科學(xué)八年級上冊第1章 水和水的溶液第3節(jié) 水的浮力備課課件ppt

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水的浮力（2）1.下列說法中，正確的是(  )。A.在液體中下沉的物體不受浮力作用B.只有浮在液面上的物體才受浮力作用C.浮在液面上、一部分浸入液體內(nèi)或全部浸沒在液體中的物體都受浮力作用D.物體在液體中浸沒得越深，所受浮力越大（第2題）2.如圖所示為A、B兩種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系圖像。用A、B兩種物質(zhì)分別制成質(zhì)量相等的甲、乙兩個物體。下列說法中，正確的是(  )。A.將甲物體放入水中，一定漂浮在水面B.將乙物體放入水中，一定沉入水底C.將甲、乙兩物體捆在一起放入水中，一定漂浮在水面D.將甲、乙兩物體捆在一起放入水中，一定沉入水底3.我國第一艘航母“遼寧號”正按計劃進行各項試驗和訓(xùn)練。如圖所示，當(dāng)飛機起飛離開航母后(  )。（第3題）A.航母將浮起一些，所受浮力減小B.航母將下沉一些，所受浮力增大C.航母將下沉一些，所受浮力減小D.航母始終漂浮，所受浮力不變4.【湖州】將一圓柱體先后放入密度為ρ1和ρ2的兩種液體中，均處于漂浮狀態(tài)（如圖所示）。圓柱體在兩種液體中所受浮力依次是F1和F2，則(  )。A.ρ1>ρ2，F(xiàn)1>F2      B.ρ1<ρ2，F(xiàn)1<F2         C.ρ1<ρ2，F(xiàn)1=F2               D.ρ1>ρ2，F(xiàn)1=F25.【泰安】有一個實心球形物體，用彈簧測力計在空氣中稱重時，彈簧測力計的示數(shù)為12N；當(dāng)把物體的一半體積浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)為5N。把物體從彈簧測力計上取下投入水中靜止時，物體受到的浮力是(  )。A.5N           B.7N           C.14N          D.12N6.【無錫】同學(xué)們用空塑料瓶和細砂等材料探究影響浮力大小的因素。(g取10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3)(1)同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗提出了如下三種猜想，并舉出了相應(yīng)的實例。猜想一：浮力的大小與物體的密度有關(guān)。實例：鐵塊在水中下沉，木頭可以浮在水面上。猜想二：浮力的大小與液體的密度有關(guān)。實例：雞蛋在水中下沉，在鹽水中可以浮起來。猜想三：浮力的大小與浸入液體中的深度有關(guān)。實例：在游泳池里，人往下越蹲越低，感覺到水向上托自己的力越來越大。 (2)為了驗證以上猜想是否正確，同學(xué)們選擇了裝入細砂的塑料瓶和其他實驗器材進行探究，實驗過程如圖所示。①根據(jù)實驗步驟d和       (填字母)，可以驗證猜想二是正確的。②根據(jù)實驗步驟c和d，可以驗證猜想三是       (填“正確”或“錯誤”)的；對該猜想所對應(yīng)的實例，合理的解釋是                                。③要驗證猜想一是否正確，可以在塑料瓶中                后再進行探究。④同學(xué)們認為，猜想一和猜想二中的實例反映了物體的浮與沉可能與密度有關(guān)，要選用一個能漂浮在圖e中鹽水上的物體，物體的密度應(yīng)小于        g/cm3。(結(jié)果保留一位小數(shù))7.【棗莊】現(xiàn)有一個用超薄材料制成的圓柱形容器，它的下端封閉、上端開口，底面積S=200cm2，高度h=20cm，如圖甲所示；另有一個實心勻質(zhì)圓柱體，密度ρ=0.8×103kg/m3，底面積S1=120cm=120cm2，高度與容器相同，如圖乙所示。