第一章 专题拓展 浮力的相关探究-【拓展与培优】2024-2025学年八年级上册科学（浙教版）

科学八年级上册 专题拓展 浮力的相关探究 A组 重复上述实验。分析数据得出了结论。 1,科学兴趣小组同学对“物体的浮沉条件”进 行了探究，探究方案如下： 实验器材：装有水的大烧杯、蜡块、铁钉（如图）。 铁钉 案 ①该实验方案的不合理之处是： 探究问题：蜡块的下沉条件 ②在原有实验器材的基础上，增加一个记号 实验过程：把蜡块浸设在水中，松手后，发现蜡 笔，写出改正不合理之处的做法： 块要上浮直至漂浮在水面。为了使浸没在水中的 蜡块会下沉，设计了两种实验方案。 3.小昕在完成“动手动脑学科学”时，认识了密 方案一：将一根铁钉全部插入蜡块中，然后将 度计。将其放人液体中，当它竖立静止时，与液面 蜡块浸没在水中松手，发现蜡块沉入水底。 相交的读数即为待测液体的密度。 方案二：用同样的铁钉，但只将其部分插入蜡 块中，将蜡块浸没在水中松手，发现蜡块也沉人 水底。 (1)从物体受力的角度看，在蜡块中插入铁钉 是为了改变 的大小。 丙 (2)能够得到的实验结论是： (1)如图甲，乙所示，让同一支密度计分别静止 (3)虽然两种方案的实验结果基本一致，但老 在水和酒精中，密度计受到的浮力 (选填 师认为方案一更科学。你认为老师这样评价的主 “变大”“变小”或“不变”)：装水的容器是 要理由是 (选填“甲”或“乙”)。 2.小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关” (2)小昕将一支铅笔的下端缠绕了适量铜丝， 时，他猜想浮力的大小可能与液体的密度、物体的 初步做成了一支密度计（如图丙）：为了给密度计标 体积、物体排开液体的体积有关。所用的实验器材 上刻度，他进行了如下实验： 有：底面积相同而体积不同的圆柱状铝块（带有挂 ,将其放人水中，竖立静止后，在密度计上与 钩)若干、烧杯、盐水、水、酒精、量程足够大的弹簧 水面相平处标上水的密度值1.0g/cm: 测力计和细线。已知P世水>P体>Pa精。 b.将其放入植物油中，用同样的方法在密度计 (1)在探究“浮力的大小与物体排开液体的体 上标上植物油的密度值0.9g/cm: 积是否有关”时，他选择了一个铝块做实验，铝块的 ℃，像标示弹簧测力计刻度的方法一样，他以两 刻度线间的长度表示0.1gcm将整个铅笔均匀标 体积大一些好还是小一些好？ (2)在探究“浮力的大小与物体的体积是否有 上刻度： d,他将做好的密度计放入酒精中进行检验，发 关”时，小明选用三个体积不同的铝块、烧杯，水和 现液面明显不在0.8g:cm刻度处 弹簧测力计，用如图的方式进行实验。先用弹簧测 力计测出一个铝块的重力，然后把这个铝块浸没在 ①如丙图所示，小昕制作的密度计，你认为刻 度0.9应该在 水中，读出弹簧测力计的示数。再用其他两个铝块 (选填“p”或“q”)点。 ②在实验步骤c中，小明这样均匀标示刻度不 @ 拓展与培优 正确的原因是 仔细观察了老师所做的演示实验（如图1所示）。课 4.阿基米德原理告诉我们：“浸入液体里的物 后复习时。科学兴趣小组的同学们，经过反复的思 体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体 考、讨论，提出了对该实验的改进意见，并动手制作 受到的重力”。小刚在学习了该原理后思考：物体 出了如图2所示的实验装置，其中A、B为两个规格 受到浮力的大小难道只跟物体排开液体的重力大 相同的弹簧测力计，C为重物，D为薄塑料袋（质量 小有关吗？于是他猜想：物体受到的浮力大小可能 不计)，E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及 还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关。为了 弯曲玻管自制的溢水杯，杯中加人红色的水，F是 验证猜想，他选取了两块体积和形状都相同的实心 升降平台（摇动手柄，可使平台高度缓慢上升、下 铜块和铁块进行了如图所示的实验。 