们利用评价量表测试本组的自制潜艇。
自制潜艇评价量表
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
功能舱分区设计 生活舱和水舱独立分开，生活舱大于水舱且不进水 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水 生活舱和水舱没有独立分开
平稳性 上浮和下潜过程都能保持水平 上浮或下潜过程都能保持水平 上浮或下潜过程都不能保持水平
浮潜情况 只能实现漂浮、悬浮和下沉 只能实现漂浮和下沉 不能悬浮和下沉
老师指出该小组的自制潜艇的“浮潜情况”指标为待改进，请通过计算说明原因。(不计塑料瓶的质量，g取
（3）请依据评价量表，针对自制潜艇的“浮潜情况”指标为该小组提出一条改进建议：　 　。
4．寒假来临，小明准备去海岛洞头，并利用生活中的吸管估测海水的密度。于是，他在家里将一根粗细均匀的透明长吸管的一端用热熔胶封闭使其能竖直漂浮在液体中，然后准备清水和待测盐水进行模拟实验，实验过程如下：
①如图甲所示，在该吸管中注入适量清水，测出吸管中的清水长度为25 cm；然后将其竖直漂浮在清水中，测出吸管浸在清水中的长度为28 cm。
②如图乙所示，将图甲中的吸管从清水中拿出擦干后，重新竖直漂浮在待测盐水中，测出浸在盐水中的长度为23 cm。
（1）在图甲和图乙中，若该注有清水的吸管所受的浮力分别为 F浮甲、F浮乙，则F浮甲　 　(填“>”“<”或“=”)F浮乙。
（2）已知 吸管的横截面积为 0.2cm2，则该待测盐水的密度为　 　。(结果精确到0.1g /cm3)
（3）小明发现将步骤②改为如下步骤也能测出盐水的密度：如图丙所示，在该吸管中注入适量待测盐水，竖直漂浮在清水中并使其浸入长度与图甲相同，测出此时吸管内盐水的长度为x，通过计算可知盐水的密度。若让其改测密度更大的盐水，重复上述步骤，则长度x 将如何变化 请说明理由。　 　
5．在科学实践活动中，某活动小组的同学想要用橡皮泥做“船”浮在水面上，并探究橡皮泥“船”的装载能力。他们将一块体积为20 cm3的橡皮泥做成一条“船”，放入水中漂浮，试着向其中添加物体，发现最多只能装载25 g物体，如图所示。查阅资料得知，该橡皮泥的密度为 已知水的密度为 g 取10 N/ kg。
（1）将这块橡皮泥浸没在水中时，受到的浮力为多少
（2）当这条橡皮泥“船”装载的物体最多时，受到的浮力为多少
（3）该小组的同学想提高橡皮泥“船”的装载能力，请你帮助他们提出一条合理的建议。
【课后练习】
1．两支底端封闭的相同吸管，装入不同质量的细沙后制成了甲、乙两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示，则甲、乙两支密度计中可能可以测量酒精密度的是 (　)
A．只有甲 B．只有乙
C．甲、乙都可以 D．甲、乙都不可以
（1题图） （2题图）
2．如图所示为“浮沉子”，小玻璃瓶的下端开有小孔，水可通过小孔进出瓶体。把小玻璃瓶放入水筒中，用薄橡皮膜把筒口蒙住并扎紧，用手按橡皮膜，可以实现小玻璃瓶的上浮、悬浮或下潜。下列说法中，正确的是 (　　)
A．小玻璃瓶上浮时，所受重力大于浮力
B．制作“浮沉子”时，水筒内可以装满水
C．在水筒密封情况下挤压橡皮膜时，小玻璃瓶会上浮
D．在水筒密封情况下挤压橡皮膜时，水会进入小玻璃瓶中
3．校园科技节开展自制潜艇比赛，某小组同学利用玻璃瓶制作了如图所示的潜艇模型。参赛潜艇模型需按要求完成在 A 处漂浮、在B和D 处悬浮、在C 处沉底的动作展示。下列说法中，正确的是(　　)
A．当潜艇模型从 A 处到B 处时，需要向外拉活塞
B．当潜艇模型从 B 处到C 处时，潜艇模型受到的浮力变大
C．当潜艇模型从 C 处到D 处时，潜艇模型受到的重力变大
D．当潜艇模型从 D 处到A 处时，潜艇模型受到的浮力变大
（3题图） （4题图）
4．如图所示，潜艇在海面下可根据需要实现上浮或下潜(但始终未露出海面)。下潜时，潜艇受到的重力为G1、浮力为F1；上浮时，潜艇受到的重力为G2、浮力为F2。下列关系式中，正确的是 ( )
