10.2 阿基米德原理-2025-2026学年八年级下册物理浮力专项训练

物理专项训练 10.2 阿基米德原理 基础解读： 知识点1阿基米德原理 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gV排 解读：在应用阿基米德原理时应注意： ①“浸在”包含两种情况：一是物体一部分浸在液体中，此时V排=V漫人<V物； 二是物体全部浸没入液体中，此时V排=V浸入=V物o ②“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”，这里要注意浮力本身是力，只能和力 相等。这里所受的重力，不是物体新受的重力，而是被排开液体所受的重力。 ③油F浮=G排=p液gV排，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 积两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状，与在液体中是否运动，液体的 多少等因素无关。 ④阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小，等于它排开的气 体所受的重力。即F浮=G排=p气gV排。 3.阿基米德原理F浮=G排=P液gV排的应用： ①计算物体的密度：P物=受= mgP液 G物P液 F浮 （物体完全浸没) F浮 F浮 P液g F将 ②物体排开液体的体积：V物=V排=P流g F浮 ③液体的密度：P液=gV排° 例1水的密度大于煤油的密度，铜的密度大于铝的密度。同样重的两个铜块甲和乙，甲浸没在 水中，乙浸没在煤油中， （选填“甲”或“乙”)受到的浮力大。同样重的铝块和铜块， 都浸没在煤油中， (选填“铝块”或“铜块”)受到的浮力大。 【答案】甲铝块 【解析】由于P煤油<P水，根据F浮=P液gV排可知甲受到的浮力大；(2)同样重的铝 块和铜块，由于P<P,根据？可知铝块体积大，部浸没在煤油中，铝块排开煤油体 积大，根据F浮=P液gV排可知：铝块浮力大。 例2将物体的一半浸入水中，受到2N的浮力，若把它浸没在水中，受到的浮力大小为 N, 排开水的体积为m。（p水=1.0×10kgm,g取10Nkg) 【答案】44×10-4 【解析】将物体的一半浸入水中时，受到2N的浮力，当物体浸没在水中时，排开水的体积 变为原来的2倍，根据F浮=p水gV排可知此时物体受到的浮力：F浮'=2F浮=2×2N=4N, 。浮力 F浮 4N 根据F浮=p水gV排可得，排开水的体积：V排= P水8 1.0×10kg/m×10N/kg 4×10-4m3。 知识点2实验：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 1.实验器材：弹簧测力计、物体（p物>P凌)、溢水杯、小桶、细线、水、盐水。 2.测量浮力的原理：称重法（F浮=G-F拉)；测量重力的方法：称重法。 甲 乙 丙 物重GN 物块浸入水中后测 浮力N 小桶所受的重力N 空桶和排开水重G,N 物体排开的水受 力计的读数FN 到的重力G排N 2 3 1 2 5.6 3.2 2.4 1 3.4 2.4 6.2 3.6 2.6 1 3.6 2.6 3.实验步骤： 探究1物体所受浮力的测量： 先用弹簧测力计测出物体的重力G,再把物体浸没在液体中，读出测力计的示数F，则 浮力的大小F浮=G-F。 探究2物体排开液体所受重力的测量： 先用弹簧测力计测出空桶的重力G，再用弹簧测力计测出小桶和排开液体的总重力G2, 则排开液体的重力G液=G2-G1。 换用不同的液体、不同的物体进行多次实验。 注意：溢水杯应装满水，保证物体排开的液体全部流入小桶。 4.实验结论：浸在液体中物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受到的重力，用公式表 示为F浮=G排o 5.交流与讨论： (1)若先将物体放入水中测浮力，再测物体的重力，物体沾水所测重力偏大，则所测浮 力偏大； (2)先测桶和排开液体的重力，再测桶的重力：所测桶沾水重力偏大，所测排开液体的 重力偏小； (3)物体在浸入前，水面要与溢水口相平，若水面不与溢水口相平，不会影响浮力的大小， 但会导致排到小桶内的水小于物体排开的水的体积，最终导致得到物体所受浮力大于 物理专项训练… 排开液体所受重力的错误结论； (4)实验中换用大小不同的物体，不同的液体，进行多次实验，是为了使实验结论更具 有普遍性； (5)排开的液体所受的重力为G排=G2-G1; (6)浸没在水中的物体匀速向下运动过程中，物体受到的浮力不变，压强变大； (7)利用F浮=P凌gV排计算液体的密度、物体排开液体的体积、物体受到的浮力。 例1如图所示，这是佳佳同学“探究阿基米德原理”的实验步骤示意图，溢水杯中的水已加至 溢水口，物块不吸水。 -ON 3 A B D (1)实验步骤B中，测力计的示数为N; (2)由实验步骤B和C可知物体浸没在水中时受到的浮力F浮为N; (3)由实验步骤A和D可知物块排开的水所受的重力G排为N; (4)综合分析(2)、(3)两步骤中得到的数据，可以得出F浮_G排（选填“>”“<” 或“=”）； (5)为了使结论更具有普遍性，下一步的操作是 【答案】（1)3（2)1.2（3)1.2（4)=（5)换用不同液体，再次实验 【解析】(1)B图中测力计示数为3N;(2)根据B、C,由称重法得：F浮=F Fc=3N-1.8N=1.2N;（3)由A、D知，物块排开的水所受重力：G排=FD-FA=22N -1N=1.2N;(4)综合分析(2)、（3)中得到的数据，可以得出F浮=G排；（5)为了 寻找普遍规律，需要换用不同液体，再次实验。 