内容正文:
物理匠心·2025-2026学年苏科版八年级物理下期末提优特训6
《浮力》专题(盐城专版)
一.特训目标
(
1.掌握浮力定义、方向及产生原因;理解阿基米德原理,熟练运用称重法、压力差法、平衡法、阿基米德原理法计算浮力;掌握物体浮沉条件及轮船、潜水艇、密度计等应用原理。
2.通过真题训练,强化控制变量法在浮力探究实验中的应用;提升浮力与密度、压强的综合计算能力。
3.体会浮力在生活、科技中的应用,培养严谨的物理思维和解题规范。
)
二.期末考点分析+应对策略
(
(一)核心考点
1.浮力基础(选择/填空,2-3分):浮力方向(竖直向上)、产生原因(上下表面压力差)、影响因素(
ρ
液
、V
排
,与深度、物重无关)。
2.阿基米德原理(实验/计算,4-6分):实验探究(控制变量)、公式F
浮
=G
排
=
ρ
液
gV排的直接计算与变形(求
ρ
液
、V
排
)。
3.物体浮沉条件(选择/填空/综合,3-5分):受力判断(F
浮
与G
物
)、密度判断(
ρ
物
与
ρ
液
)、漂浮/悬浮规律应用。
4.浮力应用(选择/简答,2-3分):轮船(空心法,漂浮F
浮
=G)、潜水艇(改变自身重力)、密度计(漂浮,刻度上小下大)。
5.浮力综合(压轴计算,6-8分):浮力+密度+压强综合,含称重法测密度、液面变化分析、动态受力计算。
(二)应对策略
1.基础题:牢记核心概念,避开
“
浮力大小与深度有关
”
等易错点;漂浮时F
浮
=G
物
是高频隐含条件。
2.实验题:聚焦
“
探究浮力影响因素
”
,明确控制变量(如探究
ρ
液
影响时控制V
排
不变),掌握数据处理与误差分析。
3.计算题:先判状态(漂浮/悬浮/沉底),再选公式:漂浮用平衡法,浸没用阿基米德原理,测浮力用称重法。
4.综合题:分步拆解,先受力分析,再列方程,结合
ρ
=m/V、p=
ρ
gh公式联立求解。
)
三.强化基础
(一)选择题
1.(2025·盐城盐都区·期末)关于浮力,下列说法正确的是( )
A. 浮力方向总是垂直于接触面向上 B. 只有漂浮的物体才受浮力
C. 浮力是液体对物体上下表面的压力差 D. 浸没的物体越深,浮力越大
2.(2025·苏州吴中区·期末)下列物体中,不受浮力的是( )
A. 水中游动的鱼 B. 漂浮的木块 C. 沉底的铁块 D. 紧压在容器底的铁块
3.(2025·南京鼓楼区·期末)用称重法测浮力:物重G=6N,浸没时拉力F=4N,浮力为( )
A. 2N B. 4N C. 6N D. 10N
4.(2025·无锡惠山区·期末)物体悬浮在水中时,下列关系正确的是( )
A. F浮>G,ρ物>ρ水 B. F浮=G,ρ物=ρ水 C. F浮<G,ρ物<ρ水 D. F浮=G,ρ物<ρ水
5.(2025·常州武进区·期末)轮船从长江驶入大海,不变的是( )
A. 浮力 B. 排开液体体积 C. 液体密度 D. 吃水深度
6.(2025·扬州邗江区·期末)潜水艇上浮的原理是( )
A. 增大浮力 B. 减小重力 C. 增大V排 D. 减小ρ液
7.(2025·泰州海陵区·期末)密度计漂浮在液体中,刻度特点是( )
A. 上大下小 B. 上小下大 C. 均匀分布 D. 无规律
8.(2025·南通崇川区·期末)体积相同的铁块和铝块,浸没在水中,浮力( )
A. 铁块大 B. 铝块大 C. 相等 D. 无法比较
9.如图,这是“天宫课堂”上的神奇实验——消失的浮力。王亚平老师用吸管将一个乒乓球压入水中,当吸管离开乒乓球后,乒乓球竟然浸没在水中静止不动。下列说法正确的是( )
A.在太空环境中,乒乓球失重后其质量也会发生变化
B.吸管推乒乓球入水时,乒乓球对吸管没有力的作用
C.乒乓球在水杯中静止后其下表面不受水的压力
D.乒乓球在水杯中静止后不具有惯性
10.在物理课堂上同学们做了如图甲所示的小实验,在水桶中装大半桶水,用手把空的饮料罐逐渐按入水中,在这个过程中同学们都有越来越费劲的感觉,同时观察到水面越来越高。由此同学们猜想浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。同学们为验证猜想做了如图乙所示的实验,请你从中选出能验证猜想的操作是( )
A. ①②③ B. ②③④ C. ③④ D. ①②
11. 生活中应用浮力例子很多,关于浮力的应用,下列说法正确的是( )
A. 一艘轮船从长江驶入大海,受到的浮力变大
B. 一艘轮船从长江驶入大海,排开的液体的体积变大
C. 悬浮的潜水艇排出水舱中的一部分水后将上浮
D. 热气球里充入的是密度比空气大的气体
12. 中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304 m、舰宽70.5m,满载时排水量达67500t。下列说法正确的是( )
A. 它满载时的排水体积是6.75×104m3 B. 当舰载机着舰后,航母受到的浮力不变
C. 轮船靠改变自身体积来改变浮力 D. 辽宁号航空母舰返航驶进淡水区后浮力变小
(二)填空题
13.(2025·盐城盐都区·期末)浮力的方向是______,施力物体是______;浮力产生的原因是液体对物体上下表面存在______。
14.(2025·苏州吴中区·期末)阿基米德原理:浸在液体中的物体所受浮力等于______,公式为______;若物体漂浮,则F浮______G物。
15.(2025·南京鼓楼区·期末)重5N的木块漂浮在水面,有一半体积露出水面,则浮力为______N,排开水的体积为______m³,木块密度为______kg/m³(g=10N/kg)。
16.(2025·无锡惠山区·期末)潜水艇通过改变______实现浮沉;轮船利用______法增大浮力;密度计在不同液体中浮力______。
17.如图所示,一金属块所受的重力为26.5牛,当用弹簧测力计吊着金属块浸没在盛满水的溢水杯中时,测力计的示数为16.7牛,该金属块受到水对它的浮力为 牛,此时排开水的重力为 牛.如果该金属块从弹簧测力计取下,放入水中下沉的过程中所受合力为 牛.
18.图中用手将空的饮料罐缓慢按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按,需要用的力越________,说明饮料罐受到的浮力越_________,这个实验现象告诉我们,浮力的大小跟物体排开液体的________有关。
19. 如图所示,将质量为0.4kg的木块放入盛水的烧杯后,则该烧杯底部受到水的压强___________(选填:“变大”、“变小”、“不变”)。静止时木块所受浮力的大小为________N,浮力的方向是________;(g=10N/kg)
20. 如图,某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中称时示数是15N(甲图),浸没在水中称时示数是5N(乙图),浸没在另一种液体中示数为10N(丙图),则物块受到水的浮力为________ N,如果物块在水中继续下沉,物块所受到的浮力将 ________ (增大/减小/不变),丙图中液体的密度为 ________ kg/m3。
(三)解答题
21.作图题
(1)如图所示,铁球正在水中下沉,请画出此时铁球的受力示意图.
(2)图是一铁球从A点下沉至C点的过程,作出铁球在B点时受到的浮力和重力的示意图。
22. 如图是公园的水上娱乐设施一水上滚筒,小朋友们在水上滚筒内尽情运动,快乐嬉戏,已知某水上滚筒直径为2m,质量为50kg、最大排水量为0.2m3。
(1)未载人时,计算滚筒漂浮在水面上时排开水的体积;
(2)假设每个小朋友的平均质量为40kg,为保证安全,水上滚筒最多能承载几个小朋友?
