秋浙教版八年级科学上册课时检测13水的浮力.docx
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秋浙教版八年级科学上册课时检测13水的浮力
第3节 水的浮力
(1) [学生用书B4]
1.浮力概念:
液体(气体)对__浸入__其中的物体都会产生向上的浮力。
2.浮力的方向是__竖直向上__的。
3.浮力的施力物体:
__液体__,浮力的受力物体:
__浸入液体中的物体__。
4.浮力产生的原因:
__物体的上、下表面受到压力差__。
5.弹簧测力计测浮力的方法:
先测出物体在空气中的重力G,再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F,那么F浮=__G-F__。
【夯实基础】
1.钱塘江是浙江省最大的河流,两岸蕴藏着极其丰富的旅游资源,是全省最重要的旅游线,给人们带来了丰富多彩的娱乐活动。
下列在钱塘江中的物体,没有受到浮力的作用的是( D )
A.漂在水面的树叶
B.长在河底的水草的叶子
C.游在水中的小鱼
D.埋在河底泥沙中的贝壳
2.乒乓球漂浮于水面上,乒乓球所受浮力的施力物体是( C )
A.空气B.乒乓球
C.水D.盛水容器
3.如图所示,图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( C )
图1-3-1
A.F1B.F2C.F3D.F4
4.下列情景中没有受到浮力的物体是( A )
A.遨游太空的“天宫一号”
B.航行的“辽宁号”
C.下潜的“蛟龙号”
D.上升的热气球
5.如图,木块的下表面和上表面受到水的压力分别为F1=5N,F2=2N,则水对木块的浮力是( B )
图1-3-2
A.2NB.3NC.5ND.7N
6.浮力的测量:
将物体挂在弹簧测力计下,如图所示,弹簧测力计的读数F1=__0.6__N。
再将物体浸入水中,弹簧测力计的读数F2=__0.1__N。
比较弹簧测力计的两次测量读数发现F1__>__F2(选填“>”“<”或“=”),F浮=__0.5__N。
图1-3-3
7.质量为2kg的正方体木块静止在水面上,所受重力的大小是__20__N(g取10N/kg),同时木块还受到__水__对它__竖直向上__的__浮__力,这个力的大小是__20__N;如果将木块截去一半,则余下部分所受的浮力将__减小__(选填“减小”“不变”或“增大”)。
8.一石块挂在弹簧测力计下,在空气中时,弹簧测力计的示数是4.7N,浸没在水中时,该石块所受水的浮力是2N,此时弹簧测力计的示数是__2.7__N;如把石块浸没在酒精中,弹簧测力计的示数是3.1N,该石块所受酒精的浮力是__1.6__N。
9.如图所示,是认识浮力的实验探究过程。
图1-3-4
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下,如图甲所示,物重G=__5__N。
(2)用手向上托物体时,如图乙所示,手对物体向上的托力F=__3__N。
(3)将物体浸入水中,如图丙所示。
对照丙与甲、乙实验,说明__水__对__物体__也有向上的托力,即浮力。
水对浸入其中的该物体的浮力F浮=__2__N。
(4)实验建立浮力概念的科学方法是__类比法__。
10.如图所示,画出图中小球所受浮力的示意图。
图1-3-5
【答案】如答图所示。
第10题答图
【能力提升】
11.二战时期,德国纳粹一潜水艇在下潜过程中,撞到海底被搁浅(潜水艇的大半身已被淤泥浸没)而不能浮起来,这是因为( C )
A.有浮力,但浮力小于重力
