
1.探究浮力大小與哪些因素有關(guān)
2.阿基米德原理
【知識導圖】
【基礎知識】
知識點一:浮力的大小與哪些因素有關(guān)
1.浮力的大小是否跟物體浸沒的深度有關(guān):
(1)如圖甲所示,把彈簧測力計下懸掛的物體浸沒在一種液體中,并分別停在液體內(nèi)不同的深度;
(2)彈簧測力計的示數(shù)沒有變化;
(3)浮力的大小跟物體浸沒的深度沒有關(guān)系。
2.浮力的大小是否跟物體浸沒在液體中的體積有關(guān):
(1)如圖乙所示,把一個柱狀固體豎直懸掛在彈簧測力計下,并逐漸增大物體浸在液體中的體積;
(2)彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小;
(3)隨著物體浸在液體中的體積逐漸增大,物體受到的浮力也逐漸增大。
3.浮力的大小是否跟液體的密度有關(guān):
(1)用密度不同的液體(清水和密度不同的鹽水),把這些液體,按照密度由小到大的順序排列。再把懸掛在測力計下的同一物體先后浸沒在這些液體中。
(2)彈簧測力計的示數(shù),隨著液體密度的增大而減小;
(3)液體的密度越大,浸沒的物體受到的浮力也越大。
4.結(jié)論:
物體在液體中受到的浮力的大小,跟它浸沒在液體中的體積有關(guān)、跟液體的密度有關(guān)。物體浸沒在液體中的體積越大、液體的密度越大,浮力就越大。
【要點詮釋】
探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)的實驗中,用到了“稱重法”測浮力:,彈簧測力計的示數(shù)越小,說明物體受到的浮力越大。
探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān),實驗中利用“控制變量法”,把多因素問題變成多個單因素問題。
知識點二:阿基米德原理
1.內(nèi)容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。
2.公式:
【要點詮釋】
①“浸在”包含兩種情況:一是物體有一部分浸在液體中,此時;二是物體全部沒入液體中,此時。
②“浮力的大小等于物體排開液體所受的重力”,這里要注意浮力本身是力,只能和力相等,很多同學常把這句話說成“浮力大小等于物體排開液體的體積”。力和體積不是同一物理量,不具有可比性;這里所受的重力,不是物體所受的重力,而是被排開液體所受的重力。
③由,可以看出,浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積兩個因素有關(guān),而跟物體本身的體積、密度、形狀,與在液體中是否運動,液體的多少等因素無關(guān)。
④阿基米德原理也適用于氣體。浸沒在氣體里的物體受到浮力的大小,等于它排開的氣體所受的重力。即。
將空礦泉水瓶慢慢壓入水中,直到完全浸沒。下列對礦泉水瓶受到的浮力分析不正確的是( )
A.礦泉水瓶受到水對它的浮力B.浮力的方向豎直向上
C.排開水的體積越大,受到的浮力越大D.浸沒后,壓入越深,受到的浮力越大
如圖是驗證阿基米德原理的實驗操作,在這一實驗中測出浮力大小的步驟是( )
A.D和EB.C和DC.B和ED.C和E
【作業(yè)幫】
1.某同學在實驗室里探究“影響浮力大小的因素”的實驗,如圖是其中的一次實驗情景,根據(jù)圖示可以知道,該同學這次操作的目的是( )
A.探究物體所受浮力大小與其浸入深度的關(guān)系
B.說明物體所受浮力的大小跟排開液體的體積大小有關(guān)
C.探究物體所受浮力大小與液體密度的關(guān)系
D.探究物體所受浮力大小與物體形狀的關(guān)系
2.學習浮力時,老師組織同學們進行了以下體驗活動:將一個密閉的圓柱形空筒放在裝有水的深桶中,如圖所示用手試著慢慢把它豎直壓入水中,體會手的感受;空筒全部沒入水中后,繼續(xù)試著把它壓向桶底,體會手的感受。根據(jù)活動中的感受,大家提出了以下四個問題。其中最有探究價值且易于探究的科學問題是( )
A.手的感受與物體所受到的浮力大小有什么關(guān)系
B.浮力的大小與浸入液體的物體形狀有什么關(guān)系
C.浮力的大小與物體排開液體的體積有什么關(guān)系
D.浮力的大小與物體浸入液體的深度有什么關(guān)系
3.如圖表示跳水運動員從入水到露出水面的過程,其中運動員受到水的浮力不斷減小的階段是( )
A.①→②B.②→③C.③→④D.④→⑤
4.把甲、乙兩個體積相等的物體放入水中,它們靜止時的情況如圖所示,下列說法中正確的是( )
A.甲物體受到的浮力等于乙物體受到的浮力
B.甲物體受到的浮力小于乙物體受到的浮力
C.甲物體受到的浮力大于乙物體受到的浮力
D.無法判斷誰受到的浮力大
5.如圖,將重力G=3N的金屬球掛在彈簧測力計下方并浸沒在水中,由圖可知測力計的示數(shù)F=______N,當向燒杯中加入食鹽并攪拌均勻后,彈簧測力計的示數(shù)會____________,金屬球受到的浮力______(填“變大”“變小”或“不變”)。
6.(2021·山東郯城·八年級期中)在“阿基米德解開王冠之謎”的故事中,若王冠在空氣中稱時重5N,浸沒在水中稱時重4.5N,則這頂王冠浸沒在水中所受的浮力為______N,它排開的水重為______N。
7.(2021·貴州銅仁·模擬預測)某實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材,按照如圖所示的步驟,探究浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系。