（ρ水=1.0×10=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）(1)將圓柱體豎直放入圓柱形容器內(nèi)，圓柱體對容器底部的壓強是多少？（2）向容器內(nèi)緩緩注水直至圓柱體對容器底部的壓力剛好為零，此時水對容器底部的壓強和所注水的重力各是多少？      【玉林】如圖所示，若“玉林”號導(dǎo)彈護衛(wèi)艦從大海駛?cè)胫榻?，則下列分析正確的是(  )A．浮力變小，艦體上浮一些B．浮力變大，艦體下沉一些C．浮力不變，艦體下沉一些D．浮力不變，艦體上浮一些 9.【海南】如圖所示，兩只相同的氣球分別充入氫氣和空氣，充氣后體積相同,放飛氣球時只有氫氣氣球升上空中。若它們在空氣中受到的浮力分別為F氫和F空，則下列說法中，正確的是(  )。A.F氫＞F空        B.F氫＝F空             C.F氫＜F空            D.條件不足，無法比較10.如圖甲所示，石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降，直至全部沒入水中。如圖乙所示為鋼繩拉力F隨時間t變化的圖像，若不計水的摩擦力，則可算出石料的密度為（g取10N/kg）(  )。A.1.6×103kg/m3        B.2.3×103kg/m3          C.2.8×103kg/m3          D.3.2×103kg/m311.【青島】有邊長為a的正方體木塊A和小鐵塊B。如圖所示，將A放入盛有適量水的燒杯中，浸入深度為h1；再將B疊放在A上，A浸入深度變?yōu)閔2。下列判斷中,正確的是(  )。    （第11題） （第12題）12.【連云港】如圖所示，小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中，此時小球所受的浮力   （填“大于”“小于”或“等于”）小球的重力，剪斷繩子后，小球上升過程中所受的浮力   （填“變大”“變小”或“不變”，下同），水對燒杯底部的壓強         。13.【十堰】將一底面積為0.01m2的長方體木塊用細線拴在一個空容器的底部，然后向容器中緩慢加水直到木塊上表面與液面相平，如圖甲所示。在此整個過程中，木塊底部受到水的壓強隨容器中水的深度的變化如圖乙所示。求：(g取10N/kg) (1)木塊所受到的最大浮力。 (2)木塊的重力。 (3)細線對木塊的最大拉力。  14.【蘇州】小明用空塑料瓶和小玻璃瓶制作了一個“浮沉子”(如圖所示)。他將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在塑料瓶內(nèi)的水面上，塑料瓶內(nèi)留有少量空氣，擰緊瓶蓋使其密封，用力擠壓塑料瓶側(cè)面時“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列說法中，錯誤的是(  )。（第14題）A.“浮沉子”下沉時，所受重力大于它受到的浮力B.無論怎樣擠壓塑料瓶側(cè)面，“浮沉子”不可能懸浮在水中C.“浮沉子”上浮時，小玻璃瓶內(nèi)的壓縮空氣會將內(nèi)部的水壓出D.潛水艇的工作原理與“浮沉子”的浮沉原理相同（第15題）15.【金華】“彩球溫度計”是一種現(xiàn)代居家飾品，其結(jié)構(gòu)模型如圖所示。該“彩球溫度計”由體積相同(保持恒定)、質(zhì)量不同的小球和密度隨溫度的升高而減小的液體組成。當(dāng)環(huán)境溫度升高時，浸沒在液體中的小球受到的浮力將         (填“變大”“變小”或“不變”)。在某一環(huán)境溫度下，四個小球處于如圖所示的位置，此時B小球受到的浮力FB與D小球受到的浮力FD的大小關(guān)系為FB          (填“＞”“＜”或“=”)FD。（第16題）16.