专题07 浮力基础与阿基米德原理(专项训练)2025-2026学年八年级物理下学期(新教材沪粤版)
2026-06-03
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2份
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24页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪粤版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 9.1 浮力 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 浮力 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.40 MB |
| 发布时间 | 2026-06-03 |
| 更新时间 | 2026-06-03 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58171059.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以浮力概念-原理-计算为主线,系统整合称重法与阿基米德原理两大核心方法,通过易错陷阱提炼构建完整知识逻辑链,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|核心考点|7个(含2大计算方法)|称重法(实验计算)、阿基米德原理法(通用计算)、6类易错陷阱|浮力定义→产生原因→测量方法→影响因素→原理应用→计算体系|
|真题演练|18道(覆盖选择/填空/实验/计算)|结合图像分析浮力变化、压力差计算、杠杆与浮力综合|从基础概念辨析到复杂情境应用,梯度提升科学探究能力|
内容正文:
专题07 浮力基础与阿基米德原理
目●标●导●航
专题名称
对应教材章节
核心考点内容
浮力基础与阿基米德原理
第九章 浮力(9.1-9.2)
浮力的产生原因、称重法测浮力、阿基米德原理应用、浮力计算基础题型
核●心●考●点●清●单
考点一 浮力基础概念 ☑
1. 浮力定义 浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)竖直向上的托力,叫做浮力,符号:。
2. 浮力方向必考 始终竖直向上,与物体运动状态、浸泡位置无关。
3. 施力物体 液体或气体(浸入的介质)。
考点二 浮力产生的原因(重难点)☑
1. 本质原理 液体对物体向上和向下的压力差产生浮力。
公式:
2. 无浮力情况✘超级易错
若物体底部与容器底部紧密贴合(无液体渗入),无向上的液体压力,不受浮力。
典型实例:桥墩、深埋水底的石块、吸盘紧贴水底。
考点三 称重法测浮力(实验必考)☑
1. 实验原理 利用二力平衡,物体浸入液体后,弹簧测力计示数变小,减小的数值即为浮力大小。
2. 核心公式
:物体在空气中的重力;:物体浸入液体时弹簧测力计示数。
3. 实验结论 物体浸入液体中,浸入体积越大,浮力越大;完全浸没后,浮力保持不变。
考点四 影响浮力大小的因素 ☑
通过实验探究得出:浮力大小只与两个因素有关
液体密度:排开液体体积相同时,液体密度越大,浮力越大
物体排开液体的体积:液体密度相同时,排开液体体积越大,浮力越大
✘易错:浮力大小与物体密度、物体质量、浸没深度、物体形状无关。
考点五 阿基米德原理(本章核心公式)☑
1. 原理内容 浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
2. 万能公式(必考)
:液体密度();:常量(或);:排开液体体积()
3. 公式适用范围
完全通用:适用于漂浮、悬浮、下沉、浸没、部分浸入所有情况,液体、气体均适用。
4. 辨析扣分重点
部分浸入: 完全浸没:
考点六 浮力两大基础计算方法☑
1. 称重法(实验计算) (适合有弹簧测力计示数的题型)
2. 阿基米德原理法(通用计算) (适合所有浮力计算题)
考点七 高频易错陷阱汇总考前必背
✘浸没后深度增加,浮力不变,液体压强变大。
✘沉底物体依然受浮力,只有底部完全贴合无液体时不受浮力。
✘浮力大小与物体自身密度、重力大小无关。
✘是排开液体体积,不是物体总体积。
✘阿基米德原理同样适用于气体浮力计算。
✘浮力方向永远竖直向上,不随物体倾斜改变。
真●题●演●练●
一、单选题
1.(24-25八下·内蒙古乌兰察布·期末)如图所示,一条小鱼在水中游动,能正确表示该小鱼受到的浮力方向的是( )
