沪粤版八年级物理下册同步练习:9.2阿基米德原理 第二课时
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9.2阿基米德原理知识点1探究浮力的大小1.(2017·北京海淀二模)下图是探究浮力大小的实验步骤示意图,依次读出甲、乙、丙、丁图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。
(1)由甲、乙两图弹簧测力计的示数可以求出石块受到的浮力F浮=F1-F2;(用测量量表示)(2)若F1、F2、F3、F4之间满足关系:F1-F2=F4-F3,则可探究出浮力的大小。
2.(2017·广东深圳模拟)图示是小新同学验证阿基米德原理的一个实验过程图:(1)如果是你做这个实验,为了减小误差,则图中的操作步骤顺序为DABC或ADBC。
(2)图中A、B两个步骤是为了测量浮力的大小。
(3)下表是小新同学实验时设计的表格及填写的实验数据:(4)小新同学在进行数据分析时,发现第二次实验数据与其他两次反映的规律不相符,为了得到结论,他将第二次实验中G1的数据改为1.1 N,G排的数据改为0.5 N。
你认为小新的做法是错(选填“对”或“错”)的,理由是不能为了得出结论而去改动数据。
知识点2阿基米德原理3.导学号03034077(2017·上海松江二模)如图所示,将重力为20 N的物体浸没在水中,物体排开水的体积为2×10-3 m3,则物体受到的浮力为19.6 N;增大物体在水中的深度,它受到的浮力将不变(选填“变大”“不变”或“变小”)。
4.(2017·湖南祁阳三模)将一重为80 N的物体,放入一盛满水的溢水杯中,从杯中溢出了30 N的水,则物体受到的浮力是(B)A.80 NB.30 NC.50 ND.110 N5.(2017·云南中考)潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力(B)A.逐渐增大B.逐渐减小C.始终不变D.先增大后不变6.(2016·广东河源)如图所示,用吊车将棱长为1 m的正方体花岗岩从距水面1 m高的A处沿竖直方向匀速放入水中。
在整个过程中,钢缆拉力大小与下落高度的关系如图乙所示。
9.2“阿基米德原理”知识归纳练习题1影响浮力大小的因素1.如图所示,把挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降高度h关系的图像是()2.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明提出如下猜想:猜想1:浮力的大小可能与液体密度有关;猜想2:浮力的大小可能与物体重力有关;猜想3:浮力的大小可能与物体形状有关;猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)如图所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。
这个事实可以支持以上猜想(填数字)。
(2)为了研究猜想1和猜想2,小明使用体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4 N、4.5 N和5 N,然后进行如图所示的实验。
①在序号a的实验中,物体所受的浮力为N。
②比较、、e三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。
③进一步分析可知,在其他条件相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越(选填“大”或“小”)。
④比较a、b、c三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力(选填“有”或“无”)关。
(3)为了研究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验,由此小明得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。
小珍认为该结论不可靠,主要原因是。
2阿基米德原理3.将一个重为10 N的物体放入一装满水的溢水杯中,从杯中溢出3 N的水,则物体在水中受到的浮力大小为()A.10 NB.3 NC.13 ND.7 N4.将一个重为1 N的物体放入一盛有水但不满的烧杯中,从杯中溢出了0.6 N的水,则物体受到的浮力()A.等于1 NB.等于0.6 NC.一定大于0.6 ND.无法确定5.(2020黔南州)如图所示,重为5 N、体积为0.2×10-3 m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是N, 静止时弹簧测力计的示数是N。
