内容正文:
课时18 阿基米德原理 浮沉条件
知识结构导图
1.(1)①F浮<G物 ②F浮=G物 ③F浮>G物
(2)①ρ液<ρ物 ②ρ液=ρ物 ③ρ液>ρ物
2.排开水的体积 等于
3.不变 自身重力
4.自身体积 浮力 小
5.液体密度 漂浮
实验探究突破
核心考点
3.实验步骤
探究1:物体所受浮力的测量
G-F
探究2:物体排开液体所受重力的测量
G2-G1
针对训练
例题 (2)2 (3)等于 (4)变深 3
(5)内外液面相平 此时浮力等于内部液体的重力
高频考点突破
1.B
2.甲、丙 乙、丁 等于
3.C 4.D 5.B 6.A
7.C
8.1.2×107 上浮 变小
9.= <
10.6.25×107 不变 1×108
11.A 12.B 13.D
14.= 1.2×103
15.(1)体积 质量 (2) (3)不变
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课时18 阿基米德原理 浮沉条件
课标要求
1.知道阿基米德原理。
2.能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。
知识结构导图
实验探究突破
实验18 探究浮力大小与排开液体重力大小关系
核心考点
1.主要实验器材:弹簧测力计、物体(ρ物>ρ液)、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:差值法。
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(图甲),再把物体浸没在液体中,读出弹簧测力计的示数F(图乙),则浮力的大小F浮= 。
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G1(图丁),再用弹簧测力计测出小桶和排开液体的总重力G2(图丙),则排开液体的重力G液= 。
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。
【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的重力,用公式表示为F浮=G排。
【交流与讨论】
1.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的浮力大于排开的液体所受重力的错误结论。
2.实验中换用大小不同的物体,不同的液体,进行多次测量,是为了使实验结论更具有普遍性。
针对训练
例题 如图所示是小致同学“探究阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
次数
1
2
3
4
桶A与沙子
的总重力/N
2.4
2.8
3.2
3.4
桶B与水
的总重力/N
4
4.4
4.6
5
(1)小致按图甲、乙、丙、丁进行实验操作;
(2)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示,此时空桶A受到的浮力为 N;
(3)测出桶B和流出水的总重力,如图丁所示,可知桶A排开水的重力 (选填“大于”“等于”或“小于”)桶A受到的浮力;
(4)接着小致同学往桶A中加入沙子重复进行实验,观察到随着加入沙子越来越多,桶A浸入水中的深度(桶A没有被浸没) (选填“变深”“不变”或“变浅”),得到4组数据表格,其中有明显错误的是第 次;
(5)如图戊所示,一只薄塑料袋(重力忽略不计)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛水的塑料袋所受重力的大小,再将它逐渐浸入水中,当 时,观察到测力计的示数为零,原因是 。
高频考点突破
考
点
1
探究阿基米德原理
1.在探究阿基米德原理的实验中,有以下四步实验操作,最合理的实验顺序是( )
A.甲→乙→丙→丁
B.丙→甲→丁→乙
C.甲→丙→乙→丁
D.丁→丙→乙→甲
2.为了探究“浸在液体中的物体所受浮力的大小跟它排开液体所受重力的关系”,某同学进行了如图所示的实验:由 两图可得石块受到的浮力,由 两图可得排开液体所受的重力;选用其他液体多次实验后,可得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小 它排开的液体所受的重力(选填“大于”“小于”或“等于”)。
考点知识链接
考
点
2
物体的浮沉条件
3.(2026·广东韶关一模)如图是我国自主研制建造的052B型驱逐舰首舰“广州舰”。该舰在海上航行的过程中,发射导弹后( )
A.受到的浮力大于它自身受到的重力
B.受到的浮力不变
C.受到的浮力变小
D.会下沉一些
4.(2026·广东韶关二模)如图所示,将杨梅放入装有水的玻璃杯中,杨梅恰能下沉到杯底。下列操作可能使杨梅漂浮的是( )
A.增加杯中的水 B.减少杯中的水
C.向杯中加酒精 D.向杯中加盐
5.(2026·广东东莞三模)如图将水稻种子倒入一定密度的盐水中,漂浮的是次种,沉底的就是良种,这种方法叫作盐水选种。下列说法正确的是( )
A.沉底的良种不受浮力
B.沉底的良种所受浮力小于自身重力
C.漂浮的次种所受浮力大于自身重力
D.次种的密度等于盐水的密度
6.(2026·广东清远二模)小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面不动,如图,下列说法正确的是( )
A.茄子受到的浮力和它的重力一样大
B.茄子受到的浮力比它的重力小
C.茄子受到的浮力比它的重力大
