10.2 阿基米德原理-2024-2025学年八年级物理下学期精品讲义（知识梳理+考点精讲）（人教版2024）

10.2阿基米德原理 1.阿基米德原理的定义和公式 2.浮力的大小与物体排开液体的体积和密度的关系 3.实验探究阿基米德原理 知识点一：浮力的大小 1. 实验探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 提出问题 物体所受的浮力的大小与物体排开液体所受重力存在怎样的定量关系？ 猜想与假设 浮力的大小可能等于物体排开的液体所受的重力 制定计划与设计实验 （1）使用弹簧测力计利用称重法得出石块所受的浮力； （2）收集实验中石块排开的水，测出被排开的水所受的重力，比较浮力和杯排开的水的重力的大小； （3）换用不同质量的小石块，重复上面的实验，寻找规律 实验器材 弹簧测力计、小石块、细线、溢水杯、小桶、水等 进行实验 第一步：测出小石块的重力； 第二步：测出空桶的重力； 第三步：将溢水杯装满水（液面与溢水口平齐），把小石块缓慢（不要晃动，以免排开水量偏多）放入杯中，读出此时弹簧测力计的示数，并用小桶收集溢出的水； 第四步：测出小桶和排开水的总重力，比较浮力和排开水的重力的关系； 第五步：换用不同质量的小石块，重复上述步骤（多次实验，使结论更具普遍性），记录实验数据。 记录数据 次数 ①小石块的重力/N ②空桶的重力/N ③弹簧测力计的示数/N ④桶和水总重/N 浮力/N 排开水的重力/N 1 2.0 1.0 1.0 2.0 1.0 1.0 2 2.8 1.0 1.4 2.4 1.4 1.4 3 3.6 1.0 1.8 2.8 1.8 1.8 探究归纳 浸在液体中的物体，受到的浮力大小与它排开的液体所受的重力大小相等。即F浮＝G排 【点拨】实验注意事项 （1）实验中要先测小桶的重力，再测排出的水和小桶的总重力避免因小桶内壁残留水造成计算得出的排开水的重力偏小。 （2）溢水杯中的水面必须达到溢水口，且溢出的水全部流人小桶中，这样溢出水的体积才等于排开水的体积，否则，测得排开水的体积将偏小 知识点二：阿基米德原理 1、阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。 2、公式表示：。 3、液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。 4、适用条件：液体（或气体）。 【点拨】 利用阿基米德原理公式计算固体和液体的密度 1.计算液体的密度的一般思路： （1）根据其他方法计算浮力（如称重法：）。 （2）计算。 （3）液体的密度。 2.计算固体密度的一般思路： （1）计算固体受到的浮力。 （2）若固体浸没在液体中，则；若固体漂在液面上，根据体积关系算出。 （3）物体的密度 【注意】①阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体，计算浸在气体中的物体所受浮力的公式为F浮=G排=m排g=ρ气gV排° ②阿基米德原理阐明了浮力的三要素：浮力作用在浸在液体(或气体)中的物体上，其方向是竖直向上的，其大小等于物体排开的液体(或气体)受到的重力的大小，即F浮=G排 ③原理中所说的“浸在液体中的物体”包含两种状念：一是物体全部浸入液体里，即物体浸没在液体里，此时V排=V物；二是物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面以上，此时V物=V排+V露，所以V排<V物 ④由F浮=G排还可推导出F浮=G排=m排g，m排指物体排开的液体(或气体)的质量。 ⑤由F浮=ρ液gV排可以看出，浮力的大小只跟液体密度和物体排开液体的体积有关，而跟物体本身的材料、体积、密度、形状、浸没在液体中的深度、在液体是否运动、液体的多少等因素无关。 【考点一：浮阿基米德原理的实验探究】 1. 某物理兴趣小组利用图甲A、B、C、D四个步骤用石块验证阿基米德原理。 （1）图甲步骤C中弹簧测力计示数如图乙，则F3= ； （2）实验前先向溢水杯中注水，直到溢水口 （选填“流出”或“不流出”）水时，停止加水，目的是使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平； （3）为减小实验误差，图甲A、B、C、D四个步骤中最后进行的实验步骤是 （选填“A”“B”“C”或“D”）； （4）由图甲可知，石块浸没在水中时，受到的浮力F浮= N，排开水的重力G排= N，从而验证了阿基米德原理； （5）收集完实验数据后，细心的同学发现弹簧测力计未使用时指针指在0.2 N处，则以上实验所测浮力大小的数据 （选填“可靠”或“不可靠”）； （6）为了使实验结论更具有普遍性，还应该如何操作 。 1-1为了探究某合金块浸没在水中所受浮力和它排开水的重力之间的关系，某同学进行了如图甲、乙、丙、丁四次测量（弹簧测力计读数分别为F1、F2、F3、F4）。 （1）你觉得合理的实验顾序是 ； （2） 两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力。 两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排，可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。 （3）进一步分析发现，物体所受的浮力只跟 和 有关。 （4）实验结束后，小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，可取 相同的铁块和铝块，使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小。 1-2在物理实验操作考查中，小雨抽测的实验题目是“探究浮力的大小”，他的实验操作步骤如图所示，实验过程如下。 A．用细线将橡皮挂在弹簧测力计下，读出弹簧测力计的示数F1； B．将水倒入溢水杯中； C．将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中，让溢出的水全部流入小桶中，同时读出弹簧测力计的示数F2； D．将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数F3； E.将空桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数F4； F.记录、分析实验数据，得出实验结论，整理实验器材。 请根据小雨的实验过程回答下面问题： （1）指出上面实验操作中的一处错误： ； （2）为了使测量更加精确，正确的实验步骤是 （3）比较发现： = （用图中符号F1、F2、F3、F4表示），从而得出结论：浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力。 【考点二：利用阿基米德原理计算】 2. 将金属块挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和酒精中，金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示。，则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是（　　） A．在酒精中受到的浮力为 B．体积为 C．质量为0.3kg D．密度为 2-1. 放在水平桌面上的量筒中盛有120cm3的水，当把挂在弹簧测力计下的小金属块完全浸入量筒的水中后，量筒的水面上升到170cm3处，弹簧测力计的示数为3.4N，则金属块的体积为 m3，所受浮力为 N，金属块在空气中受到的重力为 N。 2-2. 如图所示，重为4N的木块A，在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为1N，木块A所受浮力的大小是 N，木块的体积是 m3。木块的密度是 kg/m3（g取10N/kg）。 2-3如图所示，一个重为5N的铁块用轻质细线系着轻轻放入一个装满水的烧杯中，当铁块浸没时，测得溢出的水的质量为200g，则铁块受到的浮力是 N，细线对铁块的拉力是 N。 【考点三：二次称重法测量密度】 3.一实心金属块，用弹簧测力计在空气中称为，完全浸没在水中称是，则金属块在水中受到的浮力为 ，金属块的密度是 ；若完全浸没在某一液体中称是，则液体的密度为 。 3-1.如图所示，一块矿石在空气中称重3N；浸没在水中时弹簧测力计示数为2N，浸没在某液体中时弹簧测力计示数为2.2N，（g=10N/kg）求： （1）小石块的体积； （2）小石块的密度； （3）某液体的密度。 【考点四：关于图像问题的计算】 4. 如图甲为盛水的烧杯，拉力传感器拉着实心圆柱体缓慢下降，整个过程中拉力传感器示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示，g取10N/kg，下列说法错误的是（　　）    A．圆柱体受到的重力是9N B．圆柱体受到的最大浮力是6N C．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为400Pa D．圆柱体的密度是1.2×103kg/m3， 4-1 在物理实验操作考试中，小马同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块，使物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示；然后匀速放下物块，此过程中弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示，弹簧测力计始终在水面上方，水未溢出，g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3。下列说法中不正确的是（　　）    A．物块受到的重力是12N B．物块完全浸没在水中受到的浮力是2N C．物块的密度为4g/cm3 D．物块刚好浸没时，物块下表面受到水的压强是0.4×103Pa 4-2一个盛满水的溢水杯对桌面的压力为20N，将一重物挂在测力计上从高处缓慢放入溢水杯中，直至重物完全浸入水中，但不触底。如图所示是测力计的示数随时间变化的图像，则最终物体所受浮力以及溢水杯对桌面压力的大小分别是（　　）    A．    B．    C．   D．    