A. B. C. D.
2.(24-25八下·安徽马鞍山第七中学·期末)如图所示,一个长方体物块A质量是500g,浸没在水中,其下表面受到水对它向上的压力为20N,上表面受到水对它向下的压力为12N,则物块A受到合力的大小和方向为(g=10N/kg)( )
A.8N 竖直向上 B.3N 竖直向下
C.3N 竖直向上 D.13N 竖直向下
3.(23-24八下·湖北武汉硚口(经开)区·期末)如图所示,平底薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,容器的质量为,底面积为,在容器中加入适量的水,水深为。把一个不吸水的圆柱体用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,在空气中时弹簧测力计的示数是,当圆柱体的一部分浸入水中时,弹簧测力计的示数是,当圆柱体浸没在水中静止时,圆柱体未接触容器,且水未溢出,弹簧测力计的示数是。下列说法错误的是( )
A.图丙和图乙中圆柱体下表面受到水的压力之差大于
B.图丙和图乙中液面的高度差等于
C.图乙中,容器对桌面的压强为
D.图丙中,水对容器底部的压强为
4.(24-25八下·广东东莞黄江第一中学·期末)潜水员在水下潜往深处的过程中,他受到的压强、浮力变化的情况是( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
5.(24-25八下·西藏昌都·期末)弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲;图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像(取,),说法中不正确的是( )
A.物体的体积是400cm3 B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是 D.物体刚浸没时下表面受到水的压强是400Pa
6.(24-25八下·甘肃兰州第八十一中学·期末)如图所示,两个不吸水的实心小球甲和乙,用不可伸长的细线系住,放入水中静止后,甲有一半的体积露出水面,乙与容器底部接触,细线被拉直。已知甲的重力为4N,甲受到的浮力为8N,甲、乙的体积之比为2︰1,甲、乙的密度之比为1︰6,水的密度为,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.细线对甲的拉力为2N
B.乙受到的浮力为4N
C.甲的密度为
D.容器底部对乙的支持力为4N
二、填空题
7.(24-25八下·江苏镇江句容·期末)如图所示,用针将重为3N的长方体小木块压入水中浸没,静止时木块上表面受到水的压力为5N,下表面受到水的压力为10N,则木块受到的浮力大小为____N;针对木块的压力为____N。
8.(24-25八下·河北保定清苑区·期末)如图所示,一个长方体物块A质量是500g,浸没在水中,其下表面受到水对它向上的压力为20N,上表面受到水对它向下的压力为12N,则物块A受到浮力大小为____________N,物块A所受重力与浮力_____________(选填“是”或者“不是”)一对平衡力。
9.(24-25八下·辽宁大连金普新区·期末)如图所示,底面积为的足够高的柱形容器,内盛有适量水。现将边长为10cm的正方体实心物块放入水中,物块漂浮,液面上升了5cm。则物块受浮力大小为___________N,物块下表面受到压强为___________Pa、(水密度,g取10N/kg)
10.(24-25八下·湖南长沙雨花区明德雨花实验中学·期末)如图所示,用弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如图所示,则物块的重力为_______N,物体浸没时受到的浮力为_______N,未知液体的密度为_______kg/m3。(g取10N/kg)
三、作图题
11.(24-25八下·上海建平实验张江中学·)一个重0.1N的气球被细绳牵引着处于静止状态,如图所示,已知该气球在空气中受到0.2N大小的浮力,用力的示意图在图中画出它受到的浮力F浮。
12.(24-25八下·福建泉州丰泽区·期末)如图所示,画出小球静止时所受重力和浮力的示意图。
四、实验题
