内容正文:
Q新学期对照学物理八年级下册
第十章
浮力
第
节
浮力
教材内容对照学
可问题
游船、鸭子能在水面游弋,海洋中巨大的冰山能在水面漂浮(图10.1一1),
是什么力量把它们托起来的呢?
·是浮力把它们托起来的
图10.1-1冰山
浮力(®
考查重点:1.浮力产生的条件2.浮力的方向3.浮力的施力物体
游船、鸭子、冰山都受到重力的作用,但却没有因此而沉入水底,这表明水对它们有一个向上
托起的力。浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫作浮力(buoyancy force)。
当浸在液体中的物体没有受到向上的+
压力时不受浮力的作用,如水中的桥墩
浮力的方向是竖直向上的
图10.1-2沉入水底的石块
漂浮在水面的物体受到浮力,浸没①在水中的物体也受到浮力吗?例如,图10.1-2中,沉入
水底的石块会受到浮力吗?如果浸没在水中的物体会受到浮力的话,怎样测量此时浮力的大
小呢?
凸演示
测量浸没在水中的铝块所受的浮力
·用到了称重法
1.如图10.1-3甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个铝块,铝块
静止时,读出弹簧测力计的示数,这就是铝块所受重力的大小。
2.把铝块浸没在水中(图10.1-3乙),铝块静止时,看看弹
分
乙
丙
①“浸没”指物体完全处在液面下方。
图10.1-3测量铝块所受的浮力
90
第十章浮力
簧测力计的示数有什么变化。
想一想,为什么示数会有变化,它说明了什么问题?算一算,弹簧测力计的示数变化了多少?
·说明浸没在水中的铝块受到了浮力的作用
3.改变铝块在水中浸没的深度(图10.1-3丙),看看示数是否有变化。
从以上实验步骤1、2可以看到,铝块浸没在水中后,弹簧测力计的示数减小了,说明浸没在水
中的铝块受到了浮力的作用。图10.1-3甲、乙中弹簧测力计示数之差,就是浮力的大小。
F=G-F拉,即F学=F甲-F东无+
从实验步骤2、3可以看到,弹簧测力计的示数没有变化,说明浸没在水中的铝块所受浮力的
大小,跟铝块所到达的深度没有关系。
想想议议
浸没在水中的铝块受到三个力(图10.1-4):重力G、弹簧测
力计的拉力F拉和浮力F浮。在这三个力的作用下铝块处于平衡状
态。把F拉和F浮的合力设为F令,这样就可以认为铝块受F令和G
两个力的作用。你能证明F学=G-F拉吗?
G
通过受力分析和平衡条件,可以证明F是=G-F。
图10.1-4分析铝块的受力
决定浮力大小的因素◆考查重点:1.浸入液体的体积2.液体的密度
浮力的大小与哪些因素有关呢?有同学根据自己的经验提出了以下猜想。
猜想1:浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关。他的根据是:用手把一个空矿泉水瓶压
入水中,矿泉水瓶浸入的体积越大越费力。
猜想2:浮力的大小与液体的密度有关。你同意吗?请说出你的根据。
你还有哪些猜想?请说出猜想的根据。
同意。鸡蛋在清水中会下沉,而在盐水中会漂浮。鸡蛋的密度大于清水的密度,所以
下沉:鸡蛋的密度小于盐水的密度,所以漂浮。这表明浮力的大小与液体的密度有关
凸实验
探究浮力的大小与哪些因素有关
实验思路
由以上猜想,浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积、液体的密度等因素有关。要探究浮
力的大小是否与这些量有关,需要逐次探究,每次探究浮力的大小与其中一个量的关系,其他量要
保持不变。
91
Q新学期对照学物理八年级下册
实验过程
1.为探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关,可以逐渐增大物体浸在液体中的体
积,观察和记录浮力大小的变化,如图10.1-5所示。
注意控制液体密度不变,只改变物体浸在液体中的体积
图10.1-5探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关
2.为探究浮力的大小是否与液体的密度有关,可以把同一个物体浸没在不同的液体中,测量
并记录浮力的大小。
注意控制物体浸在液体中的体积不变,只改变液体的密度·
还可以用控制变量的方法检验其他猜想。
实验结论
根据以上实验,你得出了什么结论?
实验结果表明:物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的体积有关,与液体的密度有
关;物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,所受的浮力就越大。
浮力产生的原因(◆考查重点:浮力产生的原因
为什么浸没在液体中的物体会受到浮力?