沪科版八年级全一册物理同步练习:9.2《阿基米德原理》学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.甲、乙、丙、丁是四个体积相同、形状相同而材料不同的物体,把它们投入到水中静止后的情况如图所示,它们中所受浮力最小的是A.甲B.乙C.丙D.丁2.用钓鱼竿钓鱼时,鱼钩已经钩住了鱼,鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了,对钓鱼过程的下列几种解释错误的是( )A.鱼离开水以后,失去了水的浮力,使人感觉鱼变“重”了B.鱼离开水以后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变“重”了C.鱼离开水以后,钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大D.鱼露出水面之前,受到的浮力不变3.如图所示,把铁块放在空容器中,沿容器壁缓慢向容器中加水至图示处.加水过程中,铁块受到浮力作用.则在加水的过程中,容器底对铁块的支持力F 与时间t 的关系图象是A.B.C.D.4.“094型”潜艇是我国自行研制的新一代潜艇,当它从深海中上浮而未露出水面的过程中,它受到海水的()A.压强减小,浮力不变B.压强和浮力都不变C.压强减小,浮力减小D.压强增大,浮力增大二、填空题5.体积为2×10-3 m3的金属块浸没在水中,受到浮力的大小为_____,方向竖直向_____.距水面0.1米深处水的压强为_____.6.如图所示,金属块所受的浮力为________ N,金属块的质量是_________kg,金属块的体积是__________m3,金属块的密度为________.(g取10 N/kg)三、实验题7.在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图所示的装置,将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中,为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积.他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积.实验数据记录在表中.(1)分析表中数据,实验所用物体的重力为_________N,第一次实验中物体所受的浮力F浮=___________N.(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可初步得出结论:当液体的种类相同时,排开液体的体积越__________,浸在液体中的物体受到的浮力越大;分析比较实验序号___________可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大.(3)请你计算出第一次实验中物体排开的水受到的重力G排=__________N.通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系,还可以验证_______________原理.(4)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是______ (选填字母序号).A.寻找普遍规律B.取平均值减小误差(5)实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越_________.于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5 N的物块,如图甲所示.当他把物块浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的读数为0.5 N,他就在0.5 N处对应标上1.0 g/cm3的字样;当他把物块浸没在酒精中时,如图丙所示,应该在弹簧测力计刻度盘的_________N处对应标上0.8 g/cm3字样,聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤.四、计算题8.【精品】7月26日6时12分,我国首台自主设计、自主集成的、体积约为50 m3的深海载人潜水器“蛟龙号”首次下潜至5 038.5 m,顺利完成本次5 000 m级海底试验主要任务,这就意味着“蛟龙号”可以到达全球超过70%的海底,可以完成多种复杂任务,包括通过摄像、照相对海底资源进行勘查,执行水下设备定点布放,海底电缆和管道检测等任务.“蛟龙号”下潜到5 000 m深处时,(已知海水的密度为1.03×103 kg/m3,g=10 N/ kg)求:(1)潜水器受到的海水的压强;(2)潜水器所受的浮力.参考答案1.A【详解】已知四个物体的体积相同,由图可知,四个物体排开水的体积关系为:V甲排<V乙排<V丙排=V,由F浮=ρ水V排g可知,四个物体受到的浮力关系为:F甲<F乙<F丙=F丁,即所受浮力最丁排小的是甲.2.B【解析】鱼在水中受到竖直向上的浮力和拉力,受到竖直向下的重力,钓鱼竿对鱼的拉力等于鱼的重力和浮力的差。
