内容正文:
专题12 浮力与阿基米德原理
思维导图
知识详解
知识点一:浮力
1、浮力产生
定义:浸在液体中的物体受到液体向上的托力,这个向上的托力叫浮力。
浮力的方向:竖直向上。
浮力的施力物体:液体。
2、 浮力测量
称重法:F浮=G-F拉
3、 浮力大小影响因素
实验方法:控制变量法。
实验器材:弹簧测力计等。
实验步骤:如图甲所示,将圆柱体挂在弹簧测力计上,测出圆柱体所受的重力。
如图乙,丙所示,将圆柱体逐渐浸入水中,同时观察弹簧测力计的示数,直到其完全浸没,记录你看到的现象和圆柱体全部浸没时弹簧测力计的示数。
如图丙,丁所示,将圆柱体浸没在水中的不同深度处,观察弹簧测力计的示数,记录你看到的现象和数据。
如图戊所示, 将圆柱体浸没在浓盐水中,观察弹簧测力计的示数,与圆柱体浸没在纯水中的示数比较,记录你看到的现象和数据。
实验结论:浮力大小与液体密度和排开液体体积有关。
典例1.(2021·河北秦皇岛市·)将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析正确的是( )
A.木块受到浮力,石块不受到浮力
B.木块不受到浮力,石块受到浮力
C.木块和石块都不受到浮力
D.木块和石块都受到浮力
【答案】D
【解析】
水中的石块和木块在水中上下表面存在压力差,也就是都受到浮力作用,木块浮在水面上,所受浮力等于自身的重力,石块沉入水中,所受浮力小于自身的重力。
故选D。
典例2.(2021·广西民族大学附属中学八年级期中)关于浮力的说法中错误的是( )
A.浮力的方向总是竖直向上的
B.所有浸在液体里的物体都会受到浮力
C.物体所受浮力大小与浸在液体的密度有关
D.浮力产生的原因是液体对物体下表面的压力大于对物体上表面的压力
【答案】B
【解析】
A.浸在液体或气体中的物体受到浮力的作用,浮力的方向总是竖直向上的,故A正确,A不符合题意;
B.有的浸在液体中的物体可能不受浮力的作用,比如桥墩的下端埋在泥土中,所以不会受到浮力,故B错误,B符合题意;
C.浮力的大小与液体的密度和物体浸在液体中的体积有关,故C正确,C不符合题意;
D.液体对物体上下表面的压力不同,下表面受到的压力大于上表面受到的压力,这是浮力的产生原因,故D正确,D不符合题意。
故选B。
典例3.(2021·天津八年级期中)如图,一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,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( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
【答案】C
【解析】
鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的液体压力不同, 这个压力差就是鸡蛋所受的浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,所以F3正确。
故选C。
典例4.(2021·重庆一中八年级期中)如图所示,压在杯底的乒乓球,上浮时会弹离水面。下列说法正确的是( )
A.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
B.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强先不变后减小
C.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强始终不变
D.乒乓球弹离水面后上升,是由于受到了惯性作用
【答案】B
【解析】
A.乒乓球在上浮过程中,先是全浸入水中的上升过程,此过程排开水的体积不变,由F浮=ρ水V排g可知受到的浮力不变,然后是露出水面到脱离水面,此过程排开水的体积变小,由F浮=ρ水V排g可知受到的浮力变小,所以乒乓球在上浮过程中,受到的浮力先不变、后变小,故A错误;
BC.乒乓球上浮过程中,先是全浸入水中的上升过程,此过程排开水的体积不变,水的深度不变,由p=ρgh可知水对杯底的压强不变,然后是露出水面到脱离水面,此过程排开水的体积变小,水的深度变小,由p=ρgh可知水对杯底的压强变小,所以乒乓球在上浮过程中,水对杯底的压强先不变、后变小,故B正确,C错误;
D.惯性不是力,不能说受惯性作用,故D错误。
故选B。
典例5.(2020·江苏南京市·九年级二模)小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验, 其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是( )
A.铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为1N
B.由甲、乙、戊三图可探究浮力大小与液体密度的关系
C.由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,所受浮力越大
D.再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体,可探究浮力大小与物体质量的关系
【答案】D
【解析】
A.由图甲可知铁圆柱体的重力为5N,由图丙可知铁圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,根据称重法可知铁圆柱体浸没在水中所受浮力
故A错误;
B.由甲、乙、戊三图可知,液体密度种类不同,铁圆柱体排开液体体积不同,无法探究浮力大小与液体密度的关系,故B错误;
C.由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,排开液体的体积也越大