23. 将边长为10厘米的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内,待木块静止时,从杯中溢出600克的水,如图所示。求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块下表面受到水的压强。
24.称重法测浮力,如图所示是认识浮力的探究实验。
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端,如图甲所示实验,物重G=______N。
(2)当用手向上托物体时,如乙实验所示,手对物体向上的托力F=______N。
(3)当物体浸入水后,如丙实验所示。将丙实验与甲、乙实验对照,说明水对物体也有向上的托力,即浮力。水对物体的浮力F浮=_________N。
(4)该实验是通过___________________物理方法,建立起浮力概念的。
(5)对图丙中的物体进行受力分析后再结合力的平衡知识可得F浮=_________ 。
25. 小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验.请你根据小明的实验探究回答下列问题(g取10N/kg)
(1)比较图______,说明浸在液体里的物体会受到浮力的作用;比较图B与图C可得到的结论是______;
(2)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与______的关系;这种研究方法叫做______;
(3)根据A与C两图所标的实验数据,可知物体浸没在水中所受的浮力为______N;还可以测得物体的密度为______kg/m3;
(4)根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______N,盐水的密度为______g/cm3。
26. 甲、乙两位同学分别对“物体的浮沉条件”进行了探究。
(1)甲同学的探究方案
实验器材:弹簧测力计(量程0~5 N,分度值0.2 N)、天平(带砝码盒)、量筒及水、蜡块(约10 g)
探究问题:蜡块的上浮条件。
实验过程:
①首先测量蜡块的重力:方案一是用弹簧测力计直接测出蜡块的重力;方案二是用天平测出蜡块的质量,再求出重力,你支持方案 ,理由是 。
②测量蜡块受到的浮力:量筒中装有适量的水,把蜡块放在水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。你认为上述操作存在的问题是 。
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力,可知物体上浮的条件。
(2)乙同学的探究方案
实验器材:装有水的大烧杯、蜡块、铁钉(如图)。
探究问题:蜡块的下沉条件。
实验过程:把蜡块浸没在水中,松手后,发现蜡块要上浮直至漂浮在水面。为了使浸没在水中的蜡块会下沉,设计了两种实验方案。
方案一:将一根铁钉全部插入蜡块中,然后将蜡块浸没在水中松手,发现蜡块沉入水底。
方案二:用同样的铁钉,但只将其部分插入蜡块中,然后将蜡块浸没在水中松手,发现蜡块也沉入水底。
①从物体受力的角度看,在蜡块中插入铁钉是为了改变 的大小。
②能够得到的实验结论是: 。
③虽然两种方案的实验结果基本一致,但老师认为方案一更科学。你认为老师这样评价的主要理由是 。
27.阅读短文,回答问题:
依托盐城海洋资源 探究海水浮力实践研学
盐城坐拥漫长的黄海海岸线,拥有独特的滩涂湿地与海洋资源,是江苏省重要的海洋研学实践基地。为落实新课标实践育人要求,盐城市各中学常态化开展海边物理研学活动,八年级学生走进黄海滩涂,开展海水浮力探究实验。
同学们携带弹簧测力计、正方体金属块、量筒、清水、海水样本等器材,对比探究清水与海水的浮力差异。已知黄海海水密度约为1.03×103kg/m3,清水密度为1.0×103kg/m3。实验中,学生测得实心金属块重力为10N,金属块完全浸没在清水中时,弹簧测力计示数为6N。
研学过程中,同学们结合所学知识,分析轮船、浮标在黄海海域的漂浮规律,对比液体密度对浮力、排开液体体积的影响,同时区分漂浮、悬浮、沉底三种状态的受力特点,将课本浮力知识与盐城本地海洋实景紧密结合,有效突破了浮力综合应用的重难点。
(1) 浮力的本质是液体对物体上下表面的________,浮力的方向始终为________。
(2) 金属块完全浸没在清水中时,受到的浮力为________N;金属块的体积为________m3。(g=10N/kg)
(3) 该金属块完全浸没在黄海海水中时,受到的浮力与清水中相比________,弹簧测力计示数将________。(选填“变大”“变小”“不变”)
(4) 下列关于物体浸没在液体中浮力大小的影响因素,说法正确的是( )
A. 物体浸入液体的深度越深,浮力越大 B. 液体密度越大,浸没物体受到的浮力越大
C. 物体的质量越大,受到的浮力越大 D. 物体的形状改变,浮力一定改变
(5) 一艘观光轮船从盐城内河清水河道驶入黄海海域,轮船始终漂浮,轮船受到的总浮力________,船体浸入液体的体积________。(选填“变大”“变小”“不变”)
四.提优训练
(一)选择题
1.(2025·扬州邗江区·期末)冰块漂浮在水面,熔化后液面( )
A. 上升 B. 下降 C. 不变 D. 先升后降
2.(2025·泰州海陵区·期末)弹簧测力计下挂一物体,空气中示数10N,浸没水中6N,浸没盐水中5N,则盐水密度为( )
A. 1.25×10³kg/m³ B. 1.5×10³kg/m³ C. 2×10³kg/m³ D. 2.5×10³kg/m³
3.(2025·南通崇川区·期末)圆柱形容器底面积200cm²,物体重12N,浸没时拉力4N,水对容器底增大的压强为( )
A. 200Pa B. 400Pa C. 600Pa D. 800Pa
4.(2025·连云港海州区·期末) 潜水艇模型重8N,悬浮水中,充水后总重12N沉底,底面积100cm²,沉底时对容器底压力为( )
A. 2N B. 4N C. 8N D. 12N
5.(2025·宿迁宿城区·期末)甲、乙两物体体积比2:1,密度比3:4,浸没水中浮力比为( )
A. 2:1 B. 3:4 C. 6:4 D. 8:3
6.(2025·盐城大丰区·期末)重6N的物体,体积5×10-4m³,浸没水中静止时,浮力为( )
A. 5N B. 6N C. 1N D. 11N
7. 一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图象可能是下图中的( )
A. B. C. D.
8.如图铜、铁、铝三个实心球(ρ铜>ρ铁>ρ铝),用细线拴住,全部浸没在水中时,三根细线上的拉力相等,则关于这三个金属球的体积、质量之间的关系。下列判断正确的是( )
A.V铜>V铁>V铝,m铜>m铁>m铝 B.V铜>V铁>V铝,m铜<m铁<m铝
C.V铜<V铁<V铝,m铜>m铁>m铝 D.V铜<V铁<V铝,m铜<m铁<m铝
9. 如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮.经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示.现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A. 先下沉然后上浮 B. 浮力变小,一直下沉
C. 先上浮然后下沉 D. 浮力变大,一直上浮
10.水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,让同学们进行区分,聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.密度计在乙液体中受到的浮力更大 B.甲液体是浓盐水
C.两液体对容器底的压强相等 D.乙容器对桌面的压力更大
11. 潜水艇的截面示意图如图所示,它工作时可以从长江潜行到大海,其中海水的密度大于江水的密度。下列说法正确的是( )
A. 开始时要使潜水艇下沉,水舱应向外排水
B. 当潜水艇悬浮在水中时,潜水艇总重大于同体积的水重
C. 当它从长江潜行到大海时应向水舱中适当充水
D. 潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的
12.如图所示,烧杯的底面积是200 cm2,里面装有一定量的水(图甲),用弹簧测力计吊着未知物体,先将物体浸没在水中(图乙),水位升高到B处,示数是18 N;再将物体缓慢提出,使水位下降到AB的中点C处,示数是23 N(不计物体带出的水)。g取10 N/kg,下列判断中正确的是( )
①物体的质量是2.8 kg; ②物体的体积是1×10-3m3; ③物体浸没时受到的浮力是15 N;
④从乙到丙,水对烧杯底面的压强减小了260 Pa。
A.只有①②④正确 B.只有①②③正确 C.只有①②正确 D.只有③④正确
(二)填空题
13.(2025·常州新北区·期末)重10N的物体,浸没水中拉力6N,浮力为______N,物体体积为______m³,物体密度为______kg/m³(g=10N/kg)。
14.(2025·扬州广陵区·期末)轮船排水量5000t,漂浮时浮力为______N,排开水体积为______m³;从淡水驶入海水,浮力______(变大/变小/不变)(g=10N/kg)。
15.(2025·泰州高港区·期末)密度计浸入甲液体深度10cm,乙液体深度8cm,则ρ甲__ρ乙(>/</=);密度计在甲中浮力____乙中浮力;密度计刻度从上到下数值逐渐_____。
16. 如图所示,重为20牛的一只木盆子静止浮在水面上,它受到的浮力为 ______牛;然后用手将它慢慢向下按,在下按过程中,手用的力逐渐 ______(选填“增大”、“不变”或“减小”),原因是 ______。
17.如图所示,小李同学在做用称重法测量浮力的实验时,依次做了如图所示的操作。观察并分别比较图中有关数据可知,物体的重力是 N,当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N,当物体浸没在酒精中时,受到的浮力为 N。
18. 如图所示,将边长为5cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,木块静止时受到的浮力为1N,此时木块浸没在水中的体积为______;从杯中溢出水的质量为______kg,该正方形木块的密度为______g/cm3。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
19.小金在学习浮力时认识了密度计,接下来是他对密度计的学习和研究的过程。他将同一支密度计先后静止在水和酒精中(如图甲、乙所示),则密度计受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);装水的容器是 (选填“甲”或“乙”)。 接着小金将一支铅笔的下端缠绕了适量铜丝,自制了一支密度计(如图丙);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:
a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0 g/cm3;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9 g/cm3;
如丙图所示,小金制作的密度计上,你认为刻度0.9应该在 点(选填“p”或“q”)。
20.小明清洗甜瓜时发现它漂浮在水面,此时甜瓜受到的浮力的大小______(选填“大于”、“小于”或“等于”)重力,小明想知道甜瓜的密度,于是将甜瓜放入盛满水的溢水杯中,静止时溢出水410mL,再使甜瓜向下浸没在水中,又溢出水25mL,此时甜瓜受到的浮力比漂浮时增大了______N(g取10N/kg),甜瓜的密度为______g/cm3。
(三)解答题
21作图题
(1)如图物体浮在容器中的水面上,将容器放在斜面上,请画出物体的受到浮力的示意图。
(2)按要求作图:请画出图中潜艇加速上浮时所受重力和浮力的示意图.