4-3如图甲所示，在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图乙所示，圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像，则圆柱体的体积是 m3；圆柱体的密度是 kg/m3。（取g=10N/kg） 【考点五：阿基米德原理解释生活中的物理现象】 5. 潜水员完全潜入水中后，继续下潜的过程中，他所受到的浮力和液体压强的大小变化是（　　） A．浮力不变，液体压强逐渐增大 B．浮力逐渐增大，液体压强不变 C．浮力逐渐增大，液体压强逐渐增大 D．浮力不变，液体压强不变 5-1 （多选）如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不变的阶段是（　　）    A． B． C． D． 学科网（北京）股份有限公司 $$ 10.2阿基米德原理 1.阿基米德原理的定义和公式 2.浮力的大小与物体排开液体的体积和密度的关系 3.实验探究阿基米德原理 知识点一：浮力的大小 1. 实验探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 提出问题 物体所受的浮力的大小与物体排开液体所受重力存在怎样的定量关系？ 猜想与假设 浮力的大小可能等于物体排开的液体所受的重力 制定计划与设计实验 （1）使用弹簧测力计利用称重法得出石块所受的浮力； （2）收集实验中石块排开的水，测出被排开的水所受的重力，比较浮力和杯排开的水的重力的大小； （3）换用不同质量的小石块，重复上面的实验，寻找规律 实验器材 弹簧测力计、小石块、细线、溢水杯、小桶、水等 进行实验 第一步：测出小石块的重力； 第二步：测出空桶的重力； 第三步：将溢水杯装满水（液面与溢水口平齐），把小石块缓慢（不要晃动，以免排开水量偏多）放入杯中，读出此时弹簧测力计的示数，并用小桶收集溢出的水； 第四步：测出小桶和排开水的总重力，比较浮力和排开水的重力的关系； 第五步：换用不同质量的小石块，重复上述步骤（多次实验，使结论更具普遍性），记录实验数据。 记录数据 次数 ①小石块的重力/N ②空桶的重力/N ③弹簧测力计的示数/N ④桶和水总重/N 浮力/N 排开水的重力/N 1 2.0 1.0 1.0 2.0 1.0 1.0 2 2.8 1.0 1.4 2.4 1.4 1.4 3 3.6 1.0 1.8 2.8 1.8 1.8 探究归纳 浸在液体中的物体，受到的浮力大小与它排开的液体所受的重力大小相等。即F浮＝G排 【点拨】实验注意事项 （1）实验中要先测小桶的重力，再测排出的水和小桶的总重力避免因小桶内壁残留水造成计算得出的排开水的重力偏小。 （2）溢水杯中的水面必须达到溢水口，且溢出的水全部流人小桶中，这样溢出水的体积才等于排开水的体积，否则，测得排开水的体积将偏小 知识点二：阿基米德原理 1、阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。 2、公式表示：。 3、液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。 4、适用条件：液体（或气体）。 【点拨】 利用阿基米德原理公式计算固体和液体的密度 1.计算液体的密度的一般思路： （1）根据其他方法计算浮力（如称重法：）。 （2）计算。 （3）液体的密度。 2.计算固体密度的一般思路： （1）计算固体受到的浮力。 （2）若固体浸没在液体中，则；若固体漂在液面上，根据体积关系算出。 （3）物体的密度 【注意】①阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体，计算浸在气体中的物体所受浮力的公式为F浮=G排=m排g=ρ气gV排° ②阿基米德原理阐明了浮力的三要素：浮力作用在浸在液体(或气体)中的物体上，其方向是竖直向上的，其大小等于物体排开的液体(或气体)受到的重力的大小，即F浮=G排 ③原理中所说的“浸在液体中的物体”包含两种状念：一是物体全部浸入液体里，即物体浸没在液体里，此时V排=V物；二是物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面以上，此时V物=V排+V露，所以V排<V物 ④由F浮=G排还可推导出F浮=G排=m排g，m排指物体排开的液体(或气体)的质量。 ⑤由F浮=ρ液gV排可以看出，浮力的大小只跟液体密度和物体排开液体的体积有关，而跟物体本身的材料、体积、密度、形状、浸没在液体中的深度、在液体是否运动、液体的多少等因素无关。 【考点一：浮阿基米德原理的实验探究】 1. 某物理兴趣小组利用图甲A、B、C、D四个步骤用石块验证阿基米德原理。 （1）图甲步骤C中弹簧测力计示数如图乙，则F3= ； （2）实验前先向溢水杯中注水，直到溢水口 （选填“流出”或“不流出”）水时，停止加水，目的是使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平； （3）为减小实验误差，图甲A、B、C、D四个步骤中最后进行的实验步骤是 （选填“A”“B”“C”或“D”）； （4）由图甲可知，石块浸没在水中时，受到的浮力F浮= N，排开水的重力G排= N，从而验证了阿基米德原理； （5）收集完实验数据后，细心的同学发现弹簧测力计未使用时指针指在0.2 N处，则以上实验所测浮力大小的数据 （选填“可靠”或“不可靠”）； （6）为了使实验结论更具有普遍性，还应该如何操作 。 