【宜昌】如圖所示，把一個底面積為S、高為l的長方體浸沒在密度為ρ的液體中，上、下表面分別距液面為h1和h2，因為液體內(nèi)部存在壓強，所以長方體各表面都受到液體的壓力。(1)分析圖中長方體的受力情況，其受到浮力的原因是                ，浮力的方向是        。 (2)大量的實驗結(jié)果表明：浸在液體中的物體受到浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。請從浮力產(chǎn)生原因的角度推導(dǎo)出這一結(jié)論。 17.【安順】如圖所示，重為10N的長方體木塊靜止在水面上，木塊浸在水中的體積占其總體積的。（g取10N/kg）  （第17題）（1）求木塊所受到的浮力大小。 (2)若木塊下表面所處的深度為0.2m，求木塊下表面受到水的壓強。 (3)若要將木塊全部浸沒水中，則至少需要施加多大的壓力？  （第18題）18.【溫州】如圖甲所示為小明設(shè)計的“空氣浮力演示器”：將一空心金屬球與配重通過細線懸掛在定滑輪上，調(diào)節(jié)配重質(zhì)量使二者保持靜止，用氣泵往玻璃容器內(nèi)緩慢壓入空氣，可根據(jù)現(xiàn)象證明空氣浮力的存在。已知金屬球重5N，體積為5×10-3m3。（滑輪和細線的重力、配重的體積及各種摩擦均忽略不計，g取10N/kg）(1)用氣泵向甲裝置玻璃容器內(nèi)壓入空氣，觀察到                 的現(xiàn)象可以說明金屬球受到空氣浮力的作用。 (2)制作該演示器中的空心金屬球用了體積為5×10-5m3的金屬材料，求該金屬材料的密度。 (3)小明想通過最小刻度為0.1N的彈簧測力計反映空氣浮力大小的變化，于是將該演示器改進成如圖乙所示的裝置。壓入空氣前，容器內(nèi)原有的空氣密度為1.2kg/m3，現(xiàn)通過氣泵向玻璃容器內(nèi)壓入空氣，使容器內(nèi)空氣密度增大到3.0kg/m3，以上操作能否使演示器中的彈簧測力計示數(shù)變化值大于0.1N？請通過計算說明。             答案：1.下列說法中，正確的是(C)。A.在液體中下沉的物體不受浮力作用B.只有浮在液面上的物體才受浮力作用C.浮在液面上、一部分浸入液體內(nèi)或全部浸沒在液體中的物體都受浮力作用D.物體在液體中浸沒得越深，所受浮力越大（第2題）2.如圖所示為A、B兩種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系圖像。用A、B兩種物質(zhì)分別制成質(zhì)量相等的甲、乙兩個物體。下列說法中，正確的是(C)。A.將甲物體放入水中，一定漂浮在水面B.將乙物體放入水中，一定沉入水底C.將甲、乙兩物體捆在一起放入水中，一定漂浮在水面D.將甲、乙兩物體捆在一起放入水中，一定沉入水底3.我國第一艘航母“遼寧號”正按計劃進行各項試驗和訓(xùn)練。如圖所示，當(dāng)飛機起飛離開航母后(A)。（第3題）A.航母將浮起一些，所受浮力減小B.航母將下沉一些，所受浮力增大C.航母將下沉一些，所受浮力減小D.航母始終漂浮，所受浮力不變4.【湖州】將一圓柱體先后放入密度為ρ1和ρ2的兩種液體中，均處于漂浮狀態(tài)（如圖所示）。圓柱體在兩種液體中所受浮力依次是F1和F2，則(D)。A.ρ1>ρ2，F(xiàn)1>F2              B.ρ1<ρ2，F(xiàn)1<F2C.ρ1<ρ2，F(xiàn)1=F2                           D.ρ1>ρ2，F(xiàn)1=F25.【泰安】有一個實心球形物體，用彈簧測力計在空氣中稱重時，彈簧測力計的示數(shù)為12N；當(dāng)把物體的一半體積浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)為5N。把物體從彈簧測力計上取下投入水中靜止時，物體受到的浮力是(D)。A.5N           B.7N           C.14N          D.12N6.