水的浮力阿基米德定理及实验探究.docx
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水的浮力阿基米德定理及实验探究
浙教版科学八年级上册
水的浮力-阿基米德定理及实验探究
知识点讲解
1:
浮力产生的原因及定义
定义:
浸在液体(或气体)中的物体受到的液体(或气体)向上的力叫做浮力。
原因:
物体上下表面所受液体(或气体)压力不同。
(1)从产生原因来求:
F浮=F下表面-F上表面
(2)用弹簧测力计求:
F浮=G-F拉
注意:
(1)F浮=G-F拉适用条件:
物体在水中会下沉;
(2)若物体下表面不受液体或气体的压力,则物体不受浮力。
2:
阿基米德原理
原理:
浸在液体中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。
公式:
F浮=G排液=ρ液gV排液。
说明:
阿基米德原理同样适用于气体浮力的计算。
注意:
(1)浸入液体中的物体受到的浮力只与ρ液、V排有关;
(2)浮力与物体浸没在液体中的深度,物体的密度、形状无关;
(3)阿基米德原理表达式中V排是指物体排开液体的体积,也就是物体浸入液体中的体积V浸,
但V排不同于V物。
当物体部分浸入时,V排 3: 探究浮力大小(实验探究) ①测量空气中的重力 ②测量浸入液体中的拉力(一般题目涉及浸没) ③重力和拉力差即浮力 利用以上三步可求物体体积与密度 重难点突破 浮力产生的原因及定义 1.浮力产生的原因是() A.液体(或气体)对物体有压力 B.液体(或气体)对物体有压力差 C.液体(或气体)有质量 D.物体对液体(或气体)有压力 2.以下情景中没有受到浮力的物体是( ) 3.物体在水中向下沉时( ) A.不受到水的浮力作用 B.在水中受到的重力比在地面上受到的重力少些 C.在水中受到的重力比在地面上受到的重力大些 D.以上说法都不正确 4.下列关于浮力的说法中正确的是() A.浮力都是由水产生的B.只有固体才能受到浮力的作用 C.浮力方向与重力方向相反D.在不同液体中浮力方向会不同 5.把一个正方体,保持侧面竖直地浸没在液体里的不同深度处,则( ) A.正方体顶面所受的压力大小不变B.正方体底面所受的压力大小不变 C.正方体每个侧面所受的压力大小不变D.正方体上、下两面受的压力差不变 6.关于浮力,下列说法正确的是() A.在水中会下沉的金属块不受到浮力 B.浮力的大小与物体浸没的深度有关 C.浮力的大小与物体的形状有关 D.浮力是由于物体上、下表面受到的压力不同产生的 阿基米德原理 1.将重为6牛的物体浸没在水中,它排开的水重5牛,则物体在水中受到的浮力是() A.6牛B.5牛C.1牛D.11牛 2.二战时期,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() 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 3.物块在空气中和浸没在水中时,弹簧测力计示数如图。 下列判断正确的是( ) A.物块受到的浮力是1牛B.物块的体积是2×10-4米3 C.物块的密度是3×103千克∕米3 D.物块浸没在水中时,所受浮力随深度增加而增大 4.如图所示,四个体积相同而材料不同的球A、B、C、D,分别静止在不同深度的水里.以下说法正确的是( ) A.A球所受浮力最小B.B球所受浮力最小 C.C球所受浮力最小D.D球所受浮力最小 5.如图玩具鸭子放在甲液体中漂浮时,液面位置在A处;放在乙液体中漂浮时,液面位置在B处.则() A.在甲液体中所受的浮力较大B.在乙液体中所受的浮力较大 C.甲、乙液体的密度一样大D.甲液体的密度较大 6.在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验。 测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4。 其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是() A.F1>F2>F3>F4B.F1-F2=F3-F4 C.F1+F2=F3+F4D.F1-F3=F4-F2 7.一金属块用细绳栓好后,浸在某种液体中.当静止在图(a)、(b)(c)所示的位置时,金属块所受的拉力分别为F1、F2和F3,则三个力的大小关系为( ) A.F1<F2<F3B.F1=F2=F3C.F1>F2>F3D.F1<F2=F3 8.将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中,鸡蛋漂浮,然后逐渐向杯中加入清水,当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水,如图所示,图中的图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是() 9.