22. 溢水槽和烧杯放在水平桌面上,溢水槽中原来的水平面刚好与溢水口相平,将边长为10cm的实心正方体木块轻轻放入水槽内,待木块静止时,从水槽中溢出了600g水。已知空烧杯的质量为200g,烧杯底面积100cm2,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块静止时,烧杯对水平桌面的压强。
23. 如图所示,将体积为100cm3,密度为0.6×103kg/m3的木块用细线拴住,在水中处于静止状态(g=10N/kg)。求:
(1)此时木块所受的浮力;
(2)细线受到的拉力;
(3)剪断线后,木块最终静止时受到的浮力。
24.小明游泳时发现,人在水中越往深处走就越觉得所受的浮力越大,由此他提出了以下猜想:浮力的大小可能与物体浸入水中的深度有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯和水等器材进行了如图乙所示的探究。
(1)弹簧测力计使用前指针如图甲所示,则使用时,首先应进行的操作是______;
(2)在如图乙所示的实验步骤中,能探究小明猜想的实验是______
A.a、b、c B.a、c、d C.a、b、d D.以上都可以
(3)小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入水中深度变化的图像,如图丙所示,分析图像可知,a图中弹簧测力计的示数是______N,d图中物体受到的浮力为______N,当金属块全部浸没水中时,所受浮力大小与金属块所处的深度______(有关/无关);
(4)为了研究浮力大小与液体密度的关系,小明换用密度比水小的酒精代替水按上述步骤重新实验,请在图像中画出此过程中弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随深度变化的大致图像______。
25.学习了浮力的知识后,小敏找来一些物品(蜡烛、铁钉、石块、软木寨、橡皮泥),想利用这些物品进行浮力的相关探究:
(1)她猜想其中铁钉、石块放入水中可能会沉入水底,她的猜想主要是依据物体的________(选填“体积”,“质量”和“密度”);
(2)小敏用天平测出橡皮泥的质为24g,并将其捏成长方体,用刻度尺测出长5cm宽4cm、高1cm,由此可知橡皮泥的密度为________,据此判断橡皮泥放入水中可能会________(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”);
(3)小敏将这块橡皮泥分成相同的两块,并做成实心球形和碗形,分别放入相同的两杯水中,静止时出现如图甲、乙所示的现象,甲杯中橡皮泥所受的浮力____乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”“小于”或“等于”)。而________杯中水面升高得较多,由此可知,轮船能够漂浮在水面上,是因为轮船做成_________的,增大了排开水的体积;
(4)小敏又将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个很有用的仪器,将它分别放到盛有不同种类液体的杯中,静止时的情景如图丙所示,由此可以判断出密度计在A、B两种液体的浮力大小关系为:_________选填“”、“”或“,A、B两种液体的密度关系为_________选填“”、“”或“。
26. 给你一根表面涂蜡、粗细均匀、很轻的小木棒,一段体积小到可以忽略不计的细铁丝,一把刻度尺和一只盛水的容器,现在要测一只鸡蛋的平均密度,且不准用天平、弹簧测力计、量筒或量杯。问:
(1)你还需要什么辅助材料____
(2)写出简要操作步骤①____________________________;②_________________________;
③_________________________________;④_______________________________.
(3)鸡蛋的平均密度的表达式ρ熟鸡蛋=_________________
27.阅读短文,回答问题:
科技赋能红色研学 探究新四军纪念摆件浮力原理
盐城是新四军重建军部的红色圣地,拥有新四军纪念馆、大铜马纪念塔等众多红色地标。为传承铁军精神,某校科技社团结合时事科创理念,开展红色科创小实验:制作新四军纪念实心摆件、悬浮纪念模型,探究浮沉条件与浮力应用知识。
社团同学制作了两种红色纪念器材,进行对比实验。器材一:实心铁军纪念摆件,重力为9N,体积为8×10-4m3;器材二:空心悬浮纪念模型,可自主调节内部配重,实现水中悬浮、漂浮状态切换。
同学们通过实验验证:物体浮沉由浮力与自身重力的大小关系决定,潜水艇、悬浮模型均通过改变自身重力实现浮沉,而轮船通过空心法增大排开液体体积增大浮力。本次科创实验将盐城红色文化、校园科创活动与物理浮力知识结合,是初中物理生活化、情境化考查的典型题型。实验全程在标准清水中进行,清水密度1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(1) 阿基米德原理的核心内容:浸在液体中的物体所受浮力等于________;其计算公式为________。
(2) 实心铁军纪念摆件完全浸没在清水中时,受到的浮力为________N;该摆件静止时处于________状态。(选填“漂浮”“悬浮”“沉底”)
(3) 悬浮纪念模型在水中悬浮时,浮力________自身重力,模型的平均密度________清水密度。(选填“大于”“等于”“小于”)
(4) 下列生活、科技设备中,利用“改变自身重力”实现浮沉的是( )
A. 漂浮的树叶 B. 潜水艇 C. 轮船 D. 密度计
(5) 若向盛水容器中缓慢加入食盐,搅拌均匀后,沉底的纪念摆件受到的浮力________,容器底部受到的液体压强________。(选填“变大”“变小”“不变”)
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物理匠心·2025-2026学年苏科版八年级物理下期末提优特训6
《浮力》专题(盐城专版)
一.特训目标
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1.掌握浮力定义、方向及产生原因;理解阿基米德原理,熟练运用称重法、压力差法、平衡法、阿基米德原理法计算浮力;掌握物体浮沉条件及轮船、潜水艇、密度计等应用原理。
2.通过真题训练,强化控制变量法在浮力探究实验中的应用;提升浮力与密度、压强的综合计算能力。
3.体会浮力在生活、科技中的应用,培养严谨的物理思维和解题规范。
)
二.期末考点分析+应对策略
(
(一)核心考点
1.浮力基础(选择/填空,2-3分):浮力方向(竖直向上)、产生原因(上下表面压力差)、影响因素(
ρ
液
、V
排
,与深度、物重无关)。
2.阿基米德原理(实验/计算,4-6分):实验探究(控制变量)、公式F
浮
=G
排
=
ρ
液
gV排的直接计算与变形(求
ρ
液
、V
排
)。
3.物体浮沉条件(选择/填空/综合,3-5分):受力判断(F
浮
与G
物
)、密度判断(
ρ
物
与
ρ
液
)、漂浮/悬浮规律应用。
4.浮力应用(选择/简答,2-3分):轮船(空心法,漂浮F
浮
=G)、潜水艇(改变自身重力)、密度计(漂浮,刻度上小下大)。
5.浮力综合(压轴计算,6-8分):浮力+密度+压强综合,含称重法测密度、液面变化分析、动态受力计算。
(二)应对策略
1.基础题:牢记核心概念,避开
“
浮力大小与深度有关
”
等易错点;漂浮时F
浮
=G
物
是高频隐含条件。
2.实验题:聚焦
“
探究浮力影响因素
”
,明确控制变量(如探究
ρ
液
影响时控制V
排
不变),掌握数据处理与误差分析。
3.计算题:先判状态(漂浮/悬浮/沉底),再选公式:漂浮用平衡法,浸没用阿基米德原理,测浮力用称重法。
4.综合题:分步拆解,先受力分析,再列方程,结合
ρ
=m/V、p=
ρ
gh公式联立求解。
)
三.强化基础
(一)选择题
1.(2025·盐城盐都区·期末)关于浮力,下列说法正确的是( )
A. 浮力方向总是垂直于接触面向上 B. 只有漂浮的物体才受浮力
C. 浮力是液体对物体上下表面的压力差 D. 浸没的物体越深,浮力越大
【答案】:C
【解析】:浮力方向竖直向上(A错);浸在液体/气体中的物体都受浮力(B错);浮力与深度无关,只与ρ液、V排有关(D错);C为浮力产生原因,正确。
2.(2025·苏州吴中区·期末)下列物体中,不受浮力的是( )
A. 水中游动的鱼 B. 漂浮的木块 C. 沉底的铁块 D. 紧压在容器底的铁块
【答案】:D
【解析】:紧压底部的铁块下表面无液体压力,无压力差,不受浮力。
3.(2025·南京鼓楼区·期末)用称重法测浮力:物重G=6N,浸没时拉力F=4N,浮力为( )
A. 2N B. 4N C. 6N D. 10N
【答案】:A
【解析】:F浮=G−F=6N−4N=2N。