A. B. C. D.
(1)先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊的重力;
(2)把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中,石塊受到的浮力大小為______N,石塊排開的水所受的重力大小為______N;
(3)由以上步驟可初步得出結(jié)論:浸在水中的物體所受浮力的大小等于______。
8、 在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中,提出如下猜想
猜想1:浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)
猜想2:浮力的大小可能與物體的重力有關(guān)
猜想3:浮力的人小可能與物體的形狀有關(guān)
猜想4:浮力的大小可能與排開液體的體積有關(guān)
(1)如圖所示,用手把飲料罐按入水中,飲料料罐浸入水中越深,手會感到越吃力.這個事實可以支持以上猜想_______(選填序號)
(2)為了研究猜想1和猜想2,運用了體積相同的A、B、C三個圓柱體,測得重力分別為4N,4.5N和5N.然后進行如圖所示的實驗.
①在序號a的實驗中物所受的浮力為_______N.
②比較序號_______,_______,e的三次實驗,可得出初步結(jié)論:浮力大小與液體密度有關(guān).
③進一步分析可知:液體的密度越大,物體所受的浮力越_______;
④比較序號a、b、c的三次實驗,可得出結(jié)論:浮力的大小與物體的重力_______關(guān).
(3)為了研究猜想3,小明用兩塊相同的橡皮泥分別捏成圓錐體和圓柱體進行如圖所示的實驗、由此小明得出的結(jié)論是:浮力的大小與物體的形狀有關(guān),小珍認為這結(jié)論不可靠,主要原因是_______.
乒乓球放入水中,排開水的體積為3×10-6m3,求乒乓求受到的浮力。
10.如圖所示,一個邊長為10cm的正方體豎直懸浮在某液體中,上表面受到液體的壓力F1為5N,下表面受到液體的壓力F2為13N.下列說法錯誤的是
A.正方體受到的浮力為8N
B.液體的密度為0.8×103kg/m3
C.正方體上表面到液面的距離h=5cm
D.液體對物體下表面的壓強為1.3×103Pa
課時9.2 阿基米德原理 (幫課堂)(解析版)
【學習目標】
1.探究浮力大小與哪些因素有關(guān)
2.阿基米德原理
【知識導圖】
【基礎知識】
知識點一:浮力的大小與哪些因素有關(guān)
1.浮力的大小是否跟物體浸沒的深度有關(guān):
(1)如圖甲所示,把彈簧測力計下懸掛的物體浸沒在一種液體中,并分別停在液體內(nèi)不同的深度;
(2)彈簧測力計的示數(shù)沒有變化;
(3)浮力的大小跟物體浸沒的深度沒有關(guān)系。
2.浮力的大小是否跟物體浸沒在液體中的體積有關(guān):
(1)如圖乙所示,把一個柱狀固體豎直懸掛在彈簧測力計下,并逐漸增大物體浸在液體中的體積;
(2)彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小;
(3)隨著物體浸在液體中的體積逐漸增大,物體受到的浮力也逐漸增大。
3.浮力的大小是否跟液體的密度有關(guān):
(1)用密度不同的液體(清水和密度不同的鹽水),把這些液體,按照密度由小到大的順序排列。再把懸掛在測力計下的同一物體先后浸沒在這些液體中。
(2)彈簧測力計的示數(shù),隨著液體密度的增大而減小;
(3)液體的密度越大,浸沒的物體受到的浮力也越大。
4.結(jié)論:
物體在液體中受到的浮力的大小,跟它浸沒在液體中的體積有關(guān)、跟液體的密度有關(guān)。物體浸沒在液體中的體積越大、液體的密度越大,浮力就越大。
【要點詮釋】
探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)的實驗中,用到了“稱重法”測浮力:,彈簧測力計的示數(shù)越小,說明物體受到的浮力越大。