如图所示两只完全相同的盛水容器放在磅秤上,用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球,全部没入水中,此时容器中水面高度相同,设绳子的拉力分别为T1和T2,磅秤的示数分别为F1和F2,则( ) A.F1=F2,T1=T2B.F1>F2,T1<T2C.F1=F2,T1>T2D.F1<F2,T1>T2 10.小强用测力计等器材测量一块石灰石的密度,请将下面实验步骤中的数据补充完整。 (g取10牛/千克) (1)如图甲所示,用测力计测出该石灰石在空气中的重力G=2.5牛; (2)将该石灰石浸没在水中静止时,如图乙所示,测力计的示数F=牛; (3)根据阿基米德原理可算出该石灰石的体积V=米3; (4)根据密度公式算出该石灰石的密度ρ=___千克/米3。 11.一张总体积为0.3米3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 体积浸入水中,若g取10牛/千克,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? 12.将一个黄色金属的实心龙雕像悬挂在弹簧秤上。 在空气中时,弹簧秤的示数为1.8牛,当雕像完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为1.6牛。 请回答: (1)雕像完全浸没在水中时受到的浮力是__0.2__牛。 (2)通过计算判断这个雕像是否是纯金制成的? (ρ金=19.3×103千克/米3) 13.为了直观验证阿基米德原理,小明改进了实验装置,如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上,在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下面放一小杯。 铁架台的支架上放置一只溢水杯,溢水杯跟金属块、粗铁丝框、小杯都不接触。 (1)首先平稳缓慢地抬高放有溢水杯的支架,使金属块完全浸没入水中,但不与溢水杯底部接触,(如图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示数: F甲F丙(填“>”、“=”或“<”)。 (2)然后再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁),可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为牛,此时浮力的测量数值将比真实数值(填“偏大”或“偏小”)。 探究浮力大小(实验探究) 1.在如图所示的“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,可以探究物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关的是图中的( ) A.甲和丙B.甲和乙C.乙和丁D.丙和丁 2.如图所示,当弹簧测力计吊着圆柱体,从底部接触水面开始缓慢到完全没入水中到底部A的过程中,以下能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图象是( ) 3.某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验,如图是其中的一次实验情景.根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( ) A.探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系 B.说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积大小有关 C.探究物体所受浮力大小与液体密度的关系 D.验证阿基米德原理F浮=G排 4.小民在学习浮力时用同一装置做了图所示的实验,目的是( ) A.探究浮力与物体的质量的关系B.探究浮力与物体的体积的关系 C.探究浮力与物体的密度的关系D.探究浮力与物体的深度的关系 5.下面关于浮力大小的说法,正确的是( ) A.浮力大小跟物体浸没在液体中的深度有关,物体浸得越深,受到的浮力越大 B.浮力的大小跟物重有关,物体越重,受到的浮力越小 C.浮力的大小跟物体的体积有关,物体体积越大,受到的浮力越大 D.浮力的大小跟物体排开液体的重力有关,物体排开液体越重,受到的浮力越大 6.如图所示,金属块挂在弹簧测力计下,将金属块慢慢放入水中,弹簧测力计的示数逐渐减小,如图是弹簧测力计示数与金属块下降距离的图象。 当金属块完全浸没在水中时受到的浮力为( ) A.5NB.3NC.2ND.1N 7.为了探究物体的浮沉条件,实验室提供了如下器材: 弹簧测力计、量筒、金属块、细线、水及其他简单辅助器材。 实验步骤如下: (1)按如图甲的方法测出金属块受到的重力,大小为牛; (2)按如图乙的方法测出金属块浸没在水中时排开水的体积,大小为厘米3; (3)用公式F浮=ρ水gV排计算金属块浸没在水中受到的浮力,大小为牛; (4)比较金属块浸没在水中受到的浮力和金属块受到的重力大小,可知金属块浸没在水中时会_。 (填“上浮”“悬浮”或“下沉”) 水的浮力-阿基米德定理及实验探究 参考答案 重难点突破 浮力产生的原因及定义 1.浮力产生的原因是(B) A.液体(或气体)对物体有压力 B.液体(或气体)对物体有压力差 C.液体(或气体)有质量 D.物体对液体(或气体)有压力 2.以下情景中没有受到浮力的物体是( A ) 3.物体在水中向下沉时( D ) A.不受到水的浮力作用 B.在水中受到的重力比在地面上受到的重力少些 C.在水中受到的重力比在地面上受到的重力大些 D.以上说法都不正确 4.下列关于浮力的说法中正确的是(C) A.浮力都是由水产生的B.只有固体才能受到浮力的作用 C.浮力方向与重力方向相反D.在不同液体中浮力方向会不同 5.把一个正方体,保持侧面竖直地浸没在液体里的不同深度处,则( D ) A.正方体顶面所受的压力大小不变B.正方体底面所受的压力大小不变 C.正方体每个侧面所受的压力大小不变D.正方体上、下两面受的压力差不变 6.关于浮力,下列说法正确的是(D) A.在水中会下沉的金属块不受到浮力 B.浮力的大小与物体浸没的深度有关 C.浮力的大小与物体的形状有关 D.浮力是由于物体上、下表面受到的压力不同产生的 阿基米德原理 1.将重为6牛的物体浸没在水中,它排开的水重5牛,则物体在水中受到的浮力是(B) A.6牛B.5牛C.1牛D.11牛 2.二战时期,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 3.物块在空气中和浸没在水中时,弹簧测力计示数如图。 下列判断正确的是( B ) A.物块受到的浮力是1牛B.物块的体积是2×10-4米3 C.物块的密度是3×103千克∕米3 D.物块浸没在水中时,所受浮力随深度增加而增大 4.如图所示,四个体积相同而材料不同的球A、B、C、D,分别静止在不同深度的水里.以下说法正确的是( A ) A.A球所受浮力最小B.B球所受浮力最小 C.C球所受浮力最小D.D球所受浮力最小 5.如图玩具鸭子放在甲液体中漂浮时,液面位置在A处;放在乙液体中漂浮时,液面位置在B处.则(D) A.在甲液体中所受的浮力较大B.在乙液体中所受的浮力较大 C.甲、乙液体的密度一样大D.甲液体的密度较大 6.在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验。 测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4。 其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是(D) A.F1>F2>F3>F4B.F1-F2=F3-F4 C.F1+F2=F3+F4D.F1-F3=F4-F2 7.一金属块用细绳栓好后,浸在某种液体中.当静止在图(a)、(b)(c)所示的位置时,金属块所受的拉力分别为F1、F2和F3,则三个力的大小关系为( A ) A.F1<F2<F3B.F1=F2=F3C.F1>F2>F3D.F1<F2=F3 8.将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中,鸡蛋漂浮,然后逐渐向杯中加入清水,当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水,如图所示,图中的图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是(C) 9.如图所示两只完全相同的盛水容器放在磅秤上,用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球,全部没入水中,此时容器中水面高度相同,设绳子的拉力分别为T1和T2,磅秤的示数分别为F1和F2,则( C ) A.F1=F2,T1=T2B.F1>F2,T1<T2C.F1=F2,T1>T2D.F1<F2,T1>T2 10.小强用测力计等器材测量一块石灰石的密度,请将下面实验步骤中的数据补充完整。 (g取10牛/千克) (1)如图甲所示,用测力计测出该石灰石在空气中的重力G=2.5牛; (2)将该石灰石浸没在水中静止时,如图乙所示,测力计的示数F=__1.5__牛; (3)根据阿基米德原理可算出该石灰石的体积V=__1×10-4__米3; (4)根据密度公式算出该石灰石的密度ρ=__2.5×103__千克/米3。 11.一张总体积为0.3米3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 体积浸入水中,若g取10牛/千克,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? 