A．F1>G1，F2＜G2 B．F1＜G1，F2>G2
C．F1＜F2，G1=G2 D．
5．如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8 N、边长为10 cm的立方体物块M，M 与容器底部非紧密接触。用流速恒为5mL/s的水流向容器内注水，容器中水的深度h 随时间t的变化关系如图乙所示。下列分析中，错误的是(g取10 N/kg)(　　)
A．物块 M 的密度为
B．当t=140s时，物块M 在水中处于漂浮状态
C．当t=140s时，水对容器底部的压力大小为15 N
D．图乙中a 的值为10
6．如图所示，密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。若将木块虚线以下的部分截去，则 (　　)
A．木块和水面均下降，且下降的高度相同
B．木块和水面均下降，且木块下降的高度更大
C．木块和水面均下降，且水面下降的高度更大
D．木块下降，水面上升，且变化的高度不相同
7．（2025八上·上虞期末）如图甲所示，水平放置的一个足够高的长方体容器A中有一个边长为10cm的立方体物块B，B与容器A底部没有紧密贴合，然后慢慢向容器A内注水，当容器A中水面高度为20cm时，停止注水，此时一共向A容器中注水3400g。立方体物块B对容器A底部的压力FB随着注入水的深度h水的变化关系如图乙所示。（已知ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg） 下列说法不正确的是（　　）
A．物块B的密度比水小
B．物块B受到的重力为6N
C．图乙中a的值为6
D．当停止注水后，容器底部受到水的压力为34N
8．（2025八上·黄岩期末）为拯救濒危物种中华鲟，生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊；数天后，胶囊与潜入水中的中华鲟脱离，最终漂浮于江面发射定位信号；脱离后，胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的（　　）
A． B． C． D．
（8题图） （9题图）
9．（2025八上·苍南期末）如图，容器内有一密度未知的长方体M，通过粗细可忽略不计的硬质细杆AB固定。打开水阀以稳定的流速注水。当注水时间为时，容器内水面恰好接触到长方体M的底部；当注水时间为时，长方体M恰好全部浸没在水中；继续加水一段时间后停止（水未溢出）。整个过程中细杆AB所受的力的大小F（不考虑方向）与时间t的关系不可能是（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯，一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没于水中。剪断细线后，木块上浮至最后静止位置的过程中，木块所受浮力将　 　(填“变大”“变小”或“不变”，下同)。木块最终静止时与细线剪断前相比，杯底受到的压力将　 　，台秤的读数将　 　。
11．（2025八上·宁波期末）某兴趣小组要测量一金属块的密度，设计了如下方案：将装有适量细沙的薄壁圆筒，缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放置的长方体透明薄壁容器中，待圆筒静止后，在圆筒上对应水面的位置标记一点A，并在长方体容器上标出此时的水位线MN（如图甲所示）；然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方，缓慢竖直放入水中，圆筒静止后（金属块不接触容器底部），在长方体容器上标出此时的水位线PQ（如图乙所示）；再向长方体容器中缓慢注水至圆筒上的A点与MN在同一水平面上（如图丙所示）。测出PQ与此时水面的距离为，与MN的距离为，若圆筒的底面积为S，长方体容器的底面积为4S，A点到圆筒底部的竖直距离为h，不计细线的质量和体积，已知和g。求：
（1）金属块的体积为　 　（用题中给定的物理量符号表示）；
（2）若，，，求金属块的密度　 　。