B.有浮力,且浮力等于重力
C.潜水艇底部没有水进入,不产生向上的浮力
D.机器坏了,不产生浮力
12.小陈泡脚时,双脚感受到水的浮力。
不禁好奇,盆内起按摩作用的凸起A、B(如图所示)是否也受浮力作用。
则下列判断中正确的是( D )
图1-3-6
A.A、B受到浮力作用
B.A、B不受浮力作用
C.A受浮力作用,B不受浮力作用
D.A不受浮力作用,B受浮力作用
13.某同学在探究“浮力大小跟什么因素有关系”时,做了如图所示的实验。
图1-3-7
(1)请将表格内容填写完整。
次数
①
②
③
④
F/N
4.00
3.65
3.60
3.50
F浮/N
0
0.35
0.40
0.50
(2)由实验数据可以得出:
浸在液体中的物体所受的浮力与__液体密度__有关系。
(3)实验中他采用了__控制变量__的研究方法。
14.在用天平测石块所受浮力的实验中,小刚先在烧杯中注入适量的水,如图甲所示,用天平测出烧杯和水的总质量为__80__g;然后,再把用细线拴好的石块浸没在天平左盘上的烧杯内的水中,在天平右盘添加适量的砝码,移动游码,天平再次平衡,如图乙所示。
请计算石块受到的浮力为__0.33__N。
(g取10N/kg)
图1-3-8
【拓展创新】
15.将玻璃管两端用橡皮膜封住,将其放入水中,用于探究液体对浸入其中的物体有浮力作用的原因,如图所示:
图1-3-9
(1)甲图中两侧橡皮膜凹进去,且凹陷程度相同。
这说明同一深度处液体对橡皮膜水平方向的压强大小__相等__,即__没有__(选填“有”或“没有”)压力差。
(2)乙图中上、下橡皮膜凹陷程度不同,且下橡皮膜凹陷程度大于上橡皮膜,说明液体对下橡皮膜向上的压强__大于__(选填“大于”或“小于”)液体对上橡皮膜向下的压强,即__有__(选填“有”或“没有”)压力差。
(3)归纳以上两个实验可知:
液体对浸入其中的物体有浮力作用的原因是__液体对物体向上和向下的压力差__。
第3节 水的浮力
(2) [学生用书A6]
阿基米德原理:
(1)内容:
浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于__物体排开的液体受到的重力__。
(2)公式:
F浮=__G排液__=m排液g=__ρ液gV排液__。
(3)单位:
ρ液取__kg/m3__,V排液取__m3__。
注意:
阿基米德原理只是浮力的计算公式,不是浮力产生的原因。
【夯实基础】
1.将重为6N的物体浸没在水中,它排开水的重是5N,则物体在水中受到的浮力是( B )
A.6NB.5N
C.1ND.11N
2.将两个物体同时浸没到某一液体中,结果它们受到的浮力是相等的,这说明它们必有相同的( D )
A.密度B.质量
C.形状D.体积
3.如图所示,在研究浮力的大小时,将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多。
根据以上事实,下列猜想最符合研究目的是( C )
图1-3-10
A.用力越大,物体排开水的体积越大
B.液体密度越大,物体所受浮力越大
C.物体排开水越多,所受浮力越大
D.物体的体积越大,所受浮力越大
4.如图所示,甲、乙两实心球静止在液体中。
图1-3-11
(1)若甲、乙体积相同,则甲、乙所受浮力比较( A )
A.F甲>F乙
B.F甲<F乙
C.F甲=F乙
D.无法判断
(2)若甲、乙质量相同,则甲、乙所受浮力比较( C )
A.F甲>F乙B.F甲<F乙
C.F甲=F乙D.无法判断
5.我们平时的观察发现,在水中的铁块、铝块总要下沉,而木块总要上浮,是不是木块的浮力大些的缘故呢?