D.茄子的平均密度比水大
7.(2026·广东广州三模)现有甲、乙、丙三个实心小球,测得其质量体积图像如图。(已知g取10 N/kg,ρ水=1×103 kg/m3),下列说法正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙
B.当丙球完全浸入水中时,所受的浮力为0.03 N
C.丙球放入水中最终会沉底
D.甲、乙两球放入水中静止后浮力大小相等
8.(2026·广东东莞三模)福建舰是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,排水量为1.2×107 kg。当满载的福建舰匀速航行在东海时,它排开海水的质量为 kg;舰载机飞离福建舰时,舰艇会 (选填“上浮”或“下沉”)一些,其受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.(2025·四川眉山)物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时液面相平如图所示,密度计在液体中受到浮力F甲 F乙,液体对杯底的压强p甲 p乙。(均选填“<”“=”或“>”)
10.(2025·广东模拟预测)“探索一号”科考船搭载“奋斗者”号载人潜水器执行载人深潜科考任务。“探索一号”的排水量是6 250 t,当它满载时受到的浮力是 N;如图,某次作业时“奋斗者”号由海面下的A位置下潜到B位置,此过程它所受浮力大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”),“奋斗者”号最大下潜深度达 10 909 m,当到达水下10 000 m时,它受到海水的压强是 Pa。(ρ海水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
考点知识链接
判断物体浮沉的条件:通常情况下,判断物体的浮沉有两种方法:一是根据力的关系来判断,即根据浮力和重力的大小关系,结合浮沉条件来判断;二是根据实心物体密度与液体密度的关系来判断。
判断方法
比较F浮和G物
比较ρ液和ρ物
上浮
F浮>G物
ρ液>ρ物
悬浮
F浮=G物
ρ液=ρ物
下沉
F浮<G物
ρ液<ρ物
考
点
3
阿基米德原理(综合应用)
11.(2026·四川达州)小红在阳台种了几株番茄苗,番茄成熟后,她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止,释放后发现番茄在水中下沉,在盐水中上浮。下列说法正确的是( )
A.番茄密度比水大
B.番茄在水中受到的浮力较大
C.番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水的重力
D.将番茄露出盐水部分切去,盐水对容器底部的压强将增大
12.(2026·四川眉山)水平桌面上的甲、乙两个相同圆柱形容器,内装不同液体。将两个相同小球分别放入甲、乙两容器中,小球静止时如图所示。若两容器底部所受液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.两容器中的液体密度相等
B.两容器所装液体的质量相等
C.甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
D.甲容器中小球所受浮力大于乙容器中小球所受浮力
13.(2026·山东烟台)如图所示,小明洗碗时发现,向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深度越来越大,当水量增加到一定程度时,碗浸没水中,直至沉底。假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则下列关于碗受到的浮力随时间变化规律的图像可能是( )
A B C D
14.(2025·黑龙江绥化)如图,一长方体物块漂浮在水面上时,物块露出水面的体积是总体积的,当它漂浮在另一液面上时,浸入液体的体积是总体积的。水和液体对物块下表面的压强分别为p1和p2,则p1 p2(选填“>”“=”或“<”)。杯中液体的密度是 kg/m3。(物块质量分布均匀,且不吸水和另一液体)
考点知识链接
此类型题通常根据对象所处状态,根据力和运动状态关系来比较判断浮力大小,再根据F浮=ρ液gV排展开,来判断液体密度或排开液体体积,而排开液体体积又与液面高度变化有关,从而将液体压强公式关联在一起进行综合判断。
省考新趋演练
15.(2025·山东烟台)橡皮泥可以被捏成各种形状,深受同学们喜欢。学习了力学知识后,小红利用家中的量杯、茶壶和垫块,测出了橡皮泥的密度。已知橡皮泥的密度大于水的密度(橡皮泥的吸水忽略不计),操作过程如下:
①如图,把茶壶的一侧垫起并装满水,将橡皮泥轻轻放入茶壶中,用量杯接住溢出的水;
②倒掉量杯中的水,从茶壶中取出橡皮泥,将量杯和橡皮泥擦干;
③把茶壶重新加满水,将橡皮泥捏成空心碗放入壶中,让其浮在水面上,用量杯接住溢出的水。
(1)操作①是为了获得橡皮泥的 ,操作③是为了获得橡皮泥的 ;
(2)假设操作①量杯中水的体积为V1,操作③量杯中水的体积为V2,水的密度为ρ0,请写出橡皮泥密度的表达式ρ= ;
(3)如果操作③中茶壶里的水有少量进入橡皮泥捏成的空心碗中,则橡皮泥密度的测量结果 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
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