阿基米德原理的应用-2024-2025学年人教版物理八年级下学期

阿基米德原理的应用 一、考点梳理 1.三种沉浮状态 2.阿基米德原理公式：F浮=G排=m排g=ρ液gV排 ①求物体的体积： 体积说明：a.当物体漂浮时：V排<V物； b.当物体悬浮/沉底/浸没时：V排=V物。 ②求/比较浮力的两种情况：a.当物体漂浮时，求浮力优先选择：F浮=G； b.当物体沉底或浸没时，求浮力只能选择：F浮=ρ液gV排。 注意事项：当题干没有说明物体处于何种状态时，一定要先判断物体的沉浮状态再去求浮力！！ 3.判断物体上浮还是下沉的方法： ①比较浮力与重力的大小：若F浮>G，则物体上浮；若F浮<G，则物体下沉。 ②比较物体密度与液体密度的关系：若ρ物<ρ液，则物体上浮； 若ρ物>ρ液，则物体下沉； 若ρ物=ρ液，则物体悬浮。 二、针对过关 1.我国自主设计建造的第一艘航母001A已经顺利下水，航母的总质量为6.5×104吨，当航母漂浮在水面上时，受到的浮力是_______N ，此时航母排开水的体积为_______m3。（g=10N1kg，ρ水=1.0×103kg/m3） 2.无锡某研究所引领研发的“蛟龙号”载人潜水器，在某次下潜作业时，总质量为22t，当它在海水中逐渐下潜，受到海水的压强将逐渐_______；若它不利用动力设备悬浮在海水中，则排开海水的体积为________m3。（ρ海水=1.1×103kg/m3） 3.用手将一重为6N的物体全部压入水中，物体排开的水重为10N，此时物体受到的浮力为______N；放手后物体将_______。（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），待物体静止时所受浮力为______N。 4.把重10N，密度为0.9×103kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时，物体处于______（选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”）状态，物体所受浮力为_______N，排开水的体积是_______m3（g取10N/kg）。 5.将一盛满水的烧杯置于水平桌面上，缓慢放入一质量为200g的木块，木块最终在杯中处于漂浮状态，此时木块所受浮力大小是______N，从杯中排出水的体积是______cm3，上述过程中水对杯底的压强______ （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（水的密度ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 6.一物块的质量为90g，体积为100cm3，现将它浸没在水中，物体所受的浮力为_______N，松手后，物体将会________（ 选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），最终静止时物体排开水的质量为_______g。（g=10N/kg， ρ水=1.0g/cm3） 7.我国自主研发的无人遥控潜水器“海龙Ⅲ”在某次下潜中，从“海龙Ⅲ”刚好浸没开始计时，到返回水面结束计时，下潜深度h随时间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“海龙Ⅲ”的形变。在1~3min内，“海龙Ⅲ”受到海水的浮力________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；在4~6min内，“海龙Ⅲ”处于___________（选填“匀速运动”或“静止”）状态；在6~8min内，“海龙Ⅲ”受到海水的压强逐渐_______。（选填“增大”、“不变”或“减小”） 8.物体的质量为2kg，体积为3×10-3m3，该物体的重力大小为_______N，将其浸没在水中，此时物体受到的浮力大小为_______N，松手后，该物体会_______（选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）。物体最终静止时，它所受到的浮力大小为_______N。（g取10N/kg） 9.在水平桌面上有一个盛有水的容器，木块用细线系住没入水中，如图甲所示，将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，且2/5的体积露出水面，如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A.甲、乙两图中，木块受到水的浮力之比是5∶2 B.甲、乙两图中，水对容器底部的压强大小相等 C.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是2∶5 D.甲图中容器对水平桌面的压力小于乙图中容器对水平桌面的压力 10.将一个密度为0.9×103 kg/m3的实心小球，先后放入水和酒精当中，则小球排开水的体积与排开酒精的体积之比为________；小球在水和酒精中所受浮力之比是_______。（ρ酒精=0.8×103kg/m3） 11.如图所示，小烧杯中盛适量水，在水槽中水面漂浮，用刻度尺测小烧杯中水面到杯口距离为L1，水槽中水面到杯口的距离为L2；将一石块放入小烧杯内沉底后，小烧杯仍漂浮，用刻度尺测出小烧杯中水面到杯口距离为L3，水槽中水面到杯口距离为L4，已知小烧杯横截面积为S， 则下列说法不正确的是（ ） A.石块质量为ρ水S（L2－L4） B.石块体积为S（L1－L3） C.石块密度为 D.石块密度为 三、真题演练 1.（2024年新疆维吾尔自治区、新疆生产建设兵团初中学业题）9.人体密度跟水的密度差不多。