如图所示,体积相同的铁球、铝块和木块,浸没在水中,则比较它们受到的浮力( D )
图1-3-12
A.铁球受到的浮力最大
B.铝块受到的浮力最大
C.木块受到的浮力最大
D.它们受到的浮力一样大
6.在江河湖海游泳的人上岸时,在由深水走向浅水的过程中,如果水底布满石头,以下体验和分析合理的是( D )
A.脚不痛,因人越来越轻
B.脚越来越痛,因人越来越重
C.脚不痛,因水底对人的支持力越来越小
D.脚越来越痛,因水底对人的支持力越来越大
7.在一只不计重力和厚度的塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计钩住并将其慢慢浸入水中,直至塑料袋中的水面与容器中的水面相平。
此过程中弹簧测力计的示数( A )
A.逐渐减小到零
B.先减小后增大
C.始终保持不变
D.逐渐增大
8.如图是某同学探究“阿基米德原理”的实验步骤示意图。
图1-3-13
(1)图甲是为了测量物体的__重力__的大小;图丙中弹簧测力计的示数比图甲中弹簧测力计的示数__小__(选填“大”或“小”),通过两次示数差可以求出浮力的大小。
(2)图中的实验步骤不完整,为比较浮力和物体所排开的液体受到的重力的大小,必须在图乙所示的步骤之前,添加一个用弹簧测力计测出__空小桶__重力大小的步骤。
9.一张总体积为0.3m3的质量分布均匀的长方体塑料泡沫床垫,将其放入水中时,床垫有1/5体积浸入水中,若g取10N/kg,求:
(1)此时床垫受到的浮力多大?
(2)床垫的重力和浮力哪个大?
为什么?
【答案】
(1)F浮=ρ液gV排液=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m3×1/5=600N。
(2)一样大。
因为床垫是浮在水面的(即处于静止状态),所以受到的重力和浮力是一对平衡力。
【能力提升】
10.在两个相同的薄壁塑料瓶(质量忽略不计)内分别装入体积相等、密度为ρ甲和ρ乙的两种液体后密封,再把它们放入两个装有水的容器中,处于如图所示状态。
下列判断正确的是( A )
图1-3-14
A.ρ甲>ρ乙B.ρ甲=ρ乙
C.ρ甲<ρ乙D.无法判断
11.把一个小球轻轻放入盛有水的杯子里,溢出了0.5N的水,则小球受到的浮力( C )
A.一定等于0.5N
B.一定大于0.5N
C.大于或等于0.5N
D.小于或等于0.5N
12.小明用弹簧测力计、长方体、两个相同的烧杯,分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
图1-3-15
(1)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与__物体排开液体的体积__有关。
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用__丙、丁__图的装置来进行操作。
(3)长方体浸没在水中时受到的浮力是__4__N,长方体的体积是__4×10-4__m3。
(g取10N/kg)
(4)由图示数据可得盐水的密度是__1.1×103__kg/m3。
【解析】
(1)由图甲、乙、丙所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力与物体浸没液体中深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同,而物体浸没在液体中的深度不同,由图示实验可知,可以选用图丙、丁所示实验来探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。
(3)由图甲、丙所示实验可知,长方体浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G-F=5N-1N=4N;长方体的体积:
V=V排水=
=
=4×10-4m3。
(4)由图甲、戊所示实验可知,长方体浸没在盐水中所受浮力:
F浮盐水=G-F′=5N-0.6N=4.4N,盐水的密度:
ρ盐水=
=
=1.1×103kg/m3。
13.如图甲所示,正方体石料在钢丝绳的拉力作用下,从水面上方以恒定不变的速度缓慢下降,直至没入水中。
图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图像。
求:
图1-3-16
(1)石料全部没入水中时受到的浮力。
(2)石料的体积。
【答案】
(1)1×104N
(2)1m3
14.将一体积为1×10-4m3的蜡球轻轻放入一装满水的容器中后,蜡球漂浮在水面上,从容器中溢出的水的体积为5.4×10-5m3,已知蜡的密度ρ蜡=0.9×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)蜡球在水中受到的浮力为多大?
(2)蜡球的质量为多少?
(蜡球在空气中所受浮力不计)
(3)蜡球中是否有空腔?
若有空腔,空腔的体积为多少?