【答案】 2.2 流出 C 1 1 可靠 换用不同的液体或物体多次实验 【详解】 （1）[1]由图乙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，因此示数为2.2 N，则F3=2.2N。 （2）[2]为了放入物体便有水溢出，因此应先在溢水杯中注水，直到水从溢水口流出为止，此时水面与溢水口相平。 （3）[3]实验中要先测石块的重力和空桶的重力，然后再把石块没入水中，测出石块受到的拉力，根据称量法求出浮力；最后再测出桶和溢出水的总重力得出排开水的重力；故正确的顺序为DABC。 （4）[4][5]由图甲步骤A、B，根据称重法可知，石块受到的浮力F浮=G-F2=F1-F2=2.7N-1.7N=1N 由图甲步骤C、D可知，排开水的重力G排=G总-G桶=F3-F4=2.2N-1.2N=1N （5）[6]如果实验前忘记对弹簧测力计进行调零，则测量出的所有数据偏大的量都相等，因F浮=G-F2 所以差值不变，即求出的浮力大小不变，因此数据是可靠的。 （6）[7]为了使实验结论更具有普遍性，还应换用不同的液体或物体多次实验。 1-1为了探究某合金块浸没在水中所受浮力和它排开水的重力之间的关系，某同学进行了如图甲、乙、丙、丁四次测量（弹簧测力计读数分别为F1、F2、F3、F4）。 （1）你觉得合理的实验顾序是 ； （2） 两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力。 两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排，可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。 （3）进一步分析发现，物体所受的浮力只跟 和 有关。 （4）实验结束后，小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，可取 相同的铁块和铝块，使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小。 【答案】 丁、乙、甲、丙 甲、乙 丙、丁 液体密度 物体排开液体的体积 体积 【详解】（1）[1]为了减小测量误差，正确的顺序是测出空桶重力，再测合金块重力，再将合金块浸入水中，即丁、乙、甲、丙。 （2）[2]由题可知，浮力等于合金块的重力减在水中的拉力，即 F浮＝F2﹣F1 根据甲、乙两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力。 [3]排开液体的重力等于水和桶的重力减空桶的重力，则 G排＝F3﹣F4 两步骤可得出物块排开水所受的重力G排，比较F浮与G排，可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。 （3）[4][5]根据公式 F浮＝G排＝ρ水gV排 可知，物体所受的浮力只跟液体密度和物体排开液体的体积有关。 （4）[6]想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，需要选用体积相同，密度不同的物体，使其浸没在同种液体中（保证了液体密度相同)，比较浮力的大小。 1-2在物理实验操作考查中，小雨抽测的实验题目是“探究浮力的大小”，他的实验操作步骤如图所示，实验过程如下。 A．用细线将橡皮挂在弹簧测力计下，读出弹簧测力计的示数F1； B．将水倒入溢水杯中； C．将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中，让溢出的水全部流入小桶中，同时读出弹簧测力计的示数F2； D．将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数F3； E.将空桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数F4； F.记录、分析实验数据，得出实验结论，整理实验器材。 请根据小雨的实验过程回答下面问题： （1）指出上面实验操作中的一处错误： ； （2）为了使测量更加精确，正确的实验步骤是 （3）比较发现： = （用图中符号F1、F2、F3、F4表示），从而得出结论：浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力。 【答案】 水面没有达到溢水口 E、A、B、C、D、F F1-F2 F3-F4 【详解】（1）[1]物体放入水中前，溢水杯应该是满水的，否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积，结合图B可知水面没有达到溢水口（或水没有注满）。 （2）[2]要先测物体的重力和空桶的重力，然后再把物体没入水中，测出物体受到的拉力，根据称重法求出浮力；最后再测出桶和溢出水的重力得出排开水的重力；由此正确的实验步骤是E、A、B、C、D、F。 （3）[3][4]物体受到的浮力F浮=G-F拉=F1-F2 排开水的重力G排=F3-F4 比较发现F浮=G排 即F1-F2=F3-F4 由此可知，浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力。 