质量为40kg的小明套着游泳圈（游泳圈重力不计）在游泳池中漂浮时，小明浸在水中的体积为他的体积的，则游泳圈浸在水中的体积约为（　　） A.10dm3 B.20dm3 C.30dm3 D.40dm3 【答案】A 【解析】人体密度跟水的密度差不多，因此小明在水中悬浮，浮力等于重力 G=mg=40×10N/kg=400N 排开水的体积等于小明的体积 当小明带着游泳圈时，漂浮，浮力仍等于他的重力，排开水的总体积也仍为40dm3，小明浸入，即30dm3，则游泳圈排开水体积为10dm3。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 2.（2024四川省成都市中考题）13.小李同学想估算空气对自己的浮力大小，采集的数据有：自己的体重、自己的密度（与水接近，约为1.0×103kg/m3）、空气的密度（约为1.3kg/m3）。则空气对小李的浮力大小约为（　　） A.0.006N B.0.6N C.60N D.600N 【答案】B 【解析】中学生的质量约为50kg，则中学生的体积 由阿基米德原理可得，中学生在空气中受到的浮力 F浮=ρ空气gV排=1.3kg/m3×10N/kg×0.05m3=0.65N 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3.（2024年河南省中考题）10.宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛，展现了我国古人的智慧。图为打捞过程示意图，先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛就被拉起，然后把船划到岸边，解开绳索卸下铁牛， 就可将铁牛拖上岸。 船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为F甲、F乙、F丙，下列判断正确的是（　　） A.F甲=F乙=F丙 B.F甲>F乙>F丙 C.F甲=F乙>F丙 D.F甲<F乙<F丙 【答案】B 【解析】由图可知，船在图中甲、乙、丙排开水的体积V甲>V乙>V丙，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力F甲>F乙>F丙。 故选B。 4.（2024年上海市初中学业题）10.小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体，此时弹簧测力计示数为3.0N。他将物体浸没在水中，此时弹簧测力器的示数变为2.0牛，则浮力的大小是________牛，方向为________；若将物体继续向下移动，则弹簧测力计的示数大小________（选填“变大”或“不变”或“变小”）。 【答案】①1；②竖直向上；③不变 【解析】由题意可知，物体的重力为3N，将物体浸没在水中，物体受到竖直向上的浮力，由称重法可知，浮力的大小 F浮=G－F示=3N－2N=1N 物体完全浸没在水中，若将物体继续向下移动，物体排开水的体积不变，由F浮=ρ液gV排可知，物体受到的浮力不变，由 F示=G－F浮 可知，弹簧测力计的示数大小不变。 5.（2024年黑龙江省龙东市初中学业水平考题）26.美丽鸡西是石墨之都，研学小组为了测量石墨的密度，用弹簧测力计测得石墨样品重是4.8N，然后将其逐渐浸入水中，浸没后弹簧测力计示数是2.8N，样品的质量是________kg，样品的密度为________kg/m3。（ρ水=1.0×103kg/m3） 【答案】①0.48；②2.4×103 【解析】根据G=mg可知，样品的质量是 浸没后弹簧测力计示数是2.8N，在水中受到的浮力为 F浮=G－F示=4.8N－2.8N=2N 根据F浮=ρ液gV排可知，物体的体积为 样品的密度为 6.（2024年江苏省连云港市中考题）20.质量为2kg的物体放置在水平桌面上，底面积为2×10-2m2，体积为3×10-3m3。求：（g=10N/kg） （1）该物体对桌面的压力。 （2）该物体对桌面的压强。 （3）该物体浸没在水中释放后，静止时受到的浮力。 【答案】（1）20N；（2）1×103Pa；（3）20N 【解析】（1）该物体对桌面的压力 F=G=mg=2kg×10N/kg=20N （2）该物体对桌面的压强 （3）当物体浸没在水中时 F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N 因F浮>G，故物体静止时处于漂浮状态 F浮=G =20N 7.（2024年青海省初中学业水平考题）27.“飞天”兴趣小组在模拟搭建月球科研基地时，选取了某种砖块作为建筑材料，钻取了一块圆柱体样品（样品不吸水）。已知g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3。求： （1）如图甲所示，利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N，则该样品的质量m； （2）如图乙所示，该样品浸没在水中时受到的浮力F浮； （3）该样品的密度ρ； （4）当该样品上表面距水面4cm处时，样品上表面所受水的压强p； （5）请你为月球基地命名并简单介绍其寓意。 【答案】（1）0.42kg；（2）3N；（3）1.4×103kg/m3；（4）400Pa；（5）见解析 【解析】（1）该样品的质量为 （2）如图乙所示，测力计分度值为0.2N，示数为1.2N。根据称重法，该样品浸没在水中时受到的浮力为 F浮=Ｇ－F拉=4.2N－1.2N=3N （3）样品的体积为 则该样品的密度为 （4）样品上表面所受水的压强为 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa （5）月球基地名字为“飞天”，表达中国人民由来已久的探索太空的梦想。 第 4 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$