【無錫】同學(xué)們用空塑料瓶和細砂等材料探究影響浮力大小的因素。(g取10N/kg，ρ水＝1×10＝1×103kg/m3)(1)同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗提出了如下三種猜想，并舉出了相應(yīng)的實例。猜想一：浮力的大小與物體的密度有關(guān)。實例：鐵塊在水中下沉，木頭可以浮在水面上。猜想二：浮力的大小與液體的密度有關(guān)。實例：雞蛋在水中下沉，在鹽水中可以浮起來。猜想三：浮力的大小與浸入液體中的深度有關(guān)。實例：在游泳池里，人往下越蹲越低，感覺到水向上托自己的力越來越大。 (2)為了驗證以上猜想是否正確，同學(xué)們選擇了裝入細砂的塑料瓶和其他實驗器材進行探究，實驗過程如圖所示。①根據(jù)實驗步驟d和  e  (填字母)，可以驗證猜想二是正確的。②根據(jù)實驗步驟c和d，可以驗證猜想三是  錯誤  (填“正確”或“錯誤”)的；對該猜想所對應(yīng)的實例，合理的解釋是  浮力的大小與物體浸入液體的體積有關(guān)  。③要驗證猜想一是否正確，可以在塑料瓶中  添加一些細砂(合理即可)  后再進行探究。④同學(xué)們認為，猜想一和猜想二中的實例反映了物體的浮與沉可能與密度有關(guān)，要選用一個能漂浮在圖e中鹽水上的物體，物體的密度應(yīng)小于  1.1  g/cm3。(結(jié)果保留一位小數(shù)) 7.【棗莊】現(xiàn)有一個用超薄材料制成的圓柱形容器，它的下端封閉、上端開口，底面積S=200cm2，高度h=20cm，如圖甲所示；另有一個實心勻質(zhì)圓柱體，密度ρ=0.8×103kg/m3，底面積S1=120cm=120cm2，高度與容器相同，如圖乙所示。（ρ水=1.0×10=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）(1)將圓柱體豎直放入圓柱形容器內(nèi)，圓柱體對容器底部的壓強是多少？（2）向容器內(nèi)緩緩注水直至圓柱體對容器底部的壓力剛好為零，此時水對容器底部的壓強和所注水的重力各是多少？8.【玉林】如圖所示，若“玉林”號導(dǎo)彈護衛(wèi)艦從大海駛?cè)胫榻瑒t下列分析正確的是(C)。A．浮力變小，艦體上浮一些B．浮力變大，艦體下沉一些C．浮力不變，艦體下沉一些D．浮力不變，艦體上浮一些 9.【海南】如圖所示，兩只相同的氣球分別充入氫氣和空氣，充氣后體積相同,放飛氣球時只有氫氣氣球升上空中。若它們在空氣中受到的浮力分別為F氫和F空，則下列說法中，正確的是(B)。A.F氫＞F空        B.F氫＝F空             C.F氫＜F空            D.條件不足，無法比較【解析】根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ空氣gV排可知，氣球在空氣中受到的浮力取決于氣球的體積，由于充氣后兩氣球體積相同，所以所受的浮力相同,即F氫=F空。氫氣氣球能上升是因為其重力小于浮力，而空氣氣球不能升空是因為其重力約等于浮力。10.如圖甲所示，石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降，直至全部沒入水中。如圖乙所示為鋼繩拉力F隨時間t變化的圖像，若不計水的摩擦力，則可算出石料的密度為（g取10N/kg）(C)。A.1.6×103kg/m3        B.2.3×103kg/m3          C.2.8×103kg/m3          D.3.2×103kg/m311.【青島】有邊長為a的正方體木塊A和小鐵塊B。如圖所示，將A放入盛有適量水的燒杯中，浸入深度為h1；再將B疊放在A上，A浸入深度變?yōu)閔2。下列判斷中,正確的是(B)。    （第11題）（第12題）12.