降)，G为铁架台。 (1)实验中，同学们逐渐调高平台F,使重物浸 人水中的体积越来越大，观察到弹簧测力计A的示 3.7 数 :弹簧测力计B的示数（选填 “增大”“减小”或“不变”)。比较弹簧测力计A的示 数变化量F和弹簧测力计B的示数变化量F4,它 们的大小关系是F (选填“>”“<”或 B “=")F (2)对比图1、图2的两组实验，改进后的实验 3.9 与原实验比较有哪些优点？（请写出三条） 块 ① E D (1)要验证物体所受的浮力大小是否与物体的 ③ 密度有关，小刚应该选取图中的 等步骤进 行对比。小刚已经知道铜的密度大于铁的密度，那 么根据他所选择的儿个图中弹簧测力计的示数可 以知道铜块所受到的浮力 (选填“大于” “等于”或“小于”)铁块所受到的浮力。由此得出物 体所受的浮力大小与物体的密度 (选填 “有关”或“无关”)。 (2)小刚根据图中B、CD三步进行对比分析， 图1 图2 发现随着物体浸入液体中深度的增加，物体所受到 6.在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验 的浮力在变大，于是他就得出了物体所受浮力的大 中，某小组同学用如图所示的装置，将同一物体分 小跟浸入液体中的深度有关的结论。 你认为小刚 别逐渐浸人到水和酒精中，为了便于操作和准确收 的结论是 (选填“正确”或“错误”)的，原因是 集数据，用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排 开液体的体积。他们观察并记录了弹簧测力计的 5.同学们在学习“阿基米德原理”这节课上。 示数及排开液体的休积。实验数据记录在下表中。 实验 物体重力 弹簧测力计 物体受到浮力 排开液体体积 液体种类 序号 Ga(N) 示数F(N) F(N) Va (cm') 1 1.5 50 水 2 2 1.0 100 Px=1.0 g/cm 1.0 0.5 1.5 150 科学 八年级上册 4 1.6 0.4 50 酒精 5 2 1.2 0.8 100 P酒椭=0.8g/cm 6 0.8 1.2 150 是否有关。他将一个重力为G且密度大于水的长 方体，用记号笔进行16等分，如图甲所示。用弹簧 测力计分别挂在挂钩1和2，浸人水中至第2条线 E. 与液面保持相平，如图乙、丙所示。观察弹簧测力 计示数，并记下F,和F2的值。 实验 钩] 08该标在什 闺 么地方呢 2 图甲 图乙 图内 (1)两次实验均将长方体浸人水中至第2条线， 其目的是为了只改变 ,达到控制变量的 丙 目的。 (1)分析表中数据，实验所用物体的重力为 (2)小明发现弹簧测力计示数F,=F:,于是他 N,第一次实验中物体所受的浮力 推导出两次实验中长方体所受的浮力相等，则他推 F降 N 导的过程是 (2)分析比较实验序号1、2和3（或4、5和6）可 初步得出结论：当液体的种类相同时，排开液体的 (3)为了排除实验的偶然性，使实验结论更准 体积越 ,浸在液体中的物体受到的浮力越 确，还应增加实验的次数。那么在该同学实验的基 大：分析比较实验序号 可初步得出结论： 础上，不提供其他器材，下一步的实验操作是 当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，浸在 液体中的物体受到的浮力越大。 8.小芳在一端封闭的均匀圆玻璃管中装人适 (3)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有 量的小铅丸，制成一支密度计。密度计能在液体中 关时，选用了不同液体并进行了多次实验，其目的 竖直漂浮，如左图所示，根据它在液体中浸没的深 是为了 (选填字母序号：A.寻找 度得知这种液体的密度。小芳的设计和制作过程 普遍规律：B.取平均值减小误差)。 如下： (4)实验中小明同学观察到将同一个物体浸没 在密度越大的液体中时，弹簧测力计的示数越小。 