【答案】
(1)由ρ=
可得,溢出水的质量:
m溢水=ρ水V溢水=1×103kg/m3×5.4×10-5m3=5.4×10-2kg,
蜡球在水中所受浮力:
F浮=G排水=m溢水g=5.4×10-2kg×10N/kg=0.54N。
(2)因蜡球漂浮,它所受到的浮力和自身的重力相等,所以F浮=G蜡,即m溢水g=m蜡g,则蜡球的质量:
m蜡=m溢水=5.4×10-2kg。
(3)蜡球中蜡的体积V蜡=
=
=6×10-5m3,因蜡球的体积V=1×10-4m3>V蜡=6×10-5m3,所以蜡球中有空腔,空腔的体积:
V空=V-V蜡=1×
10-4m3-6×10-5m3=4×10-5m3。
【拓展创新】
15.某校同学在学习“探究浮力大小的相关因素”这节课后,小组反复讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图所示:
其中A、B是弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯,杯中加入红色的水,F是可升降平台,G为铁架台。
图1-3-17
(1)实验前,在选择A、B两个弹簧测力计时,很多同学认为选择任何规格的弹簧测力计都可以,而小军同学认为应选择__相同规格__的弹簧测力计。
(2)实验中,同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数__减小__,弹簧测力计B的示数__增大__(均选填“增大”“减小”或“不变”)。
比较弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB,它们的大小关系是ΔFA__=__ΔFB(选填“>”“<”或“=”)。
(3)通过分析,你认为改进后的装置优点是什么?
__调高平台F,可观察到物体受到的浮力随排开液体的体积的增大而增大;(或答“①溢水杯中加红色的水,增加可见度;②能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开的液体的重力大小;③弹簧测力计上端有铁架台固定,弹簧测力计示数更加稳定;④薄塑料袋不计质量,B弹簧测力计的示数直接反映物体所受浮力的大小”中任一条皆可)__(写出一条即可)。
第3节 水的浮力(3) [学生用书B6]
1.物体的浮沉条件:
浸没在液体中的物体的浮沉取决于__F浮__和__G__的大小。
(实心物体浸没在液体中)
F浮 F浮>G F浮=G(V排液=V物) F浮=G(V排液 ρ液<ρ物 ρ液>ρ物 ρ液=ρ物 ρ液>ρ物 __下沉__ __上浮__ __悬浮__ __漂浮__ 注意: ①上浮和下沉都是不稳定状态,是动态过程。 上浮的物体最终会浮出液面,而处于漂浮状态;下沉的物体最终会沉到容器底处于静止状态。 ②漂浮和悬浮时,物体都是受到两个力而处于平衡状态,F浮=G。 ③沉到水底时: F浮+F支=G。 2.物体浮沉条件的应用: (1)航天员水下模拟训练: __悬浮__时,F浮=G。 (2)轮船: 将钢铁做成空心,增大排开液体的体积,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__不变__; 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浮不变,ρ液减小,所以V排液__变大__,即船身稍下沉。 (3)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__自身重力__来实现的。 (4)密度计: 利用物体__浮沉__条件工作的。 因为F浮=ρ液gV排液,液体密度不同,__密度计排开液体的体积就不同__。 (5)热气球和飞艇: 采用充密度比空气__小__的气体(氢气、氦气、热空气)的办法,使它受到的浮力大于重力而升空。 【夯实基础】 1.把体积相等的甲、乙两个小球同时放入装有适量水的杯中,两球均沉在杯底(如图所示),向水杯中加入适量盐水后,甲球上升悬浮在水中,乙球仍沉在杯底。 