12．如图所示为某远洋轮船的船舷上标的“吃水线”，又称“载重线”，其中标有 W 的是北大西洋“载重线”，标有 S 的是印度洋“载重线”。若此远洋轮船在海面航行时的排水量为 30万t(g 取 10 N/kg)，则远洋轮船此时受到的浮力为　 　N；当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时，远洋轮船在北大西洋受到的浮力 F1　 　(填“大于”“等于”或“小于”，下同)在印度洋受到的浮力 F2；北大西洋的海水密度ρ1　 　印度洋的海水密度ρ2。
（12题图） （13题图）
13．（2025八上·宁波月考）小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗，他先将一个重为15N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，ρ水=1.0×103kg/m3)
（1）某块鹅卵石在水池底部时，它受到的浮力　 　它的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
（2）全部鹅卵石捞出放置在桶内时，水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会　 　(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
14．（2025八上·拱墅期末）小科是一名“科学迷”，他爱观察，勤思考。一天妈妈到超市购买了一台家用豆浆机，他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多科学知识。
（1）机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动；“吸盘”利用　 　起固定作用；
（2）豆浆机的机头主要由一个电热器（电热丝）和电动机带动的打浆器构成。制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，加热和打浆是交替进行的；由此可知，豆浆机中的电动机和电热器的连接方式是　 　；
（3）制作完成后，小科急着喝了一口，烫到了，猛地吐出了豆浆，该生命活动通过　 　这一结构来完成，之后小科吃其他食物时，总觉得舌头难受，食物没有那么美味，是因为该结构中的感受器受到了损伤；
（4）小明想比较一下豆浆的密度与水的密度哪个大，但是手里没有密度计，如果小明只有一根筷子和部分铁丝，该如何操作和比较？　 　。
15．（2025八上·黄岩期末）探究小组针对潜水艇的制作，开展项目化学习。
【项目设计】利用硬质塑料瓶制作潜水艇模型，相邻两舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，推拉注射器活塞可以实现潜水器的浮沉，模型如图甲。
【产品检测】
（1）为使潜水艇模型完成从B到A的上浮过程（图乙），小组同学的操作是　 　（填“向外拉动”或“向内推动”）注射器活塞，从而排出水舱内的水，实现上浮；
（2）若某潜水艇模型的总体积是，所用材料的总质量是0.5kg。要实现模型下沉，水舱内水量至少达到多少千克？请通过计算说明理由；
（3）下表是项目小组制定的评价表：
自制潜水艇评价量表
级别 内容 优秀 合格 待改进
功能仓分区设计 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水，且生活舱较大 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水 生活舱和水舱未独立分开
浮沉情况 潜水艇能顺利实现下潜、上浮、悬浮、漂浮 潜水艇能下潜、上浮、悬浮、漂浮，但较困难 潜水艇不能实现下潜、上浮、漂浮
项目小组对某潜水艇模型测试时发现：注射器活塞推到最左端时，潜水艇模型位于水槽底部。请你根据测试结果，对照量表内容，对“浮沉情况”这一指标级别进行评价　 　。
