微专题4 浮力的探究及其计算（作业课件）-【黄冈金牌之路·练闯考】2023-2024学年八年级物理下册(北师大版)

微专题四　浮力的探究及其计算 第八章　压强与浮力 物理 八年级下册 北师版 练闯考 类型一　浮力的探究 1．(扬州中考)小明用弹簧测力计、立方体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示。 (1)分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与__________________有关。 (2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用图__________的装置来进行操作。 (3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是______N，圆柱体的体积是____________m3。(g取10 N/kg) (4)用图示实验数据测出盐水的密度是______________kg/m3。 排开液体的体积 丙、丁 4 4×10－4 1.1×103 2．受阿基米德辨别真伪皇冠故事的启发，小明设计了一个测量碗的密度的探究实验，实验步骤及实验数据如图所示。 根据实验数据，填写计算结果： (1)碗的体积为________cm3。 (2)碗的质量为________g。 (3)碗的密度为______g/cm3。 30 60 2 3．(厦门中考)小鹭做“验证阿基米德原理”实验的步骤如图所示。 (1)小鹭处理数据时，发现实验步骤有所遗漏。遗漏的步骤为__________________。若将遗漏的步骤标注为d，则最合理的实验步骤依次为________________(用实验步骤对应的字母表示)。 (2)实验步骤a、b、c、d中，弹簧测力计的示数依次为Fa、Fb、Fc、Fd。若这些示数之间的关系满足(用式子表示)____________________。则可证明，浸入液体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。 测量空桶的重力 adbc或(dabc) Fa－Fb＝Fc－Fd 4．小明利用如图的装置测量蜡块(ρ蜡＜ρ水)的密度，并进行了如下操作： a．如图甲所示，蜡块静止时，弹簧测力计的示数为F1； b．如图乙所示，用细线将金属球系在蜡块下方，将它们浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为F2； c．如图丙所示，将蜡块拉出水面静止时，弹簧测力计的示数为F3。 请针对以上操作回答下列问题： (1)在b操作中将蜡块和金属球逐渐浸入水的过程中，发现弹簧测力计的示数逐渐变小，说明浮力的大小与__________________有关。 (2)该蜡块密度的表达式ρ蜡＝________________(水的密度用ρ水表示)。 (3)以上操作顺序会使测得的密度比实际密度________，为使测量值更准确，甲、乙、丙的合理顺序应为____________________。 排开水的体积 小 甲、丙、乙 类型二　浮力的计算 5．如图所示，一艘排水量100 t的货船，船上装有质量为8 t的货物A，货物A的底面积为5 m2(货物A底面与船完全接触)。求： (1)该船满载时受到的浮力； (2)货物A对船的压强； (3)将货物A从船上卸下后，船排开水的体积减少多少？ 6．把一质量为56 g的石块，放在盛有40 mL水的量筒中，水面上升到如图所示所示的位置。(g取10 N/kg)求： (1)石块的重力； (2)石块的体积； (3)石块的密度； (4)石块所受到的浮力。 7．某材料科学研究所研制出一种高分子聚合材料，它的机械性能优于用来制造飞机的铝合金，且密度介于酒精和水之间，这种材料的应用前途十分广阔。取一小块这种材料样品放入盛满水的大烧杯中，静止后溢出了90 g水，将其放入盛满酒精的大烧杯中，静止后溢出了80 g酒精。试分析计算这种材料的密度(已知酒精的密度ρ酒＝0.8×103 kg/m3)。 8．死海是一个内陆盐湖，与其他内陆湖不同，任何人掉入死海都不会沉下去，游客可以悠闲地仰卧在湖面上。一个质量为60 kg的游客，躺在密度为1.2×103 kg/m3的死海湖面上。人体的平均密度可认为等于普通湖水的密度，即为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： (1)这名游客所受到的浮力大小； (2)游客露在水面上的体积是人身体总体积的几分之几？ 9．一棱长为10 cm，密度为0.6 g/m3的正方体木块，用细线置于容器的水中，如图所示。问： (1)木块所受的浮力大小？ (2)细线的拉力大小？ (3)细线剪断后，木块静止，木块下方所受水的压强是多大？ eq \f(F1ρ水,F3－F2) 解：(1)该船满载时受到的浮力F浮＝G排＝m排g＝100×103 kg×10 N/kg＝1×106 N； (2)货物A对船的压强p＝ eq \f(F,S) ＝ eq \f(G物,S) ＝ eq \f(m物g,S) ＝ eq \f(8×103 kg×10 N/kg,5 m2) ＝1.6×104 Pa； (3)由ΔF浮＝ρ水gΔV得，船排开水的体积减少量ΔV＝ eq \f(ΔF浮,ρ水g) ＝ eq \f(G物,ρ水g) ＝ eq \f(8×104 N,1×103 kg/m3×10 N/kg) ＝8 m3。 解：(1)石块的重力G石＝m石g＝56×10－3 kg×10 N/kg＝0.56 N； (2)石块的体积V石＝V总－V水＝60 mL－40 mL＝20 mL＝2×10－5 m3； (3)石块的密度ρ＝ eq \f(m石,V石) ＝ eq \f(56×10－3 kg,2×10－5 m3) ＝2.8×103 kg/m3；　 (4)石块所受到的浮力F＝ρ水gV石＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×10－5 m3＝0.2 N。 解：此材料样品排开水的体积V排水＝ eq \f(m排水,ρ水) ＝ eq \f(90 g,1 g/cm3) ＝90 cm3，排开酒精的体积V排洒精＝ eq \f(m排洒精,ρ酒精) ＝ eq \f(80 g,0.8 g/cm3) ＝100 cm3，因为V排水＜V排酒精，所以这种材料在水中漂浮，在酒精中浸没，则此材料样品的质量m材料＝ eq \f(G材料,g) ＝ eq \f(F浮,g) ＝ eq \f(G排水,g) ＝ eq \f(m排水g,g) ＝m排水＝90 g，材料样品的体积V材料＝V排酒精＝100 cm3，故这种材料的密度ρ材料＝ eq \f(m材料,V材料) ＝ eq \f(90 g,100 cm3) ＝0.9 g/cm3。 解：(1)这名游客所受到的浮力F浮＝G人＝m人g＝60 kg×10 N/kg＝600 N； (2)这名游客的体积V人＝ eq \f(m人,ρ人) ＝ eq \f(60 kg,1.0×103 kg/m3) ＝0.06 m3，游客排开水的体积V排＝ eq \f(F浮,ρ海水g) ＝ eq \f(600 N,1.2×103 kg/m3×10 N/kg) ＝0.05 m3，则游客露在水面上的体积V露＝V人－V排＝0.06 m3－0.05 m3＝0.01 m3，故游客露在水面上的体积是人身体总体积的 eq \f(1,6) 。 解：(1)因为木块完全浸没，所以木块排水的体积V排＝V木＝(10 cm)3＝1 000 cm3＝1×10－3 m3，则木块所受浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N。 (2)木块所受的浮力G木＝m木g＝ρ木V木g＝0.6×103 kg/m3×1×10－3 m3×10 N/kg＝6 N，因为F浮＝F拉＋G木，所以绳子对木块的拉力F拉＝F浮－G木＝10 N－6 N＝4 N。 (3)细线剪断后木块最终漂浮在水面上，F′浮＝G木＝6 N，浮力是液体对物体上下表面的压力差，所以下表面的压力F下＝F′浮＝6 N，则木块下方所受水的压强p＝ eq \f(F,S) ＝ eq \f(6 N,0.01 m2) ＝600 Pa。 $$