内容正文:
第2节1
阿基米德原理
课前·预习笔记
预
1.知道物体所受浮力与它排开液体所受的重力的关系。
习
2.能复述阿基米德原理并书写出其公式。
目
标
3.能利用公式F浮=G排和F浮=P液gV排计算简单的浮力问题。重点@
第明确考情
1.考频:5年596考
2.分值:6分
!3.题型:选择题、填空题和计算题
第三步梳理知识
1.物体所受浮力大小,与它排开液体的体积和液体的密度有关。排开液体的体积
越大、液体的密度越大,所受浮力就越大。
2.浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
这就是著名的阿基米德原理。用公式表示:F浮=G排=P被gV排。
第三步预习检测
预
1.已知铁的密度小于铜的密度,若把质量相同的铜块和铁块浸没水中,则它们所受的
习
浮力()
任
A.铜块的大
B.铁块的大
务
C.一样大
D.条件不足无法判断
2.金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升的过程中,受到的水的压强、浮力不断
发生变化,下列关于变化情况的说法正确的是(
A.压强变大,浮力变小
B.压强变小,浮力变小
C.压强变大,浮力不变
D.压强变小,浮力变大
3.如图,A为木块,B为铝片,C为铁球,而且V=V。=Vc,把它们都浸没在水中,则
它们受到的浮力F、Fa、F。之间的关系为()
A.FA>FR>Fc
B.F<Fg<Fc
C.FA=F8=FG
D.F>Fg=FG
106
随堂笔记人教版8年级物理下册
课堂·听课笔记
新知解读
知识点1●》
探究浮力大小与排开液体所受重力的关系
举一反三》参考答案见答案册P15
实验器材
弹簧测力计、金属块、细线、溢水杯、小桶和适量的水
1-1某小组的同学用溢水杯、
弹簧测力计、小烧杯、水、
石块、铁架台及细线等设计
了如图所示的实验装置验证
阿基米德原理。
F=2N
丙
实验操作
F,=0.2N
(1)测F浮:①用弹簧测力计测出金属块所受的重力G
(图甲);②将金属块浸没在盛满水的溢水杯中,测出拉
力的大小F(图乙);③F浮=G-F。
(2)测G排:①测出空桶的重力G(图丙);②用弹簧测力
甲
计测出小桶和排开水的总重力G,(图丁):③G#=G2-G
F=1.5N
实验现象
F浮=G排
F=0.7N
浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它
实验结论
排开液体所受的重力
温馨提示:
1.先测桶和排开液体的总重力,再测桶的重力(桶沾水所测重力偏
(1)如图甲所示,石块从接
大,所测排开液体的重力偏小):
触水面到刚好浸没水中的过
2.先将金属块放入水中测拉力,再测金属块的重力(金属块沾水所
程中,左边弹簧测力计的示
测重力偏大,所测浮力偏大):
数
(选填“变大”
3.实验中若金属块没有全部浸入,也可以得出正确结论。
例为了探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”,
“变小”或“不变”)。
(2)根据实验中所测的物理
某同学进行了如图所示的实验。由图可知,物块受到的浮力为
量可列等式
(用图
N:若小桶的重力为0.5N,则图丙中弹簧测力计的示
中字母表示),从而验证了阿
数应为
N。
基米德原理。
(3)以下情况会影响实验结
3
论成立的是
A.图甲中水面未到达溢水杯
的溢水口
甲
丙
B.图乙中石块未全部浸没在
第十章浮力
107
【解析】由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为
水中
4.2N,则G=4.2N;由图乙可知,弹簧测力计的示数为3N,
C.溢水杯装满的是盐水
根据称重法得物体浸没在水中受到的浮力F浮=4.2N-3N=1.2N;
(4)同学们用酒精代替水,
由题知,G辐=0.5N,根据阿基米德原理F浮=G排=G总-G桶得,
将石块完全浸没,发现此时
G总=F浮+G桶=1.2N+0.5N=1.7N;则图丙中弹簧测力计的示
的F,变大,说明浮力的大小
数应为1.7N。
与
有关。
【答案】1.21.7
知识点2》阿基米德原理
举一反三》
参考答案见答案册P15