4.(2025·无锡惠山区·期末)物体悬浮在水中时,下列关系正确的是( )
A. F浮>G,ρ物>ρ水 B. F浮=G,ρ物=ρ水 C. F浮<G,ρ物<ρ水 D. F浮=G,ρ物<ρ水
【答案】:B
【解析】:悬浮条件:F浮=G物,ρ物=ρ液。
5.(2025·常州武进区·期末)轮船从长江驶入大海,不变的是( )
A. 浮力 B. 排开液体体积 C. 液体密度 D. 吃水深度
【答案】:A
【解析】:轮船始终漂浮,F浮=G船,重力不变则浮力不变;ρ海水>ρ江水,V排变小,吃水变浅。
6.(2025·扬州邗江区·期末)潜水艇上浮的原理是( )
A. 增大浮力 B. 减小重力 C. 增大V排 D. 减小ρ液
【答案】:B
【解析】:潜水艇通过排水减小自身重力,使F浮>G而上浮。
7.(2025·泰州海陵区·期末)密度计漂浮在液体中,刻度特点是( )
A. 上大下小 B. 上小下大 C. 均匀分布 D. 无规律
【答案】:B
【解析】:密度计漂浮F浮=G,ρ液越大V排越小,浸入越浅,故刻度上小下大。
8.(2025·南通崇川区·期末)体积相同的铁块和铝块,浸没在水中,浮力( )
A. 铁块大 B. 铝块大 C. 相等 D. 无法比较
【答案】:C
【解析】:浸没时V排=V物,体积相同则V排相同;由F浮=ρ水gV排,浮力相等。
9.如图,这是“天宫课堂”上的神奇实验——消失的浮力。王亚平老师用吸管将一个乒乓球压入水中,当吸管离开乒乓球后,乒乓球竟然浸没在水中静止不动。下列说法正确的是( )
A.在太空环境中,乒乓球失重后其质量也会发生变化
B.吸管推乒乓球入水时,乒乓球对吸管没有力的作用
C.乒乓球在水杯中静止后其下表面不受水的压力
D.乒乓球在水杯中静止后不具有惯性
【答案】.C
【解析】:质量是物体的一种属性,其大小与物体的位置无关,在太空环境中,乒乓球失重后其质量不变,故A错误;乒乓球原来静止,吸管推乒乓球入水时,乒乓球由静止到运动,吸管对乒乓球有力的作用,由于力的作用是相互的,乒乓球对吸管也有力的作用,故B错误;太空中的物体处于失重状态,水的重力为零,水对其中的乒乓球的压强为零、压力为零,乒乓球在水杯中静止后其下表面不受水的压力,故C正确;物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,乒乓球在水杯中静止后仍具有惯性,故D错误。
10.在物理课堂上同学们做了如图甲所示的小实验,在水桶中装大半桶水,用手把空的饮料罐逐渐按入水中,在这个过程中同学们都有越来越费劲的感觉,同时观察到水面越来越高。由此同学们猜想浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。同学们为验证猜想做了如图乙所示的实验,请你从中选出能验证猜想的操作是( )
A. ①②③ B. ②③④ C. ③④ D. ①②
【答案】A
【解析】实验需要验证的猜想是:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。要验证浮力大小与物体排开液体的体积的关系,根据控制变量的思想,应控制液体的密度相同,而使物体排开液体的体积不同,图乙中①②③次实验,符合要求,从测力计的示数变化可得出浮力的大小关系,从而得出浮力与排开液体的体积的关系。故A符合题意BCD不符合题意。故选A。
11. 生活中应用浮力例子很多,关于浮力的应用,下列说法正确的是( )
A. 一艘轮船从长江驶入大海,受到的浮力变大
B. 一艘轮船从长江驶入大海,排开的液体的体积变大
C. 悬浮的潜水艇排出水舱中的一部分水后将上浮
D. 热气球里充入的是密度比空气大的气体
【答案】C
【解析】A. 一艘轮船从长江驶入大海,仍然漂浮,浮力等于重力,故A错误; B. 一艘轮船从长江驶入大海,浮力不变,水的密度变大,所以排开的液体的体积变小,故B错误;C. 悬浮的潜水艇排出水舱中的一部分水后,本身的重减小,重力小于浮力,将上浮,故C正确;D. 热气球里充入的是密度比空气小的气体,这样浮力才能大于重力而上浮,故D错误;故选C。
12. 中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304 m、舰宽70.5m,满载时排水量达67500t。下列说法正确的是( )
A. 它满载时的排水体积是6.75×104m3 B. 当舰载机着舰后,航母受到的浮力不变
C. 轮船靠改变自身体积来改变浮力 D. 辽宁号航空母舰返航驶进淡水区后浮力变小
【答案】A
【解析】A. 它满载时的排水体积是故A正确;B. 当舰载机着舰后,总重增加,而浮力等于重力,所以航母受到的浮力变大,故B错误;C. 轮船靠改变排开水的体积来改变浮力,而自身的体积不能改变,故C错误;D. 辽宁号航空母舰返航驶进淡水区后,仍然漂浮,所以浮力等于重力,即浮力不会改变,故D错误。故选A。
(二)填空题
13.(2025·盐城盐都区·期末)浮力的方向是______,施力物体是______;浮力产生的原因是液体对物体上下表面存在______。
【答案】:竖直向上;液体(或气体);压力差
【解析】:浮力定义+产生原因,基础识记。
14.(2025·苏州吴中区·期末)阿基米德原理:浸在液体中的物体所受浮力等于______,公式为______;若物体漂浮,则F浮______G物。
【答案】:排开液体的重力;F浮=G排=ρ液gV排;=
【解析】:原理内容+公式+漂浮条件,核心考点。
15.(2025·南京鼓楼区·期末)重5N的木块漂浮在水面,有一半体积露出水面,则浮力为______N,排开水的体积为______m³,木块密度为______kg/m³(g=10N/kg)。
【答案】:5;5×10-4;0.5×10³
【解析】:漂浮F浮=G=5N;V排=F浮/(ρ水g)=5N/(1×10³kg/m3×10N/kg)=5×10-4m³;V木=2V排,ρ木=ρ水/2=0.5×10³kg/m³。
16.(2025·无锡惠山区·期末)潜水艇通过改变______实现浮沉;轮船利用______法增大浮力;密度计在不同液体中浮力______。
【答案】:自身重力;空心;相等
【解析】:浮力应用原理,识记类。
17.如图所示,一金属块所受的重力为26.5牛,当用弹簧测力计吊着金属块浸没在盛满水的溢水杯中时,测力计的示数为16.7牛,该金属块受到水对它的浮力为 牛,此时排开水的重力为 牛.如果该金属块从弹簧测力计取下,放入水中下沉的过程中所受合力为 牛.
【答案】 9.8 9.8 16.7
【解析】根据称量法可得,该金属块受到水对它的浮力:由阿基米德原理可知,浮力等于排开水的重力(溢出水的重力).则溢出水的重力:;将该金属块从弹簧测力计取下,放入水中下沉的过程中,金属块受向下的重力和向上的浮力,则金属块所受的合力:
18.图中用手将空的饮料罐缓慢按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按,需要用的力越________,说明饮料罐受到的浮力越_________,这个实验现象告诉我们,浮力的大小跟物体排开液体的________有关。
【答案】大 大 体积
【解析】把瓶子压入水中,瓶子受到的力有竖直向下的重力、向下的压力和向上的浮力。如果某一时刻当作平衡状态来分析,则有,而瓶子的重力是一定的,当我们把瓶子向下压入水中体积越大,需要对瓶子施加向下的压力也越大,故根据力的平衡关系,则瓶子受到的浮力也越大。根据实验的过程当我们把瓶子向下压入水中体积越大,浮力也越大,可知浮力增大的原因是因为瓶子浸入水的体积增大了,故浮力增大的原因是排开液体的体积增加了。
19. 如图所示,将质量为0.4kg的木块放入盛水的烧杯后,则该烧杯底部受到水的压强___________(选填:“变大”、“变小”、“不变”)。静止时木块所受浮力的大小为________N,浮力的方向是________;(g=10N/kg)
【答案】 变大 4 竖直向上
【解析】根据可知,当放入木块后,水位上升,所以烧杯底部受到水的压强变大。
木块静止时漂浮,所受浮力等于重力,所以浮力的方向是竖直向上。
20. 如图,某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中称时示数是15N(甲图),浸没在水中称时示数是5N(乙图),浸没在另一种液体中示数为10N(丙图),则物块受到水的浮力为________ N,如果物块在水中继续下沉,物块所受到的浮力将 ________ (增大/减小/不变),丙图中液体的密度为 ________ kg/m3。
【答案】 10 不变 0.5×103
【解析】物块浸没在水中受到的浮力为F浮水=G-F=15N-5N=10N;因浸没在液体中的物体受到的浮力大小与深度无关,物块在水中继续下沉,物块所受到的浮力将不变;物块浸没在液体中受到的浮力为F浮液=G-F=15N-10N=5N;根据阿基米德原理,可得;
因物块浸没在液体中,所以 V排水=V排液,即 ;丙图中液体的密度为
(三)解答题
21.作图题
(1)如图所示,铁球正在水中下沉,请画出此时铁球的受力示意图.