例2创新实验小组的同学用溢水杯、弹簧测力计、小烧杯、水、重物、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”。（p水=1.0×10kgm3) =2N F2=0.2NF=1.5N冒 F4=0.7N 甲 (1)如图，在重物从接触水面到刚好浸没水中的过程中，左边弹簧测力计的示数 10 。浮力 重物受到水的浮力变大，水对溢水杯底部的压强 (均选填“变大”变小”或不变”)方 (2)根据实验中所测的物理量可列等式 (用字母表示)，从而验证 了阿基米德原理； (3)由实验中的数据可知，重物浸没在水中受到的浮力为 N; (4)同学们用酒精代替水继续实验，发现此时的F,变大，说明浮力的大小与 有关；用酒精继续实验的目的是 （选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。 【答案】(1)变小；不变(2)F,-F3=F4-F2(3)0.5(4)液体密度；寻找普遍规律 【解析】(1)排开水的体积变大，由F浮=P液gV排可知重物受到浮力变大，由F=G 一F浮可知，左边弹簧测力计的示数变小；在重物从接触水面到刚好浸没水中的过程中，水 深不变，由p=Pgh可知，水对溢水杯底的压强不变；（2)、(3)由称重法知，物块在水 中受到的浮力：F浮=F1-F3=2N-1.5N=0.5N;G排=F4-F2=0.7N-0.2N=0.5N; 故F浮=G排=0.5N,即F1-F3=F4-F2,从而验证了阿基米德原理；（4)酒精代替水继 续实验，发现此时的F3变大，由称重法可知浮力变小，排开液体的体积相同，液体的密度 不同，浮力不同，说明浮力的大小与液体密度有关；为了使实验具有普遍性，用酒精继续实验。 提分训练： 彩提分点1浮力计算 ★真题1 如图所示，小球c排开水的体积为300cm3,小球e的体积为150cm3,则c球受到的浮 力为N,e球排开水的重力为N。(g=10N/kg,p水=1.0×103kg/m3) 【答案】31.5 【关注过程】根据阿基米德原理可知c球受到的浮力F浮。=p水gV排。=1.0×10kgm3×10 N/kg×300×106m3=3N;小球e的V排=150cm3,G排e=F浮e=p*gV排e=1.0×10kg/m3×10 N/kg×150×10-6m3=1.5N。 【学会总结】根据F浮。=P水gV排e知c球受到的浮力；根据G排e=F浮。=P水gV排。知 e球排开水的重力。 鴛提分点2利用阿基米德原理测密度 ★真题2 把一重4.74N的金属块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上，把它浸没在水中时弹簧测力 物理专项训练… 计的示数是4.14N,把它浸没在某液体中时弹簧测力计的示数是4.11N。则下列计算结果 错误的是（)。（g取10N/kg) A.金属块在水中受到的浮力是0.6N B.金属块的体积是6×10m3 C.某液体的密度是1.05×103kg/m3 D.金属的密度是6.9×103kg/m3 【答案】D 【关注过程】A.金属块在水中受到浮力：F浮*=G-F示1=4.74N-4.14N=0.6N;B.由 F浮水 0.6N F#=p*gV*可得金属块体积：V=V*=P*E=1x10kgmx10N/kg=6×10-5m3C.金 属块浸没在某液体中排开液体的体积：V排=V=6×105m3,金属块受到该液体的浮力： F浮液 F#t=G-F示2=4.74N-4.11N=0.63N,由F4=P演gV#得液体的密度：P浅=g排 0.63N G4.74N 10NgX6X10m=1.05×10kg/m;D.金属块质量：m=g=0N7kg=0.474kg,全 属块密度：p-6X10=7.9×10kg/m。故选D 【学会总结】(1)利用称重法求金属块在水中受到的浮力；(2)利用阿基米德原理 F浮=P水gV排求排开水的体积，即金属块的体积；(3)金属块浸没在某液体中排开液体的 体积等于金属块的体积，利用称重法测浮力求出金属块受到液体的浮力，再利用F浮=P液 gV排求液体的密度；（4)利用G=mg求金属块的质量，再利用密度公式求金属的密度。 ★真题3 小华用弹簧测力计、烧杯、水、薄塑料袋测量酱油的密度。 (1)测量前，应检查弹簧测力计指针是否指在刻度线上； (2)把适量的酱油装入塑料袋，排出空气后扎紧口，用弹簧测力计测出 重力为3.6N;然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中，如图所示，弹簧测 力计示数为N。 (3)水的密度为1×103kg/m3,则可算出酱油的密度为kg/m3。 【答案】(1)零（2)0.6（3)1.2×103 【关注过程】(1)使用弹簧测力计的时候，首先要“调零”，即检查指针是否在零刻度线 （2)由图可知，该测力计的最小分度值为0.2N,指针在0刻度线下方3格，则弹簧测力计 的示数是3×0.2N=0.6N；(3)把装有酱油的塑料袋浸没在水中的时候，忽略塑料袋的体 积，酱油的体积等于排开水的体积，即V酱油=V排；酱油的重力G=mg=P酱油gV箸油=3.6N①， 水中受到的浮力F三G-P=3.6N-0.6N=P*gV装②，哥 -P水gV排 =D边=3.6N=1.2;所以p者满=1.2p*=1.2×10kg/m。 P水 3N 【学会总结】把装有酱油的塑料袋浸没在水中的时候，忽略塑料袋的体积，酱油的体积 等于水的体积；可以算出酱油受到的浮力以及重力，进行比较可以求出酱油的密度。 12