暑假攻略2020夏八年级物理核心素养特色专题专题十应用浮力测量密度的方法课时作业
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初中物理学习材料利用浮力测量密度专题复习目标:1.能熟练运用三种基本方法(称重法、阿基米德原理、漂浮、悬浮特点)进行简单的计算(求浮力、浸入液体的体积、固体的密度、液体的密度等)。
2.能利用浮力的有关知识设计实验测量固体的密度(ρ>ρ水、ρ<ρ水)和液体的密度。
教学流程:一、引入思考(出示幻灯片或演示实验):在家庭实验室中,小明把鸡蛋放入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底如图甲;向杯中加盐,鸡蛋悬浮如图乙;再加盐鸡蛋漂浮如图丙.三种情况下,鸡蛋的密度和液体密度的关系的是:甲:乙:丙:如果想知道鸡蛋的密度或者液体的密度具体是多少,你能想出测量的方法吗?二、出示复习目标(通过幻灯片出示)三、班内交流展示上节作业1、先在小组内交流基础训练上的错题,仍然还没有解决的问题,请其他小组帮助解答,老师在巡回指导过程中适当地进行点拨。
2、一生板书上节作业中的拓展提升题。
四、老师针对板书让生评价,进行典题引导,点拨深化。
例题:如图,为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系,某同学进行了实验:(1)图B中用细线将合金块挂在弹簧测力计下,测出它的__大小;(2)将合金块浸入装满水的溢水杯中如图C,合金块所受浮力是__N;(3)比较图C和图D可知,合金块在水中所受浮力与浸没的__无关;(4)该同学做完实验总结出规律后,计算合金块的体积是多少?密度是多少?(请写出计算过程)追问:如果在例题中追加一步,将合金块浸没在某种液体中,弹簧测力计的示数为1.6N,则该种液体的密度是多少?然后归纳总结利用浮力测量固体和液体密度的方法。
五、变式训练:1、(2014•天津)小亮想测出小木块(密度比水的小,表面经处理后不吸水)的密度.除了此木块,老师还给他提供了如下器材:与木块体积相同的铜块,足够大的量筒和足量的水(已知水的密度为ρ).请你仅利用上述器材帮他设计测量这个木块密度的实验方案,要求:水(1)写出实验步骤及所需测量的物理量;(2)写出木块密度的数学表达式(用已知量和测量量表示).2.(2014•十堰)如图甲是“探究浮力大小”的实验过程示意图.(1)实验步骤C和D可以探究浮力大小与的关系,步骤B和可以测出物块浸没在水中时受到的浮力F浮,步骤A和可以测出物块排开的水所受重力G排;比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物体排开的水所受重力的关系.(2)图乙是物块缓慢浸入水中时,弹簧测力计示数F随浸入深度h变化的关系图象.分析图象,可得关于浮力大小的初步结论①物块浸没前,,物块所受的浮力越大;②物块浸没后,所受的浮力大小与无关.(3)此物块的密度是g/cm3.六、达标检测1.(2014•泰安)如图所示是中国航母“辽宁号”训练时舰载飞机飞行的图片。
利用浮力测密度方法浮力测密度方法是一种常用的实验方法,用于测量物体的密度。
它利用浮力原理,通过浸入液体中的物体所受到的浮力大小来推算出物体的密度。
首先,我们需要明确一些基本的物理概念。
密度是物体单位体积的质量,通常用公式ρ= m/V 表示,其中ρ代表密度,m代表物体质量,V代表物体体积。
根据阿基米德原理,当一个物体完全或者部分浸入液体中时,所承受的浮力等于所排开的液体的重量。
而液体的重量就是液体质量m乘以重力加速度g。
可以得出公式F = mg,其中F代表浮力,m代表液体的质量,g代表重力加速度。
根据浮力测密度方法,我们可以通过测量物体在液体中的浮力和物体质量来计算物体的密度。
具体的实验步骤如下:1. 准备实验材料:一个容器、秤、液体(通常选择水作为液体),需要测量密度的物体。
2. 将容器充满液体,确保液面平整。
3. 使用秤称量物体的质量。
4. 将物体缓慢地放入液体中,注意不要产生液体的剧烈波动。
5. 观察物体在液体中的状态,如果物体完全浸入液体中,可以直接读取液面上的浸液体秤量,并记录。
6. 如果物体只有部分浸入液体中,需要额外进行一些测量。
首先测量液体的总体秤量,然后将物体完全浸入液体中,再次测量液体的体秤量。
通过两次测量结果的差值,即可得到物体在液体中的浸液体秤量值。