探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān),實驗中利用“控制變量法”,把多因素問題變成多個單因素問題。
知識點二:阿基米德原理
1.內(nèi)容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。
2.公式:
【要點詮釋】
①“浸在”包含兩種情況:一是物體有一部分浸在液體中,此時;二是物體全部沒入液體中,此時。
②“浮力的大小等于物體排開液體所受的重力”,這里要注意浮力本身是力,只能和力相等,很多同學常把這句話說成“浮力大小等于物體排開液體的體積”。力和體積不是同一物理量,不具有可比性;這里所受的重力,不是物體所受的重力,而是被排開液體所受的重力。
③由,可以看出,浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積兩個因素有關(guān),而跟物體本身的體積、密度、形狀,與在液體中是否運動,液體的多少等因素無關(guān)。
④阿基米德原理也適用于氣體。浸沒在氣體里的物體受到浮力的大小,等于它排開的氣體所受的重力。即。
將空礦泉水瓶慢慢壓入水中,直到完全浸沒。下列對礦泉水瓶受到的浮力分析不正確的是( )
A.礦泉水瓶受到水對它的浮力B.浮力的方向豎直向上
C.排開水的體積越大,受到的浮力越大D.浸沒后,壓入越深,受到的浮力越大
【答案】D
【詳解】
A.空礦泉水瓶慢慢浸水中,直到完全浸沒,瓶下水的壓力始終大于上面壓力,上下表面壓力差是浮力,因此浮力一直存在,故A正確,A不符合題意;
B.浮力的方向與重力方向相反,浮力的方向豎直向上,故B正確,B不符合題意;
C.根據(jù)阿基米德原理
排開水的體積越大,受到的浮力越大,故C正確,C不符合題意;
D.浸沒后,排開水的體積不變,壓入越深,受到的浮力也不變,故D錯誤,D符合題意。
故選D。
如圖是驗證阿基米德原理的實驗操作,在這一實驗中測出浮力大小的步驟是( )
A.D和EB.C和DC.B和ED.C和E
【答案】B
【詳解】
因題中驗證阿基米德原理,B步驟為測量空桶的重力,C步驟為用彈簧測力計測物體的重力G,D步驟為將物體浸沒在溢水杯的水中,記下彈簧測力計的示數(shù)F,E步驟為測量空桶和排出的水的總重。根據(jù)可求浮力大小。在這一實驗中,測出浮力大小的步驟是C和D,故ACD不符合題意,B符合題意。
故選B。
【作業(yè)幫】
1.某同學在實驗室里探究“影響浮力大小的因素”的實驗,如圖是其中的一次實驗情景,根據(jù)圖示可以知道,該同學這次操作的目的是( )
A.探究物體所受浮力大小與其浸入深度的關(guān)系
B.說明物體所受浮力的大小跟排開液體的體積大小有關(guān)
C.探究物體所受浮力大小與液體密度的關(guān)系
D.探究物體所受浮力大小與物體形狀的關(guān)系
【答案】C
【詳解】
根據(jù)圖示可以知道A物體完全浸沒在兩種液體中,所排開的液體體積相同,深度相同,而一種液體是水、另一種是鹽水,兩個液體的密度不同,它們所受的浮力不同,所以該同學這次操作的目的是:探究物體所受浮力大小與液體的密度的關(guān)系。故ABD不符合題意;C符合題意。
故選C。
2.(2021·山東萊蕪·中考真題)學習浮力時,老師組織同學們進行了以下體驗活動:將一個密閉的圓柱形空筒放在裝有水的深桶中,如圖所示用手試著慢慢把它豎直壓入水中,體會手的感受;空筒全部沒入水中后,繼續(xù)試著把它壓向桶底,體會手的感受。根據(jù)活動中的感受,大家提出了以下四個問題。其中最有探究價值且易于探究的科學問題是( )
A.手的感受與物體所受到的浮力大小有什么關(guān)系
B.浮力的大小與浸入液體的物體形狀有什么關(guān)系
C.浮力的大小與物體排開液體的體積有什么關(guān)系
D.浮力的大小與物體浸入液體的深度有什么關(guān)系
【答案】C
【詳解】
由阿基米德原理可知:物體在液體中受到浮力的大小,與液體的密度和排開液體的體積有關(guān),由于深桶中裝有水,則液體的密度一定,據(jù)此可以得出最有探究價值且易于探究的科學問題是研究浮力的大小與物體排開液體的體積有什么關(guān)系,故ABD不符合題意;C符合題意。
故選C。
3.(2021·廣東寶安·模擬預測)如圖表示跳水運動員從入水到露出水面的過程,其中運動員受到水的浮力不斷減小的階段是( )