13.(24-25八下·辽宁大连金普新区·期末)宁宁探究“浮力大小与哪些因素有关”时的实验情景如图所示,弹簧测力计下方所挂为铜块。(g取10N/kg,)
(1)由图A可知,铜块的重力大小为___________N。
(2)图B中铜块受到的浮力大小为___________N。
(3)分析A、B、C三次实验,可以通过观察到的___________现象,推理出物体所受浮力大小跟液体密度有关。
(4)宁宁还想通过图A、D、E所示实验步骤,探究浮力大小与排开液体体积是否有关。同组的康康认为D、E两个实验步骤中,不仅改变了排开液体的体积,还改变了物体在液体中的深度,因此并不能直接得出实验结论。于是:
①康康将一个上下表面都带有数字压力传感器的正方体物块放入装有水的烧杯中,物块悬浮,如图F所示,发现物块在水中上表面受到压力___________下表面受到压力。(选填“大于”“小于”或“等于”)
②图F中物块受到浮力大小为___________N。
③对比F、G所示的实验数据,宁宁是否可以通过图A、D、E所示实验步骤得出“浮力大小与排开液体体积有关”的结论?___________
14.(24-25八下·广东东莞黄江第一中学·期末)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出)。
(1)金属块的重力为___________N,金属块在图C中受到的浮力为___________N。
(2)分析比较图A、B、C、D可知:金属块浸入液体的___________越大,它所受的浮力越___________(选填“大”或“小”)。
(3)分析比较图A、D、E可知:当金属块浸没入水中后,所受浮力的大小与它浸没后的深度___________(选填“有关”或“无关”);分析比较图A、E、G可知:浮力大小与___________有关。
(4)若图C中挂钩下的细线突然断了,金属块在下沉过程中,所受浮力将___________(选填“不变”、“增大”或“先增大后不变”)。
五、计算题
15.(24-25八下·云南昆明五华区·期末)在西双版纳的中国科学院植物园里,有一种能载人的荷叶,如图甲所示,引来游客纷纷站上去体验,图乙为示意图。出于安全和保护荷叶考虑,需要在荷叶上垫一块轻质板,且荷叶允许浸入的最大深度为5cm。一位质量为45kg的游客在体验荷叶载人时,只考虑轻质板受压部分的叶面向下浸入水中。已知轻质板的面积为1.5m2,水的密度,(忽略荷叶质量)求:
(1)游客受到的重力;
(2)达到最大深度时,荷叶下表面受到水的压强;
(3)荷叶可托起的最大质量。
16.(24-25八下·山西长治部分学校·期末)如图所示,由我国自主研发的“极目一号”浮空艇已在青藏高原成功升空,为大气科学观测创造了海拔9000余米的世界纪录。浮空艇内部拥有大量密度小于空气的氦气,下部系有缆绳并与地面相连接进行锚泊,整个浮空艇就像人牵着绳子放飞在空中的巨型气球。
(1)若浮空艇3h内匀速竖直上升9km,则上升速度是多少?
(2)若浮空艇总质量为2600kg,其受到的重力是多少?(取)
(3)当浮空艇上升到9km的高空静止时,若外界空气密度为,浮空艇体积约为,则地面上处于竖直方向的缆绳对它的拉力大小是多少?
六、综合题
17.(24-25八下·湖北武汉东西湖区·期末)20世纪60年代,河南林县(今林州)人民在物资紧缺的条件下在太行山上建成了全长1500km的“人工天河”——红旗渠。在施工过程中,技术人员发明了一种简易水平仪,俗称“水鸭子”。如图1所示“水鸭子”由三块木板组成,其中,两块相同的木板均与长木板垂直,两块木板的顶端各绷有一根细线A、B。使用时把它放到盛水的盆里,用这两根细线“瞄准”竖直放置的标尺上的刻度,就可以进行测量。
(1)如图2,技术人员用“水鸭子”上的两根细线分别“瞄准”甲、乙两地竖直放置的相同标尺上的刻度,甲、乙两地标尺上的示数分别为57cm和83cm(0刻度线位于标尺底部),则甲地比乙地______(填“高”或“低”),放置“水鸭子”水盆的路面______(填“必须”或“可以不”)是水平的;
(2)请在图2中画出“水鸭子”静止在水面上时,所受浮力的示意图_______(作用点为O点)。
18.(24-25八下·山东菏泽牡丹区·期末)如图所示,将所受重力为G的实心物体A挂在轻质杠杆的C端,在杠杆D端施加一个竖直向下的拉力F时,杠杆水平平衡;将物体A浸没在水中,施加在D端竖直向下的拉力的大小变为0.8F时,杠杆仍然能保持水平平衡。