对下列分析中正确的是( B ) 图1-3-18 A.甲球的密度大于乙球的密度 B.加入盐水后,甲、乙两球所受浮力相等 C.加入盐水后,乙球对杯底的压力变大 D.加入盐水后,甲球所受浮力变大,乙球所受浮力不变 2.两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉。 比较松手时两者所受的浮力( B ) A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大 C.两者受的浮力一样大 D.条件不足,无法比较 3.一个物体悬浮在某种液体中,若向溶液中加入一些水,物体下沉。 这说明( A ) A.溶液的密度大于水的密度 B.溶液的密度小于水的密度 C.加水后,物体排开溶液的体积不变,受到的浮力不变 D.物体下沉是由于加入的水增加了对它的压力 4.下列关于浮力知识的应用,说法正确的是( B ) A.一艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大 B.密度计在不同液体中漂浮,浸入体积越小,所测液体密度越大 C.阿基米德原理只适用于液体,不适用于气体 D.潜水艇像鱼一样是靠改变自身体积,从而改变所受的浮力,实现上浮下潜的 5.在家庭实验中,小明把鸡蛋放入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底如图甲;向杯中加盐,鸡蛋悬浮如图乙;再加盐,鸡蛋漂浮如图丙。 三种情况下,各物理量间的关系正确的是(鸡蛋质量不变)( C ) 图1-3-19 A.液体的密度ρ甲=ρ乙<ρ丙 B.鸡蛋排开液体的质量m甲=m乙>m丙 C.鸡蛋受到的浮力F甲<F乙=F丙 D.液体对容器底的压强p甲=p乙>p丙 6.一块马铃薯恰好能悬浮在某一浓度的盐水中,如果将它切成大小不等的两块,仍放到这一盐水中,则( D ) A.大的下沉,小的漂浮 B.两块都下沉 C.两块都上浮 D.两块都悬浮 7.把质量相等的两块橡皮泥分别捏成实心球状和碗状,轻轻放到水面,静止之后,实心球状橡皮泥沉到容器底部,碗状橡皮泥漂浮在水面,如图所示,则它们所受浮力的大小关系是( B ) 图1-3-20 A.F球>F碗 B.F球<F碗 C.F球=F碗 D.F球≥F碗 8.同一物体分别放在甲、乙两种液体中,如图所示。 则物体所受的浮力F甲、 F乙的大小以及液体密度ρ甲、ρ乙的大小是( A ) 图1-3-21 A.F甲=F乙 ρ甲<ρ乙 B.F甲>F乙 ρ甲>ρ乙 C.F甲<F乙 ρ甲<ρ乙 D.F甲=F乙 ρ甲=ρ乙 9.小明体重500N,周末他去游泳馆游泳,当他套着游泳圈在2m深水区休息时(游泳圈的重力忽略不计),由于不小心,手牌滑落,沉到池底,然后他潜入水中捞手牌,从他完全潜入到捞到手牌的过程中,他受到的浮力__不变__(选填“变大”“变小”或“不变”)。 小明捞到手牌后,若他受到的浮力等于500N,在不做任何动作的情况下,他将在水中__悬浮__(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。 【解析】因为F浮=ρ液gV排液,从完全潜入水中到捞到手牌,V排液=V人,保持不变,故F浮不变。 因为F浮=G人,故悬浮。 10.取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后,先后放入同一杯水中,如图所示。 两次牙膏袋的质量m甲和m乙的大小关系是m甲__=__m乙;两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲__<__F乙;两次杯底受到水的压强p甲和p乙的大小关系是p甲__<__p乙。 图1-3-22 【解析】牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以m甲=m乙;甲下沉,F甲 【能力提升】 11.关于浮力,下列说法正确的是( C ) A.等体积的实心木球和铁球,投入足够多的水中,静止后木球受到的浮力较大 B.