于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的 物块，如图甲所示：当他把物块浸没在水中时，如图 乙所示，弹簧测力计的读数为0.5N,他就在0.5N a,根据阿基米德原理及物体漂浮条件，推导出 处对应标上1.0g/cm3的字样：当他把物块浸没在 密度计在纯水中浸没的深度h的表达式。 酒精中时，如图丙所示，应该在弹簧测力计刻度盘 b.根据h的表达式，测量这支密度计自身的某 的 N处对应标上0,8gfcm字样，聪明的 些物理量，算出密度计在纯水中浸没的深度，在管 他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度 上画上纯水的密度值线A(如右图)， 的密度秤。 心，把密度计放入纯水中，验证刻度线A的位置 B组 是否准确。 7.小明为了探究物体所受的浮力大小与深度 请你根据上述的内容完成下列问题： @ 拓展与培优 (1)设纯水密度为，装了铅丸的玻璃管总质量 (1)分析比较实验序号甲、乙、丙可初步得出结 为m,玻璃管底面直径为d。请用本题的物理量符 论：当液体的密度相同时，物体排开液体的体积越 号表示步骤a中的表达式h 大，物体受到的浮力越 ,分析比较实验序 (2)若纯水密度已知，请你写出b步骤中所需用 号 可初步得出结论：当排开液体的体积相 的测量仪器及对应测量的物理量。 同时，物体所受浮力与浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。 (2)由实验可知A物体的重力为 N.A 物体浸没在液体中所受的浮力是 N (3)步骤c中，若水面在刻度线A以上，请你简 (3)同组的小薇同学继续用下面的方法测出了 要写出一种校准的方法。 金属块B物体的密度，她具体操作如下： (4)若把校准后的密度计放在密度为0.8×10 甲 丙 kg/m的酒精中，液面的位置在纯水密度值刻度线 ①取边长为a的正方体木块放入装有适量该 上方还是下方？为什么？ 液体的烧杯中，待其静止后用刻度尺测出有号高度 露出液面，如图甲所示，则木块浸人液体中的深度 是 ,木块底部所受液体的压强是 9.某兴趣小组在探究浸在液体中物体所受浮 (以上两空均用相关的物理量表示)。 力大小规律的实验中，做了如图所示的实验，将同 ②将B物体放在木块中央静止后用刻度尺测 一物体A逐渐浸入到密度为m的液体中，并通过 出此时木块露出液面的高度为h:,如图乙 观察弹簧测力计的示数的变化规律，得出以下一些 ③用体积可忽略不计的细线将物体B系在木 结论： 块中央，放人液体中静止后测出此时木块露出液面 高度h2,如图丙。 ④则B物体的密度Pn= (用相关 的物理量表示)，实验结束后同学们展开了激烈讨 论，认为小薇同学的操作还是有一些不足，请你说 A 出一条不足之处 液体 A 液体第三节水的浮力(3)—一浮力的应用 :据阿基来德原理，木块和水而均下降，且木块下降的 例1B 高度更大，选项B正确 例2 9.增大下降增大解析：在冰块浸入的过 例3C 程中，冰块排开酒精的体积变大，冰块受到的浮力变 例4小大于 大，则冰块对酒精的作用力变大，故使台秤的示数变 例5变大浮力 大：在冰块融化的过程中，由于冰的密度大于酒精的 巩固练习 密度，故冰块独化时相当于冰块沉底后再熔化，因为 A组 冰的密度小于水的密度，故冰块融化成水的体积V 1.D2.D3.A4.D5.C6.C7.B 比冰的体积V小，故液面会下降；由于冰块融化后， 8.乙>甲>丙9.>=10.2.06×102不变 拉冰块的力没有了，故冰块对酒精的力增加了，故台 下沉11.3×10大于不变12.等于等于 秤的示数会增大 小于小于13.1,25上浮，最后是处于漂浮状态 10.C11.(1)变大变大(2)400受到的重 (3)1000N4000Pa 1+.(1)500(2)小于(3)D 力 C组 B组 15.B16.A17.(1)0.24漂浮条件：Fm=G 12.