1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于
它排开的液体所受的重力。
2.公式:F浮=G排=m排g=P液gY精。式中P液表示液体的密度,单
位是kgm3,V#是被物体排开的液体的体积,g取9.8N/kg。
3.理解:(1)V#是物体排开液体的体积,不一定等于物体的
体积;
2-1一根轻质且不可拉伸的
(2)浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关;
细线将一边长为10cm的正
”气体密度较小,产生的浮力
(3)阿基米德原理也适用于气体。
方体物块拴接在容器底部,
比液体小得多
如图甲所示,当水深为30cm
例2[衔接教材]四月春暖花开,正是踏青露营的好时候。
时,细线刚好伸直;如图乙
在公园里随风飘扬的气球成了大家营造氛围的“新宠”。如
所示,当水深为36cm时,
图所示,上浮的氦气气球和下沉的空气气球的体积相同,若
物体上表面恰好与水面相平,
氦气气球受到的浮力为F、空气气球受到的浮力为F,则
已知p*=1.0×103kg/m3,则
两者所受浮力的大小关系是()
此正方体物块的密度为
kg/m3,乙图中细线的
拉力为
N。((g取
10 N/kg)
空气
30 cm
36 cm
A.F >F2
B.F=F2
甲
乙
C.F<F2
D.无法判断
2-2如图所示,水平桌面上
【解析】因为体积相同,所以排开空气的体积相同,根据公式
有一个装有水的圆柱形容器,
F浮=V排g可知,两球所受浮力相同,故B正确。
水面漂浮着一个放有铁球的
【答案】B
烧杯(P铁>p);若将铁球从
例3[衔接教材]小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采
烧杯中取出缓缓放入水中,
集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×
烧杯仍竖直浮在水面上,下
108
随堂笔记人教版8年级物理下册
103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。g取10N/kg,则
列说法正确的是(
空气对小李同学的浮力大小约为()
A.0.006N
B.0.6N
C.60N
D.600N
【解析】小李的密度与水接近,约为1.0×103kg/m3,其质量约
为50千克,则其体积约为V=m=
50 kg
=0.05m3,
p1.0x103kg/m3
A.容器底受到水的压强不变
B.容器对桌面的压强会变小
小李的体积即排开空气的体积,空气对小李的浮力大小约为
C.容器中的水面会下降一些
F=p空气gV排=1.3kg/m3×10N/kg×0.05m3=0.65N。
D.烧杯下表面受到水的压强
【答案】B
不变
课本练习〔教材P72练习与应用]
答案
1.不正确,浮力的大小只与
1.北京“水立方”中游泳池的水深设计比一般标准游泳池深了
液体的密度和排开液体的体
0.5m。有人说,水的深度越深,其产生的浮力就越大,因
积有关,在游泳池足够深的
此,各国运动员在“水立方”的比赛成绩普遍提高就不足为
情况下,与池内水的深度无
奇了。你认为他的说法正确吗?为什么?
关。
2.请比较以下浮力的大小。
2.(1)两铜块质量相等即体
(1)同样重的两个铜块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤
积相等,浸没在不同液体中,
油中,哪个受到的浮力大?
甲排开液体的密度大,因此
(2)同样重的铝块和铜块,都浸没在煤油中,哪个受到的浮
甲受到的浮力大。
力大?
(2)铝块和铜块同样重时铝
(3)同样重的铝块和铜块,铜块浸没在煤油中,铝块浸没在
块的体积大,都浸没在煤油
水中,哪个受到的浮力大?
中,铝块排开液体的体积大,
3.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N。当把零
所以铝块受到的浮力大。
件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时,弹簧测力计的示
(3)因P铝<P锅,铝块和铜块
数是6.6N,金属零件的体积是多少?
