10.3　科学探究：浮力的大小 2024-2025学年初中物理（教科版四川地区）八年级下册

3　科学探究浮力的大小 第1课时　阿基米德原理 第10章 流体的力现象 01 新知梳理 02 当堂演练 目 录 1. 物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积和液体的密度 　有　关系，与物体所处深度 　没有　关系。 2. 阿基米德原理：浸在液体中的物体受到 　竖直向上　的浮力，浮力的大小等于它 　排开的液体所受到的重力　。用公式表示为F浮＝ 　G排　＝ 　ρ液gV排　。 3. 阿基米德原理 　适　（选填“适”或“不适”）用于气体。 有　 没有　 竖直向上　 排开的液体所受到的重力　 G排　 ρ液gV排　 适　 知识点一　探究浮力大小与哪些因素有关 典例1　（2024·凉山会东模拟）在探究影响浮力大小的因素的实验中： （1） 由图可知，金属块的重力为 　2.8　N，金属块浸没在水中时受到的浮力为 　1　N。 2.8　 1　 （2） 由图B、C可得的结论是 　在同种液体中，排开液体体积越大，物体所受浮力越大　；由D、E可得的结论是 　排开液体体积相同时，液体密度越大，物体所受浮力越大　。 在同种液体中，排开液体体积越大，物体所受 浮力越大　 排开液体体积相同时，液体密度越大，物 体所受浮力越大　 变式1图中的实验操作中，可探究“浮力的大小与液体深度无关”的操作是（　D　） A. ①②③ B. ①③⑤ C. ③④⑤ D. ①③④ D 知识点二　阿基米德原理 典例2　（2024·成都期末）如图所示是验证“阿基米德原理”的实验，弹簧测力计在甲、乙、丙、丁四个步骤中的读数分别为F1、F2、F3、F4，下列说法中正确的是（　D　） D A. 为了减小实验误差，最合理的实验顺序为甲乙丙丁 B. 若图甲中溢水杯中的水未到达溢水口不会影响探究结果 C. 物体只有浸没才能验证阿基米德原理 D. 当F1－F2＝F3－F4时，可验证阿基米德原理 变式2（2024·自贡期中）把质量为0.5kg的某物体放入盛水的容器中，若溢出的水重3N，则该物体所受浮力（g取10N/kg）（　C　） A. 一定是3N B. 一定是5N C. 有可能是4N D. 有可能是2N C 典例3　（2024·乐山井研模拟）如图所示，A为木块，B为铝片，C为铁球，而且VA＝VB＝VC，把它们都浸没在水中，则它们受到的浮力FA、FB、FC之间的关系是（　C　） A. FA＞FB＞FC B. FA＜FB＜FC C. FA＝FB＝FC D. FA＞FB＝FC C 变式3 一铁块浸没在海水中时所受浮力是F1，浸没在清水中时所受浮力是F2，则F1与F2的关系是（　A　） A. F1＞F2 B. F1＜F2 C. F1＝F2 D. 无法确定 A 1. 用弹簧测力计吊着物块在空气中时，弹簧测力计的示数为1.6N，当把物块全部浸入水中时弹簧测力计的示数为1.2N，则物块受到的浮力为 　0.4　N，排开液体的重力为 　0.4　N。 2. （2024·淮安涟水校级模拟）体积为10－3m3的物体，浸没在水中时受到浮力的大小为 　9.8　N，若物体受到的重力为8N，其受到重力和浮力的合力大小为 　1.8　N。 0.4　 0.4　 9.8　 1.8　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 第3题 A. FA＞FB＞FC B. FA＝FB＝FC C. FA＜FB＜FC D. FA＜FB＝FC 3. （2024·泸州合江期末）把体积相等、质量不等的三个小球A、B、C放入同种液体中，静止后的位置如图所示，它们所受的浮力分别为FA、FB、FC，则这三个力的大小关系正确的是（　D　） D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4. （2024·成都邛崃模拟）同学们在完成了探究“影响浮力大小的因素”实验之后，老师把一金属块挂在弹簧测力计下，浸没在水中，弹簧测力计的示数为2N（如图）。下列做法能使弹簧测力计的示数变大的是（　B　） A. 金属块下移一点 B. 金属块露出水面 C. 往烧杯里加些盐 D. 往烧杯里加点水 第4题 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5. （2024·成都青羊校级模拟）在“探究影响浮力大小因素”的实验中，某实验小组同学进行了如图所示的实验。 （1） 从图中的实验数据可知，物体浸没在浓盐水中所受的浮力为 　0.8　N。 （2） 比较 　A、D、E　三次实验，可以得出：浮力大小与液体的密度有关。 （3） 比较A、B、C三次实验，可以得出：浮力大小与物体 　浸入液体的体积　有关，请你举出可以验证该结论的一个生活实例： 　从浅水区走向深水区会感觉身体越来越轻（合理即可） 　。 0.8　 A、D、E　 浸入液体的体积 从浅水区走向深水区 会感觉身体越来越轻（合理即可）　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6. 