7. 根据浮力原理,浮力大小等于物体排开液体的质量。
利用已知物体质量和浸液体秤量值,可以计算出物体在液体中所受到的浮力。
8. 根据物体在液体中所受到的浮力和物体自身质量,可以计算出物体的体积。
9. 最后,将物体质量除以物体体积,即可得到物体的密度。
需要注意的是,这种测密度方法只适用于那些可以在液体中浸入且不溶解或者不吸收液体的固体物体。
对于可溶性物质或者多孔的物体,需要采用其他测密度方法。
浮力测密度方法在科学研究和工程实践中非常常见,可以用于测量各种固体的密度,从金属到塑料,从岩石到建材等等。
它具有简单、直观、准确的特点,能够满足大部分实验和应用的需求。
利用浮力的特点测密度教学目标∙了解利用浮力测密度在中考中的重要性∙结合浮力的应用解决解决各种利用漂浮特点测密度∙提高学生综合分析解决问题的能力学情分析∙学生已有分析计算浮力的知识基础∙理解对一些利用天平、量筒测密度的方法已经熟悉∙了浮力应用中的轮船问题、密度计问题,能够分析其利用漂浮的本质重点难点将漂浮特点应用于测密度教学过程活动一历年中考力学实验出示表格,分析近几年力学中考方向,使学生了解中考中测密度的重要性活动二建立漂浮模型,分析得出启示一例1:一木块漂浮于水中∙画出木块的受力情况,找到平衡关系。
∙根据漂浮的条件及阿基米德原理可以得到物体漂浮时有什么特点?(启示一:物体漂浮时,物体的质量等于其漂浮时排开液体的质量。
即m = m排)活动三利用启示一进行知识迁移1、测量橡皮泥的密度器材:量筒、烧杯、水要求:1、用画图形式表示实验步骤,测量的物理量用字母标注2、写出表达式的推导过程及最后结果。
活动四利用上题知识,深入思考借助漂浮工具测密度提出问题:若在上题中加入小金属球,怎么测金属球的密度?并让学生在已有思路的基础上进一步计算金属球的密度接下来通过练习,进一步讨论哪些物体可以作为漂浮工具活动五在已学会漂浮测密度的前提下,将量筒换成刻度尺测密度测量正方体蜡块的密度器材:刻度尺、大烧杯、蜡块、足够的水要求:1、设计完成实验步骤,2、写出表达式活动六建立轮船模型,分析得到启示二例2、一艘轮船从海里驶入河里,浮力大小和排开的体积如何变化?通过分析得到启示二启示二(同一物体漂浮在不同液体时:F浮1 = F浮2 ρ液1 g V排1 = ρ液2 g V排2即m排1= m排2)活动七对比轮船模型测液体密度测液体密度器材:小木块、量筒、水、待测液体仿照轮船从海里驶入河里进行解题,进一步理解启示二活动八 2、小明自制土密度计并测定盐水的密度。
实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤:①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计。
专题九称重法测量浮力【考点梳理】称重法测量浮力原理:通过二次拉力求差值的方法求得物体所受的浮力。
考点剖析:已知条件:在此类题型中,一般给定的是水或已知密度的液体,且物体在液体中处于浸没状态,实验可得物体的重力G 和浸没在液体中时弹簧测力计的示数F 。
待求量:求解物体所受浮力、物体体积、物体的密度等物理量,也可用于测量未知液体的密度。
题型一般有文字叙述题和图像题两种。
1.称重法求浮力:拉浮F G F -=2.称重法求物体体积:gF V V 水浮排物ρ== 3.称重法求物体密度:FG G -=水物ρρ1.如图弹簧测力计下悬挂一物体,当物体三分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N ,当物体二分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为 3N ,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力和该物体的密度分别为(ρ 水=1×310kg/3m ,g =10N/kg )()A .9N ,0.75×103kg/m 3B .9N ,0.8×103kg/m 3C .8N ,0.75×103kg/m 3D .8N ,0.8×103kg/m 32.如图所示,烧杯内盛有某种液体,把体积为1×10﹣4m 3的铝块用细线系在弹簧测力计下浸没在液体中,静止时弹簧测力计的示数为1.5N ,已知铝的密度为2.7×103kg/m 3。
则铝块在液体中受到的浮力等于_____N ,铝块的重力为____N ,液体的密度为_____kg/m 3。