解: (1)根据阿基米德原理F浮=ρgV排=可求得床垫受到的浮力: F浮=1.0×103千克/米3×10牛/千克× ×0.3米3=600牛 (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,二者一样大。 12.将一个黄色金属的实心龙雕像悬挂在弹簧秤上。 在空气中时,弹簧秤的示数为1.8牛,当雕像完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为1.6牛。 请回答: (1)雕像完全浸没在水中时受到的浮力是__0.2__牛。 (2)通过计算判断这个雕像是否是纯金制成的? (ρ金=19.3×103千克/米3) 解: m=G/g=1.8牛/(10牛/千克)=0.18千克 由F浮=ρ液gV排液得,V排液=F浮/ρ液g=0.2牛/(1.0×103千克/米3×10牛/千克)=0.2×10-4米3 因为雕像完全浸没在水中,所以V物=V排液=0.2×10-4米3 ρ物=m物/V物=0.18千克/0.2×10-4米3=9×103千克/米3 9×103千克/米3<19.3×103千克/米3,所以这个雕像不是纯金制成的。 13.为了直观验证阿基米德原理,小明改进了实验装置,如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上,在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下面放一小杯。 铁架台的支架上放置一只溢水杯,溢水杯跟金属块、粗铁丝框、小杯都不接触。 (1)首先平稳缓慢地抬高放有溢水杯的支架,使金属块完全浸没入水中,但不与溢水杯底部接触,(如图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示数: F甲____=____F丙(填“>”、“=”或“<”)。 (2)然后再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁),可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为____1.2____牛,此时浮力的测量数值将比真实数值____偏大____(填“偏大”或“偏小”)。 探究浮力大小(实验探究) 1.在如图所示的“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,可以探究物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关的是图中的( A ) A.甲和丙B.甲和乙C.乙和丁D.丙和丁 2.如图所示,当弹簧测力计吊着圆柱体,从底部接触水面开始缓慢到完全没入水中到底部A的过程中,以下能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图象是( D ) 3.某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验,如图是其中的一次实验情景.根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( C ) A.探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系 B.说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积大小有关 C.探究物体所受浮力大小与液体密度的关系 D.验证阿基米德原理F浮=G排 4.小民在学习浮力时用同一装置做了图所示的实验,目的是( D ) A.探究浮力与物体的质量的关系B.探究浮力与物体的体积的关系 C.探究浮力与物体的密度的关系D.探究浮力与物体的深度的关系 5.下面关于浮力大小的说法,正确的是( D ) A.浮力大小跟物体浸没在液体中的深度有关,物体浸得越深,受到的浮力越大 B.浮力的大小跟物重有关,物体越重,受到的浮力越小 C.浮力的大小跟物体的体积有关,物体体积越大,受到的浮力越大 D.浮力的大小跟物体排开液体的重力有关,物体排开液体越重,受到的浮力越大 6.如图所示,金属块挂在弹簧测力计下,将金属块慢慢放入水中,弹簧测力计的示数逐渐减小,如图是弹簧测力计示数与金属块下降距离的图象。 当金属块完全浸没在水中时受到的浮力为( C ) A.5NB.3NC.2ND.1N 7.为了探究物体的浮沉条件,实验室提供了如下器材: 弹簧测力计、量筒、金属块、细线、水及其他简单辅助器材。 实验步骤如下: (1)按如图甲的方法测出金属块受到的重力,大小为__2.2__牛; (2)按如图乙的方法测出金属块浸没在水中时排开水的体积,大小为__20__厘米3; (3)用公式F浮=ρ水gV排计算金属块浸没在水中受到的浮力,大小为__0.2__牛; (4)比较金属块浸没在水中受到的浮力和金属块受到的重力大小,可知金属块浸没在水中时会__下沉__。 (填“上浮”“悬浮”或“下沉”)
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