【連云港】如圖所示，小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中，此時小球所受的浮力  大于  （填“大于”“小于”或“等于”）小球的重力，剪斷繩子后，小球上升過程中所受的浮力  變小  （填“變大”“變小”或“不變”，下同），水對燒杯底部的壓強  變小  。【解析】圖示情況下，小球的受力平衡情況是F浮=G球+F拉，所以小球所受的浮力大于小球的重力；剪斷繩子后，小球上升，逐漸露出水面，浸入水中部分的體積減小，所以小球所受的浮力變?。恍∏蛏仙^程中液面下降，根據(jù)液體壓強公式p=ρgh可知，水對燒杯底部的壓強變小。13.【十堰】將一底面積為0.01m2的長方體木塊用細線拴在一個空容器的底部，然后向容器中緩慢加水直到木塊上表面與液面相平，如圖甲所示。在此整個過程中，木塊底部受到水的壓強隨容器中水的深度的變化如圖乙所示。求：(g取10N/kg) (1)木塊所受到的最大浮力。 (2)木塊的重力。 (3)細線對木塊的最大拉力。  【答案】（1）根據(jù)圖像可知，木塊剛剛漂浮時，浸入水中的深度h1=9cm；水深從9cm到16cm，木塊一直處于漂浮狀態(tài)，浸入水中的深度不變；當(dāng)水面的高度為16cm時，細線剛好張緊，線的拉力為零，直到木塊上表面與液面相平，此時水面的高度為22cm，所以木塊的高度L=9cm+(22cm-16cm)=15cm；則木塊的體積V木=S木L=0.01m=S木L=0.01mL=0.01m2×0.15m=1.5×10-3m3。木塊全淹沒時受到的浮力最大，此時F浮=ρ水gV排=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-3m3=15N。（2）由圖像可知，木塊剛剛漂浮時底部受到水的壓強為900Pa，則木塊的重力與水對木塊向上的壓力（浮力）平衡，所以木塊的重力G=F浮=pS=900Pa×0.01m2=9N。（3）當(dāng)木塊上表面與液面相平時，木塊受到的浮力最大，由力的平衡條件可得，細線對木塊的最大拉力F拉=F浮-G=15N-9N=6N。 14.【蘇州】小明用空塑料瓶和小玻璃瓶制作了一個“浮沉子”(如圖所示)。他將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在塑料瓶內(nèi)的水面上，塑料瓶內(nèi)留有少量空氣，擰緊瓶蓋使其密封，用力擠壓塑料瓶側(cè)面時“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列說法中，錯誤的是(B)。（第14題）A.“浮沉子”下沉時，所受重力大于它受到的浮力B.無論怎樣擠壓塑料瓶側(cè)面，“浮沉子”不可能懸浮在水中C.“浮沉子”上浮時，小玻璃瓶內(nèi)的壓縮空氣會將內(nèi)部的水壓出D.潛水艇的工作原理與“浮沉子”的浮沉原理相同【解析】擠壓塑料瓶，瓶內(nèi)空氣被壓縮，將壓強傳遞給水，水被壓入小玻璃瓶中，這時“浮沉子”里進入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉。松開手，塑料瓶內(nèi)水面上的空氣體積增大，壓強減小，“浮沉子”里面被壓縮的空氣把水壓出來，此時“浮沉子”的重力小于它所受的浮力，因此它就向上浮；當(dāng)浮力等于重力時，“浮沉子”就會懸浮在水中；潛水艇的工作原理與“浮沉子”的浮沉原理相同，都是靠改變自身重力來實現(xiàn)沉浮的。（第15題）15.【金華】“彩球溫度計”是一種現(xiàn)代居家飾品，其結(jié)構(gòu)模型如圖所示。該“彩球溫度計”由體積相同(保持恒定)、質(zhì)量不同的小球和密度隨溫度的升高而減小的液體組成。當(dāng)環(huán)境溫度升高時，浸沒在液體中的小球受到的浮力將  變小  (填“變大”“變小”或“不變”)。在某一環(huán)境溫度下，四個小球處于如圖所示的位置，此時B小球受到的浮力FB與D小球受到的浮力FD的大小關(guān)系為FB  =  (填“＞”“＜”或“=”)FD。