内容正文:
精讲册
物理
第八讲 浮力
第1节 浮力 阿基米德原理(6年必考,2~7分)
更符合安徽新中考
目录
01
02
思维导图 串考点
核心考点 精讲练
03
实验突破 提素养
04
安徽真题 随堂测
更符合安徽新中考
2.2.9 通过实验,认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。(学生必做实验)知道阿基米德原理。
例 用水、盐水、金属块、弹簧测力计等,探究金属块所受浮力与哪些因素有关。(见本册P51例题)
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思维导图 串考点
【版本导航】沪科:八年级P210~221 沪粤:八下P99~110 人教:八下P64~72 北师:八下P91~96
知识点1
浮力
定义 浸在液体(气体)中的物体,会受到液体
(气体)①_________的托力,这个托力
叫作浮力,浮力方向始终与重力方向相反,
如图甲 甲
竖直向上
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浮力产生的原因 浮力是由于液体对物体向上和向下的②________产生的。
如图乙所示,F浮=F2-F1=
ρ液gh2S-ρ液gh1S=ρ液g(h2-h1)S
=ρ液gΔhS=ρ液gV排
浮力产生的原因补充 图丙现象说明当物体与容器底部
紧密接触时,由于物体没有受到
向上的压力,所以此时物体不受
浮力。如桥墩、拦河坝等都不受浮力
压力差
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影响
因素 (1)浸在液体中的物体受到的浮力的大小,与
③______________________有关,与液体的④________也有关;物体排开液体的体积越⑤______、液体的密度越
⑥______,浮力就越大
(2)浸没在同种液体中的物体所受浮力与物体在液体中所处的深度⑦________
物体浸入液体的体积
密度
大
大
无关
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内容 浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体(或气体)所受的⑧________
公式 F浮=G排;
推导式:F浮=G排=⑨_______=⑩________
适用范围 液体、气体均适用
知识点2
阿基米德原理
m排g
ρ液gV排
重力
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计算浮力的四种方法
方法 压力差法 称重法 阿基米德原理法 平衡法
图示
公式 F浮=F向上-F向下 F浮=G-F拉 F浮=G排=m排g=ρ液gV排 F浮=G物
适用条件 有上下表面 有弹簧测力计 任何情况 漂浮、悬浮
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1.物体只有浸入液体中,才会受到浮力的作用( )
2.漂在水面上的物体受到浮力,沉在水底的物体不受浮力( )
3.质量大的物体在液体中所受浮力一定大( )
4.漂浮在同种液体中的物体,浸在液体中的体积越大,所受浮力越
大( )
5.同一物体分别浸没在水和酒精中,受到的浮力一样大( )
6.石块浸没在水中下沉的过程中,所在的位置越深,受到的浮力越
大( )
✕
✕
✕
√
✕
✕
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核心考点 精讲练
压力差法计算浮力
如图所示,将一木块放入水中后,木块漂浮在水面,木块下表面距离水面5 cm,则木块下表面受到水的压强为_____Pa,若木块的底面积为100 cm2,则木块下表面受到水的压力为___N,由压力差法可知,物块受到水的浮力为___N。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
例1题图
500
5
5
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如图所示,一个半球形物体浸没在水中,受到水向下的压力为30 N,物体受到水施加的浮力为80 N,则物体受到水向上的压力为_____N。将物体上移3 cm(仍在液面下),物体受到的浮力为____N。
针对训练1题图
110
80
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称重法计算浮力
用弹簧测力计悬挂一小物块,分别浸没在水和盐水中,静止时的示数如图所示。
(1)当小物块浸没在水中时,受到的浮力为___N。
(2)小物块的体积是__________m3。
(3)小物块的密度为________kg/m3。
(4)当小物块浸没在盐水中时,受到的浮力为_____N。
(5)盐水的密度是__________kg/m3。
甲
乙
丙
例2题图
1
1×10-4
4×103
1.1
1.1×103
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如图甲,一个质量为270 g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙。则铝块浸没时所受的浮力为_____N,液体的密度为__________kg/m3。(g取10 N/kg,ρ铝=2.7×103 kg/m3)。
甲
乙
针对训练2题图
1.2
1.2×103
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阿基米德原理法计算浮力
如图所示,将一小木块轻轻放入装满水的溢水杯中,溢水口正下方放有一重为0.5 N的小烧杯,溢出的水全部被小烧杯接住,现测得小烧杯和溢出的水总重为3 N,则小木块浸在水中的体积为____________m3。
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
例3题图
2.5×10-4
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将乒乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在位置3静止,如图所示。则乒乓球( )
A.在位置1时浮力等于自身重力
B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大
C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大
D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力
针对训练3题图
D
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平衡法计算浮力
[冰山模型]人们常用“冰山一角”来形容看到的水面上的冰山远远小于水下部分。已知水的密度ρ水为1.0×103 kg/m3,冰的密度ρ冰为
0.9×103 kg/m3。冰山露出水面的体积与总体积的比值为,冰山熔化
后,水面______(选填“上升”“下降”或“不变”)。
点拨:物体漂浮在水面时G物=F浮,ρ物gV物=ρ液gV排,ρ物=ρ液。
不变
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如图,用一细绳拴住体积为0.6 dm3,重为4 N的木块A,使它浸没在水中。已知容器的底面积为100 cm2,g取10 N/kg,求:
(1)绳子对木块的拉力;
例5题图
解:木块浸没时,受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gVA=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.6×
10-3 m3= 6 N
木块受到竖直向下的重力、拉力,竖直向上的浮力处于平衡状态,则绳子木块的拉力:
F拉=F浮-G=6 N-4 N=2 N
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(2)若剪断细绳,液面将升高还是降低?
