10.4浮力 2023-2024学年苏科版物理八年级下册

第十章　压强和浮力 四、 浮　力 第1课时　浮力　阿基米德原理 1. （2023·内江）浸在液体中的物体受到的浮力的方向是 ⁠ ，浮力的大小等于它排开的液体所受到的 力. 2. 如图所示，小聪用一个长方体铝块探究影响浮力大小的因素.他先后 将该铝块横放、侧放和竖放，使其部分浸入同一杯水中，保证每次水面 到达同一标记处，比较弹簧测力计的示数大小.该实验探究的影响浮力 大小的因素是（　D　） 竖直向上 重　 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A. 液体的密度 B. 物体的密度 C. 物体排开液体的体积 D. 物体浸入液体的深度 3. 关于浮力，下列说法中正确的是（　D　） A. 在液体中下沉的物体不受浮力的作用 B. 物体的体积越大，它所受的浮力就越大 C. 液体的密度越大，物体在液体中所受的浮力就越大 D. 物体浸没在同一种液体中，它所受的浮力大小与浸没的深度无关 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4. （2023·扬州）一个奖牌挂在弹簧测力计下，示数为1.8N.当奖牌浸没 在水中时，弹簧测力计的示数为1.6N.已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取 10N/kg.求： （1） 奖牌的质量. 解：（1） 奖牌挂在弹簧测力计下，示数为1.8N，则奖牌所受的重力为 1.8N.根据G＝mg可得，奖牌的质量m＝＝＝0.18kg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2） 奖牌浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.6N，则奖牌在水中受 到的浮力F浮＝G－F＝1.8N－1.6N＝0.2N，根据阿基米德原理可知 F浮＝ρ液gV排＝ρ水gV排，则奖牌的体积V奖牌＝V排＝＝＝2×10－5m3 （2） 奖牌的体积. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5. 在物理实验课上，老师将金属块挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水 和酒精中，金属块静止时弹簧测力计的示数分别如图甲、乙所示.金属 块的体积是 m3，金属块的密度是 kg/m3.（ρ水＝ 1.0×103kg/m3 ，ρ酒精＝0.8×103kg/m3，g取10N/kg） 1×10－4　 3×103　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6. 如图所示，甲、乙、丙、丁四个小球的体积相等.四个小球受到的浮 力最小的是（　A　） A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 A 7. 两个物体分别挂在弹簧测力计下，将它们同时浸没在同一种液体中， 两弹簧测力计示数减小的数值相同，那么两物体必定具有相同的 （　C　） A. 密度 B. 质量 C. 体积 D. 形状 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8. （2022·泰州）如图所示为小明探究“浮力大小与哪些因素有关”的 实验情形. （1） 物块未浸入水中时，弹簧测力计的示数如图甲所示，物块的重力 为 ⁠N. 1.8　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （2） 小明将物块从图甲下降至图乙的过程中，发现在弹簧测力计示数 逐渐减小的同时，还观察到 ⁠. 由此初步分析得出结论：物体所受浮力的大小与它排开液体的体积 有关. （3） 继续增大物块所处的深度，当它与容器底部接触后，弹簧测力计 的示数如图丙所示，此时物块受到的浮力为 ⁠N. 物块排开液体的体积逐渐增大　 0.8　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （4） 为探究浮力与液体密度的关系，小明又把物块浸没到事先配制好 的盐水中，这样操作的目的是控制 ⁠相同；他发 现液体的密度改变，而物块受到的浮力变化却不明显.