(1)请画出图中力F的力臂________。
(2)由以上条件可知,物体A浸没时受到的浮力________(G为已知量),物体A的密度是水密度的________倍。
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专题07 浮力基础与阿基米德原理
目●标●导●航
专题名称
对应教材章节
核心考点内容
浮力基础与阿基米德原理
第九章 浮力(9.1-9.2)
浮力的产生原因、称重法测浮力、阿基米德原理应用、浮力计算基础题型
核●心●考●点●清●单
考点一 浮力基础概念 ☑
1. 浮力定义 浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)竖直向上的托力,叫做浮力,符号:。
2. 浮力方向必考 始终竖直向上,与物体运动状态、浸泡位置无关。
3. 施力物体 液体或气体(浸入的介质)。
考点二 浮力产生的原因(重难点)☑
1. 本质原理 液体对物体向上和向下的压力差产生浮力。
公式:
2. 无浮力情况✘超级易错
若物体底部与容器底部紧密贴合(无液体渗入),无向上的液体压力,不受浮力。
典型实例:桥墩、深埋水底的石块、吸盘紧贴水底。
考点三 称重法测浮力(实验必考)☑
1. 实验原理 利用二力平衡,物体浸入液体后,弹簧测力计示数变小,减小的数值即为浮力大小。
2. 核心公式
:物体在空气中的重力;:物体浸入液体时弹簧测力计示数。
3. 实验结论 物体浸入液体中,浸入体积越大,浮力越大;完全浸没后,浮力保持不变。
考点四 影响浮力大小的因素 ☑
通过实验探究得出:浮力大小只与两个因素有关
液体密度:排开液体体积相同时,液体密度越大,浮力越大
物体排开液体的体积:液体密度相同时,排开液体体积越大,浮力越大
✘易错:浮力大小与物体密度、物体质量、浸没深度、物体形状无关。
考点五 阿基米德原理(本章核心公式)☑
1. 原理内容 浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
2. 万能公式(必考)
:液体密度();:常量(或);:排开液体体积()
3. 公式适用范围
完全通用:适用于漂浮、悬浮、下沉、浸没、部分浸入所有情况,液体、气体均适用。
4. 辨析扣分重点
部分浸入: 完全浸没:
考点六 浮力两大基础计算方法☑
1. 称重法(实验计算) (适合有弹簧测力计示数的题型)
2. 阿基米德原理法(通用计算) (适合所有浮力计算题)
考点七 高频易错陷阱汇总考前必背
✘浸没后深度增加,浮力不变,液体压强变大。
✘沉底物体依然受浮力,只有底部完全贴合无液体时不受浮力。
✘浮力大小与物体自身密度、重力大小无关。
✘是排开液体体积,不是物体总体积。
✘阿基米德原理同样适用于气体浮力计算。
✘浮力方向永远竖直向上,不随物体倾斜改变。
真●题●演●练●
一、单选题
1.(24-25八下·内蒙古乌兰察布·期末)如图所示,一条小鱼在水中游动,能正确表示该小鱼受到的浮力方向的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】物体浸在液体中时会受到液体对其竖直向上的浮力,故D正确,ABC错误。
故选D。
2.(24-25八下·安徽马鞍山第七中学·期末)如图所示,一个长方体物块A质量是500g,浸没在水中,其下表面受到水对它向上的压力为20N,上表面受到水对它向下的压力为12N,则物块A受到合力的大小和方向为(g=10N/kg)( )
A.8N 竖直向上 B.3N 竖直向下
C.3N 竖直向上 D.13N 竖直向下
【答案】C
【解析】物块A受到的浮力
浮力的方向是竖直向上的;长方体物块A质量,则重力
方向是竖直向下的;由于,则物块A受到的合力是竖直向上的;物块A受到合力的大小
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.(23-24八下·湖北武汉硚口(经开)区·期末)如图所示,平底薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,容器的质量为,底面积为,在容器中加入适量的水,水深为。把一个不吸水的圆柱体用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,在空气中时弹簧测力计的示数是,当圆柱体的一部分浸入水中时,弹簧测力计的示数是,当圆柱体浸没在水中静止时,圆柱体未接触容器,且水未溢出,弹簧测力计的示数是。下列说法错误的是( )