16．科学课上同学们利用装有水的透明大桶、剪去底部的塑料瓶、50g钩码4个、金属块、刻度尺、记号笔等器材设计了一个“浮力秤”(如图所示)。
Ⅰ.将装有金属块的去底塑料瓶头朝下放入大桶内，使其漂浮，用记号笔将质量的刻度标在塑料瓶壁上。具体做法：①标定“0g”刻度，将塑料瓶漂浮在透明大桶的水里，用记号笔在塑料瓶外壁上画出此时水面的位置，即为“0 g”刻度；②标定“50g ”刻度，在①操作后，往塑料瓶内加入50g钩码一个，用记号笔在塑料瓶外壁上画出此时水面的位置，即为“50g”刻度；③依次类推，分别标定刻度“100g”“150g”“200g”。
Ⅱ.用刻度尺量出每条刻度线到瓶底的距离(如图中“0g”刻度线到瓶底的距离为10.40 cm)，记在表格中。
实验次序 刻度线 刻度线到瓶底的距离/cm
1 0g 10.40
2 50g 8.70
3 100g 7.01
4 150g 5.29
5 200g 3.60
Ⅲ.为了进一步完善作品，同学们制定了如表所示的评价量表。
自制“浮力秤”评价量表(部分)
评价指标 优秀 良好 待改进
指标一 有刻 度 线 且 均匀(±0.05 cm 属于正常误差) 有刻度线但不均匀 没有刻度线
指标二 每隔 1 cm 的两条刻度线代表的质量差小于 20g 每隔 1 cm的两条刻度线代表的质量差在20g到50g之间 每隔 1 cm的两条刻度线代表的质量差大于50g
（1）“浮力秤”中金属块的作用是　 　。
（2）根据评价量表，同学们的“浮力秤”在“指标一”中应被评为　 　(填“优秀”“良好”或“待改进”)，理由是　 　。
（3）根据表中实验1和2 中的数据估算出塑料瓶的底面积为　 　。(结果精确到0.1，g 取10 N/ kg)
（4）分析表中数据可知，“浮力秤”的最大刻度应标为　 　g。(结果精确到整数)
（5）同学们制作的“浮力秤”在“指标二”中被评为良好，想要达到优秀，你的改进建议是　 　(写出一条)。
17．（2025八上·庆元期末）某校八年级学生学习浮力知识后，开展“制作浮沉子”项目活动，与老师讨论并一起制定了评价量表进行如下活动。
【项目量规】
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
活动材料 ____ ____ 材料便宜但不易获取 材料昂贵且不易获取
装置稳定性 保持竖直不会倾倒 保持竖直偶尔会倾倒 经常会倾倒
调试效果 轻轻一按便能下沉 用力一按才能下沉 用力一按也不能下沉
【项目制作】在玻璃小药瓶中装入适量的水，制成浮沉子。把浮沉子倒扣入装有适量水的矿泉水瓶中，拧紧瓶盖，此时浮沉子漂浮。在瓶外施加不等的力，浮沉子就能在水中上下运动，如图甲。
表：小瓶参数
小瓶 A B
质量/g 10 10
内横截面积/cm2 2 2
长度/ cm 6 7
材料 玻璃
形状 圆柱形
【项目研究】①项目组同学发现，浮沉子若在外界压力作用下沉到一定深度后，不再施力，浮沉子也不会上浮，将此深度称为临界深度。
②项目组同学利用A、B两个小瓶(规格见表)，研究临界深度h与小瓶内空气柱长度l之间的关系。获得数据记录如图乙。
（1）评价量表中“ ”应该填写的内容是　 　；
（2）在实验中，浮沉子处于临界深度时所受重力　 　(选填“大于”、 “等于”或“小于”)浮力；
（3）结合图乙的探究成果你能够得出的结论是　 　。
18．〔生活现象〕小科在游泳池由深水区向浅水区行走的过程中，发现踩着鹅卵石的脚底会越来越疼。这是为什么呢
〔问题提出〕浮力大小与物体处于水中的深度有什么关系
答案〔作出假设〕……
〔方案设计〕如图甲所示。实验器材：拉力传感器、圆柱形金属块(重4.0N，底面积为 底部有出水口的容器、水和刻度尺等。
步骤：①将金属块挂在拉力传感器下方再浸没在水中，读取拉力传感器的示数T 和测出圆柱体上表面到水面的距离h 并记录。
②将盛水容器底部出水口阀门 K 打开，随着水面下降，多次读取T 和h 并记录，直到水排完。
〔数据处理〕最后把得到的数据画在坐标图上，得到如图乙所示的图像。
（1）〔交流分析〕步骤②中多次读取 T 和h，其目的是　 　。
（2）图中C点的坐标是　 　。(g 取 10 N/ kg，ρ水