第九章浮力第二节阿基米德原理建议来认识,鸡蛋由静止到运动是浮力增大,而浮力增大又是由于加盐导致液体密度增大的结果.如教材P173图9-8、图9-9所示为观察物体浸在液体中的体积变化时,浮力是否发生变化的实验,教师要向学生讲明什么是物体浸入部分的体积、排开液体的体积.学点1 浮力的大小与哪些因素有关问题1:联系生活实际,思考并回答下列问题.(1)把矿泉水瓶慢慢压入水中,手有什么感觉?同时观察水面的变化?[答案] 手有被向上压的感觉,水面上升.(2)根据上述实验猜想浮力的大小可能跟什么因素有关?[答案] 浮力的大小可能跟排开水的体积有关.(3)结合日常生活经验,猜想浮力的大小还可能跟什么因素有关?[答案] 浮力的大小还可能跟液体的密度有关.问题2:如图9-2-1所示,把鸡蛋放入清水中,看到鸡蛋沉入水底,然后逐渐向清水中加盐,改变液体的密度,鸡蛋渐渐上浮,该实验说明了什么?图9-2-1[答案] 说明了浮力大小还跟液体的密度有关.问题3:实验探究:浮力的大小跟哪些因素有关?(1)如图9-2-2所示,在弹簧测力计下端挂一个圆柱体,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,观察弹簧测力计示数的变化情况,比较它受到的浮力大小.(2)把圆柱体全部浸没在浓盐水中,观察弹簧测力计示数的变化情况.图9-2-2通过实验完成下列内容:(1)圆柱体从位置1→2→3的过程中,弹簧测力计的示数__变小__,说明圆柱体受到的浮力__变大__(均选填“变大”“变小”或“不变”);这说明浮力的大小跟__排开液体的体积__有关.(2)从位置3→4的过程中,弹簧测力计的示数__不变__,这说明圆柱体受到的浮力__不变__(均选填“变大”“变小”或“不变”).这说明浮力的大小跟__深度__无关.(3)圆柱体从全部浸入水中到全部浸入浓盐水中,弹簧测力计的示数__变小__,这说明圆柱体受到的浮力__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”);这说明浮力的大小还跟液体的__密度__有关.总结:物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的__密度__有关,还与物体排开液体的__体积__有关,而与浸没在液体中的__深度__无关.学点2 阿基米德原理猜想与假设:根据前面的实验可知:物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关,还与物体排开液体的体积有关,由此,你认为浮力的大小与物体排开液体的重力有什么关系呢?制订计划与设计实验:讨论思考:①浮力大小如何测量?②为什么要收集溢出的水?怎样使收集的水恰为排开的水?③用什么样的容器接水?如何测排开的水重?④怎样安排实验顺序最为合理,为什么?图9-2-3[答案] ①浮力的大小可用“称重法”测量,即用物体在空气中的重减去在水中弹簧测力计示数为浮力的大小.②收集的水为排开的水.把溢水杯调整至刚好能溢出水来的状态,那么收集到的水恰为排开的水.③先测小烧杯的重,再测小烧杯和排开水的重,二者之差即为排开的水重.④按照如图所示的顺序即可,有助于减小误差.进行实验与收集证据:按照上图的实验步骤进行实验,并将实验所收集到的数据记录在下表中.研究对象石块重G石/N空杯重G杯/N石块浸入水中时弹簧测力计的杯、水总重G总/N浮力的大小F浮/N排开水所受的重力G排/N[答案] 物体受到的浮力等于排开的水所受的重力.得出结论:①浸入液体中的物体所受的浮力的大小__等于__物体排开的液体所受重力的大小.这就是著名的阿基米德原理.②浮力用F浮表示,物体排开的液体的重力用G排表示,则阿基米德原理可用公式表示为:__F浮=G排__.如果液体的密度为ρ液,物体排开液体的体积为V排,则根据阿基米德原理可进一步写出浮力的表达式为:F 浮=__ρ液gV排__.。