A.图丙和图乙中圆柱体下表面受到水的压力之差大于
B.图丙和图乙中液面的高度差等于
C.图乙中,容器对桌面的压强为
D.图丙中,水对容器底部的压强为
【答案】B
【解析】A.根据称重法可知,图乙中,圆柱体下表面受到水的压力为
图丙中,圆柱体下表面受到水的压力为
图丙和图乙中圆柱体下表面受到水的压力之差为
则该压力之差大于,故A正确,不符合题意;
B.图丙中物体受到的浮力比图乙大
多排开水的体积为
则图丙和图乙中液面的高度差
故B错误,符合题意;
C.容器内水的体积为
水的质量为
容器和水的总重力为
容器对桌面的压力为
容器对桌面的压强为
故C正确,不符合题意;
D.图丙中,水对容器底部的压力为
水对容器底部的压强为
故D正确,不符合题意。
故选B。
4.(24-25八下·广东东莞黄江第一中学·期末)潜水员在水下潜往深处的过程中,他受到的压强、浮力变化的情况是( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
【答案】C
【解析】潜水员在下潜过程中,所处深度越来越大,由可知,潜水员在下潜过程中所受的压强逐渐增大;由于潜水员是完全潜入水中,潜水员排开水的体积不变,而液体的密度不变,根据阿基米德原理可知,在潜水员继续下潜过程中,受到的浮力大小不变,故C正确,ABD错误。
故选C。
5.(24-25八下·西藏昌都·期末)弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲;图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像(取,),说法中不正确的是( )
A.物体的体积是400cm3 B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是 D.物体刚浸没时下表面受到水的压强是400Pa
【答案】B
【解析】A.根据图乙可知,物体的重力为9N,完全浸没到水中时的拉力为5N,所以物体完全浸没时受到的浮力为
由阿基米德原理计算可知物体体积为,故A正确;
B.物体完全浸没时受到的浮力为
故物体受到的最大浮力是4N,故B错误;
C.物体质量为
体积为,物体的密度为,故C正确;
D.从图乙可知,物体从刚接触水面到完全浸没下降了4cm,说明物体高度为4cm,物体刚浸没时下表面的压强为,故D正确。
本题选择描述错误的,故选B。
6.(24-25八下·甘肃兰州第八十一中学·期末)如图所示,两个不吸水的实心小球甲和乙,用不可伸长的细线系住,放入水中静止后,甲有一半的体积露出水面,乙与容器底部接触,细线被拉直。已知甲的重力为4N,甲受到的浮力为8N,甲、乙的体积之比为2︰1,甲、乙的密度之比为1︰6,水的密度为,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.细线对甲的拉力为2N
B.乙受到的浮力为4N
C.甲的密度为
D.容器底部对乙的支持力为4N
【答案】C
【解析】A.甲球在竖直向下的重力与拉力和竖直向上的浮力作用下处于静止状态,由平衡条件得,细线对甲的拉力为,故A错误;
B.甲有一半的体积露出水面,甲、乙的体积之比为2︰1,则乙的体积等于甲排开的水的体积,由得,乙的体积为
乙浸没在水中,排开水的体积
乙受到的浮力为,故B错误;
C.甲的体积为
甲的密度为,故C正确;
D.甲、乙的密度之比为1︰6,则乙的密度为
由、得,乙的重力为
乙在竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力、竖直向上的支持力的作用下,处于平衡状态,则容器底部对乙的支持力为,故D错误。
故选C。
二、填空题
7.(24-25八下·江苏镇江句容·期末)如图所示,用针将重为3N的长方体小木块压入水中浸没,静止时木块上表面受到水的压力为5N,下表面受到水的压力为10N,则木块受到的浮力大小为____N;针对木块的压力为____N。
【答案】 5 2
【解析】[1]根据压力差法可得木块受到的浮力为
[2]图中木块静止,受到竖直向下的重力、竖直向下的压力、竖直向上的浮力,在这三个力的作用下处于平衡状态,由平衡力可得,针对木块的压力为