等质量的实心木球和铁球,投入足够多的水中,静止后铁球受到的浮力较大 C.等质量的实心木球和铁球,投入足够多的水银中,静止后两球所受浮力相等 D.等体积的实心木球和铁球,投入足够多的水银中,静止后两球所受浮力相等 12.a、b两种物质的质量和体积关系图像如图所示,分别用a、b两种物质 制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中。 放手稳定后( D ) 图1-3-23 A.甲漂浮,甲受浮力大 B.乙漂浮,乙受浮力大 C.甲漂浮,乙受浮力大 D.乙漂浮,甲受浮力大 13.一个小球分别放入足量的水和煤油中,已知煤油的密度是0.8×103kg/m3,若小球受到的浮力分别是6N和5N,则小球在水中和煤油中所处状态应是( B ) A.都漂浮 B.在水中漂浮,在煤油中下沉 C.都悬浮 D.在水中下沉,在煤油中漂浮 14.在课外实践活动中,某物理实验小组利用一根饮料吸管制作了简易密度计,如图甲所示。 图1-3-24 (1)该简易密度计应用到的物理原理有__物体的沉浮条件__(从力学角度分析,写出一种即可)。 (2)应在吸管的__下端__(选填“上端”或“下端”)塞入适当的物体作为配重,然后用石蜡将吸管的下端封闭起来,使饮料吸管能竖直地漂浮在液体中。 (3)吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它露出液面部分__越长__(选填“越长”“越短”或“不变”),受到的浮力大小__不变__(选填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)通过正确计算,在吸管上标出对应的刻度线,便制成了一个简易的吸管密度计。 图乙四种刻度的标示合理的是__C__。 (5)为了使测量结果更准确,便要使简易密度计上两条刻度线(如0.9、1.0)之间的距离大一些,请写出一种改进方法: __用更细的吸管__。 【拓展创新】 15.在“探究物体的浮沉条件”时,小敏同学从家中带来了一些物品,其中有①小铁钉;②软木塞;③蜡烛;④苹果;⑤塑料块;⑥小石块。 图1-3-25 (1)请你猜想: 以上物体浸没在水中后可能会下沉的是__①⑥__(只填序号),你的猜想主要是依据物体的__密度__(选填“体积”“质量”和“密度”)。 (2)设计的实验方案之一: 如图所示,取一带盖的玻璃瓶装满水时重G1,放入水中松手后玻璃瓶沉入水底,如图甲;将玻璃瓶内水倒去一部分,当玻璃瓶和水重为G2时,放入水中松手后它悬浮于水中,如图乙;再将玻璃瓶中水倒空,玻璃瓶重为G3,放入水中松手后,玻璃瓶上浮直至漂浮在水面,如图丙,则: ①图甲中,因为__①它受的浮力小于其重力__,所以玻璃瓶沉入水底; ②图乙中,因为__它受的浮力等于其重力__,所以玻璃瓶悬浮在水中; ③图丙中,因为玻璃瓶浸没在水中时__它受的浮力大于其重力__,所以玻璃瓶上浮,最后漂浮在水面。 (3)对比图乙和图丙,不同点是它们排开水的体积不相等,相同点是__浮力都等于其自身重力__。 16.将一密度比水小的木块,系好绳子后放入甲图容器中,并把绳子的另一端固定在容器底部的中央,然后沿器壁缓慢匀速倒入水(忽略其他因素影响),容器中水与木块位置变化如乙图。 请你在丙图中画出木块从加水开始到被完全浸没后的过程中浮力随时间的变化情况图,并说出各段变化的理由。 (温馨提示: t1时木块恰好离开杯底,t2时绳子刚好拉直,t3时木块刚好完全浸没) 图1-3-26 【答案】如答图所示。 第16题答图 因为F浮=ρ液gV排液,ρ液、g不变,V排液越大,F浮越大;从0→t1加水过程中,木块没有离开杯底,木块排开水的体积增大,浮力增大;从t1→t2加水过程中,木块离开杯底处于漂浮状态,排开水的体积不变,浮力不变;从t2→t3加水过程中,绳子被拉直,木块排开水的体积又不断变大,浮力再次变大;从t3→t4加水过程中,木块完全浸没,排开水的体积不再发生变化,浮力也不再发生变化。
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