这是因为液体内部存在压强,而且深度不同,其压强不同。如图
10.1-6所示,我们研究浸没在液体中的长方体的受力情况。长方体两
个相对的侧面所受液体的压力相互平衡,物体水平方向所受力的合力
为0。长方体上、下表面所处的深度分别记为h,、h2,h2>h1,因此,液体对
长方体下表面的压强要大于液体对上表面的压强。考虑到长方体上、
下表面的受力面积是相同的,所以,液体对长方体向上的压力F,大于液
图10.1-6水对长方体
体对它向下的压力F,。浸没在液体中的物体,其上、下表面受到液体对
上、下表面的压力不同
它的压力不同,这就是浮力产生的原因。。
*即F=F,-F,(压力差法)
92
第十章浮力
练习与应用(◆
1.请你从日常生活或常见的自然现象中,举例说明浸在液体中的物体会受到浮力。
答案:从井里打水,水桶未离开水面时,感觉很轻,离开水面后就感觉很重。人游泳时套着救生
圈,就不容易沉入水中
2.弹簧测力计下悬挂一个重物,在空气中称量时的示数如图10.1-7甲所示,把重物浸在水中时
的示数如图10.1-7乙所示。重物浸在水中时所受的浮力是多少?
图10.1-7
答案:1.0N。
3.一个竖直悬挂在水中的圆柱体,上表面受到水的压力为5N,下表面受到水的压力为13N。你
认为这个物体受到水的浮力是多少?
答案:8N。
4.有同学根据石块在水中是下沉的,木块在水中是漂浮的,猜想浮力的大小可能与物体的密度有
关。你能判断他的猜想是否正确吗?若能,请说出你的办法。
答案:能。选择两块体积相同但密度不同的金属块、弹簧测力计、烧杯、细绳、一定量的水在测
出两金属块的重力后,用弹簧测力计分别将两金属块浸没在水中,分别记下弹簧测力计的
示数,根据F浮=G-F拉,分别求出两次的浮力进行比较。
93
Q新学期对照学物理八年级下册
脉络梳理
定义:浸在液体(或气体川
中的物体受到向上的力,
浸在液体中的体积
这个力叫作浮力
影响浮力大
小的因素
液体的密度
测量:F学=G-F
方向:竖直向上
浮力
浸没在液体中的物体,其上、下
浮力产生
表面受到液体对它的压力不同
施力物体:液体(或气体川
浮力
的原因
公式:F海=F士一F南T
课外提升对照练
浮力(◆5年65考
1.选材新风向科学技术)下列几种物体,不受浮力的是(
A.停靠在港口的我国第二艘航空母舰“山东舰”
B.正在下潜的我国自主设计研发的“蛟龙号”载人潜水器
C.正在执行巡逻任务的歼-20战斗机
D.在太空绕地球运行的中国空间站
2.在空气中用弹簧测力计称一个物体的重力,读数是9N,那么物体的实际重力()
A.略大于9N
B.略小于9N
C.可能等于9N
D.一定等于9N
3.如图,冰块和柠檬浮于饮料上,冰块所受浮力的施力物体是()
A.空气
B.柠檬
C.饮料
D.水
4.知识对照@如图,浸在液体中的小球所受浮力的方向为
(选填图中的序号“1”“2”
或“3”)。
SS5S53553553335585355355355
5.将乒乓球按入水中,感觉有点“费劲”,原因是乒乓球在水中受到
力的作用,该力的施
力物体是
;将铁球从水中托出,感觉比在空气中轻松,因为铁球在水中受到
力
的作用,该力的施力物体是
94
第十章浮力
6.小明同学认为金属块在水中,不受到水的浮力。聪明的小旭同学做了如图所示的实验,加水前
后弹簧的形变程度不同,说明了金属块在水中
(选填“受到”或“不受到”)浮力,该力
的施力物体是
乙(易错总结】
决定浮力大小的因素(◆5年74考
7.知识对照②中考新角度动手操作如图,在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小华猜想浮
力的大小与以下因素有关:I.液体的密度;Ⅱ.物体受到的重力:Ⅲ.物体的形状;V.物体浸在
液体中的体积。
.5
8
A水
水水
酒精
A
盐
水
甲
乙
丙
(1)如图甲所示,用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中越深,手会感觉越吃力。这个事
实可以支持猜想
(选填“I”“Ⅱ”“Ⅲ”或“V”)。
(2)为了研究猜想I和Ⅱ,有体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和
5N,然后用A、B、C三个圆柱体进行如图乙所示的实验。
①序号a的实验中圆柱体A所受的浮力为
