9.2 探究：浮力大小与哪些因素有关-【拔尖特训】2024-2025学年新教材八年级下册物理（沪科版2024）

3. C 4. B 5. 6 F浮 6. 变大 [解析]因为水桶提手拉挂 钩的力与挂钩拉水桶提手的力是一对 相互作用力,所以弹簧测力计的示数 F示 与水桶提手受到的拉力F拉 大小 相等,F示=F拉。将桶和水看作一个 整体,设该整体受到的重力为G,则铁 球未浸入水中时,F示=F拉=G ①, 铁球浸入水中时,据浮力产生的原因 可知,水对铁球竖直向上的浮力F浮 与铁球对水竖直向下的压力F压 是一 对相 互 作 用 力,F压 =F浮,F示'= F拉'=G+F压 ②,由 ① ② 可 知 F示<F示'。 7. C [解析]浮力等于物体上下表面 所受的压力之差,铝块上表面无液体, 所以下表面所受的压力F=F浮 = G-F示=6N-2.8N=3.2N,故C 正确,A、B、D错误。 8. A [解析]因为石鼓下底面与容器 紧密接触,所以石鼓底面没有受到向 上的压力,又因为石鼓上表面与水面 相平,所以也没有受到向下的压力,根 据浮力产生的原因可知,石鼓没有受 到浮力作用,或者说受到的浮力为0。 故选A。 对浮力产生原因的理解错误 若对浮力产生的原因理解不 透,则会错误地认为浸在液体里的 物体都受浮力作用。实际上,浸没 在液体或气体中的物体,液体或气 体对物体向上的压强大于向下的 压强,向上的压力大于向下的压 力,物体受到向上的压力差的作 用,这个压力差是物体受到的浮 力。与容器底部密合的石鼓(柱 形)的下表面没有受到水对它向上 的压力,所以不受浮力的作用。 9. B [解析]浮力产生的原因就是浸 在液体中的物体受到的向上和向下的 压力差,因此,该柱体所受浮力F浮= F向上 -F向下,即F浮 <F向上,F浮 与 F向下的大小关系无法确定。 10. A [解析]由题意可知,物体受到 的浮力F浮=10N,上表面受到水向 下的压力F向下=4N,由浮力产生的 原因可得F浮=F向上-F向下,则物体 下表面受到水向上的压力 F向上 = F浮+F向下=10N+4N=14N。 11. [解析]金属块的上、下表面的面 积S=L2=(0.1m)2=0.01m2,金属 块上表面受到的向下的压强p1= ρgH=1.0×103kg/m3×10N/kg× 0.2m=2000Pa,金属块上表面受到 的竖 直 向 下 的 压 力 F1 =p1S= 2000Pa×0.01m2=20N。金属块下 表面受到的向上的压强p2=ρg(H+ L)=1.0×103kg/m3×10N/kg× (0.2m+0.1m)=3000Pa,金属块下 表面受到的竖直向上的压力F2= p2S=3000Pa×0.01m2=30N。浮 力的大小F浮 =F2-F1=30N- 20N=10N,方向为竖直向上。 12. = < [解析]柱形金属块在液 体中静止时受到重力G、浮力F浮、拉 力F拉,这三个力平衡,F浮 =G- F拉=G-F示;据浮力产生的原因和 题意,金 属 块 下 表 面 受 到 的 压 力 F压=F浮=G-F示,受到的压强p= F压 S = G-F示 S ,据 题 意 有 p甲 = p乙 ①;两个相同的弹簧测力计,上 端固定在同一高度,下端分别悬挂两 个完全相同的柱形金属块,当弹簧测 力计的示数相等时,两柱形金属块下 底面到两容器底部的距离相等;设金 属块下底面到容器底之间的竖直距离 为h,则 p水 =p甲 +ρ水gh ②, p盐水=p乙+ρ盐水gh ③,由①②③可 知p水<p盐水。 13. C [解析]因为下部立方体的下 表面与容器底面密合,所以水没有产 生向上的压力;上部立方体的下表面 的一部分(与水接触)受到向上的压 力,所以S=L2-l2=(0.4m)2- (0.1m)2=0.15m2,上部立方体的下 表面受到的压强p=ρgh=ρgL= 1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m= 4000Pa,水面正好与Q 的上表面相 平,则零件上表面没有受到水向下的 压力,由浮力产生的原因可知该零件 受到 的 浮 力 F浮 =F向上 =pS= 4000Pa×0.15m2=600N。故选C。 第二节　探究：浮力大小 与哪些因素有关 1. 0.2 换用体积更大的物体(物体 密度大于液体密度) 换用密度更大 的液体(液体密度小于物体密度)(合 理即可) 2. D 3. D 4. D 5. (1) 3.5 (2) 1 (3) 相同 (4) > 酒精的密度比水小,所以合 金块在酒精中受到的浮力较小 [解析](1) 图B中,弹簧测力计的分 度值为0.1N,示数为3.5N。(2) 由 题意可得,合金块的重力为4N,图C 中弹簧的拉力为3N,由称重法可知, 合金块所受浮力 F浮 =G-FC= 4N-3N=1N。