8.(24-25八下·河北保定清苑区·期末)如图所示,一个长方体物块A质量是500g,浸没在水中,其下表面受到水对它向上的压力为20N,上表面受到水对它向下的压力为12N,则物块A受到浮力大小为____________N,物块A所受重力与浮力_____________(选填“是”或者“不是”)一对平衡力。
【答案】 8 不是
【解析】[1]根据称重法,物块A受到浮力大小为
[2]物块重力
浮力与重力大小不同,不是一对平衡力。
9.(24-25八下·辽宁大连金普新区·期末)如图所示,底面积为的足够高的柱形容器,内盛有适量水。现将边长为10cm的正方体实心物块放入水中,物块漂浮,液面上升了5cm。则物块受浮力大小为___________N,物块下表面受到压强为___________Pa、(水密度,g取10N/kg)
【答案】 8 800
【解析】物块排开水的体积
受浮力大小为
物块下表面的面积
根据浮力产生的原因可知物块下表面所受的压力
根据压强公式可知物块下表面受到压强
10.(24-25八下·湖南长沙雨花区明德雨花实验中学·期末)如图所示,用弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如图所示,则物块的重力为_______N,物体浸没时受到的浮力为_______N,未知液体的密度为_______kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】 15 9 0.9×103
【解析】[1]从图乙可知,当物块刚好接触液体表面(即深度为0)时,拉力为15N,由二力平衡知识可得,物体所受重力
[2]当物块下表面浸入液体中的深度h大于10cm时,物块受到的拉力保持6N不变,则此时物体刚好浸没在液体中,根据称重法可知,物块浸没时受到的浮力
[3]当浸入深度h为10cm时,物块恰好完全浸没在液体中,则正方体物块的边长,则物块排开液体的体积,根据可得,未知液体的密度
三、作图题
11.(24-25八下·上海建平实验张江中学·)一个重0.1N的气球被细绳牵引着处于静止状态,如图所示,已知该气球在空气中受到0.2N大小的浮力,用力的示意图在图中画出它受到的浮力F浮。
【答案】
【解析】气球受到浮力的方向竖直向上,作用点在气球的重心,大小为0.2N,过气球的重心沿竖直向上的方向画一条有向线段,并标明浮力的符号和大小,如图所示:
12.(24-25八下·福建泉州丰泽区·期末)如图所示,画出小球静止时所受重力和浮力的示意图。
【答案】
【解析】小球漂浮在水中,物体所受浮力的方向是竖直向上的,从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力,并标出;物体的重力与浮力大小相等,方向相反,作用点都在重心上,同理做出重力的示意图,因为浮力与重力是一对平衡力,大小相等,所以两条线段的长度要相等。如图所示:
四、实验题
13.(24-25八下·辽宁大连金普新区·期末)宁宁探究“浮力大小与哪些因素有关”时的实验情景如图所示,弹簧测力计下方所挂为铜块。(g取10N/kg,)
(1)由图A可知,铜块的重力大小为___________N。
(2)图B中铜块受到的浮力大小为___________N。
(3)分析A、B、C三次实验,可以通过观察到的___________现象,推理出物体所受浮力大小跟液体密度有关。
(4)宁宁还想通过图A、D、E所示实验步骤,探究浮力大小与排开液体体积是否有关。同组的康康认为D、E两个实验步骤中,不仅改变了排开液体的体积,还改变了物体在液体中的深度,因此并不能直接得出实验结论。于是:
①康康将一个上下表面都带有数字压力传感器的正方体物块放入装有水的烧杯中,物块悬浮,如图F所示,发现物块在水中上表面受到压力___________下表面受到压力。(选填“大于”“小于”或“等于”)
②图F中物块受到浮力大小为___________N。
③对比F、G所示的实验数据,宁宁是否可以通过图A、D、E所示实验步骤得出“浮力大小与排开液体体积有关”的结论?___________
【答案】(1)2.7
(2)0.3
(3)弹簧测力计示数不同
(4) 小于 0.4 是
【解析】(1)图A中,弹簧测力计的分度值是0.1N,图中的读数是2.7N。
(2)由图可知,物体的重力为2.7N,浸没水中时弹簧测力计的示数为2.4N,因此物体浸没在水中时,受到的浮力为