同样重时铝块的体积大,铜
4.某同学用阿基米德原理测量一种未知液体的密度:他把一个
块浸没在煤油中,铝块浸没
铁块用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铁块在空气中时弹
在水中,铝块排开液体的体
簧测力计的示数是7.9N,把铁块浸没在该液体中时弹簧测
积大,且P本>P煤油,故铝块受
力计的示数是7.1N,该液体的密度是多少?铁的密度为
到的浮力大。
7.9×103kg/m3。
3.1.125×104m
4.0.8×103kg/m3
第十章浮力
109
课后·提升笔记
题型训练
题型1●>探究浮力大小与排开液体所受重力的关系
变式训练》参考答案见答案册P16
例小明利用铜柱、水、溢水杯、小烧杯、弹簧测力计等器
材,按照题图所示的步骤,来验证阿基米德原理。(P铜=8.9×
1-1为了探究浮力的相关规
103kg/m3,g取10N/kg)
,熟记原理,合理应用
律,小明进行了如下探究:
3.6
0.4N
1.4N
4N
A
B
甲
丙
(1)由乙、丙两图可测出铜柱受到的浮力是
N;
3N
(2)由以上步骤可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力
2N
水
的大小等于它
水
(3)以下情况不会影响实验结论的是
D
A.图甲步骤移到图丁步骤后面操作
B.图乙步骤中水面未到达溢水杯的溢水口
C.图丙步骤中铜柱未浸没在水中
2.8N
D.图丙步骤中铜柱碰到溢水杯底部
盐水
盐水
(4)小明在实验过程中拿起铜柱时,怀疑铜柱可能是空心的,
于是他利用本次实验数据计算出该铜柱的平均密度为
E
kg/m3,据此密度数据可判断该铜柱是空心的。
(1)通过比较
四幅
【解析】(1)由图乙可知,铜柱的重力为4.6N,由图丙可知,
图的数据,可知浮力大小等
于物体排开液体所受的重力;
铜柱受到的拉力为3.6N,根据称重法测量浮力知,浮力F浮=
(2)在步骤C的操作中,如
G-F拉=4.6N-3.6N=1N;(2)由图甲、丁可知,排开液体受
果将石块的位置缓慢下降一
到的重力G#液=G总-G辐=1.4N-0.4N=1N;故可得浸在液体中
些,使其浸没水中的深度增加
的物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力大小;
且不碰底,物体静止时,弹簧
(3)图甲步骤移到图丁步骤后面操作,则称量小桶重力的时候
测力计的示数将
会因为桶内有残留的液体导致小桶的重力偏大,由G排液=G总-G桶
(选填“变大”“变小”或
可知,会导致排开液体的重力偏小,故A不符合题意;图乙步
“不变”);
骤中水面未到达溢水杯的溢水口,会导致测得的排开液体的重
(3)另一小组在步骤C的操
10随堂笔记人教版8年级物理下册
力偏小,故B不符合题意;图丙步骤中铜柱是否浸没在水中不
作中,将石块的一部分浸在
会对实验造成干扰,铜柱浸入水中的体积大,受到的浮力大,
水中,其他步骤操作正确,
排开液体受到的重力大,铜柱浸入水中的体积小,受到的浮力
则
(选填“能”
小,排开液体受到的重力小,故C符合题意;图丙步骤中铜柱
或“不能”)得到与(1)
碰到溢水杯底部,则会导致测得的拉力偏小,由F浮=G-F拉可
相同的结论;
知,测得的浮力偏大,故D不符合题意;(4)铜柱浸没,排开
(4)结合图中信息可知,图F
F浮
中弹簧测力计的示数为
液体的体积等于铜柱的体积,故铜柱的体积V=V排=
N,图E中盐水的密度
P水8
IN
为
m铜柱
kg/m3。
1.0x103kg/m3×10N/k
=1×104m3;铜柱的密度P钢性=
G
4.6N
8_10N/kg
=4.6×103kg/m3。
V1×10-4m3
【答案】(1)1(2)排开液体所受的重力大小(3)C
(4)4.6×10
题型2●》阿基米德原理的应用
变式训练》参考答案见答案册P16
例2两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相
同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底,如图甲
放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示。甲、乙中小球
静止时液面深度相同。则(
④8递
甲
2-1如图,一长方体物块漂
浮在水面上时,物块露出水
A.小球A的质量等于小球B的质量
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
面的体积是总体积的子:当
C.甲液体对容器底部的压力大于乙液体对容器底部的压力
它漂浮在另一液面上时,浸
D.在甲液体中小球A对容器底的压力小于小球B对容器底的压力
【解析】在乙液体中,A漂浮,根据物体的浮沉条件可知,A
入液体的体积是总体积的】
的密度小于乙液体的密度;B下沉,B的密度大于乙液体的密
物块在水和液体中受到的浮
度,所以A的密度小于B的密度,两个小球的体积相同,A的
力分别为F和F2,水和液体
质量小于B的质量,故A错误:A在甲液体中沉底,则A的密