例5题图
解:若剪断细绳,木块合力向上,向上运动,直到漂浮时浮力与重力大小相等,即:F浮'=G=4 N
F浮'<F浮,由F浮=ρ水gV排可知,V排减小,故容器中的液面下降
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(3)液体对容器底的压强变化量是多少?
例5题图
解:剪断细绳后,木块浸在水中的体积:
V排'====0.4×10-3 m3
排开水的体积减小量:
ΔV排=VA-V排'=0.6×10-3 m3-0.4×10-3 m3=2×10-4 m3
液面下降的高度:
Δh===0.02 m
液体对容器底的压强变化量:Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m=200 Pa
点拨:ΔV排=S容Δh是V排的另一种表示方法;当V排(或浮力)减小时,液面会下降,反之则液面升高。
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探究浮力大小与哪些因素有关
(2022《课标》要求学生必做实验,2021.19)
实验突破 提素养
测量方法 称重法,即F浮=①________________
设计与进
行实验 实验目的 控制变量法 实验图示 示数变化 探究结论
探究浮力的大小与物体浸没深度的关系 同一物体浸在同一液体中,物体浸没的②______相同,深度不同
F1=F2 浮力的大小与物体浸没在液体中的深度③____关
F浮=G-F示
体积
无
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设计与
进行
实验 实验目的 控制变量法 实验图示 示数变化 探究结论
探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系 液体的密度相同,同一物体浸入液体的④______不同 F1>F2 物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关,浸入液体的体积越大,物体受到的浮力越⑤____
探究浮力的大小与液体密度的关系 同一物体浸在液体中的体积相同,液体密度不同 F1<F2 物体受到的浮力与液体的密度有关,液体的密度越大,物体受到的浮力越⑥____
体积
大
大
更符合安徽新中考
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设计与
进行
实验 实验目的 控制变量法 实验图示 示数变化 探究结论
探究浮力的大小与物体密度的关系 两个体积相同、质量不同的物体,浸入在同一液体中 F1-F2=
F3-F4 物体所受的浮力与物
体的密度
⑦____关
入水
图像
分析 在F示-h图像中,随着h增大,F示先减小
后不变(如图甲)
在F浮-h图像中,随着h增大,F浮先增大
后不变(如图乙)
甲 乙
无
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实验
结论 (1)浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关(与物体浸没的深度、密度、形状无关)
(2)当液体密度相同时,浸入液体的体积越大,物体受到的浮力越大;当浸入液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大
注意
事项 测量前,需沿⑧______方向将弹簧测力计调零,在探究过程中物体不能与容器底部或侧壁相接触
竖直
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物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素”过程中,经过讨论提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小与物体浸入的深度有关;
猜想2:与物体排开液体的体积有关;
猜想3:浮力的大小与液体的密度有关;
猜想4:浮力的大小与物体的形状有关。
小组同学分别对以上猜想进行探究,
如图是他们的实验过程
例1题图甲
更符合安徽新中考
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【分析现象和数据,总结结论】
(1)小凌根据A、B、C三图,认为猜想1是正确的;同组的小果根据A、C、D三图,认为猜想1是错误的。通过深入分析上述现象,小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积的增大而______,与物体浸没在液体的深度______;
例1题图甲
增大
无关
猜想1:浮力的大小与物体浸入的深度有关
更符合安徽新中考
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(2)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是____(选填“①”或“②”);
例1题图乙
②
更符合安徽新中考
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(3)根据__________三图,可验证猜想3是正确的。同学们通过查阅相关资料并结合图中数据,还可以测出物体的密度为__________kg/m3;(ρ水=1.0×103 kg/m3)
例1题图甲
A、D、E
2.0×103
猜想3:浮力的大小与液体的密度有关
更符合安徽新中考
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【交流与评估】
(4)若先完成步骤C,再完成步骤A,则测得的浮力将______(选填“偏大”或“偏小”);
偏大
更符合安徽新中考
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(5)为了验证猜想4,小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验,实验步骤如下:
①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底;
②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上。
根据以上现象,小丽得出猜想4是正确的,她的结论不可靠,原因是______
____________________________。
控制物体排开液体的体积相同
没有
猜想4:浮力的大小与物体的形状有关
更符合安徽新中考
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(6)[装置改进]同组的小花在进行“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验时,使用如图丙所示的装置进行实验。此装置中弹簧测力计固定不动,通过调节烧杯的高度进行探究,相比于图甲的实验装置,此装置的优点是________________________________________。
例1题图丙
弹簧测力计示数稳定,便于读数(合理即可)
更符合安徽新中考