(2)图是一铁球从A点下沉至C点的过程,作出铁球在B点时受到的浮力和重力的示意图。
【答案】
【解析】(1)铁的密度比水大,因此铁球在水中下沉,浮力小于重力;过球心分别沿竖直向下的方向和竖直向上的方向画一条带箭头的线段,分别用符号G和F浮表示;注意表示重力线段比表示浮力的线段要长些;(2)根据题意知道,铁球从A点下沉至C点过程中,受到的浮力要小于重力,所以重力的线段要大于浮力的线段的长度,两个力都作用在重心,且方向相反。
22. 如图是公园的水上娱乐设施一水上滚筒,小朋友们在水上滚筒内尽情运动,快乐嬉戏,已知某水上滚筒直径为2m,质量为50kg、最大排水量为0.2m3。
(1)未载人时,计算滚筒漂浮在水面上时排开水的体积;
(2)假设每个小朋友的平均质量为40kg,为保证安全,水上滚筒最多能承载几个小朋友?
解:(1)滚筒的重力G总=m总g=50kg×9.8N/kg=490N∵滚筒漂浮,∴滚筒受到的浮力F浮=G总=490N又∵F浮=ρ水V排g∴V排==0.05m3
(2)滚筒受到的最大浮力F最大=ρ水V最大g=1×103kg/m3×0.2m3×9.8N/kg=1960N,一个人的重力G人=m人g=50kg×9.8N/kg=490N,则水上滚筒最多能承载的人数n=3人
23. 将边长为10厘米的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内,待木块静止时,从杯中溢出600克的水,如图所示。求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块下表面受到水的压强。
解:(1)木块受到的浮力
(2)木块的体积
木块的密度
(3)木块下表面的面积
木块下表面受到水的压强
答:(1)木块受到的浮力为5.88N;
(2)木块的密度为600kg/m3;
(3)木块下表面受到水的压强588Pa。
24.称重法测浮力,如图所示是认识浮力的探究实验。
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端,如图甲所示实验,物重G=______N。
(2)当用手向上托物体时,如乙实验所示,手对物体向上的托力F=______N。
(3)当物体浸入水后,如丙实验所示。将丙实验与甲、乙实验对照,说明水对物体也有向上的托力,即浮力。水对物体的浮力F浮=_________N。
(4)该实验是通过___________________物理方法,建立起浮力概念的。
(5)对图丙中的物体进行受力分析后再结合力的平衡知识可得F浮=_________ 。
【答案】:(1)4(2)2(3)3(4)类比(5)G - F示
【解析】(1)求物重G,从图甲中弹簧测力计的示数可直接读出,物重G = 4N(弹簧测力计分度值为0.2N,指针指在4N刻度处)。(2)求手的托力F 图乙中弹簧测力计示数为2N,物体受重力G、手的托力F和测力计拉力F拉,且G = F + F拉,因此:F = G - F拉= 4N - 2N = 2N,(3)求浮力F浮,图丙中弹簧测力计示数为1N,根据称重法测浮力F浮 = G - F示,可得:F浮 = 4N - 1N= 3N;(4)该浮力概念的建立方法,该实验通过类比的物理方法,将手的托力与水的浮力类比,建立浮力的概念。(5)受力分析推导F浮;对浸没在水中的物体进行受力分析:物体受竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F_浮和弹簧测力计的拉力F_示,三者满足平衡关系G = F浮 + F示,因此推导可得:F浮 = G - F示。
25. 小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验.请你根据小明的实验探究回答下列问题(g取10N/kg)
(1)比较图______,说明浸在液体里的物体会受到浮力的作用;比较图B与图C可得到的结论是______;
(2)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与______的关系;这种研究方法叫做______;
(3)根据A与C两图所标的实验数据,可知物体浸没在水中所受的浮力为______N;还可以测得物体的密度为______kg/m3;
(4)根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______N,盐水的密度为______g/cm3。
【答案】(1) AB 在液体密度一定时,排开液体的体积越大,物体所受到的浮力越大 (2)液体密度 控制变量法 (3) 2 4×103 (4) 2.4 1.2
【解析】(1)由图A可知,物体的重力是8N,在图B中,物体浸入水中时弹簧测力计的示数变为7N,示数减小了就说明物体受到了竖直向上的浮力;B、C两图中物体浸入的是同种液体,液体的密度是一定的,C图中物体排开水的体积比较大;根据F浮=G-F示,可知,C图中物体受到的浮力等于8N-6N=2N,B图中物体受到的浮力等于8N-7N=1N,由此得出:在液体的密度一定时,物体排开液体的体积变大时,物体受到的浮力就会变大。(2)图C与图E,物体都是浸没,物体排开液体的体积是一定的,但液体密度不同,是探究浮力的大小和液体密度的关系,盐水密度比水的密度大,物体浸在盐水的浮力8N-5.6N=2.4N,大于水中的浮力8N-6N=2N,所以得出结论:在物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力就越大。探究浮力大小和液体密度的关系时,保证了物体排开液体体积一定,这种探究方法就叫控制变量法。(3)由A、C两图,根据F浮=G-F示=8N-6N=2N,由阿基米德原理
F浮=ρ液gV排完全浸没的物体体积等于排开液体的体积
物体的质量物体的密度
(4)由A、E两图,根据F浮′=G-F示′=8N-56N=2.4N,由阿基米德原理F浮′=ρ液gV排
盐水的密度
26. 甲、乙两位同学分别对“物体的浮沉条件”进行了探究。
(1)甲同学的探究方案
实验器材:弹簧测力计(量程0~5 N,分度值0.2 N)、天平(带砝码盒)、量筒及水、蜡块(约10 g)
探究问题:蜡块的上浮条件。
实验过程:
①首先测量蜡块的重力:方案一是用弹簧测力计直接测出蜡块的重力;方案二是用天平测出蜡块的质量,再求出重力,你支持方案 ,理由是 。
②测量蜡块受到的浮力:量筒中装有适量的水,把蜡块放在水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。你认为上述操作存在的问题是 。
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力,可知物体上浮的条件。
(2)乙同学的探究方案
实验器材:装有水的大烧杯、蜡块、铁钉(如图)。
探究问题:蜡块的下沉条件。
实验过程:把蜡块浸没在水中,松手后,发现蜡块要上浮直至漂浮在水面。为了使浸没在水中的蜡块会下沉,设计了两种实验方案。
方案一:将一根铁钉全部插入蜡块中,然后将蜡块浸没在水中松手,发现蜡块沉入水底。
方案二:用同样的铁钉,但只将其部分插入蜡块中,然后将蜡块浸没在水中松手,发现蜡块也沉入水底。
①从物体受力的角度看,在蜡块中插入铁钉是为了改变 的大小。
②能够得到的实验结论是: 。
③虽然两种方案的实验结果基本一致,但老师认为方案一更科学。你认为老师这样评价的主要理由是 。
【答案】(1)①二 因为弹簧测力计的分度值大于蜡块的重力 ②蜡块没有浸没在水中
(2)①重力 ②物体的重力大于浮力时,物体下沉 ③方案一是在改变物体重力的同时,控制了浮力不变这一条件
【解析】(1)①因为弹簧测力计的分度值0.2 N,而蜡块非常强轻,重力小于弹簧测力计最小分度值,所以用弹簧测力计测量不准确。②让蜡块浮在水面上时,此时蜡块受力平衡,受到的浮力等于蜡块的重力,此时用排水法测得的结果不是蜡块的上浮条件,正确的做法是让蜡块完全浸没在水中用排水法测量出来的浮力即为所求结果。(2)在蜡块中插入铁钉,蜡块排开水的体积不变,所受浮力不变,重力增大,物体会下沉。方案一:将一根铁钉全部插入蜡块,在改变重力的同时浮力是不变的;方案二:没有将铁钉全部插入蜡块,在改变重力的同时,蜡块排开液体的体积增大,根据F浮=ρ液gV排可知浮力变大,无法找到浮力和重力的关系。
27.阅读短文,回答问题:
依托盐城海洋资源 探究海水浮力实践研学
盐城坐拥漫长的黄海海岸线,拥有独特的滩涂湿地与海洋资源,是江苏省重要的海洋研学实践基地。为落实新课标实践育人要求,盐城市各中学常态化开展海边物理研学活动,八年级学生走进黄海滩涂,开展海水浮力探究实验。
同学们携带弹簧测力计、正方体金属块、量筒、清水、海水样本等器材,对比探究清水与海水的浮力差异。已知黄海海水密度约为1.03×103kg/m3,清水密度为1.0×103kg/m3。实验中,学生测得实心金属块重力为10N,金属块完全浸没在清水中时,弹簧测力计示数为6N。
研学过程中,同学们结合所学知识,分析轮船、浮标在黄海海域的漂浮规律,对比液体密度对浮力、排开液体体积的影响,同时区分漂浮、悬浮、沉底三种状态的受力特点,将课本浮力知识与盐城本地海洋实景紧密结合,有效突破了浮力综合应用的重难点。
(1) 浮力的本质是液体对物体上下表面的________,浮力的方向始终为________。
(2) 金属块完全浸没在清水中时,受到的浮力为________N;金属块的体积为________m3。(g=10N/kg)
(3) 该金属块完全浸没在黄海海水中时,受到的浮力与清水中相比________,弹簧测力计示数将________。(选填“变大”“变小”“不变”)
(4) 下列关于物体浸没在液体中浮力大小的影响因素,说法正确的是( )
A. 物体浸入液体的深度越深,浮力越大 B. 液体密度越大,浸没物体受到的浮力越大
C. 物体的质量越大,受到的浮力越大 D. 物体的形状改变,浮力一定改变
(5) 一艘观光轮船从盐城内河清水河道驶入黄海海域,轮船始终漂浮,轮船受到的总浮力________,船体浸入液体的体积________。(选填“变大”“变小”“不变”)