【考点二：利用阿基米德原理计算】 2. 将金属块挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和酒精中，金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示。，则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是（　　） A．在酒精中受到的浮力为 B．体积为 C．质量为0.3kg D．密度为 【答案】C 【详解】物体浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用，浸没在水中 G-F浮1=F拉1， G-ρ水gV排=2N① 浸没在酒精中G-F浮2=F拉2 G-ρ酒精gV排=2.2N② 由①②联立解得V排=1×10-4m3，G=3N，物体质量 物体完全浸没，故物体的体积V物=V排=1×10-4m3=100cm3 物体的密度 在酒精中受到的浮力为F浮=ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=0.8N 故选C。 2-1. 放在水平桌面上的量筒中盛有120cm3的水，当把挂在弹簧测力计下的小金属块完全浸入量筒的水中后，量筒的水面上升到170cm3处，弹簧测力计的示数为3.4N，则金属块的体积为 m3，所受浮力为 N，金属块在空气中受到的重力为 N。 【答案】 5×10﹣5 0.5 3.9 【详解】[1] 由题意可知金属块排开水的体积 因金属块浸没在水中，则金属块的体积 [2] 金属块浸没在水中受到的浮力 [3] 由 可得，金属块受到的重力 2-2. 如图所示，重为4N的木块A，在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为1N，木块A所受浮力的大小是 N，木块的体积是 m3。木块的密度是 kg/m3（g取10N/kg）。 【答案】 5 5×10-4 0.8×103 【详解】[1]对图中静止的木块进行受力分析可知，受到竖直向上的浮力，竖直向下绳子的拉力和重力，由力的平衡条件可得，木块受到的浮力 F浮=G+F拉=4N+1N=5N [2]因木块浸没水中时，排开水的体积和自身的体积相等，所以，由F浮=ρgV排可得，木块的体积 [3]木块的密度 2-3如图所示，一个重为5N的铁块用轻质细线系着轻轻放入一个装满水的烧杯中，当铁块浸没时，测得溢出的水的质量为200g，则铁块受到的浮力是 N，细线对铁块的拉力是 N。 【答案】 2 3 【详解】[1]溢出的水的质量为 由阿基米德原理可知 铁块受到的浮力是2N。 [2]对铁块受力分析可知 细线对铁块的拉力是3N。 【考点三：二次称重法测量密度】 3.一实心金属块，用弹簧测力计在空气中称为，完全浸没在水中称是，则金属块在水中受到的浮力为 ，金属块的密度是 ；若完全浸没在某一液体中称是，则液体的密度为 。 【答案】 【详解】[1]由称重法可知，金属块在水中受到的浮力F浮=G-F示=5N-3N=2N [2]因为金属块浸没在水中，所以金属块的体积 该金属块的密度 [3]由称重法可知，金属块在某一液体中受到的浮力F浮'=G-F示'=5N-3.4N=1.6N 因为金属块浸没在液体中，所以金属块排开液体的体积V'排=V=2×10-4m3 由F浮=ρ液gV排可知液体的密度 3-1.如图所示，一块矿石在空气中称重3N；浸没在水中时弹簧测力计示数为2N，浸没在某液体中时弹簧测力计示数为2.2N，（g=10N/kg）求： （1）小石块的体积； （2）小石块的密度； （3）某液体的密度。 【答案】（1）1×10-4m3；（2）3×103kg/m3；（3）0.8×103kg/m3 【详解】解：（1）在空气中称得石块重G=3N，石块受到水的浮力F浮水=G-F示水=3N-2N=1N 因为石块浸没水中，根据F浮=ρ水V排g可得石块的体积 （2）石块的质量 小石块的密度为 （3）石块受到另一种液体的浮力F浮液=G-F示液=3N-2.2N=0.8N 因为石块浸没在另一种液体中，排开液体的体积V排液=V=1×10-4m3 根据F浮=ρ液V排g可得另一种液体的密度 答：（1）小石块的体积为1×10-4m3； （2）小石块的密度为3×103kg/m3； （3）某液体的密度为0.8×103kg/m3。 压力差相等，即Fa＝Fb。 【考点四：关于图像问题的计算】 4. 如图甲为盛水的烧杯，拉力传感器拉着实心圆柱体缓慢下降，整个过程中拉力传感器示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示，g取10N/kg，下列说法错误的是（　　）    A．圆柱体受到的重力是9N B．圆柱体受到的最大浮力是6N C．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为400Pa D．圆柱体的密度是1.2×103kg/m3， 【答案】D 【详解】A．由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为9N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知 故A正确，不符合题意； B．