内容正文:
思维导图、知识点精炼
知识点9.2 阿基米德原理
一、力知识结构导图
二、知识点巩固
1、浮力的大小
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
(1)实验器材:溢水杯、弹簧测力计、金属块、水、小桶
(2)实验步骤:
①如图甲所示,用测力计测出金属块的重力;
②如图乙所示,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时测力计的示数。同时,用小桶收集物体排开的水;
③如图丙所示,测出小桶和物体排开的水所受的总重力;
④如图丁所示,测量出小桶所受的重力。
⑤把测量的实验数据记录在下面的表格中:
次数
物体所受
的重力/N
物体在水中时测力计的读数/N
浮力/N
小桶和排开的水所
受的总重力/N
小桶所受的重力/N
排开水所受的重力/N
1
2
3
…
(3)结论:金属块所受的浮力跟它排开的水所受重力相等。
2、阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(2)公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排
注意:
①“浸在”包含两种情况:一是物体有一部分浸在液体中,此时V排=V浸入<V物;二是物体全部没入液体中,此时V排=V浸入=V物。
②“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”,这里要注意浮力本身是力,只能和力相等,很多同学常把这句话说成“浮力大小等于物体排开液体的体积”。力和体积不是同一物理量,不具有可比性;这里所受的重力,不是物体所受的重力,而是被排开液体所受的重力。
③由F浮=ρ液gV排,可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状,与在液体中是否运动,液体的多少等因素无关。
④阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小,等于它排开的气体所受的重力。
即F浮=G排=ρ气gV排。
三、知识点精炼
一、单选题
1.(2021·青海西宁市·八年级)如图所示是学习浮力时所做的实验,下列说法正确的是( )
A.物体直接投入水中,物体将悬浮在水中
B.物体在水中受到的浮力为4N
C.物体的密度为0.8×103kg/m3
D.物体完全没入水中后,深度增加受到液体压强不变
【答案】B
【解析】ABC.已知物体的重力G=5N,弹簧测力计在水中拉力F=1N,物体在水中受到的浮力
F浮=G-F=5N-1N=4N
由 可得,物体排开水的体积
由于物体全部浸没
V=V排=410-4m3
物体的质量
物体的密度
取下物体直接投入水中,由于物体的密度大于水的密度,物体静止时,下沉至水底。故AC错误,B正确;
D.物体完全没入水中后,深度增加,由 p=gh可知,液体压强变大。故D错误。
故选B。
2.(2021·重庆一中八年级期中)如图所示,两个完全相同的圆柱形容器内分别盛有质量相同的水和酒精(ρ水>ρ酒精),若将实心金属球甲浸没在水中、实心金属球乙浸没在酒精中(与液体无化学反应),且均无液体溢出,这时水对容器底部的压强等于酒精对容器底部的压强。则可以确定( )
A.甲球的质量大于乙球的质量
B.甲球的质量等于乙球的质量
C.甲球体积小于乙球的体积
D.甲球所受的浮力大于乙球所受的浮力
【答案】C
【解析】ABC.根据题意知道,两个完全相同的圆柱形容器内分别盛有质量相同的水和酒精,由于两容器内盛液体的密度
ρ酒精<ρ水
由知道
V水<V酒精
所以
h水<h酒精
由知甲液体对容器底的压强等于乙液体对容器底的压强,即
pA=pB
当将实心金属球甲浸没在水中,实心金属球乙浸没在酒精中,要使A、B两液体对容器底部的压强大小相等时,由于底面积相等,所以,放入金属球后A液面的升高值应小于B液面的升高值,即甲球排开水的体积要小于乙球排开酒精的体积,即甲球的体积要小于乙球的体积,由于甲乙两球的密度大小关系不知,所以,无法确定质量关系,故AB不符合题意,C符合题意;
D.已知甲球排开水的体积要小于乙球排开酒精的体积,水的密度大于酒精的密度,根据可知,无法判断甲、乙球两所受的浮力大小关系,故D不符合题意;
故选D
3.(2021·全国八年级单元测试)在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示,将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙所示,下列说法不正确的是( )
A.木块的密度为0.6×103kg/m3
B.甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5:3
C.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是5:2
D.甲图中容器对水平桌面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力
【答案】C
【解析】A.由乙图知,木块漂浮在水面上,则木块的重力
即
所以
故A正确,不符合题意;
B.甲图中,浮力:F浮甲=ρ水g