A.①→②B.②→③C.③→④D.④→⑤
【答案】D
【詳解】
B C.浮力與排開水的體積有關(guān),而整個過程中只有兩個過程浮力發(fā)生了變化,一個是剛?cè)胨?,即①→②,另外一個是出水,即④→⑤,其他的兩個過程,排開水的體積不變,故浮力不變,故BC不符合題意;
A D.①→②,剛?cè)胨?,排開水的體積變大,浮力變大,而④→⑤,排開水的體積變小,浮力變小,故A不符合題意,D符合題意。
故選D。
4.(2021·內(nèi)蒙古回民·八年級期中)把甲、乙兩個體積相等的物體放入水中,它們靜止時的情況如圖所示,下列說法中正確的是( )
A.甲物體受到的浮力等于乙物體受到的浮力
B.甲物體受到的浮力小于乙物體受到的浮力
C.甲物體受到的浮力大于乙物體受到的浮力
D.無法判斷誰受到的浮力大
【答案】B
【詳解】
甲、乙體積相等,則由圖可知,乙排開水的體積更大,由可知,甲物體受到的浮力小于乙物體受到的浮力,故ACD錯誤,B正確。
故選B。
5.(2021·遼寧鐵嶺·八年級階段練習)如圖,將重力G=3N的金屬球掛在彈簧測力計下方并浸沒在水中,由圖可知測力計的示數(shù)F=______N,當向燒杯中加入食鹽并攪拌均勻后,彈簧測力計的示數(shù)會____________,金屬球受到的浮力______(填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】 2.2 變小 變大
【詳解】
[1]測力計分度值0.2N,示數(shù)為2.2N。
[2][3]當向燒杯中加入食鹽并攪拌均勻后,液體的密度增大,排開液體的體積不變,由F浮=ρV排g得金屬球受到的浮力變大,彈簧測力計的示數(shù)會變小。
6.(2021·山東郯城·八年級期中)在“阿基米德解開王冠之謎”的故事中,若王冠在空氣中稱時重5N,浸沒在水中稱時重4.5N,則這頂王冠浸沒在水中所受的浮力為______N,它排開的水重為______N。
【答案】 0.5 0.5
【詳解】
[1]王冠浸沒在水中所受的浮力為
F浮=G-F示=5N-4.5N=0.5N
[2]由阿基米德原理可知,物體所受的浮力大小等于它排開的液體的重力,所以王冠排開水的重力為0.5N。
7.(2021·貴州銅仁·模擬預測)某實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材,按照如圖所示的步驟,探究浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系。
A. B. C. D.
(1)先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊的重力;
(2)把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中,石塊受到的浮力大小為______N,石塊排開的水所受的重力大小為______N;
(3)由以上步驟可初步得出結(jié)論:浸在水中的物體所受浮力的大小等于______。
【答案】 1.4 1.4 物體排開水所受的重力
【詳解】
(2)[1]石塊受到的浮力
F浮=3.8N-2.4N=1.4N
[2]石塊排開的水所受的重力大小為
G排=2.6N-1.2N=1.4N
[3]可知F浮= G排,所以浸在水中的物體所受浮力的大小等于物體排開水所受的重力。
8、 在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中,提出如下猜想
猜想1:浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)
猜想2:浮力的大小可能與物體的重力有關(guān)
猜想3:浮力的人小可能與物體的形狀有關(guān)
猜想4:浮力的大小可能與排開液體的體積有關(guān)
(1)如圖所示,用手把飲料罐按入水中,飲料料罐浸入水中越深,手會感到越吃力.這個事實可以支持以上猜想_______(選填序號)
(2)為了研究猜想1和猜想2,運用了體積相同的A、B、C三個圓柱體,測得重力分別為4N,4.5N和5N.然后進行如圖所示的實驗.