第2节阿基米德原理1.将木块轻轻放入盛满水的容器中,木块漂浮在水面上,溢出的水重0.2N,则木块受到的浮力大小为()A.大于0.2N B.等于0.2N C.小于0.2N D.无法确定答案: B知识点:阿基米德原理解析:解答:容器盛满水,所以木块排开的水与溢出的水相同,其重力为0.2N,根据阿基米德原理,浮力就等于它排开的水的重力,因此,浮力也等于0.2N.故选B.分析:因为容器盛满水,因此,木块排开水的重力就是溢出的水重,再根据阿基米德原理可判断其浮力的大小.2. 某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验,如图是其中的一次实验情景.根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是()A.探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系B.说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积大小有关C.探究物体所受浮力大小与液体密度的关系D.验证阿基米德原理F浮=G排答案: C知识点:探究浮力大小的实验解析:解答:根据图示可以知道A物体都完全浸没在液体中,所以排开的液体体积相同,而一种液体是水.另一种是盐水,两个液体的密度不同,它们所受的浮力不同,所以该同学这次操作的目的是:探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系.故选C.分析:浮力的大小等于排开液体的重力,它与液体的密度及排开液体的体积有关.通过实验操作图示,根据控制变量法,找出相同量和不同量,即可知道研究的目的.3. 一个很薄的塑料袋装满水,袋口扎紧后挂在弹簧测力计下,读数是6N ,若使塑料袋体积的23浸在水中称,弹簧测力计的读数接近于( ) A .0N B .6N C .4N D .2N 答案: D知识点: 阿基米德原理 解析:解答 :6N 水的体积是:34336N g 1.010kg /m 10N /kg610ρV m G -⨯===⨯⨯分析:首先求出6N 水的体积,再根据阿基米德原理求出塑料袋浸入水时受到的浮力,然后根据F=G-F 浮求出弹簧测力计的示数.4. 跳水运动员入水的过程中,他所受浮力F 随深度h 变化的关系如图所示,其中正确的是( )A .B .C.D.答案: A知识点:阿基米德原理解析:解答:在运动员入水的过程中,排开水的体积V排先增大后不变,∵F浮=ρ水gV排,∴运动员受到的浮力先增大.后不变.故选A.分析:分两个过程分析:①全浸入水之前:运动员排开水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理分析受到的浮力变化情况;②全浸入水之后:运动员排开水的体积不变,根据阿基米德原理分析受到的浮力变化情况.5. 小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”,A是实心圆柱体,根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图象如图乙,从图乙可知()A.物体受到的重力为2NB.当物体浸没在水中时受到的浮力为2NC.该物体的密度为1.0×103kg/m3D.浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比答案: B知识点:阿基米德原理解析:解答:A.由图示图象可知,物体没有浸入液体时测力计示数为4N,则物体重力:G=4N,故A错误;分析:根据图示图象可知:物体没有浸入液体时测力计的示数为物体的重力;物体的重力与测力计示数之差是物体受到的浮力;根据物体受到的浮力,应用浮力公式可以求出物体的密度.6. 小华同学在探究“浮力的大小等于什么(阿基米德原理)”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧测力计的示数F1.F2.F3.F4之间的大小关系是()A.F2-F3=F4-F1 B.F1=F4F2=F3 C.F1=F2=F3=F4 D.上述结论都不正确答案:A知识点:阿基米德原理解析:解答:A.石块浸在水中,石块受到浮力作用,受到的浮力为F2-F3,石块浸在在水中,有F4-F1的水排出盛满水的烧杯.根据浸在液体中的物体受到向上的浮力作用,浮力大小等于物体排开液体受到的重力.所以F2-F3=F4-F1.选项正确.B.C.空桶中流入了水,空桶和水的重一定大于空桶的重,故F1<F4.石块浸在水中受到水的浮力作用,故F2>F3.选项B和C错误.D.由于选项A正确,所以选项D错误.故选A.分析:根据阿基米德原理进行判断:浸在液体中的物体受到向上的浮力作用,浮力大小等于物体排开液体受到的重力.7. 