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探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
实验小组的小明用弹簧测力计、溢水杯、小桶、圆柱体物体、细线和足量水等探究物体所受浮力的大小跟排开液体所受重力大小的关系。
甲
乙
丙
丁
例2题图1
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【设计与进行实验】
(1)[操作细节]实验中的相关操作如图所示,图____操作有误,错误原因是____________________________________;
(2)[操作细节]改正错误操作后,为方便和减小实验误差,最合理的实验步骤是________________;
甲
乙
丙
丁
例2题图1
甲
未将溢水杯中的水添加至与溢水口齐平
丁、甲、乙、丙
更符合安徽新中考
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(3)甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和乙可知物体受到的浮力F浮=________;
(4)以下选项中若____成立,则可以得出浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体所受的重力大小;
A.F1-F2=F3-F4
B.F1-F3=F2-F4
C.F3-F2=F1-F4
甲
乙
例2题图1
F1-F2
A
更符合安徽新中考
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【交流与评估】
(5)为了多次实验寻找规律,下列操作影响实验结论的是____。
A.把圆柱体换成不吸水的小木块
B.测力计始终没有调0
C.圆柱体部分浸入
D.图乙中圆柱体触底
D
更符合安徽新中考
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(6)[装置改进]小霞的同桌利用两个相同的弹簧测力计
A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽
略不计)对该实验进行改进,装置如图2所示,向下移动
水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到
A的示数逐渐______,B的示数逐渐______,且A、B示
数的变化量______(选填“相等”或“不相等”);
例2题图2
变小
变大
相等
更符合安徽新中考
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(7)比较图1和图2两种实验方案,改进后的优点是______(多选)。
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
例2题图2
甲
乙
丙
丁
例2题图1
BC
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安徽真题 随堂测
称重法计算浮力(2022.22,2021.19)
1.(2022安徽22题7分)小华采用如下方法测量一物块(不溶于水)的密度:弹簧测力计悬挂物块静止时的示数F1=3.0 N(如图甲所示);将物块浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数F2=2.0 N(如图乙所示)。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
1
2
第1题图
更符合安徽新中考
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解:物块在空气中静止时弹簧
测力计的示数F1=3.0 N,则物块
的重力G=3.0 N
物块的质量:
m===0.3 kg
第1题图
1
2
F1=3.0 N
F2=2.0 N
(1)物块的质量m;
更符合安徽新中考
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(2)物块的体积V;
解:物块受到的浮力:
F浮=G-F2=3.0 N-2.0 N=1.0 N
物块浸没在水中,物块排开水的体积等于物块的体积,
由阿基米德原理可得:V=V排==
=1×10-4 m3
1
2
第1题图
F1=3.0 N
F2=2.0 N
更符合安徽新中考
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(3)物块的密度ρ。
解:物块的密度:
ρ===3×103 kg/m3
1
2
第1题图
F1=3.0 N
F2=2.0 N
更符合安徽新中考
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阿基米德原理法计算浮力(6年必考)
2.(2019安徽)将底面积S=3×10-3 m2、高h=0.1 m的铝制圆柱体,轻轻地放入水槽中,使它静止于水槽底部,如图所示(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深h1=0.05 m。(已知ρ铝=2.7×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)水对圆柱体底部的压强p1;
第2题图
解:水的深度h1=0.05 m,则水对圆柱体底部
的压强:p1=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m=500 Pa
1
2
更符合安徽新中考
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(2)圆柱体受到的浮力F浮;
第2题图
解:解法一:
由图可知,圆柱体浸在水中的体积:
V排=Sh1=3×10-3 m2×0.05 m=1.5×10-4 m3
根据阿基米德原理可得,圆柱体所受的浮力:
F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×1.5×10-4 m3×10 N/kg=1.5 N
解法二:
F浮=F向上-F向下=p1S=500 Pa×3×10-3 m2=1.5 N
1
2
底面积S=3×10-3 m2
水深h1=0.05 m
ρ水=1.0×103 kg/m3
更符合安徽新中考
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(3)圆柱体对水槽底部的压强p2。
第2题图
解:圆柱体的重力:
G铝=m铝g=ρ铝V铝g=ρ铝Shg=2.7×103 kg/m3
×3×10-3 m2×0.1 m×10 N/kg=8.1 N
圆柱体静止于水槽底部,由力的平衡条件可知,
圆柱体对水槽底部的压力:
F压=F支=G铝-F浮=8.1 N-1.5 N=6.6 N
则圆柱体对水槽底部的压强:
p2===2.2×103 Pa
1
2
更符合安徽新中考
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请完成《课后提升练》P21~22习题
更符合安徽新中考
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