【答案】(1) 压力差;竖直向上(2) 4;4×10-4 (3) 变大;变小 (4) B (5) 不变;变小
【解析】(1) 浮力产生的根本原因是浸在液体中的物体上下表面存在压力差;物理学中规定,所有液体、气体产生的浮力,方向始终竖直向上,与物体运动状态无关。(2) 称重法求浮力:F浮清=G-F示=10N-6N=4N;物体完全浸没,V物=V排,由F浮=ρ液gV排得:V物=F浮清/ρ水g=4N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=4×10-4m3。(3) 物体完全浸没,V排不变,海水密度大于清水密度,根据阿基米德原理,浮力变大;物体重力不变,由F示=G-F浮可知,弹簧测力计示数变小。(4) 浸没物体浮力与深度、物体质量、形状无关,只与液体密度、排开液体体积有关;排开体积相同时,液体密度越大,浮力越大,ACD错误,B正确。(5) 轮船漂浮时,浮力始终等于自身总重力,重力不变则浮力不变;海水密度更大,由F浮=ρ液gV排可知,所需排开液体体积变小,船体上浮,浸入体积变小。
四.提优训练
(一)选择题
1.(2025·扬州邗江区·期末)冰块漂浮在水面,熔化后液面( )
A. 上升 B. 下降 C. 不变 D. 先升后降
【答案】:C
【解析】:漂浮F浮=G冰;熔化后G水=G冰→F浮=G水→V排=V水,液面不变。
2.(2025·泰州海陵区·期末)弹簧测力计下挂一物体,空气中示数10N,浸没水中6N,浸没盐水中5N,则盐水密度为( )
A. 1.25×10³kg/m³ B. 1.5×10³kg/m³ C. 2×10³kg/m³ D. 2.5×10³kg/m³
【答案】:A
【解析】:水中浮力F浮水=10−6=4N→V物=V排=F浮水/(ρ水g)=4N/(1×10³kg/m³×10N/kg)=4×
10-4m³;盐水中F浮盐=10N−5N=5N;ρ盐=F浮盐/(gV物)=5N/(10N/kg×4×10-4m³)=1.25×10³kg/m³。
3.(2025·南通崇川区·期末)圆柱形容器底面积200cm²,物体重12N,浸没时拉力4N,水对容器底增大的压强为( )
A. 200Pa B. 400Pa C. 600Pa D. 800Pa
【答案】:B
【解析】:F浮=12N−4N=8N→V排=8×10-4m³;Δh=V排/S=8×10-4m³/0.02m2=0.04m;Δp=ρ水gΔh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.04m=400Pa。
4.(2025·连云港海州区·期末) 潜水艇模型重8N,悬浮水中,充水后总重12N沉底,底面积100cm²,沉底时对容器底压力为( )
A. 2N B. 4N C. 8N D. 12N
【答案】:B
【解析】:悬浮F浮=8N;沉底V排不变,F浮仍8N;F压=G总−F浮=12N−8N=4N。
5.(2025·宿迁宿城区·期末)甲、乙两物体体积比2:1,密度比3:4,浸没水中浮力比为( )
A. 2:1 B. 3:4 C. 6:4 D. 8:3
【答案】:A
【解析】:浸没F浮=ρ水gV排,V排=V物→F浮甲:F浮乙=V甲:V乙=2:1。
6.(2025·盐城大丰区·期末)重6N的物体,体积5×10-4m³,浸没水中静止时,浮力为( )
A. 5N B. 6N C. 1N D. 11N
【答案】:A
【解析】:浸没F浮=ρ水gV排=1×10³kg/m³×10N/kg×5×10-4m³=5N<6N→物体沉底,浮力5N。
7. 一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图象可能是下图中的( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为鸡蛋悬浮在盐水中时,根据悬浮条件可知:浮力等于鸡蛋的重力;往盐水中继续均匀缓慢加盐,盐水密度增大,浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变,根据公式F浮=ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐增大;浮出水面后鸡蛋漂浮时,继续加盐,盐水的密度增大,同时鸡蛋露出的体积变大,排开液体的体积减小,浮力逐渐减小,直到所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不再变化;因此,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像应该是开始浮力变大,然后减小,最后不变。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
8.如图铜、铁、铝三个实心球(ρ铜>ρ铁>ρ铝),用细线拴住,全部浸没在水中时,三根细线上的拉力相等,则关于这三个金属球的体积、质量之间的关系。下列判断正确的是( )
A.V铜>V铁>V铝,m铜>m铁>m铝 B.V铜>V铁>V铝,m铜<m铁<m铝
C.V铜<V铁<V铝,m铜>m铁>m铝 D.V铜<V铁<V铝,m铜<m铁<m铝
【答案】 D
【解析】因为球浸没在水中,所以F拉+F浮=G,F拉=G-F浮=ρ球Vg-ρ水Vg=(ρ球-ρ水)Vg。因为ρ铜>ρ铁>ρ铝,拉力F拉相同,所以V铜<V铁<V铝,三球受到的浮力:F铜<F铁<F铝。
因为G=mg=F拉+F浮,F拉相等,所以三球质量的大小关系为m铜<m铁<m铝。故选D。
9. 如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮.经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示.现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A. 先下沉然后上浮 B. 浮力变小,一直下沉
C. 先上浮然后下沉 D. 浮力变大,一直上浮
【答案】C
【解析】由题意可知,当烧杯里盛有6℃的水时,小球在水中恰好悬浮,故小球的密度与水的密度相等;根据图象可知:4℃时水的密度最大,6℃时水的密度比0℃时水的密度大;因此当水的温度从6℃降到4℃时,由于水热胀冷缩,水的密度会增大,此时大于小球的密度,使小球上浮、向上运动;当水的温度从4℃降到0℃时,由于水热缩冷胀,水的密度会减小,最后小于小球的密度,使物体下沉、向下运动。故选C.
10.水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,让同学们进行区分,聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.密度计在乙液体中受到的浮力更大 B.甲液体是浓盐水
C.两液体对容器底的压强相等 D.乙容器对桌面的压力更大
【答案】D
【解析】:同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,则密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,所以F甲=F乙=G,故A错误;由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,由于浮力相等,根据F浮=ρ液V排g,可知ρ甲<ρ乙,乙液体是浓盐水,故B错误;由图知,两杯子中液体的深度相同,根据p=ρgh可知,乙杯底部所受液体的压强较大,故C错误;两烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,根据m=ρV可知,乙中液体的质量大,根据G=mg可知,乙中液体的重力大;密度计、烧杯的重力相同,则甲烧杯的总重力小于乙烧杯的总重力,甲对桌面的压力小于乙对桌面的压力,故D正确。
11. 潜水艇的截面示意图如图所示,它工作时可以从长江潜行到大海,其中海水的密度大于江水的密度。下列说法正确的是( )
A. 开始时要使潜水艇下沉,水舱应向外排水
B. 当潜水艇悬浮在水中时,潜水艇总重大于同体积的水重
C. 当它从长江潜行到大海时应向水舱中适当充水
D. 潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的
【答案】C
【解析】A.潜水艇是靠改变自身重力实现沉浮的,由于潜水艇浮力不变,要使潜水艇下沉,则重力应大于浮力,所以应向水舱充水,来增大重力,故A错误;B.当潜水艇悬浮在水中时,浮力等于重力,由于潜水艇排开水的体积与潜水艇体积相同,所以潜水艇总重等于同体积的水重,故B错误;C.工作时它从长江潜行到大海,体积不变,液体密度增大,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水艇所受浮力增大,由于潜水艇是靠改变自身重力实现沉浮的,为了使潜水艇继续潜行,应吸进海水,增大自身重力,故C正确;D.由于潜水艇排开水的体积不变,所受浮力不变,则潜水艇是靠改变自身重力来实现浮沉的,故D错误。故选C。
12.如图所示,烧杯的底面积是200 cm2,里面装有一定量的水(图甲),用弹簧测力计吊着未知物体,先将物体浸没在水中(图乙),水位升高到B处,示数是18 N;再将物体缓慢提出,使水位下降到AB的中点C处,示数是23 N(不计物体带出的水)。g取10 N/kg,下列判断中正确的是( )
①物体的质量是2.8 kg; ②物体的体积是1×10-3m3; ③物体浸没时受到的浮力是15 N;
④从乙到丙,水对烧杯底面的压强减小了260 Pa。
A.只有①②④正确 B.只有①②③正确 C.只有①②正确 D.只有③④正确
【答案】C