（3）〔得出结论〕在物体没有浸没时，　 　。
（4）〔扩展应用〕根据以上探究，请解释题干中脚底越来越疼的原因：　 　。
19．请根据以下项目的流程与内容回答问题：
〔项目背景〕一粒黄豆的质量在0.1~1g之间，实验室学生天平的最小刻度是0.2g，不够精确，老师布置各项目组制作一个浮力秤将一粒黄豆的质量测出来，精确度越高越好。
〔项目任务〕制作高精度浮力秤。
〔提供材料〕大烧杯、水、纸质小托盘、剪刀、橡皮泥、铁钉、刻度尺、记号笔、双面胶、质量为1g的小铁块，吸管(较细的普通饮料吸管A、较粗的奶茶吸管B)。
〔制作过程〕
（1）①选择合适的吸管，剪取笔直的长度为 20 cm 的一段，上端贴上纸质小托盘。从精确度的角度考虑，你会选择哪种规格的吸管 　 　。
（2）②为了降低重心防止倾倒，在吸管下端插入铁钉，用橡皮泥塞紧吸管与铁钉的缝隙，进行固定和密封。
③在烧杯中倒满水，将制作完成的吸管下端放入水中，让吸管漂浮在水面上，如图所示。
④用记号笔对吸管标注刻度。
a.将装好的浮力秤竖直漂浮于水中，不放重物时，在水面与吸管相交处标0刻度。
b.在小托盘中放上1g的小铁块，待浮力秤漂浮，在水面与吸管相交处标注“1g ”。
c.将0 和1刻度之间分成10份，分别标注刻度。
下列四种刻度的标示，合理的是____(填字母)。
⑤测量一粒黄豆的质量。
A． B． C． D．
（3）〔展示交流〕
当安装好的浮力秤竖直漂浮在水中，不放待测物品时，吸管浸入水中的深度为 (选用的吸管底面积为 求此时浮力秤的总质量。(g取
20．某基地引入的单柱半潜式养殖网箱的简化模型如图乙所示，图中的中央柱形容器是由足够高的镀锌铁皮(不计铁皮体积和质量)制成的空心圆柱体，可进水或充气，使整个网箱按要求上浮或下沉，网箱与海水相通，是养鱼的空间，并与空心圆柱体固定在一起，网箱的底部悬挂着铸铁块(不与河底接触)，铸铁块相当于“船锚”，起稳定作用。
（1）要使该网箱下沉，需要在气阀处　 　(填“充气”或“抽气”)，其原因是　 　。
（2）已知冬天海水的密度比夏天海水的密度大。请判断：当空心圆柱体未进水、整个网箱漂浮在海面上时，整个网箱露出水面的部分，冬天与夏天比　 　(填“冬天多”“夏天多”或“一样多”)，原因是　 　。
（3）已知制作网箱的材料和铸铁块的总重力为3×105 N，它们能够排开海水的最大体积为，空心圆柱体的横截面积为 2 m2，海水密度按 计算。当进入空心圆柱体内海水的重力为 时，已经浸没在海水中的网箱，它的底部在海面以下多少米处
21．潜艇在水舱内无水时漂浮于海面，可以通过充入适量海水实现潜入海中，某新建造的潜艇质量为 海水密度为 g取10 N/ kg。
（1）工程师对潜艇进行试验，发现水舱内无水的潜艇居然在海水中沉没，最终静止在水平船坞底部，如图甲所示。已知船坞底部对潜艇的支持力为 则潜艇的体积有多大
（2）为了实现水舱内无水时潜艇刚好悬浮在海水中，工程师先将潜艇切割成两段，然后在这两段之间加入增补舱段，如图乙所示，建成的潜艇如图丙所示，已知增补舱段的质量为 则增补舱段的体积有多大
（3）在此基础上，工程师将潜艇内的部分原设备更换为更　 　(填“轻”或“重”)的新设备，即可实现在水舱内无水时潜艇漂浮于海面。
22．（2025八上·滨江期末）小滨观察金鱼时，对鱼类在水中上浮与下沉过程感兴趣，了解知识后，他用透明气球、蓝色气球、软管、注射器、溢水杯、烧杯、量筒、小钢珠、细线等器材进行模拟。
【制作模拟器】用透明气球模拟鱼体，内放少许小钢珠模拟鱼体质量；蓝色气球模拟鱼鳔，放入透明气球；将1根软管的一端插入蓝色气球，用细线系上，作为进气管。
【模拟上浮】
①小滨按图甲所示方法测出模拟器没在水中的体积，即透明气球的初始体积为45.0毫升。
②用注射器缓慢注入气体，在透明气球离开瓶底的瞬间，测出此时透明气球的体积为65.8毫升。
③继续缓慢充气，在透明气球即将浮出水面时，停止充气，测出透明气球的体积为73.6毫升。
（1）用天平正确测出模拟器的质量，平衡时天平各位置如图乙所示，则模拟器总质量为 　克。
（2）测量透明气球初始体积时，小滨测量出空烧杯的质量，将溢水杯加水至溢水口，将模拟器浸没在水中，用天平测量烧杯和溢出水的质量，则　 　（用符号表示，水的密度表示为）。