小明想出下列四 种实验改进方案，其中不可行的有 （多选，填字母）. A. 换用体积更大的同种物块 B. 换用密度比水小得多的液体 C. 换用精度更高的弹簧测力计 D. 利用现有器材进行多次实验 物块排开液体的体积　 CD　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9. 如图甲所示，将一金属块逐渐浸入水中，弹簧测力计的示数如图乙中 图线①所示，则弹簧测力计显示的示数是 （金 属块的重力/金属块对秤钩的拉力），金属块浸没在水中时受到的浮力 为 N，金属块的体积为 m3，金属块的密度 为 g/cm3；现将它浸没在另一种液体中，弹簧测力计的示数如图 乙中图线②所示，则该液体的密度为 kg/m3.（g取10N/kg） 金属块对秤钩的拉力　 20　 2×10－3　 1.5　 0.5×103　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10. （2023·遂宁）小刘用如图甲所示的器材进行如下探究：升降台AB上 放置轻质薄壁柱形容器，容器底面积为200cm2，内装15cm深的水；将 弹簧上端固定在力传感器上，下端悬挂重为20N、高为20cm、横截面积 为50cm2的长方体石块，石块下表面刚好与水面接触；已知弹簧伸长量 ΔL与受到的拉力F的关系如图乙所示.将升降台AB缓慢升高（整个过程 中水不会溢出），当传感器显示拉力为12N时（不计弹簧自重），与升 降台升高前相比，容器底部对升降台AB的压强变化量为 Pa， 升 降台AB升高的高度为 cm.（ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg） 400　 20　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 四、 浮　力 第2课时　阿基米德原理的应用及验证 1. 为了验证阿基米德原理，小明在一只很轻很薄的塑料袋中装入大半袋 水，用弹簧测力计测出盛有水的塑料袋所受重力的大小.再将塑料袋慢慢 浸入水中，他将观察到测力计的示数变 ⁠，说明盛水的塑料袋排开 变大，受到的浮力变大.继续将塑料袋慢慢浸 入水中，当观察到 ⁠的现象时， 弹簧测力计的示数为零，由此验证了阿基米德原理.小华将塑料 袋装满水做同样的实验，操作时发现，塑料袋尚未完全浸入水中 弹簧测力计的示数已为零，这是 的 缘故. 小　 水的重力（或水的体积） 袋中的水面与容器中的水面相平　 塑料袋接触到了容器底　 1 2 3 4 5 6 7 2. ★某物体重0.5N，把它放在盛有水的烧杯中后，溢出0.3N的水，则该 物体受到的浮力（　D　） A. 一定为0.3N B. 可能为0.2N C. 一定为0.5N D. 可能为0.4N D 1 2 3 4 5 6 7 3. 在“探究物体所受浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”的实验 中，具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙、丁所示.为方便操作和 减小测量误差，最合理的操作步骤应该是（　D　） A. 甲、乙、丙、丁 B. 乙、甲、丙、丁 C. 乙、甲、丁、丙 D. 丁、甲、乙、丙 D 1 2 3 4 5 6 7 4. 如图所示，物体在细绳10N的拉力的作用下静止在水中，物体的体积 为2×10－3m3，该物体所受浮力为 N，密度为 kg/m3.（g取 10N/kg） 20　 500　 1 2 3 4 5 6 7 5. 小明学习了阿基米德原理后，和物理兴趣小组的同学们利用图中的弹 簧测力计、体积约为10cm3的实心金属块、细线、大烧杯、小桶、小垫 块和水等器材，设计实验来验证阿基米德原理.（g取10N/kg） （1） 小明他们首先向老师汇报了自己的实验思路： ① 用弹簧测力计分别测出小桶和金属块所受的重力为G1和G2. 1 2 3 4 5 6 7 ③ 用弹簧测力计吊着金属块使其浸没在大烧杯内的水中，记下弹簧测 力计的示数为F1. ④ 待大烧杯中的水不再溢出时，用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的 总重力为F2. ② 把大烧杯用小垫块垫起，使右边的溢水口斜向下，在大烧杯中 ⁠ 水，过一段时间把小桶放在大烧杯的溢水口下方. 