N。进一步计算得出序号a、b、c的实验
中圆柱体A、B、C所受浮力
(选填“相等”或“不相等”),可得出初步结论:浮力的
大小与圆柱体受到的重力
(选填“有关”或“无关”)。
95
Q新学期对照学物理八年级下册
②比较序号
的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。
(3)为了研究猜想Ⅲ,将两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成不同形状,进行如图
丙所示实验,此时两弹簧测力计的示数不同,得出浮力的大小与物体形状有关。该结论
(选填“可靠”或“不可靠”),理由是
d
乙易错总结】
浮力产生的原因(◆5年135考(重点
8.知识对照③浮力产生的原因是液体对浸入其中物体的上、下表面产生的向上和向卜的压力不同,
如图所示。以下关于浮力产生原因推导的表达式不正确的是()
A.F浮=F向上-F向下
B.F浮=p液gS(h2-h,)
C.F浮=(P下-P上)Sh
D.F浮=(P下-P上)S
第8题图
第9题图
9.如图,木块的上、下表面受到水的压力分别为F,=3N、F2=5N,则木块受到的浮力大小
为()
A.2N
B.3N
C.5N
D.8N
10.如图,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则
下列说法中错误的是()
A.物体A一定受浮力的作用
B.物体B一定受浮力的作用
C.容器部分C一定不受浮力的作用
D.容器部分D一定不受浮力的作用
96
第十章浮力
11.如图,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头()
洗手盆
水堵头
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力和浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力和浮力
12.如图,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的饮料瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,
然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久会观察到兵
乓球上浮。此实验说明了浮力的方向是
的,浮力产生的原因是水对浸在其中的
物体上、下表面产生向上的
易错总结】
举一反三(①对照教材第67页
1.将一小石块和一小木块放入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入
象,下列分析正确的是()
A.木块受到浮力,石块不受到浮力
B.木块不受到浮力,石块受到浮力
C.木块和石块都不受到浮力
D.木块和石块都受到浮力
2.【对照第3题】如图,将两端蒙着绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中。当玻璃圆筒沿
水平方向放置时,观察到两端橡皮膜凹陷程度相同,说明水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力
F向左
(选填“>”“<”或“=”)F向;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,再次观察两端橡皮膜
凹陷程度。通过以上探究,你认为浮力产生的原因是
乙易错总结】
97器的原理工作的,当闸室水位和上游或下游
的水位相平时,船可以顺利通过,不是利用大
气压工作的,故D不符合题意。
7.大小小于由流体压强与流速的关系可
知,在相同时间内,空气经过机翼上表面的路
程更长,所以机翼上表面的空气流速大,压强
小,机翼下表面空气流速相对较小,压强较
大,因此气流对上表面的压强小于对下表面
的压强,上、下表面存在着压强差,因而有压
力差,产生了升力。
举一反三
1.A根据流体压强与流速的关系可知,吹风
机吹出空气使上方的空气流速大于下方的空
气流速,下方空气的压强大于上方空气的压
强,气球转动并向吹风机上方移动,故A符合
题意。
