第九章浮力课件2023-2024学年物理沪科版八年级全一册

第九章　浮　力 1.(2023江西)【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关: 【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。 【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。 实验突破 ①如图a所示,用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为　 　N;  ②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数; ③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数; ④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。a 【解释】 (1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为　　N。  (2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状　 　。  4 2 无关 【交流】 (1)本实验在其他因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为　 　。  (2)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移动到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小　 　(选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与　 　无关。  (3)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,　 　(选填“能”或“不能”)完成本实验的探究。  控制变量法 不变 深度 能 2.某小组探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。 校零 (1)弹簧测力计使用前要先进行　 　。  (2)实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮=　 　。  F1-F3 (3)若　 　(填字母)成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。  A.F1-F2=F3-F4 B.F1-F3=F4-F2 C.F3-F2=F1-F4 B (4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐　 　,B的示数逐渐　 　,且A、B示数的变化量　 　(选填“相等”或“不相等”)。  变小 变大 相等 (5)比较两种实验方案,改进后的优点是　 　(多选)。  A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小 B.实验器材生活化,弹簧测力计固定、示数更稳定 C.能同步观察测力计A、B示数的变化 BC 阿基米德原理的综合应用 3.(2022濮阳模拟)如图所示,在一个装满水的容器中,轻质弹簧的一端连着小球,另一端固定在容器底部。已知小球的体积为500 cm3,小球静止时受到弹簧对它向下的拉力,拉力大小为2 N。g取10 N/kg,ρ水= 1.0×103 kg/m,则: (1)此时小球所受的浮力为多少? 解析:(1)已知小球的体积为500 cm3,浸没在水中时, 排开水的体积等于小球的体积,则小球受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV= 1.0×103 kg/m3×10 N/kg×500×10-6m3=5 N。 答案:(1)5 N (2)该小球的密度为多少? 答案:(2)0.6×103 kg/m3 (3)若地球上所有物体重力均减半,即g变为5 N/kg,水的密度不变,则弹簧的长度会如何变化?请说明理由。 答案:(3)弹簧的长度会变短。因为g变为5 N/kg,小球受到的浮力和重力均减半,则弹簧的拉力也减半,所以弹簧的长度会变短。 4.(2022内蒙古)在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为100 cm2圆柱形容器(不计容器壁厚度),内有一定量的水(如图甲所示)。某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,从水面开始缓慢浸入水中,拉力F与圆柱体下表面到水面的距离h变化关系如图乙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3, g取10 N/kg)求: (1)圆柱体浸没在水中时受到的浮力。 答案:(1)1 N 图甲 图乙 解析:(1)由乙图可知, 圆柱体未浸入水中时弹簧测力计的示数为G=F1=3 N; 圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数为F2=2 N, 圆柱体浸没在水中时所受到的浮力F浮=G-F2=3 N-2 N=1 N。 (2)圆柱体的体积。 (3)圆柱体的密度。 答案:(2)1×10-4 m3　 (3)3×103 kg/m3 物体浮沉条件及其应用 5.(2022广东)我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破10 000 m,在载人深潜领域达到世界领先水平。(ρ海水=1.03×103 kg/m3,ρ水= 1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg) (1)潜水艇活动的海水深度一般为300 m至600 m。它可以通过水舱排水或充水来改变　 　,从而实现浮沉。  (2)深潜器可进入更深的水域,在10 000 m的深处,海水产生的压强为　 　Pa。由于深海海水压强太大,深潜器实现浮沉的方法与潜水艇有所不同。  自身重力 1.03×108 (3)小明阅读资料后,利用如图所示的装置模拟深潜器在水中的运动过程。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态,已知乙的质量为0.2 kg,体积为25 cm3,则乙所受浮力的大小为　 　N,乙受到细线的拉力为　 　N。若剪断细线,甲将　 　(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),此时甲所受浮力　 　(填字母)。  A.增大,且大于重力 B.不变,且等于重力 C.不变,且大于重力 D.减小,且小于重力 0.25 1.75 上浮 C 甲 乙 丙 解析:(1)由图甲可知,木块的重力G=3 N; 图乙中木块为漂浮状态, 所以木块受到的浮力F浮=G=3 N。 答案:(1)3 N　 (2)木块的体积。 (3)木块的密度。 答案:(2)5×10-4 m3　(3)0.6×103 kg/m3　 (4)图丙中F的大小。 (4)图丙中木块浸没时受到的浮力F浮1=ρ水gV排1=1.0×103 kg/m3× 10 N/kg×5×10-4 m3=5 N, 此时木块受平衡力,则有F=F浮1-G=5 N-3 N=2 N。 丙 答案:(4)2 N 　 解析:(2)由题意知,小球受到竖直向下的重力和弹簧向下的拉力、竖直向上的浮力,因为小球静止,所以G+F拉=F浮,则小球的重力G=F浮-F拉=5 N-2 N=3 N, 由G=mg得,小球的质量m===0.3 kg, 该小球的密度ρ===0.6×103 kg/m3。 解析:(3)如果地球的引力减小为一半,即g取5 N/kg,小球受到的浮力F′浮= ρ水 g′V排=1.0×103 kg/m3×5 N/kg×500×10-6m3=2.5 N, 而小球的重力(其质量不会变化)G′=mg′=m×===1.5 N, 由力的平衡条件得,弹簧的拉力F′=F′浮-G′=2.5 N-1.5 N=1 N<2 N,则弹簧的长度会变短。 解析:(2)由F浮=ρ水gV排得,圆柱体浸没时排开水的体积V排== =1×10-4 m3, 因圆柱体浸没在水中,则圆柱体体积V=V排=1×10-4 m3。 (3)由G=mg=ρVg可知圆柱体的密度为ρ===3×103 kg/m3。 6.(2023宜宾)如图甲所示,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时,弹簧测力计读数为3 N;如图乙所示,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取 10 N/kg,求: (1)图乙中木块所受的浮力大小。 解析: (2)图乙中木块排开水的体积V排===3×10-4 m3, 由题意可知,V排=(1-)V木,则V木=V排=×3×10-4 m3=5×10-4 m3。 (3)木块的质量m===0.3 kg, 木块的密度ρ===0.6×103 kg/m3。 $$