第4章 第4节 水的浮力(1)—浮力的概念与阿基米德原理-【拓展与培优】2025-2026学年新教材八年级上册科学（浙教版2024）

拓展山 第4节 水的浮力(1)》 思维点击 一、“重力差法”体验浮力 将一物体挂在弹簧测力计下，分别在空气中和 浸在水中测量，两次的数值不同，可体验浮力的存 在。同时这也是测量浮力大小的方法之一。 二、浮力的概念 (1)定义：浸没或部分浸在液体和气体中的物 体，受到液体和气体对它向上托的力叫作浮力。 (2)施力物体与受力物体：浮力的施力物体是 液体（或气体），受力物体是浸入液体（或气体）中的 物体。 (3)方向：浮力的方向总是竖直向上的。 【拓展】产生浮力的物体必须是液体和气体。 它们也可称为流体，而固体是不可能产生浮力的， 因为固体不具有流动性。受到浮力作用的物体可 以是固体，也可以是液体和气体。 由于浮力是物体之间的相互作用，受到浮力作 用的物体也会对产生浮力的液体和气体有一个向 下压的作用，这个向下压的作用不是浮力，而是浮 力的反作用力。 例1小听在生活中发现木块总浮在水面，铁块却 沉入水底，因此他提出两个问题： 问题1：浸人水中的铁块是否受到浮力？ 问题2：浮力大小与哪些因素有关？ 为此他做了进一步的猜想，设计并完成了如图 所示实验， (1)(b),(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图 中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块 (填“受到”或“不受到”)浮力 (2)做 (选填字母)两次实验，是为了 探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否 有关。 (3)做(d)、(e)两次实验，是为了探究浮力大小 的关系。 写培优 浮力的概念与阿基米德原理 【分析】(1)物体在水中时受到水向上托的 力，因此示数会变小。 (2)研究浮力与深度的关系时，应保持V和P烧 不变，改变深度 (3)在V排不变时，改变P液，发现浮力大小改变， 说明浮力大小与P有关。 变式训练1两个物体分别挂在弹簧测力计上，将 它们同时浸没到水中，发现两个弹簧测力计的示数 不为零，但减小值相同。由此可以判断() A.两个物体一定处在液体中相同深度 B.两物体所受的浮力相同 C.在水中时，弹簧测力计示数是相同的 D.在空气中，弹簧测力计示数是相同的 三、阿基米德原理 (1)原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖 直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到 的重力。 (2)公式：F特=G#=m情g=P罐gV#,式中P线 表示液体的密度，V排是被物体排开的液体的体积。 四、阿基米德原理的应用要点 (1)阿基米德原理既适用于液体也适用于气 体，在使用公式时一定要注意各物理量的单位。 (2)公式所求得的是物体排开的液体所受的重 力，而不是物体的重力。 (3)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两 种状态：一是物体的全部体积都浸人液体里，即物 体浸没在液体里：二是物体的一部分体积浸人液体 里，另一部分露在液面以上。V#是表示被物体排开 的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V V物：当物体只有一部分浸入液体里时，则V推<V物。 (4)由F浮=G指=PgV可以看出，浮力的大 小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个 因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液 体中的深度、液体的多少等因素无关。 五、实验法探究阿基米德原理 探究阿基米德原理的实验，就是探究“浮力大 小等于什么”的实验，结论是浮力的大小等于物体 排开液体所受的重力。