如图所示,悬吊的实心金属球缓慢浸没于倾斜的盛满水的大烧杯中,则从大烧杯溢出流入小烧杯中的水和此金属球的关系,下列说法正确的是()A.两者体积相等,小烧杯中水的质量较小B.两者体积相等,小烧杯中水的质量较大C.金属球受到的浮力小于小烧杯中水的重力D.金属球受到的浮力大于小烧杯中水的重力答案: A知识点:阿基米德原理解析:解答:(1)实心金属球浸没在水中,金属球的体积等于排开水的体积,所以金属球的体积等于溢出水的体积.金属球和溢出水的体积相等,实心金属球的密度大于水的密度,根据m=ρV,所以金属球的质量大于溢出水的质量.(2)金属球浸没在水中,金属球受到的浮力等于金属球排开水的重力,所以金属球受到的浮力等于小烧杯中水的重力.故选A.分析:(1)大烧杯内盛满水,当实心金属球浸没在水中时,盛满水的大烧杯中的水溢出,溢出水的体积等于金属块的体积.根据m=ρV,判断金属球和溢出水质量的大小.(2)根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力作用,浮力大小等于物体排开液体的重力.8. 小明是一位物理爱好者,他在学习浮力时,为了探究浮力与物体形状的关系,他设计了如下实验,他先将一橡皮泥捏成锥体,用细线挂在弹簧测力计下并浸没于水中,读出弹簧测力计的示数F1,再将橡皮泥捏成立方体,重复上述过程,并读出示数F2,请你猜想F1与F2的大小关系()A.F1=F2 B.F1<F2 C.F1>F2 D.条件不足,无法判断答案:A知识点:阿基米德原理解析:解答:探究浮力与物体形状的关系,需控制液体密度和排开液体的体积不变,所以要将橡皮泥浸没在水中,改变橡皮泥的形状,分别记下测力计的示数;比较两次测力计的示数,若相等,则与形状无关,若不相等,则与形状有关.实验证明:物体所受的浮力与物体形状无关.故选A.分析:根据F浮=ρ液gV排,所以要探究浮力与物体的形状的关系,需控制“液体密度”和“被物体排开的液体体积(物体体积)”两个因素不变,只改变橡皮泥的形状,根据F浮=G-F求出橡皮泥在不同形状下所受到的浮力,若浮力是相等的,说明浮力的大小和物体形状无关;若浮力不相等,说明浮力的大小和物体形状有关.C .该金属块重2ND .如果将该金属块完全浸没在酒精液体里,则它受到的浮力减小0.4N 答案: D知识点:阿基米德原理解析:解答:A.分析表格中的数据可知,当h 为0到6cm 时,金属块排开水的体积逐渐增大,因此,弹簧测力计的示数逐渐减小,而我们要研究金属块所受浮力与其浸没深度的关系,应选择在金属块完全浸没时,只改变深度的大小,故应比较6cm-14cm 时弹簧测力计的示数.从表中可以看出,在这一过程中,深度增大,弹簧测力计的示数不变,即浮力不变,故二者是无关的,故A 错误;B.该金属块的重力就是表中h=0时,测力计示数F 的大小,即G=8.15N .当h 为8cm 时,F=6.15N ,∴浮力F 浮=G-F 拉=8.15N-6.15N=2N ,即当h 是8cm 时,金属块受到的浮力是2N ,故B 错误;C.由B 分析可知,金属块的重力是8.15N ,故C 错误;D.∵F 浮=ρ水gV 排,∴金属块的体积34332N g 1.010kg /m 10N /kg210ρFV V m -===⨯⨯=⨯水排金属块完全浸没在酒精中时受到的浮力F浮′=ρ酒精gV=0.8×103kg/m 3×10N/kg×2×10-4m 3=1.6N ,如果将该金属块完全浸没在酒精液体里,则它受到的浮力减小F 浮-F 浮′=2N -1.6N=0.4N ,故D 正确; 故选D .分析:(1)如果单独研究浮力大小与金属块在水中的深度的关系,应保证金属块排开水的体积相同,即完全浸没才行,因此,应分析表中h≥6cm 时的数据;(2)金属块的重就是h 为0时弹簧测力计的示数,从表中第一列数据可以读出;读出h 是8cm 时拉力F 的大小,利用称重法的表达式可求出浮力的大小;(3)根据金属块在水中受到的浮力,可求出金属块排开水的体积,即金属块的体积,再利用公式F 浮=ρgV 排,可求出金属块浸没在酒精里时受到的浮力,然后求出金属块在水与酒精中所示浮力的差值.10. 小民在学习浮力时用同一装置做了图所示的实验,目的是()A.探究浮力与物体的质量的关系B.探究浮力与物体的体积的关系C.探究浮力与物体的密度的关系D.探究浮力与物体的深度的关系答案: D知识点:阿基米德原理解析:解答:由图可知,物体所处的深度不同,弹簧测力计的示数不变,从而推知物体的体积和液体的密度应相同,是探究浮力与物体的深度的关系.故选D.分析:分析三幅图中相同的量和不同的量得出实验探究的目的.11. 如图,鱼缸中小金鱼吐出的气泡,在水中上升的过程体积逐渐变大,则气泡所受压强和浮力的变化情况是()A.压强变小,浮力变小B.