第八章 浮　力 第二节　阿基米德原理 -2023-2024学年物理鲁科版（五四学制）八年级下册

第二节　阿基米德原理 阿基米德原理 1.影响浮力大小的因素:　　　　　、　　 　　　。  2.内容:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于　　　 _ 　　　　。  3.表达式:F浮=　　　=　　 　=　　　　　。  [注意] (1)阿基米德原理不仅适用于液体同样也适用于气体。(2)物体排开液体的体积等于物体浸在液体中的体积。(3)漂浮或者悬浮的物体受到的浮力等于其排开液体受到的重力,也等于自身的重力,即F浮=G排=G物。 液体密度 物体排开液体的体积 它排开的液体所受的 重力 G排 m排g　 ρ液gV排 浮力的大小与哪些因素有关 [典例1]小丽用装有沙子的柱形带盖塑料瓶探究浮力大小的影响因素。 猜想1:浮力大小与液体的密度有关; 猜想2:浮力大小与物体排开液体的体积有关; 猜想3:浮力大小与物体的质量有关。 为了验证上述猜想是否正确,小丽依次做了下列实验,如图所示。 (1)通过A、C实验步骤可知,物体浸没在水中所受浮力大小是　 N。 (2)通过　　　　 　(填字母)实验步骤,可得猜想2是　　 　(选填“正确”或“错误”)的。  (3)通过A、C、E实验步骤,可探究物体所受浮力大小与　 　 有关。 (4)为验证猜想3,小丽将瓶子中的沙子倒掉一些,接着她仿照D实验进行实验,发现弹簧测力计示数小于2 N,继续将瓶子中的沙子倒掉一 些,重复以上步骤,发现弹簧测力计示数始终小于2 N,便认为猜想3是正确的,小丽在该实验环节中存在的问题是　 _ 。  2 A、B、C　　 正确 液体密度 没有测量出此时瓶子 (含有沙子)的重力 解析:(1)A、C实验步骤中,根据称重法可知, 浮力F浮=G-F=4 N-2 N=2 N。 (2)根据控制变量法可知,研究物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关,要控制排开液体的密度相同,改变物体排开液体的体积,B、C实验中物体排开液体的体积不同,由于弹簧测力计示数不同,由称重法知,两实验中受到的浮力不同,所以根据A、B、C的结果,可得猜想2是正确的。 (3)通过A、C、E实验步骤可知,随着液体密度的增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,物体所受浮力增大,说明浮力的大小与液体密度有关。 (4)根据称重法测浮力,F浮=G-F,将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体质量,则此时瓶子(含有沙子)的重力小于4 N,为验证猜想3,即浮力与物体的质量有关,应测量出此时瓶子(含有沙子)的重力,故小丽在该实验环节中存在的问题是没有测量出此时瓶子(含有沙子)的重力。 [针对训练1] 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小伟把弹簧测力计下悬挂的铁块完全浸没在水中,如图所示。则下列说法正确的是( ) A.铁块深度增大时,水对烧杯底的压强减小 B.铁块深度增大时,弹簧测力计的示数增大 C.向烧杯中加盐并轻轻搅动后,弹簧测力计示数会变小 D.用体积相同的铜块代替铁块,弹簧测力计示数不变(铁的密度小于铜的密度) C [针对训练2] 探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6 N,下列分析正确的是( ) A 甲 乙 丙 丁 A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.6 N B.利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系 C.利用乙、丙,可以探究浮力的大小与液体密度的关系 D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与物体密度的关系 阿基米德原理及应用 [典例2]如图所示,在探究浮力的大小跟哪些因素有关时,双双同学将体积相同但形状不同的铜块、铁块和铝块浸没在水中的不同深处(已知ρ铜>ρ铁>ρ铝),三者所受浮力的大小关系是( ) A.F铜=F铁>F铝 B.F铜>F铁>F铝 C.F铜>F铁=F铝 D.F铜=F铁=F铝 D 阿基米德原理的理解 由F浮=ρ液gV排可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,而跟物体的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中的运动状态、液体的多少等因素无关。 [针对训练3]小明用弹簧测力计、溢水杯、小桶、铁块A、细线和水等实验器材探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系,操作步骤如图所示。 (1)在整理数据时,他发现实验时遗漏了一个步骤,他遗漏的实验步骤丁是　 。  (2)通过实验中　　　　两个步骤的数据,可计算出铁块所受浮力的大小,甲、乙、丙、丁四个步骤中弹簧测力计的示数分别为F甲、F乙、F丙、F丁,若数据满足F甲-F乙=F丙-F丁,则可得出实验结论　 _ 。  (3)为得到普遍性结论,小明把溢水杯中的水换用浓盐水重新实验,乙步骤中的弹簧测力计示数与原来相比将　　　　。  (4)实验时,如果乙步骤中物体只浸入到液体中一部分,　　　　(选填“会”或“不会”)影响到实验结论的得出。  用弹簧测力计测空小桶的重力　 甲、乙 浸在液体 中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小 减小 不会 解析:(1)实验中要测出溢出水的重力,应先测空小桶的重力,由实验步骤可知,小明的实验操作漏掉的步骤丁是用弹簧测力计测空小桶的重力。(2)由称重法测浮力,根据图中步骤甲、乙,可知铁块浸没水中时受到的浮力的大小;由实验过程可知,铁块浸没在液体中受到的浮力F浮=F甲-F乙,铁块排开液体的重力G排= F丙-F丁,若数据满足F甲-F乙=F丙-F丁,即F浮=G排,可以得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。(3)为得到普遍性结论,小明把溢水杯中的水换用浓盐水重新实验,由于铁块仍完全浸没在液体中,即V排不变,液体密度变大,根据阿基米德原理可知,铁块受到的浮力变大,故乙步骤中的弹簧测力计示数与原来相比将减小。(4)如果乙步骤中物体只浸入到液体中一部分,此时铁块排开液体的体积减小,铁块受到的浮力也会减小,但F浮仍然等于G排,同样可以得出实验结论,故乙步骤中物体只浸入到液体中一部分,不会影响到实验结论的得出。 [针对训练4] 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5 N,把零件浸入密度为0.8×103 kg/m3的液体中,当零件的体积露出液面时,弹簧测力计的示数是6 N,(g取 10 N/kg)则金属零件的体积是( ) A.2×10-4 m3 B.2.5×10-4 m3 C.6×10-4 m3 D.7.5×10-4 m3 B 1.将一重为80 N的物体,放在一盛满水的溢水杯中,从杯中溢出了 30 N的水,则物体受到的浮力是( ) A.80 N B.30 N C.50 N D.110 N B 2.两手分别用细线拉着一个小木块和一个大石块(大石块体积比小木块大)浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉,比较松手时两者所受的浮力( ) A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大 C.两者受的浮力一样大 D.条件不足,无法比较 B 3.体积完全相同的铜球、铁球和木球,放入盛水容器静止后如图所 示,则关于三个小球所受浮力大小,下列说法正确的是( ) A.木球最大 B.铁球最小 C.铜球和铁球一样大 D.条件不足,无法判断 C 4.如图所示,将一铁块用弹簧测力计悬挂起来,并逐渐浸入水中。在铁块未浸没前,铁块所受的浮力逐渐　　　 ,弹簧测力计的示数逐渐　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)  变大 变小 5.把一个体积为200 cm3、重为1.6 N的物体放入水中后放手,当物体静止时受到水的浮力是　　　N、排开水的体积是　　 　cm3。(ρ水=1.0×103 kg/m3)  6.小彤想测量校园里一小石块的密度,她利用弹簧测力计、烧杯及足量的水,完成了测量,步骤如图所示,小石块受到的重力为　　　N,把小石块完全浸没在水中后,弹簧测力计的示数为1.5 N,则小石块的密度为　　　　　kg/m3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)  1.6　 160 2.5　 2.5×103 7.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明用弹簧测力计、金属块、两个装有适量水和盐水的相同烧杯,对浸在液体中的金属块所受的浮力进行了探究。实验装置和每次实验中弹簧测力计的示数如图所示。 甲 乙 丙 丁 戊 (1)弹簧测力计使用前应观察指针是否在　　 　处。如图甲所 示,金属块的重力为　　　　N。  零刻度线 3 (2)图乙中金属块受到的浮力大小为　　　　N。  (3)比较图乙、丙可得出物体所受浮力的大小与它　　　 _　有关。  (4)通过图乙、戊的探究,不能得到浮力大小与液体密度是否有关,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。  0.6　 排开液体的体积 没有控制排开液体的体积相同 谢谢观赏！ 22 $$