(1)对台秤受力分析可知：受容器和水竖直向 (2)不变下方(3)选用更细的吸管 下的重力，铝块向下的压力F压一F管，由平衡条件 得：台秤对容器的支持力F、=G十F:在铝块完全 C组 浸没前，V逐渐增大，F压=F逐渐增大，Fw逐渐变 18.(1)重心等于(2)大于kH (3)下 大，台秤的示数增大。(2)铝块没有接触水面时，台 秤的示数：F=FN=G:当铝块全部没入水中时， 不均匀(4)不可以没有控制V相同(5)换用 F茶=F=G+Fa=G+Fm=G+PgV,则F=F 更细的吸管19.(1)油滴沉浮变化的原因是什么 -Fm=G+pkgV-G=PgV。 解析：(1)对台秤 (或“为什么下沉的油滴会悬浮”“为什么悬浮的油滴 受力分析，根据力的平衡条件得出台秤示数的表达 会漂浮”)(2)密度为0.9克/厘米3的液体中（或“酒 式，再由阿基米德原理即可判断铝块逐渐浸入容器 精与水的体积比为9：6的酒精溶液中”)(3)酒精 中，直至刚没入水中台秤示数的变化。(2)根据台秤 蒸发比水快 示数等于台秤对容器的支持力，利用阿基米德原理可 专题拓展 浮力知识的深入理解 得台秤前后示数的变化值F与铝块的体积V之间的 例1B 定量关系。 变式训练1C 专题拓展浮力的相关探究 变式训练2B A组 例2见分析 1.(1)重力(2)物体的重力大于浮力时，物体下 例3B 沉(3)方案一在改变物体重力的同时，控制了浮力 例4见分析 不变这一条件 例5见分析 2.(1)大一些好(2)①没有控制物体排开液体 例6见分析 的体积相同②将三个铝块放在水平桌面上，用记号 例7见分析 笔在铝块相同高度处做标记：每次将铝块浸入水中 例8见分析 时，都使铝块的标记处与水面相平 例9保持不变 3.(1)不变乙(2)①p②液体密度与排开 例10下降 液体体积成反比，所以密度与浸没深度也不成正比， 例11下沉一些 刻度不均匀 巩固练习 4.(1)A,B,D,E等于无关(2)错误没有控 A组 制变量，必须在排开液体体积相同的情况下进行实险 1.B2.D3.B4.变大不变没有5.0 5.(1)减小增大 (2)①溢水杯中加红色 6.变大1515 水，增加可见度②能同时显示出物体所受的浮力大 B组 小和物体排开液体的重力大小③两节平台F的高 7,D解析：(1)先假设物体与容器底不是紧密 度。可观察到物体受到的浮力随排开液体的体积的 接触，利用阿基米德原理计算物体受到的浮力。 增大而增大①弹簧上端有铁架台固定，弹簧测力计 (2)现在物体与容器底紧密接触，此时物体受到 示数更稳定⑤薄塑料袋不计质量，弹簧测力计B 的浮力应该减去大气压作用在下表面上力和水作用 的示数直接反映物体所受的浮力大小⑥上课时不 在下表面上的力，据此求解。 用老师拎着弹簧测力计读数。使于老师的讲解（合 若物体与容器底不是紧密接触，物体受到的浮 理即可，任选三条) 力：F=pVg, 6.(1)20.5(2)大1、4或者2、5或者3、6 现在物体与容器底景密接触，此时物体受到的浮 (3)A(4)0.7 力应该减去大气压作用在下表面上力和水作用在下 B组 表面上的力， 7.(1)长方体浸人水中的深度(2)由于重力相 :大气压作用在下表面上的力F气=p。S, 等，所以F1=G-F1,Fm:=G-F,又由于F, 水作用在下表面上的力F*=pS=PgHS, F:,所以F1=F?(3)用弹簧测力计分别挂在挂 ..F'=pVg -PoS pgHS)=pgV-(Po+ 钩1和2处，浸人水中至第1（或3）条线与液面保持 PgH)S. 相平，观察弹簧测力计示数并记录拉力大小 8.B解析：若将木块虚线以下的部分戴去，根 8.(1)4mpxd2 (2)用托盘天平测量装有铅丸 ·2· 的玻璃管总质量m,用刻度尺测量玻璃管的直径d m,h,-0.02m,p释本=1.1×102kgm2。 和纯水的密度值线A位置，(3)从玻璃管中取出 C组 少量铅丸，使水面刚好在刻度线A处。(4)上方 11.又不断变大，浮力再次变大：从1，·t:加水 因为待测液体越小，密度计浸没的深度越深。 过程中，木块完全浸没，排开水的体积不再发生变化 9.1)大甲.丙.丁无关(2)62(3)①5 浮力也不再发生变化。