由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，则圆柱体受到的最大浮力 故B正确，不符合题意； C．由图知物体下降高度为4cm时，下表面接触水面，下降8cm时圆柱体刚好浸没水中，此时圆柱体下表面距水面距离 h=8cm-4cm=4cm=0.04m 则下表面受到水的压强 故C正确，不符合题意； D．圆柱体完全浸没时受到的浮力为6N，则圆柱体的体积为 圆柱体的质量 圆柱体的密度 故D错误，符合题意。 故选D。 4-1 在物理实验操作考试中，小马同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块，使物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示；然后匀速放下物块，此过程中弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示，弹簧测力计始终在水面上方，水未溢出，g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3。下列说法中不正确的是（　　）    A．物块受到的重力是12N B．物块完全浸没在水中受到的浮力是2N C．物块的密度为4g/cm3 D．物块刚好浸没时，物块下表面受到水的压强是0.4×103Pa 【答案】C 【详解】AB．由图象可知，弹簧测力计的最大示数F最大=12N，此时物块未浸入水中，则物块的重力 G=F最大=12N 物块浸没在水中时弹簧测力计的示数F示=10N，由称重法可知，物块完全浸没在水中受到的浮力 F浮=G-F示=12N-10N=2N 故AB正确，不符合题意； C．物块完全浸没在水中时，由F浮=ρ液V排g得物块的体积 由G=mg可知，物块的质量 物块的密度 故C错误，符合题意； D．由图乙可知，物块刚好浸没时下表面的深度 h=4cm=0.04m 物块下表面受到水的压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=0.4×103Pa 故D正确，不符合题意。 故选C。 4-2一个盛满水的溢水杯对桌面的压力为20N，将一重物挂在测力计上从高处缓慢放入溢水杯中，直至重物完全浸入水中，但不触底。如图所示是测力计的示数随时间变化的图像，则最终物体所受浮力以及溢水杯对桌面压力的大小分别是（　　）    A．    B．    C．   D．    【答案】C 【详解】由图知重物浸入水中前的拉力为，此时拉力等于重物的重力，重物浸没水中后的拉力为，根据称重法测浮力可知，重物受到的浮力 因溢水杯中装满水，则重物浸没在水中后，水面高度不变，根据知水对杯底的压强不变，根据可知，水对杯底的压力不变，溢水杯的重力不变；物体不触底，溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和，所以溢水杯对桌面的压力不变，即，故C正确，ABD错误。 故选C。 4-3如图甲所示，在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图乙所示，圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像，则圆柱体的体积是 m3；圆柱体的密度是 kg/m3。（取g=10N/kg） 【答案】 【详解】[1]由图像可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体在空气中，圆柱体的重力G=F示=12N 从h=7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，根据称重法知浮力为 物体是全部浸没，圆柱体的体积等于排开水的体积，根据得圆柱体的体积为 [2]圆柱体的质量为 圆柱体的密度 【考点五：阿基米德原理解释生活中的物理现象】 5. 潜水员完全潜入水中后，继续下潜的过程中，他所受到的浮力和液体压强的大小变化是（　　） A．浮力不变，液体压强逐渐增大 B．浮力逐渐增大，液体压强不变 C．浮力逐渐增大，液体压强逐渐增大 D．浮力不变，液体压强不变 【答案】A 【详解】下潜的过程中，所处深度h增大，排开水的体积不变，根据和可知，水的密度ρ不变，所以，他受到的压强增大，受到的浮力不变，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5-1 （多选）如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不变的阶段是（　　）    A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】浸在液体中的物体受到浮力大小跟液体密度和物体排开液体的体积有关。在跳水运动员跳水过程中，液体的密度一定。 A．：运动员排开水的体积不断增大，根据，受到水的浮力变大，故A不符合题意； BC．：运动员排开水的体积不变，根据，运动员受到水的浮力不变，故BC符合题意。 D．：运动员排开水的体积逐渐减小，根据知运动员在此过程中，受到水的浮力减小，故D不符合题意。 故选BC。 学科网（北京）股份有限公司 $$