压强变小,浮力变大C.压强变大,浮力不变D.压强不变,浮力不变答案: B知识点:阿基米德原理解析:解答:气泡在上升过程中,体积会逐渐变大,所处的深度变小,∵p=ρgh,∴气泡受到的压强在不断减小;∵F浮=ρgV排,气泡排开液体的体积变大,∴气泡受到的浮力在不断变大.故选B.分析:气泡在上升过程中,体积会逐渐变大即排开液体的体积变大,所处的深度变小;根据公式p=ρgh可知气泡所受压强的变化,根据公式F浮=ρgV排可知气泡所受浮力的大小变化.12.有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N.把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是()A.5N B. 7N C. 14N D. 12N答案: D知识点:阿基米德原理解析:解答:把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N,浮力F浮=G﹣F=12N﹣5N=7N;根据阿基米德原理F液=ρ水gV排可知,物体全部浸没水中时浮力F’浮=2F浮=2×7N=14N;浮力F浮大于物体的重力G,故物体上浮,直至漂浮,物体此时受到的浮力:F’’浮=G=12N.故选:D.分析:本题考查了浮力的计算方法(漂浮条件.阿基米德原理),涉及到用称重法测量物体受到的浮力,知识点多,要能熟练解答13. 将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图7中甲.乙所示。
《9.2阿基米德原理》同步练习1.潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中,体积不断变大。
关于气泡所受压强和浮力的变化情况,下列说法正确的是()A.压强变大,浮力变大 B.压强变大,浮力变小C.压强变小,浮力变大 D.压强变小,浮力变小2.将同一实心铁球分别投入水、煤油和水银中,静止后铁球位置如图所示.已知ρ煤油<ρ水<ρ铁<ρ水银,则铁球受到的浮力最大的是()A.在水中 B.在煤油中 C.在水银中 D.无法确定3.密度为0.6×103kg/m3、边长为10cm的正方体匀质木块,静止在液体的表面上时(如图),刚好有一半的体积露出液面,则正方体木块受到的浮力为_________N.[来4.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,浸没在水中称时示数是5N,则此时物块受到水的浮力为 N,物块的密度为 kg/m3.(水的密度为1.0×103kg/m3)5.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠在空气中称时重5N,浸没在水中称时重 4.6N,则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为N,王冠的密度为kg/m3。
6.如图所示,重为12.8牛的物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数是3牛,物体受到的浮力为牛,方向为,物体的体积为米3.若逐渐增加物体在水中的深度,当物体下表面深度增加了0.1米,物体下表面受到水的压强增加了帕,物体受到水的浮力将.(选填“变小”、“不变”或“变大”)7.历史上著名的证明大气压存在的实验是,最早测出大气压值得科学家是,最早得出浮力大小等于什么的科学家是8.小阳为了测量某金属块的密度,他找来一根均匀的直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,然后将金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物A挂在硬棒上的位置为E,如图所示。
下面是小阳测出金属块B密度的部分实验步骤,请你按小阳的思路,将实验步骤补充完整。
9.2 阿基米德原理知识要点基础练知识点1 探究阿基米德原理1.如图是小宇同学“探究浮力的大小”的实验装置:(1)比较甲、丙图可以求出:物体受到的浮力等于 1 N;(2)比较乙、丁图可以求出:物体排开液体的重力等于1 N;(3)比较(1)(2)的结果可以得出结论:浸在液体里的物体受到竖直向上(填方向)的浮力,浮力的大小等于被物体排开的液体的重力,这就是著名的阿基米德原理。
知识点2 阿基米德原理的应用2.将体积相同的实心铁球和铝球(ρ铁>ρ铝)放入水中(水足够多),则铁球受到的浮力等于铝球受到的浮力;将质量相同的实心铁球和铝球放入水中(水足够多),则铁球受到的浮力小于铝球受到的浮力(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