实验时，用重力差法求出物 体所受浮力大小，用弹簧测力计测出排开液体重力 的大小，最后把浮力与排开液体的重力相比较。实 验过程中注意溢水杯中的液体达到溢口，以保证物 体排开的液体全部流人小桶。 科学八 例2在探究“浮力大小等于什么”的实验中，小昕 同学的一次操作过程如图所示。 (1)测出铁块所受到的重力G铁： (2)将水倒入溢水杯中： (3)把铁块浸人溢水杯中，读出弹簧测力计示 数F: (4)测出小桶和被排开水的总重力G: (5)记录分析数据，归纳总结实验结论，整理 器材。 分析评估小昕的实验，指出存在的问题并改正。 【分析】在探究“浮力大小等于什么”的实脸 中，探究的结论是浮力的大小等于物体排开的液体 所受到的重力，所以实验时，需要用弹簧测力计测 出铁块受到的浮力和它排开永的重力进行比较得 出结论，因此实验过程中需要测空小桶的重力G, 并且将溢水杯中的水加至溢水口处。 例3如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上 拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线 运动，上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉 力F随时间1变化的图像，根据图像信息，解答下列 问题： FN 34 甲 ↑F示/牛 01。时间/秒 丙 (1)该金属块重力为 N (2)浸没在水中的金属块受到的浮力大小是 N。 (3)该金属块的密度是 kgm3。(g取 年级上册 10 N/kg) (4)请你在丙图中画出金属块受到的浮力随时 间的变化情况图，并说出各时间段变化情况的理由。 【分析】(1)当金属块完全露出液面，没有浸 入水中时，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，即 为图中的CD段，从图可知，该金属块重力为：G= Fa=54 Na (2)当金属块未露出液面时，即为图中的AB 段，从图可知，此时绳子的拉力为Fu=34N,则金 属块受到的浮力大小为：F=G一F=54N 34N=20N. (3),F4=P*gVe· 20N =2X Pg1.0X103kgm×10N/kg 103m ∴.金属块排开水的体积V#=2×103m。 又，浸没， ∴.金属块的体积V会=V#=2×10m 又，G=g, G 54N 金偏块的质量为：m金= g 10 N/kg 5.4kg 5.4kg :金属块的密度为：P-V22X103m 2.7×102kgm2. (4)◆F/N 20 0 木名古时商/s 在0一1时，由于金属块始终浸没在水中，排开 水的体积不变，因此浮力保持不变。在t1一时， 金属块逐渐露出水面，撸开水的体积减小，因此浮 力逐渐减小。在：一1时，金属块完全露出水面， 不受水的浮力作用，为0。 变式训练2某地在江面上修建一座大桥，如图中 甲是使用吊车向江底投放长方体石料的示意图。 在整个投放过程中，石料以恒定速度下降。乙是钢 绳的拉力F随时间（变化的图像（从开始投放到石·· 料刚好接触湖底前)。1=0时，吊车开始下放石料， 忽略水的摩擦阻力，则下列说法错误的是 钢绳 140 2030 120 甲 197 拓展上 A.石料在t=20s时开始浸入水中 B.石料的重力是1400N C.石料受到的浮力始终是500N D.石料完全浸没水中后钢绳的拉力为9O0N 巩固练习 A组 1.如图，把同一金属块用线吊着浸人水中的情 况，哪一种情况，线对金属块的拉力最大 C 0 2.浸在液体中的物体如果受到浮力的作用，那 么施力物体是 A.液体 B.地球 C.盛液体的容器 D.物体本男 3.三个体积相同的物体，如图所示，同时放在 水中，请比较三个物体所受的浮力情况 A.A的浮力最大 B.A,B浮力一样大 C.C的浮力最小 D.B,C浮力一样大 4.小明学了浮力的知识后，为验证物体在水中 浮力的变化，他将空矿泉水瓶慢慢压入水中，直到 完全浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正 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 5.