图像如图所 示：F4 2 3 p(5a-b1) 5 Poga ④ 木块露出液面高度的测 h:-h 量误差较大 专题拓展 浮力的计算 例130.772N 12.(1)金属球上升（配重下降）。 (2)解：m 例2见分析 G 5牛 0.5千克 例3见分析 10牛千克=0.5千克0=”0米 例4(1)0.6×103kgm2 (2)0.8×10kg/m 10×103千克/米 巩固练习 (3)解：F1=pmgV=L.2千克/米×10牛f千 A组 克×5×10米=0.06牛 1.6.86×1087×10 F:一p气gVw=3.0千克/米×10牛千克×5 2.(1)5.88×10N(2)7.8×10m3 (3)①下 ×10-1米3=0.15牛 沉一些②不变 F,=2×(G#-F1）=2×(5牛-0.06牛) 3.(1)40(2)②(3)根据阿基米德原理，F学= =9.88牛 G#=P情gV#。AG6O0完成吸水后漂浮于水面即 :=2×(GW-F2)=2X(5牛-0.15牛) F#=Ga·Ga=mg=53.5×103kgX10N/kg= =9.7牛 5.35×10N,V#=Fm/(Ptg)=GB/(p维g)=5.35× △F拉=F4-F:=9.88牛-9,7牛=0.18牛 10°N/(1.0×10kgm3×10Nkg)=53.5m ,△F拉=0.18牛>0.1牛 4.(1)越大(2)①a②2.7×10 .能使弹簧测力计示数变化值大于0.1牛。 5.(1)变大变小(2)漂浮状态从图知，水到 专题拓展利用浮力测固体 8cm时浮力不再增大，此时物体并完全浸没水中，有 部分体积露出水面(3)0.8×10kgm 物质的质量和体积 (4)1200帕 例1见分析 6.(1)12N3N8N(2)物体浸没液体之 例2见分析 前，浸人液体的深度越深，受到的浮力越大(3)浮力 例3见分析 大小与物体浸没的深度无关 例4见分析 7.解：(1)F#=PgV#=1×103千克：米×10 巩固练习 牛/千克×1.0×103米=10牛 1.(2)用弹簧测力计测出小石块的重力G (2)木块静止时漂浮在水面上，F#=G=6牛 (4)用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B中受到 6牛 G-Fa 的拉力FaG-FP* Dng 1×10千克/米×10牛千克=6× 10米1 2.3×102 Vm=V-V推=1.0×103米3-6×10-4米 3.721.1×10 =4×10+米 4.(1)相互.(2)6.41(3)p*(V一V1)/(V:- (3)略 V:)(4)排水量 5.(3)将石块用细线系住，浸没在水中，不要碰到 8.(1)变大(2)能 B组 烧杯底(4)m1华(5)用细线把小石块拴好，使 9.(1)部分浸人(2)12.5(3)解：物块M漂浮时 m1一m: Fm=Gw=6N此时，F#=P水gV=P水gS:=6N 其浸没在烧杯内的水中，待水溢出后，用抹布将烧杯 所以，h,=F浮 擦干，用天平测出烧杯与剩余水和石块的总质量ms, P*gS 则表达式为 m*:小明的方案比较麻烦，实 6N 1.0×10kg/m×10N/kg×0.1m×0.1m 验的误差比较大。 0.06m=6cm(4)300(5)D 专题拓展 密度、压强、浮力综合题 10.(1)航母漂浮，F=G,根据V=F/(0液g) 例1见分析 =G/(g),因为大连港口水的密度小于海水密度， 例2见分析 排开液体的体积变小，故吃水深度减小(2)F,= 例3见分析 Gw=meg=6.5×10'×103kg×10N'kg=6.5× 例4见分析 10N(3)设杯子的底面积为S,杯子在水中和在海 巩固练习 水中受的浮力相等，F素=F鞋本P泰gVe二P泰gVo: 1.B解析：当用力下向右推动活塞时，容器的 Pg(V#+Sh:)=P物kg(V木+Sh,),p本g(Sh1十 Sh:)=Pwkg(Sh1+Sh:),h,=0.10m,h:=0.032 容积变小，根据公式=智可知，空气的蜜度变大。 ·3·