(3)由图A、B、C可知,液体密度不同,物体排开液体的体积相同,弹簧测力计拉力不同,受到的浮力不同,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)[1]物块的上表面为0.4N;下表面为0.8N,故上表面压力小于下表面压力。
[2]该物块受到水的浮力
[3]从F、G可以看出,物体完全浸没后深度增大,浮力不变,浮力大小跟物体浸入的深度无关;由图A、D、E可知,液体密度相同,物体排开液体的体积不同,受到的浮力不同,物体浸没前,随浸入液体体积的增加,物体受到的浮力越大,故可以得出浮力大小与排开液体体积有关的结论。
14.(24-25八下·广东东莞黄江第一中学·期末)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出)。
(1)金属块的重力为___________N,金属块在图C中受到的浮力为___________N。
(2)分析比较图A、B、C、D可知:金属块浸入液体的___________越大,它所受的浮力越___________(选填“大”或“小”)。
(3)分析比较图A、D、E可知:当金属块浸没入水中后,所受浮力的大小与它浸没后的深度___________(选填“有关”或“无关”);分析比较图A、E、G可知:浮力大小与___________有关。
(4)若图C中挂钩下的细线突然断了,金属块在下沉过程中,所受浮力将___________(选填“不变”、“增大”或“先增大后不变”)。
【答案】(1) 5 0.6
(2) 体积 大
(3) 无关 液体的密度
(4)先增大后不变
【解析】(1)[1]如图A所示,在空气中弹簧测力计的示数等于物体重力,弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为5N,即金属块的重力为
[2]金属块在图C中受到的弹簧测力计的拉力为
所受的浮力为
(2)分析比较图A、B、C、D可知:金属块浸入液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,根据称重法可知金属块所受的浮力越大。
(3)[1]分析比较图A、D、E可知:当金属块浸没入水中后,深度改变,弹簧测力计示数不变,根据称重法可知金属块所受的浮力不变,可得所受浮力的大小与它浸没后的深度无关。
[2]分析比较图A、E、G可知:金属块排开液体的体积相同,盐水和水的密度不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法可知金属块所受浮力不同,可得浮力大小与液体的密度有关。
(4)若图C中挂钩下的细线突然断了,金属块在下沉过程中,开始时排开水的体积不断变大,浸没后排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知所受的浮力先增大后不变。
五、计算题
15.(24-25八下·云南昆明五华区·期末)在西双版纳的中国科学院植物园里,有一种能载人的荷叶,如图甲所示,引来游客纷纷站上去体验,图乙为示意图。出于安全和保护荷叶考虑,需要在荷叶上垫一块轻质板,且荷叶允许浸入的最大深度为5cm。一位质量为45kg的游客在体验荷叶载人时,只考虑轻质板受压部分的叶面向下浸入水中。已知轻质板的面积为1.5m2,水的密度,(忽略荷叶质量)求:
(1)游客受到的重力;
(2)达到最大深度时,荷叶下表面受到水的压强;
(3)荷叶可托起的最大质量。
【答案】(1)450N
(2)500Pa
(3)75kg
【解析】(1)根据重力公式G=mg(其中m为质量,g取10N/kg ),已知游客质量m=45kg,则游客受到的重力
(2)根据液体压强公式(其中ρ为液体密度,g取10N/kg,h为深度 ),已知水的密度,最大深度
则荷叶下表面受到水的压强
(3)由浮力的产生原因可得,荷叶受到的浮力等于荷叶下表面受到水的最大压力,即浮力
因为轻质板质量忽略,根据力的平衡,荷叶可托起的最大重力
再由G=mg得,荷叶可托起的最大质量
16.(24-25八下·山西长治部分学校·期末)如图所示,由我国自主研发的“极目一号”浮空艇已在青藏高原成功升空,为大气科学观测创造了海拔9000余米的世界纪录。浮空艇内部拥有大量密度小于空气的氦气,下部系有缆绳并与地面相连接进行锚泊,整个浮空艇就像人牵着绳子放飞在空中的巨型气球。
(1)若浮空艇3h内匀速竖直上升9km,则上升速度是多少?
