内容正文:
第2节 阿基米德原理
物理 八年级下册 人教版
原创新课堂
1.阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体受到竖直向 ____ 的浮力,浮力的大小 ______ 它排开的液体所受的重力。
(2)表达式:F浮= _____ =m排g= ________,G排表示被物体排开液体所受的重力;V排表示被物体排开液体的体积。
【特别提醒】(1)阿基米德原理适用于物体受到液体或气体的浮力;(2)由F浮=ρ液gV排可以看出,浸入液体中的物体受到的浮力只与液体的密度和物体排开液体的体积有关,与其他因素无关;(3)V物表示物体的体积,V排表示物体排开液体的体积,物体浸没在液体中时,V排=V物;物体部分浸入液体中时,V排<V物。
上
等于
G排
ρ液V排g
知识点1 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
1.小明想利用弹簧测力计、石块、溢水杯等器材,探究浮力的大小与排开液体的重力的关系。
(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,合理的实验顺序是 ________________。
(2)由此可知石块浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮= ________。若F1、F2、F3、F4之间满足关系:________________,则可说明浸在液体中的物体受到的浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
(3)为了得到更普遍的结论,应该进行的操作是 ______________________________ _________。
(4)另一实验小组在步骤乙的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则 ____ (选填“能”或“不能”)得到相同的结论。
丁、甲、乙、丙
F1-F2
F1-F2=F3-F4
换用不同的石块和液体多测几组
实验数据
能
知识点2 阿基米德原理的应用
2.(2023·日照期末)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.9 N,当把零件浸没在密度为0.8×103 kg/m3的油中时,测力计的示数为7.1 N。该金属零件在油中受到的浮力是 _____ N,该金属零件的体积是 _____ cm3。(g取10 N/kg)
3.如图所示,现有一个体积为100 m3的热气球静止在空中,若已知空气的密度为1.29 kg/m3,那么,此时它所受的浮力是 _______N。(g取10 N/kg)
0.8
100
1290
4.两手分别拿着两个体积相同的小木块和石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,石块下沉。比较松手时两者所受的浮力( )
A.木块受的浮力大
B.石块受的浮力大
C.两者受的浮力一样大
D.条件不足,无法比较
C
D
6.(2023·河池月考)某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是 ( )
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B.石块在水中受到的浮力大小为1.0 N
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为1.2×10-4 m3
D.丙图中盐水的密度为1.1×103 kg/m3
B
7.(2023·濮阳期末)浸没在水中的物体,处于2 m深度处,物体受到水的压强为____________Pa,已知物体的体积为0.5×10-3 m3,它受到浮力的大小为______N,若该物体受到重力的大小为10 N,它受到重力与浮力的合力方向为__________。(g取10 N/kg)
2×104
5
竖直向下
8.如图所示,已知木块的重力为3 N,体积为500 cm3,当木块静止时细线的拉力为2.5 N,g取10 N/kg,则木块受到的浮力为 ____ N,液体的密度是 ________ kg/m3。
5.5
1.1×103
10.如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、b、d。抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力 ______ (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 ____________________________________ ________________________________________________________________________。
变小
随着浸没深度增大,四面橡皮膜受到的压力增大,内凹程度增加,使得塑料盒排开水的体积减小,受到的浮力变小
5.(2023·郑州模拟)如图所示,水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,缸对桌面的压强分别为p3和p4。两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为( )
A.p1=p2,p3>p4,F1>F2
B.p1=p2,p3>p4,F1=F2
C.p1>p2,p3=p4,F1>F2
D.p1=p2,p3=p4,F1>F2
9.(2023·安阳期中)用弹簧测力计悬挂一实心物体。物体下表面与水面刚好接触,如图甲所示,由此处匀速下放物体,直至浸没于水中并继续匀速下放(物体始终未与容器底部接触)。物体下放过程中弹簧测力计的示数F与物体下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示(g取10 N/kg)。求:
(1)物体完全浸没在水中所受浮力大小。
(2)物体的密度。
解:(1)由图乙可知,弹簧测力计的最大示数F最大=18 N,此时物块未浸入水中,则物块重力G=F最大=18 N,物块浸没在水中时弹簧测力计的示数F示=10 N,则物块完全浸没在水中受到的浮力:F浮=G-F示=18 N-10 N=8 N
(2)根据G=mg可知物块的质量:m= eq \f(G,g) = eq \f(18 N,10 N/kg) =1.8 kg;由F浮=ρ水gV排得,物块的体积:V=V排= eq \f(F浮,ρ水g) = eq \f(8 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg) =8×10-4 m3,物块的密度:ρ物= eq \f(m,V) = eq \f(1.8 kg,8×10-4 m3) =2.25×103 kg/m3
$$