GF水ρ3.弹簧测力计下挂着一重为12N的实心小球,小球浸没在水中并静止时,弹簧测力计示数为7N.此时小球受到的浮力是_____N,其密度是______kg/m3.(g=l0N/kg)4.某同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”实验中,他猜想浮力大小与液体的密度、物体排开液体的体积和物体在液体中的深度有关:(1)在“探究浮力大小与物体在液体中深度是否有关”实验中,用弹簧测力计将一铁块分别浸没在水中的不同深度,观察到:______现象,从而得出浮力大小与物体在液体中的深度无关的结论;(2)在探究“浮力大小与物体排开液体的体积是否有关”实验中,记录的实验信息如下表:实验次数液体密度ρ物体在液体中的深度h物体排开液体的体积V排物体的重力G/N弹簧测力计的示数F示/N物体受到的浮力F浮/N1相同相同小109.2 0.82 中8.4 1.63 大7.5 2.5①根据表中信息可得出的探究结论是:_________;②进一步分析数据,提取信息可以得出浮力大小与物体排开液体的体积的关系是:_______;(3)在“探究浮力大小与液体密度的关系”时,三次实验现象如图所示。
专题十二浮力中隐含“浮沉条件”类题型剖析【考点梳理】读懂浮力中的“静止"。
在浮力部分有一类题型,没有直接告诉物体在液体中的浮沉状态,只是笼统的告诉物体处于“静止状态",这种情况下学生想当然就会错把物体的体积当做是排开液体的体积,采用阿基米德原理计算浮力大小,这是一种错误的计算方法。
浮力部分,对所有题型的计算,都要先明确物体在液体中的浮沉状态,再选择相应的计算方法进行计算.判断物体浮沉状态的方法:1。
根据物ρ和液ρ之间的关系判断物体的浮沉状态;2.根据物V和排V之间的关系判断物体的浮沉状态;3。
根据浮F和物G之间的关系判断物体的浮沉状态。
【典例赏析】1.将质量是200g的物体缓缓浸没在原盛满水的杯子中后,溢出160g的水,放手后,则物体最终会()A。
沉入水底 B.漂浮在水面C。
悬浮在水中D.无法判断2.小竹将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了100cm3的水,则物体(g取10N/kg)( )A。
漂浮在水面上B.悬浮在水中C.沉在溢水杯底部D。
受到1。
2 N的浮力3.质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ甲:ρ乙=3:2,将它们都放入水中,静止时两球受到的浮力之比为F甲:F乙=4:5,则乙球的密度为( )A。
2ρ水/3 B.3ρ水/4 C.5ρ水/ 6 D。
4ρ水/54。
质量相等的甲、乙两个物体,它们的密度之比是2:1,将甲放入水中,乙放入酒精(ρ=0。
8ⅹ103kg/m3)中静止时,它们受到的浮力之比为2:3,则甲物体的密度是()A.0。
6ⅹ103kg/m3B。
0。
8ⅹ103kg/m3C.1.2ⅹ103kg/m3D.1。
5ⅹ103kg/m35。
如图所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯,甲杯中装满水,乙杯中装满酒精.将两个完全相同的小球分别放入溢水杯中,甲杯溢出0。
9N的水,乙杯溢出0。
8N的酒精。
下列说法正确的是()(酒精的密度为0.8×103kg/m3)A.小球在甲杯中受浮力,在乙杯中不受浮力B。
专题十应用浮力测量密度的方法
【考点梳理】
▲题型一称重法测量物体的密度
如图1,用弹簧测力计测两次,第一次在空气中,第二次在液体中,两次的差即为浮力大小。
物体未接触水面时,对物体受力分析:物体在竖直方向受到重力和弹簧测力计的拉力保持平衡,因此:
G F =1
当物体浸没于水中后,弹簧测力计的示数为F ,物体在竖直方向受到重力,拉力和浮力的作用保持平衡,对物体进行受力分析:
G F F =+浮
由此得到:F G F -=浮
图 1 图 2
注意:前提是此物体密度比液体密度大,否则无法垂入液体中;物体进入液体时,不能触底,也不能碰壁。
如果物体密度比水小(比如木块),还想测它完全浸没时的浮力,那么,可以用一个密度比较大的物体把木块拖下水。
如图2。
则木块完全浸没所受的浮力为:
21F F G F -+=浮
想一想:如果我们用双簧法测得的浮力,是完全浸没在水中的浮力,而水的密度又已知,那么我们可不可以计算出物体的密度呢?