3.如图实验中,如果开始水桶中装满了水,按下饮料罐后水会溢出,越向下按饮料罐,桶中溢出的水也越多,饮料罐受到的浮力越大。
如果溢出了100 cm3的水,那么饮料罐受到的浮力为 1 N(g取10 N/kg)。
4.弹簧测力计下挂一重为10 N 的金属块,当金属块体积的四分之一浸入水中静止时,弹簧测力计的示数为8 N,若将金属块全部浸入水中且未碰到容器底部,则金属块受到的浮力为(D)A.2 NB.4 NC.6 ND.8 N综合能力提升练5.某载人气球的体积为620 m3,设地面附近空气密度为1.3 kg/m3,则这个气球在地面附近受到的空气浮力为8060 N(g取10 N/kg)。
6.某体积为3×10-4 m3的实心金属球浸没在水中时,它受到的浮力为 3 N,当它在水面下某处向水底沉落的过程中,它受到的浮力将不变(选填“变大”“不变”或“变小”);若将该金属球浸没在煤油中,则它受到的浮力将变小(选填“变大”“不变”或“变小”)。
7.一正方体物块在弹簧测力计的作用下,下表面与水面刚好接触,如图甲所示。
从此处匀速下放物块,物块始终未与杯底接触。
图乙是物块下降过程中所受浮力F浮与物块下表面浸入液体深度h的关系图像,图丙是物块下降过程中所受拉力F与物块下表面浸入液体深度h的关系图像。
9.2 阿基米德原理基础练习有答案和解析填空、选择一、填空题1.如图所示,柱形容器的底面积为400cm2,边长为10cm的正方体实心冰块悬浮在油水分层液体中,则冰块浸在水中部分的体积为_____cm3.当冰块完全熔化后,油水分界面的高度变化了_____cm.(已知浸在分层液体中的物体受到浮力大小等于排开所有液体的重力,ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ油=0.75×103kg/m3,g取10N/kg。
)2.如图,将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中,冰块内空心铝球的体积V 铝 =10cm 3,当冰块(含空心铝球)悬浮时,排开水的体积V 排 =45cm 3.冰全部熔化后,浸没在水中的空心铝球沉入水底,已知冰的密度ρ冰 =0.9×10 3 kg/m 3,ρ铝 =2.7×10 3 kg/m 3,冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力为 _____N,空心铝球最终对水槽底部的压力为 _____N.3.将一个苹果放入盛有200mL水的量杯后漂浮在水面上,此时量杯中的水面如图所示(苹果未画出)。
则这个苹果排开水的体积为_____mL,受到的重力为____N。
已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
4.质量相等的甲、乙两个物体,密度之比为 1:2,现将甲物体放入密度为0.9×10 3kg/m3的液体中,乙物体放入水中,静止时甲、乙两物体受到的浮力之比为 3: 2,则甲的状态是_______,乙的密度是_______kg/m3。
5.一个体积为4×10﹣5m3,密度为0.5×103kg/m3的物体,用手抓住它将其浸没在水中,它受到的浮力是_____N.松开手后,物体将_____(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),在此过程中,物体受到水的压强_____(选填“变大”、“变小、”或“不变”).(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg})6.弹簧测力计下挂着一重为2N的物体,物体一半体积浸入水中静止时,弹簧测力计的示数为1.2N,则该物体所受浮力为_____N,该物体体积为_____ m3。
9.2阿基米德原理第2课时能力提升一、选择题1.某物体重为2 N,把它放在盛有水的烧杯中,溢出1 N的水,则它受到的浮力() A.一定为1 N B.可能为0.5 NC.一定为2 N D.可能为1.5 N2.如图K-15-11所示的三只球的体积是相等的,在同种液体中静止,由图可知()图K-15-11A.甲球受的浮力最小 B.乙球受的浮力最小C.丙球受的浮力最小 D.三球受的浮力一样大3.如图K-15-12所示,在三个相同的容器中盛有质量相等的不同种类的液体,将三个相同的铁球分别下沉到甲、乙、丙三个容器底部,当铁球静止时,试比较铁球在三个容器内受到的浮力()图K-15-12A.甲中最小 B.乙中最小 C.丙中最小 D.大小一样4.浸没在水中、质量相等的实心铝球和铜球(已知ρ铝<ρ铜),它们所受浮力的大小关系为()A.