（3）小滨认为根据实验数据，可以说明鱼类在水中上浮的原理。请你写出推理过程　 　。
（4）下列课本中的实验所采用的科学方法与本实验相同的是　 　。
①研究地球形状 ②研究水和沙子的比热 ③用黄豆和芝麻混合研究分子间隙 ④研究欧姆定律
23．（2025九下·温州开学考）港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成，隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，如图所示。建造隧道时，先将沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，然后让其漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底。若每一节密封长方形沉管的体积为6.3×104m3，总质量为6×107kg（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。请回答：
（1）漂浮在海面上的一节密封沉管，受到海水对它的浮力为多大？
（2）要使密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中，则需注入多少千克的海水？
24．学习了项目化课程后，小滨自制了一支能测液体密度的仪器。如图甲所示，取一根两端开口、粗细厚薄均匀的均质塑料管MN，N端用合金块封口，再通过计算在塑料管外壁标上刻度线和刻度值，仪器就制作完成了。如图乙所示，当仪器竖直漂浮在待测液体中时，液面所对应的刻度值就是待测液体的密度大小。已知塑料管长l1为30 cm，质量m1为3g，塑料管横截面的外圆面积S为1.2cm2；合金块高l2为2cm ，质量m2为18 g。(g 取 10 N/ kg)
（1）求该仪器的重力。
（2）将该仪器竖直漂浮在某液体中，浸没深度为14 cm，求该液体的密度。
25．如图甲所示为公共厕所的自动冲水装置原理图。浮筒 A 是棱长为0.2m的正方体，质量为4kg，连接AB的是一根体积和质量都不计的硬杆，当从供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒 A 时，盖片 B 被拉开，水通过排水管流出，冲洗厕所。(ρ水=1.0×103kg/m3，g 取10 N/ kg)请回答下列问题：
（1）浮筒A 浸没时受到的浮力是多大
（2）当水箱的水刚好浸没浮筒A 时，硬杆对浮筒A 的拉力是多大
（3）请在图乙中作出水位上升时浮筒 A 所受浮力F浮的大小随水的深度 h 变化的大致图像。
26．如图所示，装载前半潜船空载漂浮于海面，装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下潜至海面以下，拖船将漂浮的货物拖至半潜船的甲板上方并固定好，半潜船排出水舱中的水，甲板上浮刚好至海面，半潜船就可以载着货物离开。
（1）半潜船是靠改变　 　来实现上浮和下潜的。
（2）半潜船在如图所示空载、下潜、载货的三种状态下所受的浮力分别为 F1、F2、F3，分析比较它们的大小关系。
27．“曹冲称象”是家喻户晓的典故，小强模仿这一现象制作了一台“浮力秤”，可以方便地称量物体的质量，其构造由小筒和秤盘两部分组成，如图甲所示，已知小筒底面积为20 cm2，高度为 20 cm，小筒和秤盘总质量为0.1 kg。(g取：
（1）如图甲所示，当秤盘不放物体时，“浮力秤”受到的浮力是多少 此时“浮力秤”的小筒浸入水中的深度是多少
（2）如图乙所示，在秤盘上放一石块后，小筒浸入水中的深度为15 cm，则该石块的质量是多少
（3）通过实验，小强把“浮力秤”的读数均匀地刻在了小筒上，小强是怎样确定该“浮力秤”的零刻度线和所能测量的最大质量的