分析:根据公式排水浮gV F ρ=可知,g
F V 水浮
排ρ=
, 当物体完全浸没在水中时,排物V V =,因此g
F V 水浮
物ρ=
, 又根据公式
浮水
物浮水
水浮物ρρρF G F mg g
F m V m ====
ρ,因此水浮
物ρρF G =,即可求出物体的密度。
课时作业
1.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()
A .金属块在水中受到的浮力是0.6N
B .金属块的体积是6×10﹣5m 3
C .液体的密度是1.05×103kg/m 3
D .金属的密度是6.9×103kg/m 3
2.弹簧测力计下悬挂一个0.32kg 的重物,把重物完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数如图所示,(g 取10N/kg )。
(1)弹簧测力计的示数为_____N 。
(2)重物完全浸没在水中时受到的浮力为_____N 。
(3)重物的密度为_____kg/m 3。
3.小红利用一个已经调零弹簧测力计、系着细线的石块、一个烧杯和适量的水,设计了如下方案测量待测液体的密度。
图甲、乙、丙是小红正确测量过程的示意图。
石块保持静止时
弹簧测力计的示数分别为F1=3N,F2=2N和F3=2.2N,已知水的密度为ρ水。
(1)根据测量的物理量可知石块浸没在水中时,受到的浮力大小为____N。
(2)根据测量的物理量和已知量,可知石块的密度ρ石=________kg/m3。
(3)根据测量的物理量和已知量,可知待测液体的密度ρ液=________kg/m3。
4.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是2.7N.当把零件浸没在水中时,弹簧测力计的示数是1.7N.现把该零件浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数是1.9N,求:(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F浮
(2)该金属零件的密度ρ金;
(3)另一种液体的密度ρ液
5.边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时,有2
5
的体积露出水面,如图甲所示。
将
木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重2N的石块,静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。
取g=10N/kg,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。
求:
(1)图甲中木块受的浮力大小;
(2)图甲中木块的重力;
(3)图乙中液体的密度。
参考答案
1.【答案】D
【解析】A .金属块在水中受到的浮力是:
F 浮水=
G ﹣F 示1=4.74N ﹣4.14N =0.6N ,
故A 正确,不符合题意;
B .由F 浮=ρ水gV 排知道,金属块的体积是:
53
33
0.6N =610m 110kg/m F V V g ρ-=⨯⨯浮排水水==
故B 正确,不符合题意;
C .由于金属块浸没液体中排开液体的体积是V 排=V =6×10﹣5m 3,所以,金属块受到液体的浮力是:
F 浮液=
G ﹣F 示2=4.74N ﹣4.11N =0.63N ,
由F 浮=ρ液gV 排知道,液体的密度是:
33
53
0.63N =
= 1.0510kg/m 10N/kg 610m F gV ρ-=⨯⨯⨯浮液排, 故C 正确,不符合题意;
D .由G=mg 知道,金属块的质量是:
4.74N =0.47kg 10N/kg
G m g =
= 由=
m
V
ρ知道,金属的密度是: 33
530.474kg =
==7.910kg/m 610m
m V ρ-⨯⨯金 故D 错误,符合题意。
2.【答案】2.40.84×103
【解析】(1)如图测力计,每1N 之间一共分出了5个小格,所以每个小格,即它的分度值0.2N ,弹簧测力计的示数为2.4N ; (2)物体的重力为:
;
根据称重法测量浮力的原理知,重物完全浸没在水中时受到的浮力为:
;
(3)根据可得:
重物的体积为:
重物的密度为:。
3.【答案】1 3×103 0.8×103
【解析】(1)由甲、乙两图可知,石块浸没在水中受到的浮力:F 浮=F 1-F 2=3N-2N=1N ; (2)石块的质量:m ==,
石块的体积:V 石=V 排水=,
石块的密度:ρ石===ρ水=×1×103kg/m 3=3×103kg/m 3;
(3)石块在液体中受到的浮力:F ′浮= F 1- F 3=ρ液gV 排, 待测液体的密度:ρ液=
=
=
×ρ水=
×1×103
kg/m 3
=0.8×103
kg/m 3
.
4.【答案】(1)1N ;(2)2.7×103kg/m 3;(3)0.8×103kg/m 3.
【解析】(1)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是2.7N ,即物体的重为2.7N ,浸没在水中时,弹簧测力计的示数是1.7N .根据称重法测量浮力的原理得浮力为:
2.7N 1.7N 1N F G F 示浮﹣﹣===;
(2)根据F gV ρ=浮液排得零件和体积为:
-43
331N =
==10m 1.010kg/m 10N/kg
F V V g ρ=⨯⨯浮排水 根据
G Vg ρ=得零件的密度为:
33-432.7N 2.710kg/m 10m 10N/kg
G Vg ρ=
==⨯⨯; (3)把该零件浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数是1.9N ,根据称重法测量浮力的原理得此时的浮力又为:
' 2.7N 1.9N 0.8N F G F '===示浮﹣﹣
根据F gV ρ=浮液排得另一种液体的密度为:
33-43
0.8N 0.810kg/m 10N/kg 10m
F gV ρ'===⨯⨯浮液排. 5.【答案】(1)6N (2)6N (3)0.8×103kg/m 3
【解析】(1)由阿基米德原理可得:F 浮=ρ水V 排g =1.0×103kg/m 3×(0.1m )3×(12
5
-)×10N/kg=6N;
(2)因为木块漂浮,F 浮水=G =6N ,可得木块重力:G =6N (3)木块的重力:G =6N ,
木块表面上放一重2N 的石块,当它静止时,F '浮=G 总,即ρ液V 木g =G +G 石, 液体的密度:()
33
3
6N 2N ==0.810kg/m 10N/kg 0.1m G G gV ρ++=⨯⨯石液木。