对物块下表面的压强分别为
度大于甲液体的密度,A在乙液体中漂浮,则A的密度小于乙
P1和P2,则F
F2
液体的密度,比较可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,故
P2(选填“>”
B错误;甲液体的密度小于乙液体的密度,此时两容器中液体
“=”或“<”),杯中液体
的深度相同,根据p=Pgh可知,甲液体对容器底部的压强小于
的密度是
kg/m3。
第十章浮力
乙液体对容器底部的压强,两容器的底面积相同,根据F=pS
可知,甲液体对容器底部的压力小于乙液体对容器底部的压力,
故C错误;A的质量小于B的质量,由G=mg可知G<G,由
水
液体
于A、B在甲液体中都沉底,由F浮=P液gV排可得,两球在甲液
2-2小强用如图所示的实验
体中受到的浮力相同,则根据G=F浮+F支可知支持力F支=G
装置验证阿基米德原理,通
F浮,所以F支4<F支B,因为物体间力的作用是相互的,所以
过调节升降台让金属块浸入
F压A<F压B,故D正确。
盛满水的溢水杯中(金属块
【答案】D
始终未与容器底接触),溢出
例3如图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,内装
的水会流入右侧空桶中,下
足够深的水。将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的
列说法正确的是()
弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当物体的!体积浸
入水中时,弹簧测力计示数为7N;当物体的2体积
降
浸入水中时,弹簧测力计示数为4N。现将物体从弹
台
簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时,所受到的浮力是
A.金属块浸入水中越深,水
N,该物体的密度为
kg/m3。(g取10N/kg)
对溢水杯底部的压力越大
B.金属块浸没在水中的深度
【解析】当物体)的体积浸入水中时,则排开水的体积V=了,
越深,弹簧测力计A的示
弹簧测力计示数为7N,根据称重法可知F浮=G-F,即
数越小
C.金属块从接触水面至浸入
P*V维=G-F,所以,P*8xV=G-7N①:当物体)的体积浸
水中某一位置,弹簧测力
计A和B的变化量
入水中时,弹簧测力计示数为4N,同理有P朱名x2V=G-4N②:
△FA=△FB
由②-①得p*gV=10N③,将③代入①得G=9N;由③知,物
D.若实验前溢水杯中未装满
体浸没受到的浮力为10N>9N,由物体的浮沉条件,将物体从
水,对实验结果没有影响
弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时处于漂浮状态,
物体所受浮力F=G=9N;由③得物体的体积V=10N
P水g
10N
1.0x103kg/m3×10NVkg
1x103m,该物体的密度p=”=G
9N
10N/kgx1x10m=0.9x103kg/m3。
【答案】90.9×10
12随堂笔记人教版8年级物理下册
链接中考
考点◆阿基米德原理的应用
浮力F浮=p水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×
题型
难度
分值
2.5×103m3=25N,根据悬浮的条件知,F浮=
选择题、填空题、
G4+GB,Gg=F浮-G4=25N-10N=15N,B的
★★★
6分
计算题
15N
典例1[达州中考]如图甲所示,悬挂在弹簧测
密度PeV,g2000x100m×10N/kg
=0.75×
103kg/m3,故C错误,D正确。
力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢
I答案】D
拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计
典例2[云南中考](多选)将一质量为900g、
的示数F与物体上升的高度h之间的变化图象
底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体
如图乙所示。然后将体积为2000cm3的实心
放在盛有4.2kg水的薄壁(厚度不计)柱形
物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放
容器内,容器底面积为300cm2,如图所示。
入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积打开阀门K,放出3kg的水后关闭阀门(P水=
忽略不计,p*=1.0x103kg/m3,g取10N/kg,
1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。下列说法正确
下列说法正确的是(
的是(
F/N
1020h/cm
甲
乙
丙
A.圆柱体的密度为0.75×103kg/m3
A.A浸没在水中所受浮力为10N
B.放水前水面距容器底部的高度为14cm