在浅海中潜入海底观光是人们旅游休闲的 方式之一。人从水下2m继续下潜的过程中，他受 到海水的浮力和压强变化的情况是 A.压强逐渐变小 B.压强逐渐变大 C.浮力逐渐变小 D.浮力逐渐变大 6.2024年奥运会在法国巴黎开幕。从运动员 成绩来看，不同肤色的人在不同运动项目上各具优 @ 写培优 势，比如黑种人在田径项目上具有明显优势，但在 游泳池里却很少看到他们的身影。黑人的骨骼更加 密实而脂肪的比例相对较小，这使得黑人的身体平均 密度 (填“较大”或“较小”)，因此在游泳中， 黑人需付出更大的力气才能使身体 (填 “下沉”或“上浮”)。在比赛中某国家的黑人选手体 积是80dm',他在游泳时受到的最大浮力是 N。(g取10N/kg) 7.如图，某物块用细线系在弹簧测力计下，在 空气中称时示数是15N,浸没在水中称时示数是 5N,则此时物块受到水的浮力为 N,物块 的密度为 kg/m。(水的密度为1.0× 103kg/m) 8.用弹簧测力计吊着重力为10N的金属块浸 入水中，如果金属块的一半体积浸人水中，这时弹 簧测力计的示数为8N,此时金属块受到水的浮力 大小为 N。如果将金属块全部浸没水中 (金属块不接触容器底部)，则金属块所受浮力大小为 N,这时弹簧测力计的示数为 N B组 9.某同学想通过实验来验证阿基米德原理。 以下是他的实验过程： (1)将矿泉水瓶的底部切除掉，在乒乓球上粘 上一根黑线，穿过带小孔的瓶盖，黑线另一端系一 颗不太重的螺丝。用图甲和图乙做两次实验，加水 后均发现乒乓球慢慢上浮。此实验说明浮力的方 向是 的。 甲 (2)该同学实验步骤如图： 可泉水瓶 铁丝 B 科学，八 D A.剪去大饮料瓶底，穿一根铁丝，用弹簧测力 计测出大饮料瓶的重力G1: B.在小矿泉水瓶的侧壁开一小孔，插入一根饮 料管，用蜡密封好缝隙。再将大饮料瓶和矿泉水瓶 用一根铁丝穿在一起： C,往矿泉水瓶中加水，直到水面刚好和小孔相 平。将金属块完全浸入水中，读出弹簧测力计的示 数F: D.测出带有水的大饮料瓶的重力G: E.分析数据，归纳总结实验结论，整理器材。 (a)上述实验步骤中缺少一步，请补充完整。 (b)需要如何处理实验数据才能验证阿基米德 原理？ 10.小明用相同的砝码做“力的测量”实验，弹 簧伸长量和砝码个数的关系如图甲。若将悬挂的 砝码浸在如图乙的水中，再重复上述实验，所得关 系图可能是下列哪个图 黄伸长量 246810 砝码个数 乙 伸长量 32 ■■■■ 01 246810 246810 砝码个数 法码个数 A B 弹伸 32 246810 246810 砝码个数 砝码个数 C D 11.一同学在岸上最多只能搬得起质量是 30kg的鹅卵石，如果鹅卵石的密度是2.5× 103kg/m3,则该同学在水中最多能搬得起质量是 kg的鹅卵石（石头不露出水面），这时石 年级上册 头受到的浮力是 N。(g取10N/kg,水的 密度是1×103kg/m3) C组 12.将一半径为R的实心金属球，用细线拉 着，匀速缓慢地放人水深为2R的盛水容器中，直至 容器底部，水未溢出。下图能反映金属球从水面刚 接触处开始至容器底部过程中，所受浮力的大小F 与金属球浸人水中深度h的关系的是 13.小晨设计了一个实验，用排水法测某实心 金属块的密度。实验器材有小空筒、溢水杯、烧杯、 量筒和水。实验步骤如下： ①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中，如图甲： ②将金属块浸没在水中，测得溢出水的体积为 20mL,如图乙： ③将烧杯中20mL水倒掉，从水中取出金属 块，如图丙： 图甲 图乙 44 m 图丙 图丁 ④将金属块放人小空筒，小空筒仍漂浮在水 面，测得此时溢出水的体积为44mL,如图丁。 请回答下列问题： (1)被测金属块的密度是 gcm。 (2)在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块 放人小空筒，测出的金属块密度将 (填“偏 大”“不变”或“偏小”)。 