有一金属球，在空气中称得重为6.8N，将它浸没在盛满水的溢水杯中时（未触底），有40mL水从溢水杯流入小烧杯中，求：（g取10N/kg）　 （1） 金属球排开水的质量。 解：（1） m排＝ρ水V排＝1×103kg/m3×40×10－6m3＝4×10－2kg （2） 金属球所受的浮力。 解：（2） F浮＝G排＝m排g＝4×10－2kg×10N/kg＝0.4N （3） 金属球在水中静止时弹簧测力计的示数。 解：（3） F示＝G－F浮＝6.8N－0.4N＝6.4N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7. 两个量筒内均装有20mL的水，往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块，物块静止后如图所示，水的密度为1g/cm3，g取10N/kg，下列说法正确的是（　B　） A. 甲的体积为40cm3 B. 甲受到的浮力为0.4N C. 乙排开水的体积小于20mL D. 乙受到的浮力小于甲受到的浮力 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8. 如图所示，甲、乙、丙三个实心小球分别在不同的液体中静止，三个实心小球的体积关系是V甲＞V乙＝V丙，三种液体的密度关系是ρ1＝ρ2＞ρ3，则三个实心小球受到的浮力大小关系为（　A　） 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 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9. （2024·成都）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（　B　） A. 0.006N B. 0.6N C. 60N D. 600N B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10. 将重为14.7N、体积为1×10－3m3的物体挂在弹簧测力计下方，并缓慢浸入水中直至浸没（不触底），此时物体所受浮力大小为 　10　N，弹簧测力计示数为 　4.7　N；若增加物体在水中的深度，则物体上、下表面受到的液体压力差 　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。（g取10N/kg） 10　 4.7　 不变　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 （1） 最合理的实验顺序是 　DABC　。 DABC　 11. 如图所示，某小组为探究“浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系”，选择溢水杯、水、弹簧测力计、圆柱体金属块、小桶、细线等器材，按A、B、C、D的顺序做了如下的实验： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 （2） 按照最合理的顺序进行实验，并收集数据。设A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4，若 　F1－F2＝F3－F4　（用字母表示）成立，则可验证阿基米德原理。 （3） 分析实验数据发现金属块所受浮力和小桶中水的重力并不相等，小组同学们分析了可能存在的原因，其中不合理的是 　C　。 A. 浸入金属块前，溢水杯中水未装满 B. 金属块接触了容器底部或容器侧壁 C. 测量过程中弹簧测力计一直没有调零 D. 实验中本身存在不可避免的误差 F1－F2＝F3－F4　 C　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 （4） 同学们对实验提出了进一步改进措施，其中不合理的是 　B　。 A. 应换用不同液体继续实验，使结论具有普遍性 B. 实验中应让金属块浸没在水中，控制变量 C. 可以将小桶标注刻度做成量筒，测量出小桶中液体体积，计算重力 D. 可以改用铁架台悬挂弹簧测力计，使示数更稳定，测量更准确 B　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12. （2023·怀化）物理实验室里，同学们正在认真地完成“探究浮力的大小跟排开液体重力的关系”的实验。小明将重为5N的物体浸没在水中后，弹簧测力计的示数如图所示。求：（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1） 水对物体浮力大小。 解：（1） F浮＝G－F示＝5N－2.6N＝2.4N　 第12题 （2） 该物体的体积。 解：（2） V物＝V排＝＝＝2.4×10－4m3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 $$3　科学探究浮力的大小 第2课时　阿基米德原理的应用 第10章 流体的力现象 01 新知梳理 02 当堂演练 目 录 　　阿基米德原理的公式可推导为F浮＝ 　ρ液gV排　，其变形公式 V排＝ 　　，ρ液＝ 　　。 