28．（2025八上·宁波月考）如图所示，水平桌面上有一底面积为 高25cm的薄壁轻质柱形容器，重力忽略不计，底部放置一边长为10cm的正方体A，此时A对容器底部的压强为600Pa。距离水平桌面高30cm的天花板上通过一根长5cm 的细线悬挂一边长5cm、密度为 的正方体B且B在A的正上方。现向容器内加水，直至细线对B的拉力刚好为零时停止(加水过程中，A的底面始终跟水面平行且A 始终处于B的正下方)。已知： g取10N/ kg. 求：
（1）正方体A 的密度；
（2）当正方体A 对容器底的压力刚好为零时，容器中加水的质量；
（3）停止加水时，容器对桌面的压强。
29．城市内涝积水严重时，需要及时打开下水道井盖，加速排涝水。浮力式提醒井盖可以帮助人们快速确定井盖位置。如图甲所示为浮力式提醒井盖的结构简图，路锥由底部的圆台、上部的圆柱体和顶部带有进水孔的网漏组成，出水孔在橡胶筒底部。当橡胶筒内积水到达 B 点时，筒内的路锥在浮力的作用下开始上浮，从而提醒人们。已知路锥的质量为400 g，圆台的体积为 300 cm3，圆台的高度为5cm ，圆柱体的横截面积为 40 cm2。(g 取 10 N/ kg)
（1）橡胶筒内刚有积水时，路锥不会上升是因为它受到的重力　 　(填“大于”“等于”或“小于”)浮力。
（2）当橡胶筒内积水达到A 点时，路锥受到的浮力是多少 AB 的高度差为多少
（3）请在图乙中画出路锥的底部上浮到C 点前，受到的浮力 F 随橡胶筒内积水深度h 变化的大致图像(不用标出具体坐标，横坐标上的字母对应图甲中A、B、C的位置).
30．Argo浮标在水中一直呈漂浮状态，广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。它的结构如图所示，由坚硬壳体和下方可伸缩油囊两部分组成；当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时，油囊增大，油囊排开水的体积增大，壳体上浮一些(油囊排开水的体积等于注入油的体积，油囊自身体积忽略不计)；当油囊中的油全部被抽回壳体内时，壳体下沉一些。已知浮标的总质量为55kg，其中含油24 kg，浮标壳体体积为0.04 m3，油的密度为 海水密度取 g取 10 N/ kg。
（1）Argo浮标壳体的沉浮是通过改变　 　(填“浮标重力”或“油囊排开水的体积”)来实现的。
（2）该浮标漂浮在水面上受到的浮力是多少
（3）液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时，壳体最终露出水面的体积为多少
31．（2025八上·宁波期末）钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具，其主要由鱼钩、铅坠、浮漂（7颗相同浮子）构成，该钓具各部分参数如下表所示。假如垂钓时，浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上，漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上，为浮子的理想状态（忽略鱼线弯曲造成的影响，即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用）。如图乙所示，某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时，鱼饵的质量为，体积为，沉到水底后未与塘底紧密接触，有4颗浮子浸没在水下、有3颗浮子漂浮在水面上，且浮子处于理想状态。，g取，则：
名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线
质量m/kg 不计
体积V/ 不计 不计
（1）浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大？
（2）当鱼饵静止在水平塘底时，鱼饵受到的支持力为多大？
（3）当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，浮子仍处于理想状态，水面下浸没的浮子有多少颗？
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