(3) 由p=ρgh 可 知,同种液体,当液体深度相同时,液 体的压强也相同,图C和D烧杯底部 液体深度相同,所以受到水的压强相 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 02 同。(4) 因为ρ酒精<ρ水,根据影响浮 力大小的因素可知,在排开液体体积 相同时,合金块浸没在酒精中受到的 浮力小于浸没在水中受到的浮力,由 称重法F浮=G-F 知,图E所示实验 弹簧测力计的示数FE>3N。 6. 竖直向上 64.5 [解析]气球(含 内部气体)和标语的总重力G=mg= 5kg×10N/kg=50N,对整体进行受 力分析,如图(用方框表示气球与标语的 整体)。根据力的平衡条件可得气球受 到的浮力F浮=F拉+G=14.5N+ 50N=64.5N,方向是竖直向上。 (第6题) 7. 将气针头插入排球的气门内,使气 球膨胀再放回天平左盘 右盘下沉 排开气体的体积 [解析]为验证空气 对浸在其中的物体有竖直向上的浮 力,需在质量不变的前提下,向瘪气球 内充气,增大其受到空气的浮力,故接 下来他将进行的操作是将气针头插入 排球的气门内,使气球膨胀再放回天 平左盘;气球所受浮力增大时,物体对 天平左盘的压力变小,会出现右盘下 沉,说明空气对浸在其中的物体有竖 直向上的浮力。气球的体积越大,要 想使天平再次平衡,右盘必须减少更 多质量的砝码,这说明浮力大小还与 排开气体的体积有关。 8. B [解析]由称重法可知,弹簧测 力计示数的减小值为浮力的大小,则 两物体受到的浮力相同;仅知道物体 受浮力的大小关系,据F浮=G-F 不 能确定物体所受重力、浸没在水中时 弹簧测力计的示数的大小关系,故A、 C错误,B正确;浸没在水中的物体受 到的浮力与所处的深度无关,故两个 物体受到水对它们下表面的压力不一 定相同,故D错误。故选B。 9. C [解析]从圆柱体的底部接触水 面开始到刚好完全没入水中,圆柱体 排开水的体积变大,圆柱体浸没水中 后继续下降,圆柱体排开水的体积不 变,即从圆柱体的底部接触水面开始 到完全没入水中后继续下降(但未接 触容器底部)的过程中,圆柱体排开水 的体积先变大后不变,根据阿基米德 原理F浮=ρ水gV排 可知,圆柱体在水 中受到的浮力先变大后不变,根据称 重法可知,弹簧测力计示数先变小后 不变,能正确表示弹簧测力计的示数 F 与圆柱体浸入水中深度h的关系的 图像是C。故选C。 10. (1) 量程 (2) 如图所示 (3) 变大 不变 (4) 不同 (5) 不 同密度的液体 (第10题) [解析](1) 弹簧测力计使用前要观察 零刻度线、量程和分度值。(2) 根据 F浮=G-F;2cm、4cm、6cm、8cm、 10cm时,受到的浮力分别为0.2N、 0.4N、0.6N、0.6N、0.6N;由此在图 像上描点画出图像,如图。(3) 根据 图像知,浸没前,h增加,F浮 变大;浸 没后,h增加,F浮 不变。(4) 若把此 物块捏成高为6cm的圆锥体,相同深 度时,排开液体的体积不同,受到的浮 力不同;重复上述实验。两次实验所 得的F浮 随h变化的图像是不同的。 (5) 根据控制变量法,若继续探究浮 力的大小与液体密度的关系,需保持 排开液体的体积不变,改变液体的密 度,因而需要不同密度的液体。 11. [解析]探究过程:1. 用弹簧测力 计测出橡皮泥在空气中的重力 G,并 记录下来。2. 将橡皮泥用细线拴住, 缓慢浸入水中,直至浸没,观察弹簧测 力计的示数 F1,并记录下来。此时橡 皮泥受到 的 浮 力 F浮1=G-F1。 3. 将水中的橡皮泥取出,把橡皮泥捏 成另一种形状。4. 再次用弹簧测力 计测出形状改变后的橡皮泥的重力, 由于橡皮泥的质量不变,所以重力应 与第一次测量值相等,即G。5. 把形 状改变后的橡皮泥用细线拴住,缓慢 浸入水中,直至浸没,观察弹簧测力计 的示数 F2,并记录下来。此时橡皮泥 受到的浮力 F浮2=G-F2。对比F浮1 和F浮2得出结论。 第三节　阿基米德原理 1. 0.54 300 空心 2. B [解析]甲、乙、丙三个位置船所 排开水的体积逐渐变小,根据F浮= ρ水V排g 可知所受浮力逐渐变小,故 F甲>F乙>F丙。 3. B 4. 1 280 [解析]由图甲可知,弹簧 测力计的分度值为0.2N,弹簧测力 计的示数为3.8N,此时A 受到的浮 力F浮=GA-F示=4.8N-3.8N= 1N;设溢水杯的重力为G杯,图甲中 水的重力为G水,如题图甲,把溢水 杯、水和A 看作一个整体,整体受到 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 12 40 第二节　探究：浮力大小与哪些因素有关 ▶“答案与解析”见P20 1. 小明用如图所示的实验装置,验证浸入液体 中的物体是否受到浮力的作用。由图可知弹 簧测力计前后示数变化了 N。为了 使弹簧测力计前后示数变化更明显,他可采 取的措施有 、 。 (第1题) 2. 下列有关浮力的说法正确的是 ( ) A. 物体的密度越大,受到的浮力越大 B. 物体的体积越大,受到的浮力越大 C. 物体没入水中越深,受到的浮力越大 D. 浸没在水中的物体,可能不受浮力 3. 将空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到浸没。下 列对矿泉水瓶受到浮力的分析不正确的是 ( ) A. 矿泉水瓶受到水对它的浮力 B. 浮力的方向竖直向上 C. 排开水的体积越大,受到的浮力越大 D. 浸没后,压入越深,受到的浮力越大 4. 潜水员在完全进入水中后的下潜过程中,下 列说法正确的是 ( ) A. 受到的浮力逐渐增大,压强逐渐增大 B. 受到的浮力逐渐增大,压强逐渐减小 C. 受到的浮力不变,压强不变 D. 受到的浮力不变,压强逐渐增大 5. 在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验 中,小明用到了以下实验器材:弹簧测力计、 圆柱体合金块、烧杯、适量水和酒精(ρ酒精< ρ水)。实验操作步骤和相关实验数据如图 所示。 (第5题) (1) 如图B所示的实验中,弹簧测力计的示 数为 N。 (2) 由图A、C实验可知合金块所受浮力为 N。 (3) 小明观察到图C和D所示实验的液面相 平,分析可知烧杯底部所受水的压强大小是 (选填“相同”或“不相同”)的。 (4) 分析本次实验,请你猜想图E所示实验 弹簧测力计的示数FE (选填“>” “<”或“=”)3N,理由是 。 答案讲解 6. 如图所示为某校在校园艺术节时用 气球悬挂一幅标语的情景。已知系 于地面拉住标语的细绳的拉力为 14.5N,气球(含内部气体)和标语的总质量 为5kg。则气球受到的空气浮力的方向为 ,气球受到的浮力为 N。 (不计绳重,g取10N/kg) (第6题) (第7题) 7. 为验证空气对浸在其中的物体有竖直向上的 浮力,小成同学利用以下实验器材:天平(带 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪科版)八年级下 41 砝码),充足气的排球,套扎在气针尾端的瘪 气球(气针尾端与气球接触部分密封完好)。 小成同学将排球、瘪气球放到天平左盘,调平 衡,接下来他将进行的操作是 ; 若出现 ,则说明空气对浸在其中的 物体有竖直向上的浮力。本实验还发现,气 球的体积越大,要想使天平再次平衡,右盘必 须减少更多质量的砝码,这说明浮力大小还 与 有关。 8. 两个物体分别挂在弹簧测力计的挂钩上,将 它们同时浸没在水中,发现两个弹簧测力计 示数的减小值相同。由此可以判断 ( ) A. 浸没在水中时,弹簧测力计的示数相同 B. 两个物体受到的浮力一定相同 C. 两个物体一定是等重的 D. 两个物体受到水对它们下表面的压力相同 (第9题) 9. 如图所示,用弹簧测力计悬挂着圆柱 体缓慢浸入水中,从圆柱体的底部接 触水面开始到完全没入水中后继续 下降(但未接触容器底部)的过程中, 能正确表示弹簧测力计的示数F 与 圆柱体浸入水中深度h的关系的图像是 ( ) A. B. C. D. 答案讲解 10. (核心素养·科学探究)(2024·福 州仓山期末)在“探究浮力大小与 哪些因素有关”的实验中: (1) 实验前观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值。 (2) 如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个 高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力。 将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、 D、E 这五个位置弹簧测力计的示数和深度 h。请根据实验数据,在图乙中画出物块所 受浮力F浮 随h变化的图像。 (第10题) (3) 分析图像可知:在浸没前,h 增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 。 (4) 若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重 复上述实验。两次实验所得的F浮 随h 变 化的图像 。 (5) 若继续探究浮力的大小与液体密度的 关系,还需添加一种材料: 。 11. 用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、 烧杯、水和细线,探究物体受到的浮力与形 状是否有关,请你写出探究过程。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第九章　浮　力