2.大小小大当列车驶进站台时,会使
人和车之间的空气流速变大,气压变小,此时
人另一侧的空气流速小,气压大,形成指向列
车的压强差,因而有压力差,空气易将人
“推”向列车而出现危险。
3.小相互根据流体压强与流速的关系可
知,流速越小的位置压强越大,当旋翼旋转时
由于其上表面空气流速较大,压强较小,下表
面的空气流速较小,压强较大,从而对旋翼产
生向上的力:因为物体间力的作用是相互的,
所以当旋翼对周围空气施加向下的力,空气
也会对旋翼施加向上的力。
第十章浮力
第1节浮力
浮力
1.D停靠在港口的“山东舰”处于漂浮状态,
2
因此受到浮力作用,故A不符合题意;正在下
潜的“蛟龙号”由于上、下表面存在压强差,
会形成向上的压力差,因此受到浮力作用,故
B不符合题意;正在执行巡逻任务的歼-20
战斗机受到空气的浮力,故C不符合题意;太
空中是真空,在太空绕地球运行的中国空间
站不受浮力,故D符合题意。
2.A根据弹簧测力计称重法可知,物体在空
气中的浮力F浮=G-F,所以物体的实际重力
略大于9N,故A正确。
3.C因冰块漂浮于饮料上,所以冰块所受浮
力的施力物体是饮料,方向竖直向上,故C
正确。
4.1浮力的方向是竖直向上的,故浸在液体中
的小球所受浮力的方向为1。
5.浮水浮水将乒乓球按入水中,感觉
有点“费劲”的原因是乒乓球在水中受到浮
力的作用,该力的施力物体是水:将铁球从水
中托出,感觉比在空气中轻松,因为铁球在水
中受到浮力的作用,该力的施力物体是水。
6.受到水加水前,金属块受到弹簧的弹力
和重力的作用,弹簧的形变程度较大:加水
后,弹簧的形变程度变小,即金属块受到的弹
力变小,而其重力不变,所以金属块还受到一
个竖直向上的力,这个力就是金属块受到的
浮力,浮力的施力物体是水。
决定浮力大小的因素
7.(1)V(2)①1相等无关②a、d、e
(3)不可靠没有控制物体浸在液体中的体
积相同(1)题图甲中易拉罐浸入得越深,浸
入的体积越大,手感觉越吃力,即浮力变大,
由此可知浮力的大小与物体浸在液体中的体
积有关,故可以支持猜想V。(2)①A受到的
1
浮力F浮A=GA-FA=4N-3N=1N,B受到的浮
力FB=G。-FB=4.5N-3.5N=1N,C受到
的浮力Fc=Ge-Fc=5N-4N=1N,所以圆
柱体A、B、C受到的浮力相等,但它们的重力
不相等,由此可知浮力的大小与圆柱体受到
的重力无关;②a、d、e三次实验圆柱体A浸
入的体积相同,只改变浸入的液体种类,即密
度不同,受到的浮力也不同,由此可得出初步
结论:浮力的大小与液体密度有关。(3)要探
究浮力的大小与物体形状的关系,需控制物
体浸入的体积和液体密度都相同,只改变形
状,比较浮力的大小,实验中没有控制物体浸
在液体中的体积相同,所以该结论不可靠。
浮力产生的原因
8.C浸入液体中的物体所受的浮力等于物体
上、下表面所受的液体的压力差,所以F浮=
F向上-F向下,故A正确;长方体上表面受到液
体的压强为p上=P液h1,上表面受到的压力
F上=P上S,下表面受到液体的压强为P下=
P液gh2,下表面受到的压力F下=P下S,则浮力
F浮=F下-F上=p下S-pES=(P下-p上)S=
P液gS(h2-h1),故C错误,B、D正确。
9.A已知F1=3N、F2=5N,木块受到水的浮
力大小等于其下表面受到的压力与上表面受
到的压力之差,因此F浮=F2-F1=5N-3N=
2N,故A正确。
10.D由题图可知,水对物体A上、下表面产
生了向上的压力差,物体A一定受浮力的作
用,故A正确;物体B上表面没有受到水的
压力,但下表面受到水的压力,因此水对物
体B上、下表面产生了向上的压力差,故物
体B也受浮力的作用,故B正确;容器部分
C上表面受到水的压力,但下表面没有受到
2
水的压力,因此水对容器部分C上、下表面
没有产生向上的压力差,容器部分C不受浮
力的作用,故C正确;水对容器部分D上、
下表面产生了向上的压力差,容器部分D受
浮力的作用,故D错误。
11.A水堵头受到水向下的压力,但其下表面
没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵
头不受浮力,故A正确。
12.竖直向上压力差开始时乒乓球受到上
面液体压强和大气压的作用,下面没有液体
只受大气压的作用,向上的压强小于向下的