装 满　 若满足 （用所测物理量符号表示），则可以验证阿 基米德原理. G2－F1＝F2－G1　 1 2 3 4 5 6 7 （2） 老师肯定了他们的实验思路，但提醒他们利用现有实验器材将无 法完成实验，请你帮他们分析无法完成实验的原因是 ⁠ ⁠. （3） 小明他们更换相关器材，顺利完成了实验，实验后小组成员又进 行了交流，要验证阿基米德原理，金属块 （一定/不一定） 要浸没在水中. 物体所受浮力为 0.1N，弹簧测力计的分度值为0.2N，无法精确测出物体所受浮力　 不一定　 1 2 3 4 5 6 7 6. （2023·杭州）某景区有乘氦气球升空的观光项目.如图所示，氦气球 内充满氦气，下端连接吊篮，在吊篮底端有一根缆绳，通过缆绳来控制 氦气球的升降.氦气球的体积为6000m3（不计球壁的厚度），ρ氦气＝ 0.18kg/m3，ρ空气＝1.29kg/m3，g取10N/kg. （1） 氦气球内氦气的质量是多少？ 解：（1） 氦气球内氦气的质量m氦＝ρ氦气V＝0.18kg/m3×6000m3＝1080kg （2） 氦气球在缆绳的控制下，匀速竖直上升150m， 用时300s，则氦气球上升的速度是多少？ （2） 氦气球上升的速度v＝＝＝0.5m/s 1 2 3 4 5 6 7 （3） 氦气球（含氦气）连同吊篮等配件的总重为4×104N，现有总质 量为1740kg的乘客，乘坐氦气球匀速竖直升空，缆绳处于竖直状态，此 时缆绳对吊篮的拉力为多大？ （不计吊篮及乘客在空气中受到的浮 力，不计空气阻力） （3） 氦气球受到的浮力F浮＝ρ空气gV＝1.29kg/m3×10N/kg×6000m3＝ 7.74×104N，氦气球（含氦气）连同吊篮等配件及乘客的总重力G总＝G ＋G人＝G＋m人g＝4×104N＋1740kg×10N/kg＝5.74×104N，不计吊篮 及乘客在空气中受到的浮力，不计空气阻力，此时缆绳对吊篮的拉力F ＝F浮－G总＝7.74×104N－5.74×104N＝2×104N 1 2 3 4 5 6 7 7. 学习了密度和浮力的相关知识后，某学校综合实践活动小组利用弹簧 测力计、合金块、细线、已知密度的多种液体、笔、纸等，设计改装成 一支密度计.他们的做法如下：在弹簧测力计下面挂一个大小适度的合 金块，分别将合金块完全浸没在水和煤油中，静止时弹簧测力计的示数 如图所示，在弹簧测力计的刻度盘上标上密度值.再将合金块分别浸没 在不同的校验液体中，重复上述操作，反复进行校对检验.这样就制成 一支测定液体密度的“密度计”.（g取10N/kg，ρ煤油＝0.8×103kg/m3） 1 2 3 4 5 6 7 （1） 求合金块的密度. 解：（1） 合金块浸没在液体中静止时受到重力G0、浮力F浮、拉力F拉的作用，它们之间的关系为F拉＋F浮＝G0.由公式ρ＝得：G0＝m0g＝ρ0gV0.由阿基米德原理得：F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV0，所以F拉＋ρ液gV0＝ρ0gV0　①.当合金块浸没在水中时：3.0N1.0×103kg/m3×10N/kg×V0＝ρ0×10N/kg×V0　②.当合金块浸没在煤油中时：3.2N0.8×103kg/m3×10N/kg×V0＝ρ0×10N/kg×V0　③.由②③得V0＝ 1.0×10－4m3，ρ0＝4.0×103kg/m3 1 2 3 4 5 6 7 （2） 利用学过的公式和原理，从理论上分析、推导及说明，待测 液体的密度和弹簧测力计的示数的关系式.指出改装的密度计刻度是 否均匀.改装后密度计的分度值是多少，决定密度计量程大小的关键 因素是什么？ （2） 由①得ρ液＝ρ0－＝4×103kg/m3－1×103kg/（N·m3）×F拉　 ④，由④可知：ρ液与F拉之间存在线性函数关系，改装的密度计刻度是 均匀的.由④可知：当F拉＝4N时，ρ液＝0，当F拉＝0，ρ液＝4.0×103kg/m3.所以改装的密度计的分度值为＝0.2×103kg/m3.由④得：决定密度计量程大小的关键因素是合金块的密度ρ0 1 2 3 4 5 6 7 （3） 通过计算说明密度值为2.0×103kg/m3的刻度应该标在弹簧测力计 的哪个位置？ （3） 将ρ液＝2.0×103kg/m3代入④得F拉＝2.0N，密度计上密度值为 2.0×103kg/m3的刻度应该标在弹簧测力计的2.0N刻度位置 1 2 3 4 5 6 7 $$