(2)若浮空艇总质量为2600kg,其受到的重力是多少?(取)
(3)当浮空艇上升到9km的高空静止时,若外界空气密度为,浮空艇体积约为,则地面上处于竖直方向的缆绳对它的拉力大小是多少?
【答案】(1)3km/h
(2)
(3)
【解析】(1)浮空艇上升速度
(2)浮空艇受到的重力
(3)浮空艇受到的浮力为
浮空艇静止时,处于平衡状态,其受力分析如下:受到竖直向上的浮力F浮,竖直向下的自身重力G和缆绳的拉力F。根据力的平衡可知缆绳对它的拉力大小为
六、综合题
17.(24-25八下·湖北武汉东西湖区·期末)20世纪60年代,河南林县(今林州)人民在物资紧缺的条件下在太行山上建成了全长1500km的“人工天河”——红旗渠。在施工过程中,技术人员发明了一种简易水平仪,俗称“水鸭子”。如图1所示“水鸭子”由三块木板组成,其中,两块相同的木板均与长木板垂直,两块木板的顶端各绷有一根细线A、B。使用时把它放到盛水的盆里,用这两根细线“瞄准”竖直放置的标尺上的刻度,就可以进行测量。
(1)如图2,技术人员用“水鸭子”上的两根细线分别“瞄准”甲、乙两地竖直放置的相同标尺上的刻度,甲、乙两地标尺上的示数分别为57cm和83cm(0刻度线位于标尺底部),则甲地比乙地______(填“高”或“低”),放置“水鸭子”水盆的路面______(填“必须”或“可以不”)是水平的;
(2)请在图2中画出“水鸭子”静止在水面上时,所受浮力的示意图_______(作用点为O点)。
【答案】(1) 高 可以不
(2)
【解析】(1)[1]因为0刻度线位于标尺底部,甲地标尺示数为57cm,乙地标尺示数为83cm,示数越大说明该位置越低,所以甲地比乙地高。
[2]“水鸭子”是利用水的流动性来自动调节使自身处于水平状态,只要水盆中有水,水就会在重力作用下保持水平液面,所以放置“水鸭子”水盆的路面可以不是水平的。
(2)浮力的方向总是竖直向上的,已知作用点为O点,从O点竖直向上画一条带箭头的线段,并用F浮表示浮力,如图所示:
【点睛】
18.(24-25八下·山东菏泽牡丹区·期末)如图所示,将所受重力为G的实心物体A挂在轻质杠杆的C端,在杠杆D端施加一个竖直向下的拉力F时,杠杆水平平衡;将物体A浸没在水中,施加在D端竖直向下的拉力的大小变为0.8F时,杠杆仍然能保持水平平衡。
(1)请画出图中力F的力臂________。
(2)由以上条件可知,物体A浸没时受到的浮力________(G为已知量),物体A的密度是水密度的________倍。
【答案】(1)
(2) 5
【解析】(1)力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。从支点出发,作一条垂直于力F作用线的线段,这条线段就是力F的力臂,最后在画出的力臂旁标注“L1”,如图所示:
(2)[1]根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,当物体A未浸入水中时,杠杆平衡状态满足G×L1 = F×L2
当物体A浸没在水中时,物体A受到竖直向上的浮力F浮,此时C端受到的向下的拉力变为G-F浮,此时杠杆平衡状态满足(G-F浮)×L1 = 0.8F×L2
两式结合
化简得
解得。
[2]物体浸没时排开液体的体积等于物体自身的体积,即。根据阿基米德原理浮力,物体的重力,因为,所以,化简得,即。
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