压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球
不能上浮;当用手堵住瓶口,乒乓球下面有
水,下面也受到液体压强,向上的液体压强
大于向下的液体压强,根据F=S,产生了一
个竖直向上的压力差,所以乒乓球上浮,此
实验说明了浮力产生的原因是水对浸在其
中的物体上、下表面产生向上的压力差,浮
力的方向是竖直向上的。
举一反三
1.D水底的石块和浮在水面上的木块上、下
表面都存在压力差,也就是都受到浮力的作
用,不同的是木块浮在水面上,所受浮力等于
自身的重力,石块沉入水底,所受浮力小于自
身的重力,故D正确。
2.=浸没在液体中的物体,其上、下表面受到
液体对它的压力不同当玻璃圆筒沿水平方
向放置时,两端橡皮膜处在同一深度,由p=
Pgh可知,受到的液体压强相等,又因为受力
面积相等,由=S可知,水对玻璃圆筒两端
橡皮膜的压力F向左=F向右;当玻璃圆筒沿竖
直方向放置时,h下大于h上,由p=Pgh可知,
P向上大于P向下,又因为受力面积相等,由p=《
可知,水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向上>
F向下,此时竖直方向的合力不为0,方向竖直
向上,因此水对玻璃圆筒向上的压力和向下
的压力不相等,压力差F=F向上-F向下=F浮,即
浮力产生的原因是浸没在液体中的物体,其
上、下表面受到液体对它的压力不同。
第2节阿基米德原理
浮力的大小
1.(1)物体排开液体所受的重力(2)乙、丙
(3)①用空桶先装溢出的水,再把水倒出测
空桶的质量,桶的内壁有水残留,使计算所得
G排偏小②变小③避免偶然性,寻找普遍
规律(1)探究浮力的大小与排开液体所受
重力的关系,需要测量两个物理量,一是物体
所受的浮力,二是物体排开液体所受的重力。
(2)由F浮=G-F可知,可以通过题中的步骤
乙、丙测量出物体受到的浮力。(3)①用空
桶先装溢出的水,再把水倒出测空桶的质量,
桶的内壁有水残留,使计算所得G排偏小。
②如果开始时溢水杯中的液面未达到溢水
口,会使计算得到的物体排开水的重力变小。
③实验中为了避免偶然性,寻找普遍规律,需
要更换不同质量或体积的物体进行多次
实验。
2.A浸没在水中的物体排开水的体积等于物
体的体积,由题图可知,三个球排开水的体积
VA排<V排=Vc排,根据阿基米德原理可知,F浮=
P水V排g,三个球受到的浮力FA<FB=Fc,故A
正确。
3.等于不变冰块熔化前处于漂浮状态,受
到的浮力等于重力;由于冰块漂浮,F浮=G冰,
.2
由阿基米德原理可知,F浮=G#;又因为冰熔
化前后重力不变,G体=G冰化水,即G排=G冰化水,
因为F浮=G排=P水V排g,G冰=G冰化水=
P水V冰化水g,所以P水V排8=P水V冰化水g,故V排=
V冰化水,所以冰块完全熔化后液面不变。
4.D铁块放在塑料盒中时,整体处于漂浮状
态,浮力等于塑料盒和铁块的总重力,即F浮=
G盒+G铁,将铁块取下放人水中,塑料盒漂浮,
铁块沉底,总浮力等于塑料盒的重力加上铁
块的浮力,即F浮=G盒+F浮铁,所以,减小的浮
力△F浮=F浮-F浮=G盒+G铁一(G盒+F浮铁)=
G铁-F浮铁①,铁块沉底后,减小的浮力△F浮=
Pg△V排=pgAhS=(P1-P2)S②,联立①②式可
得,减小的浮力△F浮=G铁-F浮铁=(P1P2)S,,
根据阿基米德原理可知,排开水的体积减小,
水面下降,故A、B错误;由上面分析知G铁=
(P1-P2)S+F浮铁,将铁块取下放入水中,塑料
盒漂浮在水面上,其浮力等于塑料盒的重力,
即F浮套=G盒,所以塑料盒受到浮力的减小量
△F浮盒=F浮-F浮盒=G盒+G铁-G盒=G铁=(P1
P2)S+F浮铁,所以塑料盒受到的浮力的减小量
大于(P1-P2)S,故C错误;铁块受到水槽底的
支持力F支=G铁-F浮铁,又G铁=(P1P2)S+
F浮铁,所以支持力F支=(P1P2)S+F浮铁一F浮铁=
(PP2)S,故D正确。
5.D运动员从入水到露出水面的过程中,水
的密度不变,①→②是入水过程,排开水的体
积逐渐增大,运动员受到水的浮力不断增大,
故A不符合题意;②③和③→④过程,运动
员浸没在水中,其排开水的体积不变,运动员
受到水的浮力不变,故B、C不符合题意;
④→⑤是露出水面的过程,运动员排开水的
3