①在序號a的實驗中物所受的浮力為_______N.
②比較序號_______,_______,e的三次實驗,可得出初步結(jié)論:浮力大小與液體密度有關(guān).
③進一步分析可知:液體的密度越大,物體所受的浮力越_______;
④比較序號a、b、c的三次實驗,可得出結(jié)論:浮力的大小與物體的重力_______關(guān).
(3)為了研究猜想3,小明用兩塊相同的橡皮泥分別捏成圓錐體和圓柱體進行如圖所示的實驗、由此小明得出的結(jié)論是:浮力的大小與物體的形狀有關(guān),小珍認為這結(jié)論不可靠,主要原因是_______.
4 1 a d 大 無 沒有控制變量唯一
【詳解】
(1)用手把空的飲料罐按入水中,手就會感受到豎直向上的浮力,越往下按,浮力越大,手會感到越吃力;
空飲料罐向下按入的過程中,水面會升高,空飲料罐排開水的體積增大,由此得出:浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān),即這個事實可以支持猜想4。
(2)①物體的重力為G,a中彈簧測力計的示數(shù)為3N,
則物體受到的浮力為:;
②要探究浮力大小與液體密度的關(guān)系,需要控制同一物體、排開液體的體積相同,改變液體的密度,圖中a、d、e三圖符合要求;
③a圖物體浸沒在水中,受到的浮力為:;
d圖物體浸沒在酒精中,受到的浮力為:;
e圖中物體浸沒在鹽水中,受到的浮力為:;
所以同一物體在鹽水浮力最大、酒精中受到的浮力最小,又因為鹽水的密度最大,酒精的密度最?。钥梢缘贸觯阂后w的密度越大,物體所變的浮力越大;
④序號為a、b、c的三次實驗中,物體的體積和浸沒的液體都相同,不同的是物體的重力;
由圖可知測力計的示數(shù)分別為:3N、3.5N、4N,而三個圓柱形物體A、B、C的重分別為4N、4.5N和5N,根據(jù)稱重法求浮力的原理,即知,所受浮力分別為1N、1N、1N,可見浮力相等,于是可得結(jié)論是:浮力的大小與物體的重力無關(guān);
(3)根據(jù)控制變量法的思想:要研究浮力大小與物體形狀的關(guān)系,必須保證排開液體的體積和液體的密度不變,小明實驗中改變了形狀,但沒有控制排開水的體積相同,故小珍認為小明的結(jié)論不可靠,不可靠主要原因為沒有控制變量唯一,即沒有控制排開液體的體積相同。
9.乒乓球放入水中,排開水的體積為3×10-6m3,求乒乓求受到的浮力。
【答案】2.94×10-2N
【詳解】
乒乓球在水中所受的浮力為
答:乒乓球在水中所受的浮力為2.94×10-2N。
10.如圖所示,一個邊長為10cm的正方體豎直懸浮在某液體中,上表面受到液體的壓力F1為5N,下表面受到液體的壓力F2為13N.下列說法錯誤的是
A.正方體受到的浮力為8N
B.液體的密度為0.8×103kg/m3
C.正方體上表面到液面的距離h=5cm
D.液體對物體下表面的壓強為1.3×103Pa
【詳解】
A、由浮力產(chǎn)生的原因可得,正方體受到的浮力F浮=F2-F1=13N-5N=8N,故A正確,不符合題意;
B、物體懸浮時排開液體的體積和自身的體積相等,則V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,由F浮=ρgV排可得,液體的密度ρ==0.8×103kg/m3,故B正確,不符合題意;
CD、正方體下表面的面積S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10-2m2,液體對物體下表面的壓強:p==1.3×103Pa, 由p=ρgh可得,正方體下表面到液面的距離:h下==0.1625m=16.25cm,則正方體上表面到液面的距離:h=h下-L=16.25cm-10cm=6.25cm,故C錯誤,符合題意,D正確,不符合題意.
這是一份物理第五節(jié) 機械效率課時練習,共23頁。
這是一份初中物理滬科版(2024)八年級全冊第三節(jié) 做功了嗎習題,共14頁。
這是一份初中物理滬科版(2024)八年級全冊第三節(jié) 做功了嗎一課一練,共16頁。
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