B.A的底面积为50cm
C.放水后水对容器底部的压力为21N
C.B的重力为20N
D.放水后水对容器底部的压强为600Pa
D.B的密度为0.75×103kg/m
【解析】由题意得圆柱体的体积V柱=Sh=
【解析】根据图象知,拉出水面后,不受浮力
100cm2×12cm=1200cm3=1.2×10-3m3,圆柱
时,F=G=10N,浸没时,F=5N,根据称重
m柱0.9kg
体的密度p胜=12x10m-0.75x0kgm,
法知,F浮=G-F=10N-5N=5N,故A错误;
故A正确:放水前,由图所示,圆柱体漂浮在
浸没时V=V#=
F浮
5N
水里,所以F浮=G#=m柱g=0.9kg×10N/kg=
p水g1.0x103kg/m3×10N/kg
9N,排开水的体积维=
F浮
5×104m3=500cm3;A从开始露出水面到全部
P水g
离开,上升的高度h=20cm-10cm=10cm;由
9N
=9×104m3,所以液
于液面下降,物体的高度大于10cm,故A的
1.0×103kg/m3×10N/kg
V_500cm=50cm2,故B错误;
底面积S<方=10cm
面上升的高度h'=
V维=9x10m
=0.03m=
S容器300×104m
B的体积为2000cm3,A、B整体V'=2000cm3+
mo
3cm,没放圆柱体之前水的体积V。=
500cm3=2500cm3=2.5×10-3m3,整体受到的
P水
第十章浮力
13
4.2kg
=42x103m,水的高度
V
104m3,土豆的密度P±豆=V
m
G
1.0x103kg/m
Vg
4.2×10-3m3
2.4N
=0.14m=14cm,所以放水前水面
=1.2×103kg/m3=
300x104m2
2×10-4m3×10N/kg
距容器底部的高度h=h,+h'=14cm+3cm=
1.2 g/cm'o
17cm,故B错误;放水前圆柱体浸在水中的
【答案】大于1.2
_V排_9×104m3
典例4[凉山州中考]如图甲所示,不吸水的石
度h2赶2S#100x104m2=0.09m=9@
块m叠放在浸在水中的木块M上保持静止。
圆柱体下面水的高度h前水=17cm-9cm=8cm,
石块的重力为4N、体积为200cm3,木块的重
圆柱体下面水的质量m,=P水S容器h前水=1.0×
力为8N、底面积为200cm2,此时木块M排开
103kg/m3×300×104m2×0.08m=2.4kg,则当
液体的体积为
cm。当按图乙方式连
放水2.4kg,圆柱体刚好漂浮,现在放水3kg,
接静止时,木块M底部受到水的压强为
所以圆柱体沉底,此时水面下降的高度△h=
3 kg-2.4 kg__
Pa。(g取10N/kg)
P水(S容器-S柱)
m
M
0.6kg
1.0×103kg/m3×(300×104m2-100×104m2)
0.03m=3cm,现在水的高度h后水=9cm-
甲
乙
3cm=6cm,所以放水后水对容器底的压强
【解析】石块m叠放在浸在水中的木块M上保
P水=P水h后水g=1.0x10°kg/m×0.06m×10NVkg=
持静止,此时处于漂浮状态,故F浮=Gw+Gm三
600Pa,则放水后水对容器底的压力F'=
P水S容器=600Pa×300×104m2=18N,故C错
P水gV排,则此时木块M排开液体的体积V糕=
误,故D正确。
F浮
4N+8N
=1.2×10-3m3=
【答案】AD
P水g1.0x103kg/m3×10N/kg
典例3[威海中考]小明洗菜时发现体积较大的
1200cm3;把石块m、木块M看作一个整体,
土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土
在甲、乙两图中整体都处于漂浮状态,则根据
豆受到的浮力
西红柿受到的浮力:他想
浮沉条件可知两图中整体受到的浮力相等,由
测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计
F浮=P水gV排可知整体排开水的体积相等,所
下示数为2.4N,再将其浸没水中测力计示数为
以Vm排+Vw推=V排,且图乙中石块m排开水的
0.4N,则土豆的密度是
g/cm3。(g取
体积Vm#=Vn=200cm3,则图乙中木块M排开
10 N/kg)
水的体积Vw排=V排-Vm排=1200cm3-200cm3=
【解析】西红柿和土豆都放在水里,液体密度
1000cm3,由V=Sh可得木块M浸入水中的深
一定,但土豆排开液体体积比西红柿大,由
F浮=P液gV排可知,土豆所受浮力大;由题意
度hM浸
V唯_1000cm=5cm=0.05m,所以
可知,土豆的重力G=2.4N,土豆浸没在水中
Sy 200 cm2
受到的浮力F浮=2.4N-0.4N=2N,土豆的体
此时木块M底部受到水的压强p=P水gh浸=
F浮一
2N
1.0x103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
积V=V排=
=2×
Pxg 1.0x10 kg/mx10 N/kg
【答案】1200500
14
随堂笔记人教版8年级物理下册