内容正文:
八年级物理•沪科版(下册)
第九章 浮力
第二节 阿基米德原理
2×107
变小
2
400
2.2 N
流出
C
1
1
可靠
换用不同的液体或
物体多次实验
B
C
A
2×104
不是
2×103
C
装满
G2-F1=F2-G1
不一定
B
探究阿基米德原理
(广东揭阳校级期末)“蛟龙号”完成第20次下潜任务后,逐渐浮出水面,当排开水的质量为2 000 t时,所受海水的浮力是________N;在“蛟龙号”浮出水面的过程中,浮力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ海水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
[解析]“蛟龙号”所受浮力F浮=G排=m排g=2 000×1 000 kg×10 N/kg=2×107 N;在“蛟龙号”浮出水面的过程中,排开海水的体积不断减小,根据
F浮′=ρ海水gV排可知,其所受浮力将变小。
把装满水的烧杯放入空盘子里,烧杯中水的质量为0.9 kg。用手把空饮料罐的一部分按入装满水的烧杯中,溢出的水流入盘中,
2题图
如图所示。将盘中的水收集起来,测得这些水的质量为0.2 kg,则此时空饮料罐受到的浮力大小为________N。(g取10 N/kg)
[解析]饮料罐受到的浮力F浮=G排=m排g=0.2 kg×10 N/kg=2 N。
(襄阳)将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中静止(均未接触容器),弹簧测力计两次示数相差0.8 N(ρ水=1.0 g/cm3,ρ酒精=0.8 g/cm3,g取10 N/kg),则金属块的体积为________cm3。
[解析]设金属块的重力为G、体积为V,金属块浸没在水中时受到的浮力为F浮水=ρ水gV,此时弹簧测力计的示数为F1=G-F浮水=G-ρ水gV ①;金属块浸没在酒精中时受到的浮力为F浮酒精=ρ酒精gV,此时弹簧测力计的示数为F2=G-F浮酒精=G-
ρ酒精gV ②;依照题意有F2-F1=0.8 N;联立①②得金属块的体积为V= eq \f(F2-F1,(ρ水-ρ酒精)g) = eq \f(0.8 N,(1-0.8)×103 kg/m3×10 N/kg) =4×10-4 m3=400 cm3。
[科学探究]某物理兴趣小组利用图甲A、B、C、D四个步骤用石
块验证阿基米德原理。
4题图
(1)图甲步骤C中弹簧测力计示数如图乙,则F3=________。
(2)实验前先向溢水杯中注水,直到溢水口________(选填“流出”或“不流出”)水时,停止加水,目的是使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平。
(3)为减小实验误差,图甲A、B、C、D四个步骤中最后进行的实验步骤是________(选填“A”“B”“C”或“D”)。
(4)由图甲可知,石块浸没在水中时,受到的浮力F浮=________N,排开水的重力G排=________N,从而验证了阿基米德原理。
(5)收集完实验数据后,细心的同学发现弹簧测力计未使用时指针指在0.2 N处,则以上实验所测浮力大小的数据________(选填“可靠”或“不可靠”)。
(6)为了使实验结论更具有普遍性,还应该如何操作?____________________
___________________。
[解析](1)由图乙可知,弹簧测力计的示数为2.2 N;(2)先在溢水杯中注水,直到水从溢水口流出为止,此时水面与溢水口相平;(3)实验中要先测石块的重力和空桶的重力,然后再把石块没入水中,测出石块受到的拉力,根据称量法求出浮力;最后再测出桶和溢出水的总重力得出排开水的重力;故正确的顺序为DABC;(4)由图甲步骤A、B可知,石块受到的浮力F浮=G-F2=F1-F2=2.7 N-1.7 N=1 N;由图甲步骤C、D可知,排开水的重力G排=G总-G桶=F3-F4=2.2 N-1.2 N=1 N;(5)如果实验前忘记对弹簧测力计进行调零,则测量出的所有数据偏大的量都相等,因F浮=G-F2,所以差值不变,即求出的浮力大小不变;(6)为了使实验结论更具有普遍性,还应换用不同的液体或物体多次实验。
阿基米德原理及其简单应用
一长方体铁块按图所示,从下表面与液面刚刚接触时下降至图中位置。能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图像是( )
5题图
[解析]铁块下表面与液面接触慢慢下降的过程中,排开液体的体积慢慢变大,所受浮力也越来越大,图像是倾斜上升的;当铁块浸没后,铁块受到的浮力大小不变,图像为平直的。故选B。
(广东韶关模拟)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比( )
6题图