ρ液gV排　 　 　 知识点一　利用阿基米德原理定性比较浮力大小 典例1　（2024·绵阳涪城期中）已知铜的密度大于铝的密度，如果把两个质量相同的实心铜球和铝球浸没水中，那么两球所受浮力的大小关系为（　C　） A. 两球一样大 B. 铜球所受浮力比铝球大 C. 铜球所受浮力比铝球小 D. 无法确定 C 变式1两个完全相同的容器A、B中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻放入两液体中，静止后的情况如图所示，已知甲、乙两球排开液体的重力相等，则下列说法正确的是（　C　） A. 甲球所受浮力更大 B. 乙球所受浮力更大 C. 容器A中液体密度小 D. 容器B中液体密度小 C 典例2　（2024·武威三模）如图所示是一个挂在弹簧测力计下的长方体金属块，当金属块从缓慢浸入水中开始直到浸没并继续下潜的过程中，假如水足够深，长方体金属块没有与容器底部接触。能正确反映弹簧测力计的示数F和金属块下表面到水面距离h关系的图像是（　A　） A 变式2（2023·常州）为拯救濒危物种中华鲟（如图），生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊。数天后，胶囊与潜入水中的中华鲟脱离，最终漂浮于江面发射定位信号。脱离后，胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的（　D　） D 知识点二　利用阿基米德原理进行定量计算 典例3　如图所示为小明同学测量某种液体密度的过程，请根据实验数据，求：（g取10N/kg） （1） 小石块的质量。 解：（1） 0.3kg （2） 小石块的密度。 解：（2） 3×103kg/m3 （3） 液体的密度。 解：（3） 0.8×103kg/m3 变式3（2024·达州二模）如图所示，重24N的实心小球用轻细线拴住，线的另一端固定在水底，小球静止时，细线对小球的拉力为6N。求：（g取10N/kg） （1） 小球受到的浮力。 解：（1） 30N （2） 小球的密度。 解：（2） 0.8×103kg/m3 （3） 剪断细线小球静止时露出水面的体积。 解：（3） 600cm3 1. 如图所示，将体积为10－3m3、重为6N的物体用细线系在圆柱形容器的底部，并将物体浸没在水中，则物体所受的浮力为 　10　N，细线受到的拉力为 　4　N。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 10　 4　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2. 如图所示，一个质量为80kg的人漂浮在死海海面上看书，人体所受到的海水浮力为 　800　N。若海水的密度为1.25×103kg/m3，则该人露出海面的体积为 　0.016　m3。（ρ人＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 800　 0.016　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3. （2024·达州模拟）如图所示是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块测量某液体密度的情景。根据图中信息可知，金属块在水中受到的浮力是 　2　N，所测液体的密度是 　1.2×103　kg/m3。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 2　 1.2×103　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4. （2024·成都武侯期末）两个同规格的溢水杯中分别装有甲、乙两种不同液体，如图所示，现将两个完全相同的小球A和B分别放入甲、乙液体中，两球均浸没。用两个相同的小桶分别收集溢出的液体，两小桶中液体未溅出且均未装满，测出两小桶中液体的质量相等。以下说法中正确的是（　C　） A. 小球A和B所受的浮力相等 B. 两溢水杯溢出液体的体积相等 C. 甲液体的密度小于乙液体的密度 D. 最后两个溢水杯对桌面的压力相等 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5. （2024·自贡）自贡某初级中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块，使其缓慢匀速下降，并将其浸入平静的游泳池水中，如图甲所示。弹簧测力计的示数F与砖块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示，忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化，已知g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解：（1） G＝F拉1＝54N；F浮＝G－F拉2＝54N－24N＝30N （1） 砖块完全浸没在水中时所受浮力的大小。