99巩固练习 A组 1.B2.B3.B4.C5.C6.B7.(1)氯化铵 (2)②⑤(3)④⑤ 8.(1)1200960(2)15.48%(3)7.5kg消毒液 22.5kg水 9.(1)25g(2)50g 10.52.4% 1山.(1)硝酸钾%=100+5x, 31.6g×100%= 131.6g 37g=27g 24%(2)mg=100克×137g B组 12.C 13.16060 14.(1)4.66.4(2)88g 15.(1)25%(2)0.05%(3)2000 16.(1)硫酸溶液质量分数越大，溶液密度越大 (2)m1a1%=p:Vaz%,V:=m141%/p2a:%=270g× 30%1.8g/cm×90%=50ml,m体=m1-m:=m1一p:V3 =270g-1,8g/cm2×50ml.=180g,V水=mkP水=180g 1 g/cm=180 mL C组 17.(1)a(2)丙(3)CD(4)b>>c 第2节生活中的水溶液(4) 一溶液的配制 巩固练习 A组 1.C 2.(1)烧杯玻璃棒搅拌，加速溶解(2)不遵循左 物右码12 3.(1)12(3)100ml.(4)C 4.(1)③②①④(2)AB7.5(3)搅拌(4)大于 5.(1)烧杯(2)⑤③①④②(3)12.4% 6.(1)9(2)①a图瓶塞应倒放b图砝码位置放反了 ②AB 7.(1)AF(2)7.50(3)50量简内液体的凹液面的 最低处(4)搅拌，加快溶解(5)AD 8.(1)②⑤①④③(2)17.5g(3)减少食盐的量 (4)157.5(5)BC B组 9.D 10.(1)玻璃棒(2)18% 11.(1)184g180.32g(2)26.4%(3)108.7m 800g 12.B13C14.D 15.(1)②G6③(2)29.4%(3)BC 第3节海洋的探索 巩固练习 A组 1.D2.B3.C 4.(1)饱和(2)蒸发结晶 6 5.(1)过滤(2)增大(3)蒸发结晶法 6.(1)水蒸发结品(2)便于收集晶体(3)AD 7.(1)C(2)死海中盐溶液质量分数在25%左右时溶 液就达到饱和了 B组 8.(1)A(2)D(3)B 9.(1)过滤(2)蒸发皿(3)A(4)C 10.(1)b滤纸破损或液面高于滤纸边缘或盛接滤液 的烧杯不干净等（合理即可）(2)AC(3)CD 1L.(1)C(2)DACB(3)搅拌，防止食盐飞溅，引流 (4)80%(5)AD C组 12.(1)增大(2)硫酸钠(3)防止杂质析出，提高食 盐纯度 13.(1)难溶性杂质(2)B(3)让固体混合更加均匀， 同时也让得到的加碘盐更加于燥 第4节水的浮力(1) 浮力的概念与阿基米德原理 例1(1)受到(2)(c)、(d)(3)液体密度 变式训练1B 例2存在的问题： (1)没有测空小桶的重力(2)溢水杯的水量不足 改正：(1)测空小桶的重力G(2)将溢水杯中的水加 至溢水口处 例3(1)54(2)20(3)2.7×102(4)见分析 变式训练2C 巩固练习 A组 1.C2.A3.D4.D5.B6.较大上浮800 7.101.5×10 8.246【解析】F=G-F=10N-8N=2N: 金属块全部浸没在水中后，V变为原来的2倍，根据下，= P陵gV可知F#增大为原来的2倍，变为4N:此时弹簧测 力计的示数F'=G-F'=10N-4N=6N B组 9.(1)竖直向上(2)()用弹簧测力计测出金属块在空 气中的重力G,(b)比较G,一F是否等于G:-G,10.B 11.50200 C组 12.C【解析】匀速放入水中的时侯，沉入水中的深 度变化也是匀逸的，但是球面的对应半径先变大再变小，所 以球撸开水的体积的增加逸度先变快，再变慢，所以所受浮 力增长速度也有同样的规律。表现在曲线中是韩率先变大 再变小，最后完全沉入水中后就不变了，又因为金偶是球形， 所以曲线也应该是平滑的，只有选项C符合题意 13.(1)3.2(2)不变 第4节水的浮力(2)—物体浮沉条件 例1B 例2(1)<=(2)<< 变式训练水银煤油 例3D