【解析】当物体浸没在水中时,F示=G-F浮=18 N,将物体缓慢提出,当水位下降到AB的中点C时,排开水的体积变为原来的一半,浮力变为原来的一半,F示′=G-F浮=23 N,F浮=23 N-18 N=5 N,当物体浸没在水中时,受到的浮力为F浮=10 N,故③错误;物体的体积:V=V排===1×10-3 m3,故②正确;将F浮=10 N带入G-F浮=18 N可解得G=28 N,则物体的质量:m===2.8 kg,故①正确;从乙到丙,物体少排开水的体积等于物体体积的一半:V排′==0.5×10-3 m3,容器内水位降低高度:Δh===0.025 m,减小的压强:Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.025 m=250 Pa,故④错误。
(二)填空题
13.(2025·常州新北区·期末)重10N的物体,浸没水中拉力6N,浮力为______N,物体体积为______m³,物体密度为______kg/m³(g=10N/kg)。
【答案】:4;4×10-4;2.5×10³
【解析】:F浮=10−6=4N;V=4×10-4m³;m=1kg,ρ=2.5×10³kg/m³。
14.(2025·扬州广陵区·期末)轮船排水量5000t,漂浮时浮力为______N,排开水体积为______m³;从淡水驶入海水,浮力______(变大/变小/不变)(g=10N/kg)。
【答案】:5×107;5×10³;不变
【解析】:F浮=G排=m排g=5×106kg×10N/kg=5×107N;V排=m排/ρ水=5×10³m³;漂浮浮力始终等于重力。
15.(2025·泰州高港区·期末)密度计浸入甲液体深度10cm,乙液体深度8cm,则ρ甲__ρ乙(>/</=);密度计在甲中浮力____乙中浮力;密度计刻度从上到下数值逐渐_____。
【答案】:<;=;变大
【解析】:浸入越深,ρ液越小→ρ甲<ρ乙;漂浮浮力相等;刻度上小下大。
16. 如图所示,重为20牛的一只木盆子静止浮在水面上,它受到的浮力为 ______牛;然后用手将它慢慢向下按,在下按过程中,手用的力逐渐 ______(选填“增大”、“不变”或“减小”),原因是 ______。
【答案】 20 增大 木盆子排开水的体积越大,它受到的浮力越大
【解析】漂浮时,浮力等于重力,故重为20牛的一只木盆子静止浮在水面上,它受到的浮力也为20N。在手将木盆慢慢向下按时,木盆排开水的体积增大,由阿基米德原理可知,木盆受到的浮力增大,因为F浮=G+F压,所以F压=F浮-G,因为木盆重力不变,所以手用的力逐渐F压增大。
17.如图所示,小李同学在做用称重法测量浮力的实验时,依次做了如图所示的操作。观察并分别比较图中有关数据可知,物体的重力是 N,当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N,当物体浸没在酒精中时,受到的浮力为 N。
【答案】4 0.8 0.6
【解析】由图可知,当物体在空气中时,弹簧测力计示数为4 N,则物体的重力为4 N。当物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3.2 N,则物体所受的浮力F浮水=G-F拉=4 N-3.2 N=0.8 N;当物体浸没在酒精中时,弹簧测力计的示数为3.4 N,则物体所受的浮力F浮酒精=G-F拉'=4 N-3.4 N=0.6 N。
18. 如图所示,将边长为5cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,木块静止时受到的浮力为1N,此时木块浸没在水中的体积为______;从杯中溢出水的质量为______kg,该正方形木块的密度为______g/cm3。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
【答案】 10-4m3 0.1 0.8
【解析】木块受到的浮力F浮=G排=m排g=1N从杯中溢出水的质量m排==0.1kg;木块浸没在水中的体积V排==10-4m3;正方体木块的体积
V木=(0.05m)3=1.25×10-4m3;因木块漂浮,所以G木=F浮=1N;因为G木=m木g=ρ木V木g;所以木块的密度ρ木==0.8×103kg/m3
19.小金在学习浮力时认识了密度计,接下来是他对密度计的学习和研究的过程。他将同一支密度计先后静止在水和酒精中(如图甲、乙所示),则密度计受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);装水的容器是 (选填“甲”或“乙”)。 接着小金将一支铅笔的下端缠绕了适量铜丝,自制了一支密度计(如图丙);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:
a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0 g/cm3;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9 g/cm3;
如丙图所示,小金制作的密度计上,你认为刻度0.9应该在 点(选填“p”或“q”)。
【答案】不变 乙 p
【解析】密度计在水和酒精中均处于漂浮状态,所受浮力都等于自身重力,即:F浮1=F浮2,由阿基米德原理得:ρ水gV排1=ρ酒精gV排2,因为ρ酒精=0.8×103 kg/m3<ρ水=1×103 kg/m3,所以V排水<V排酒精,由图可知:装水的容器是乙;(2)因为V排水<V排植物油,所以密度计放在植物油中,液面的位置在水密度值刻度线的上方,即刻度0.9应该在p点。
20.小明清洗甜瓜时发现它漂浮在水面,此时甜瓜受到的浮力的大小______(选填“大于”、“小于”或“等于”)重力,小明想知道甜瓜的密度,于是将甜瓜放入盛满水的溢水杯中,静止时溢出水410mL,再使甜瓜向下浸没在水中,又溢出水25mL,此时甜瓜受到的浮力比漂浮时增大了______N(g取10N/kg),甜瓜的密度为______g/cm3。
【答案】 等于 0.25 0.94
【解析】因为甜瓜漂浮,故甜瓜所受的浮力等于重力。由F浮=液gV排可知,甜瓜浸没时增大的浮力等于多溢出的水的重力,多溢出的水的体积V多=25ml=25cm3=2.510-5m3
则浮力的增加量为;由题意可知甜瓜完全浸没时排开水的体积等于物体的体积,即V物=410ml+25ml=435mL=435cm3=4.3510-4m3
甜瓜漂浮时所受重力与浮力相等,漂浮时排开的水的体积为V排=410ml=410cm3=4.110-4m3
甜瓜的重力大小为
则物体质量所以物体密度
(三)解答题
21作图题
(1)如图物体浮在容器中的水面上,将容器放在斜面上,请画出物体的受到浮力的示意图。
(2)按要求作图:请画出图中潜艇加速上浮时所受重力和浮力的示意图.
【答案】
【解析】(1)浮力的方向竖直向上,作用点在物体的重心,过物体重心,沿竖直向上的方向画一条有向线段,用F浮表示,如图;(2)潜水艇受到的重力竖直向下,而浮力竖直向上,且浮力应大于重力,如图。
22. 溢水槽和烧杯放在水平桌面上,溢水槽中原来的水平面刚好与溢水口相平,将边长为10cm的实心正方体木块轻轻放入水槽内,待木块静止时,从水槽中溢出了600g水。已知空烧杯的质量为200g,烧杯底面积100cm2,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块静止时,烧杯对水平桌面的压强。
解:(1)木块受到的浮力
(2)木块漂浮,则故木块的质量m0.6kg
木块的边长L=10cm=0.1m,木块的体积
木块的密度ρ0.6×103m3
(3)烧杯与溢出水的总质量
木块静止时,烧杯对水平桌面的压力
压强p800Pa
答:(1)木块受到的浮力是6N;
(2)木块的密度是0.6×103m3;
(3)木块静止时,烧杯对水平桌面的压强是800Pa。
23. 如图所示,将体积为100cm3,密度为0.6×103kg/m3的木块用细线拴住,在水中处于静止状态(g=10N/kg)。求:
(1)此时木块所受的浮力;
(2)细线受到的拉力;
(3)剪断线后,木块最终静止时受到的浮力。
解:1)由题意可知,该木块浸没在水中,该木块的体积
根据阿基米德原理可知,该木块受到的浮力
该木块受到的浮力为1N。
(2)该木块的体积已知道,密度为0.6×103kg/m3,根据密度公式可知,该木块的质量
该木块的重力 对该木块受力分析,它受到重力、浮力、绳子的拉力作用,处于平衡状态,则细线受到的拉力
细线受到的拉力为0.4N。
(3)剪断线后,木块会上浮,最终漂浮,根据物体的漂浮条件可知,浮力等于重力,该木块的重力为0.6N,木块最终静止时受到的浮力为0.6N。
答:(1)此时木块所受的浮力为1N;(2)细线受到的拉力为0.4N;(3)剪断线后,木块最终静止时受到的浮力为0.6N。
24.小明游泳时发现,人在水中越往深处走就越觉得所受的浮力越大,由此他提出了以下猜想:浮力的大小可能与物体浸入水中的深度有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯和水等器材进行了如图乙所示的探究。
(1)弹簧测力计使用前指针如图甲所示,则使用时,首先应进行的操作是______;
(2)在如图乙所示的实验步骤中,能探究小明猜想的实验是______
A.a、b、c B.a、c、d C.a、b、d D.以上都可以
(3)小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入水中深度变化的图像,如图丙所示,分析图像可知,a图中弹簧测力计的示数是______N,d图中物体受到的浮力为______N,当金属块全部浸没水中时,所受浮力大小与金属块所处的深度______(有关/无关);
(4)为了研究浮力大小与液体密度的关系,小明换用密度比水小的酒精代替水按上述步骤重新实验,请在图像中画出此过程中弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随深度变化的大致图像______。
【答案】 (1). 校零 (2). B (3). 2.7 1.0 无关 (4).