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 （2） 砖块的密度。 解：（2） 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由F浮＝ρ液gV排可得，砖块的体积V＝V排＝＝＝3×10－3m3，砖块的质量m＝＝＝5.4kg，砖块的密度ρ＝＝＝1.8×103kg/m3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 （3） 砖块刚好浸没时，水对其下底面的压强。 解：（3） 由图像可知，砖块刚浸没时底部所处的深度h＝70cm－40cm＝30cm＝0.3m，砖块下底面受到水的压强p水＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m＝3000Pa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6. 将质量相同的实心铁球和实心铝球分别挂在两个弹簧测力计下，然后将它们浸没在水中，比较两个弹簧测力计的示数，则（ρ铁＞ρ铝）（　A　） A. 挂铁球的示数比挂铝球的示数大 B. 挂铁球的示数比挂铝球的示数小 C. 挂铁球的示数和挂铝球的示数相同 D. 无法比较示数大小 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7. 将一木块用细线拴在空的容器底部，开始往容器中缓慢加水至如图甲所示的位置，木块受到的浮力F随容器中水深h的变化关系如图乙，则木块（　C　） A. 重为8N B. 体积为4×10－4m3 C. 密度为0.5×103kg/m3 D. 受到细线的最大拉力为12N C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8. 有质量相同的两个实心球，其密度分别为水的密度的2倍和5倍。把它们分别挂在两个弹簧测力计的下端，然后将两球浸没在水中，此时两球所受的浮力之比为 　5∶2　，两弹簧测力计的示数之比为 　5∶8　。 9. （2024·德阳模拟）将一合金块轻轻地放入盛满水的溢水杯中，当其静止后有144g水溢出，再将其捞出擦干后轻轻放入盛满酒精的溢水杯中，当其静止后有128g酒精溢出，则合金块在酒精中受到的浮力为 　1.28　N，合金块的密度为 　0.9×103　kg/m3。（ρ酒精＝0.8×103kg/m3，g取10N/kg） 5∶2　 5∶8　 1.28　 0.9×103　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10. （2024·绵阳涪城期中）如图甲所示，盛有水的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上，容器的底面积为100cm2，现用弹簧测力计将浸没在水中的长方体物块A从容器底部缓慢竖直向上提起，弹簧测力计的示数F与物块A下表面离容器底部的距离h的关系如图乙。求：（g取10N/kg） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 （1） 物块A浸没在水中受到的浮力。 解：（1） G＝F2＝5.6N，F浮 ＝G－F1＝5.6N－3.6N＝2N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 （2） 物块A的密度。 解：（2） 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，由F浮＝ρ液gV排可得，物块A的体积V＝V排＝＝＝2×10－4m3，由G＝mg可得，物块A的质量m＝＝＝0.56kg，则物块A的密度ρ＝＝＝2.8×103kg/m3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 （3） 物块A出水前后，水对容器底部压强的变化量。 解：（3） 从开始提到物块A完全离开水面时，水面高度变化量Δh＝＝＝0.02m，水对容器底部压强的变化量Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m＝200Pa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11. 将挂在弹簧测力计下端的金属块先后浸没在水和煤油中，已知煤油的密度为0.8g/cm3，金属块静止时弹簧测力计的示数如图所示，则（g取10N/kg）（　A　） A. 金属块的密度是3.0g/cm3 B. 金属块的质量是3kg C. 金属块在煤油中受到的浮力是1N D. 金属块的体积为10cm3 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 $$