【解析】環(huán)境溫度升高，液體密度減小，根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，浮力變小。某一環(huán)境溫度下，B、D小球處于同一液體中且體積相同，排開液體的體積相同，所以4球所受浮力大小相等。（第16題）16.【宜昌】如圖所示，把一個底面積為S、高為l的長方體浸沒在密度為ρ的液體中，上、下表面分別距液面為h1和h2，因為液體內(nèi)部存在壓強，所以長方體各表面都受到液體的壓力。(1)分析圖中長方體的受力情況，其受到浮力的原因是  上、下表面存在壓力差  ，浮力的方向是  豎直向上  。 (2)大量的實驗結(jié)果表明：浸在液體中的物體受到浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。請從浮力產(chǎn)生原因的角度推導(dǎo)出這一結(jié)論。【答案】由液體壓強公式p=ρgh及壓強公式p=得長方體上表面受到液體的壓力F1=p1S=ρ液gh1S，長方體下表面受到液體的壓力F2=p2S=ρ液gh2S，上、下表面的壓力差F2-F1=ρ液gh2S-ρ液gh1S=ρ液g(h2-h1)S。長方體浸沒在液體中，則長方體排開液體的體積V排=V物=Sl=S(h2-h1)。所以結(jié)合浮力的產(chǎn)生原因有F浮=F2-F1=ρ液g(h2-h1)S=ρ液gV排=m排g=G排。17.【安順】如圖所示，重為10N的長方體木塊靜止在水面上，木塊浸在水中的體積占其總體積的。（g取10N/kg）  （第17題）（1）求木塊所受到的浮力大小。 (2)若木塊下表面所處的深度為0.2m，求木塊下表面受到水的壓強。 (3)若要將木塊全部浸沒水中，則至少需要施加多大的壓力？   （第18題）18.【溫州】如圖甲所示為小明設(shè)計的“空氣浮力演示器”：將一空心金屬球與配重通過細線懸掛在定滑輪上，調(diào)節(jié)配重質(zhì)量使二者保持靜止，用氣泵往玻璃容器內(nèi)緩慢壓入空氣，可根據(jù)現(xiàn)象證明空氣浮力的存在。已知金屬球重5N，體積為5×10-3m3。（滑輪和細線的重力、配重的體積及各種摩擦均忽略不計，g取10N/kg）(1)用氣泵向甲裝置玻璃容器內(nèi)壓入空氣，觀察到  金屬球上升（或配重下降）  的現(xiàn)象可以說明金屬球受到空氣浮力的作用。 (2)制作該演示器中的空心金屬球用了體積為5×10-5m3的金屬材料，求該金屬材料的密度。【答案】金屬球重5N，所用金屬材料的體積為5×10-5m3，則金屬材料的密度ρ==10×103kg/m3。 (3)小明想通過最小刻度為0.1N的彈簧測力計反映空氣浮力大小的變化，于是將該演示器改進成如圖乙所示的裝置。壓入空氣前，容器內(nèi)原有的空氣密度為1.2kg/m3，現(xiàn)通過氣泵向玻璃容器內(nèi)壓入空氣，使容器內(nèi)空氣密度增大到3.0kg/m3，以上操作能否使演示器中的彈簧測力計示數(shù)變化值大于0.1N？請通過計算說明。【答案】由阿基米德原理可得，壓入空氣前金屬球受到的浮力F浮1=ρ氣1gV球=1.2kg/m=ρ氣1gV球=1.2kg/mgV球=1.2kg/m=1.2kg/m3×10N/kg×5×10-3m3=0.06N，金屬球?qū)Χɑ喿髠?cè)的拉力F=G球-F浮1，滑輪和細線的重力不計，定滑輪兩邊繩子拉力向下且相等，彈簧測力計的拉力向上，由力的平衡條件可得，彈簧測力計的示數(shù)（彈簧測力計的拉力）F1=2（G球-F浮1）=2×（5N-0.06N）=9.88N，壓入空氣后金屬球受到的浮力F浮2=ρ氣2gV球=3.0kg/mgV球=3.0kg/m=3.0kg/m=3.0kg/m3×10N/kg×5×10-3m3=0.15N，此時彈簧測力計的示數(shù)F2=2（G球-F浮2）=2×（5N-0.15N）=9.7N，彈簧測力計示數(shù)變化值ΔF=F1-F2=9.88N-9.7N=0.18N＞0.1N。