【解析】(1) 弹簧测力计使用前操作,弹簧测力计使用前指针未指零,因此首先应进行的操作是:调零(将指针校零)。(2) 验证猜想的实验步骤:猜想是“浮力大小与物体浸入水中的深度有关”,需控制液体密度、排开液体体积的变化逻辑,通过改变浸入深度探究浮力变化,a、b、c、d(先测重力,再逐步改变浸入深度)的步骤能完成该探究,c、a、b、d的顺序先进行了浸没操作,无法逐步探究深度对浮力的影响,因此选A。(3) 测力计示数、浮力计算与深度关系判断:甲图中弹簧测力计的分度值为0.1N,示数是2.7N(即金属圆柱体的重力G=2.7N)。丁图中金属圆柱体完全浸没,结合丙图的拉力图像,此时拉力为1.7N,根据称重法F浮=G-F拉,浮力F浮=2.7N - 1.7N = 1.0N。 当金属块全部浸没水中时,排开液体体积不变,浮力大小与金属块所处的深度无关。(4) 酒精中拉力与浮力的图像绘制要点:
酒精密度小于水,金属圆柱体浸没时受到的浮力更小,因此:拉力图像:整体在水中拉力图像的上方(同一深度下,拉力F=G-F浮更大),完全浸没后拉力保持恒定,且恒定值大于水中的1.7N。浮力图像:整体在水中浮力图像的下方(同一深度下浮力更小),完全浸没后浮力保持恒定,且恒定值小于水中的1.0N。
25.学习了浮力的知识后,小敏找来一些物品(蜡烛、铁钉、石块、软木寨、橡皮泥),想利用这些物品进行浮力的相关探究:
(1)她猜想其中铁钉、石块放入水中可能会沉入水底,她的猜想主要是依据物体的________(选填“体积”,“质量”和“密度”);
(2)小敏用天平测出橡皮泥的质为24g,并将其捏成长方体,用刻度尺测出长5cm宽4cm、高1cm,由此可知橡皮泥的密度为________,据此判断橡皮泥放入水中可能会________(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”);
(3)小敏将这块橡皮泥分成相同的两块,并做成实心球形和碗形,分别放入相同的两杯水中,静止时出现如图甲、乙所示的现象,甲杯中橡皮泥所受的浮力____乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”“小于”或“等于”)。而________杯中水面升高得较多,由此可知,轮船能够漂浮在水面上,是因为轮船做成_________的,增大了排开水的体积;
(4)小敏又将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个很有用的仪器,将它分别放到盛有不同种类液体的杯中,静止时的情景如图丙所示,由此可以判断出密度计在A、B两种液体的浮力大小关系为:_________选填“”、“”或“,A、B两种液体的密度关系为_________选填“”、“”或“。
【答案】(1)密度;(2)1.2;下沉;(3)小于;乙;空心;(4)=;。
【解析】(1)物体的沉与浮与密度有关,故她猜想其中铁钉、石块放入水中可能会沉入水底,主要是依据物体的密度;(2)长方体的体积为:V = abc = 5cm x 4cm x 1cm=20cm3 则橡皮泥的密度为: 因为橡皮泥的密度大于水的密度,故放入水中会下沉。 (3)甲中橡皮泥沉底,所受浮力小于自身重力,乙中漂浮,所受浮力等于自身重力,故甲杯中橡皮泥所受的浮力小于乙杯中橡皮泥所受的浮力。
根据阿基米德浮力公式F浮=ρ液9V排,由于乙杯中橡皮泥所受的浮力较大,故橡皮泥在乙杯中排开的水体积较大,水面升高得较多,由此可知,轮船能够漂浮在水面上,是因为轮船做成空心的,增大了排开水的体积。(4)图丙中,密度计在A、B两种液体中漂浮,所受浮力等于自身重力,即浮力大小相等,又根据F浮=ρ液9V排,密度计在A中排开的液体体积大,故 A、B两种液体的密度关系为ρA<ρB。
26. 给你一根表面涂蜡、粗细均匀、很轻的小木棒,一段体积小到可以忽略不计的细铁丝,一把刻度尺和一只盛水的容器,现在要测一只鸡蛋的平均密度,且不准用天平、弹簧测力计、量筒或量杯。问:
(1)你还需要什么辅助材料____
(2)写出简要操作步骤①____________________________;②_________________________;
③_________________________________;④_______________________________.
(3)鸡蛋的平均密度的表达式ρ熟鸡蛋=_________________
【答案】(1) 少量的盐 (2) ①把细铁丝缠在细木棒下,做成密度计;
②把密度计放入盛水的烧杯中,静止后,测出浸入水中的深h1,
③把鸡蛋放入盛水的烧杯中,鸡蛋下沉,再加适量的盐,搅拌,直到鸡蛋悬浮在盐水中;
④把密度计放入盐水中,静止后,测出浸入盐水中的深度h2;
(3)计算得:。
【解析】(1)鸡蛋要悬浮在盐水中,需要食盐。(2)实验步骤:①将细铁丝缠在小木棒上,制成简易密度计;②将简易密度计放入水中,简易密度计竖直漂浮在水中,用刻度尺测出浸入水中的深度h1;③取出简易密度计,将鸡蛋放入水中,并加食盐,不断用简易密度计搅拌,直到鸡蛋悬浮在盐水中;④取出鸡蛋,再将简易密度计竖直漂浮在盐水中,同样量出浸入深度h2; (3)设简易密度计的横截面积为S,水的密度为ρ水,密度计漂浮水面时,浸入水中的深度为h1,密度计漂浮在水面时受到浮力F浮水=ρ水gV排水=ρ水gSh1盐水密度为ρ1,密度计漂浮盐水面时,浸入盐水中的深度为h2,密度计漂浮在盐水面时受到浮力
F浮1=ρ盐水gV排1=ρ盐水gSh2两种情况下密度计都漂浮在液面上,受到浮力都等于它的重力
F浮1=F浮水=Gρ盐水gSh2=ρ水gSh1ρ盐水h2=ρ水h1鸡蛋密度为
27.阅读短文,回答问题:
科技赋能红色研学 探究新四军纪念摆件浮力原理
盐城是新四军重建军部的红色圣地,拥有新四军纪念馆、大铜马纪念塔等众多红色地标。为传承铁军精神,某校科技社团结合时事科创理念,开展红色科创小实验:制作新四军纪念实心摆件、悬浮纪念模型,探究浮沉条件与浮力应用知识。
社团同学制作了两种红色纪念器材,进行对比实验。器材一:实心铁军纪念摆件,重力为9N,体积为8×10-4m3;器材二:空心悬浮纪念模型,可自主调节内部配重,实现水中悬浮、漂浮状态切换。
同学们通过实验验证:物体浮沉由浮力与自身重力的大小关系决定,潜水艇、悬浮模型均通过改变自身重力实现浮沉,而轮船通过空心法增大排开液体体积增大浮力。本次科创实验将盐城红色文化、校园科创活动与物理浮力知识结合,是初中物理生活化、情境化考查的典型题型。实验全程在标准清水中进行,清水密度1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(1) 阿基米德原理的核心内容:浸在液体中的物体所受浮力等于________;其计算公式为________。
(2) 实心铁军纪念摆件完全浸没在清水中时,受到的浮力为________N;该摆件静止时处于________状态。(选填“漂浮”“悬浮”“沉底”)
(3) 悬浮纪念模型在水中悬浮时,浮力________自身重力,模型的平均密度________清水密度。(选填“大于”“等于”“小于”)
(4) 下列生活、科技设备中,利用“改变自身重力”实现浮沉的是( )
A. 漂浮的树叶 B. 潜水艇 C. 轮船 D. 密度计
(5) 若向盛水容器中缓慢加入食盐,搅拌均匀后,沉底的纪念摆件受到的浮力________,容器底部受到的液体压强________。(选填“变大”“变小”“不变”)
【答案】(1) 物体排开液体的重力;F浮=G排=ρ液gV排 (2) 8;沉底 (3) 等于;等于 (4) B
(5) 变大;变大
【解析】(1) 阿基米德原理是浮力核心定理,内容为浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开液体所受的重力,通用计算公式为F浮=G排=ρ液gV排 。(2) 摆件完全浸没,V排=V物=8×10-4m3,浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N;摆件重力9N,F浮<G,物体静止时沉底。(3) 物体悬浮的两大条件:受力平衡上,浮力等于物体自身重力;密度关系上,物体平均密度等于液体密度。(4) 潜水艇通过充水、排水改变自身重力实现浮沉;轮船、密度计、漂浮树叶均依靠漂浮条件工作,浮力始终等于重力,ACD错误,B正确。(5)加盐后液体密度变大,摆件仍沉底、V排不变,浮力变大;液体密度增大,液面高度不变,根据p=ρ液gh,容器底部受到的液体压强变大。
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