铜球大 B.铝球大 C.两球相等 D.无法确定5.A、B两物体的质量之比是3∶4,将它们浸没在水中时,受到的浮力之比为3∶2,则两个物体的密度之比是()A.2∶1 B.1∶2 C.8∶9 D.9∶86.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数分别如图K-15-13甲、乙所示,则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是(ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)()A.在水中受到的浮力为2 NB.质量为3 kgC.体积为10 cm3D.密度为3.0×103 kg/m3图K-15-137.弹簧测力计下挂一长方体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面一定高度处缓缓下降,然后使其逐渐进入水中,如图K-15-14甲所示,图乙是弹簧测力计示数F拉与物体下降高度h变化关系的图像,则下列说法中错误的是(g取10 N/kg)()图K-15-14A.物体受到的重力是9 N B.物体浸没时,弹簧测力计的示数为5 NC.物体浸没时所受到的浮力是5 N D.物体的体积是4×10-4 m3二、填空题8.游泳时我们会有这样的体验:当站立在水中且身体将要被浸没时池底对脚的支持力几乎为0。
假如一位重为490 N的同学正在体验这种感觉,此时他受到的浮力约为________N,方向________,排开水的体积约为________m3。
(g=9.8 N/kg) 9.铁块的体积是50 cm3,浸没于水中,排开水的体积是________m3,排开的水重为________N,受到的浮力是________N。
若铁块的一半体积浸在煤油中,那么它受到的浮力是________N。
(ρ煤油=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)10.把一铁块浸没在盛满酒精的烧杯中,从杯中溢出8 g的酒精;现把它浸没在盛满水的烧杯中,则从杯中溢出的水是________g,这铁块的质量是________kg。
(ρ铁=7.9×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3)11.如图K-15-15所示,已知木块的重力为3 N,体积为500 cm3,当木块在盐水中静止时细线的拉力为 2.5 N,则木块受到的浮力为________N,盐水的密度是________kg/m3。
(g取10 N/kg)图K-15-1512.如图K-15-16甲所示是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体下表面离水面距离h 的关系的实验装置,其中A是底面积为25 cm2的实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图像如图乙中实线所示。
浸没时,A受到水的浮力为________N。
小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出如图乙中虚线所示图像,则该液体密度为________kg/m3。
(g取10 N/kg)图K-15-16三、实验探究题13.小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和盐水),测量了盐水的密度,其装置和弹簧测力计的示数如图K-15-17所示。
图K-15-17(1)由图甲和图丁可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力是________N,圆柱体的体积是________m3。
(g取10 N/kg)(2)利用图示实验数据可测出盐水的密度是________kg/m3。
四、计算题14.如图K-15-18所示,小华把一块石头用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,在空气中称时弹簧测力计的示数是 4 N;把石头浸没在某液体中时弹簧测力计的示数是 2.9 N。
求:(石头的密度为4×103 kg/m3,g取10 N/kg)(1)该石头的体积。
(2)该石头浸没在该液体中时受到的浮力。
(3)该液体的密度。
图K-15-1815.实验桌上有符合实验要求的如下器材:量筒、细线、水、实心圆柱体和弹簧测力计。
请选用上述器材设计实验证明:若液体密度保持不变,则F浮=kV,其中F浮表示浮力大小,V表示排开液体的体积。
要求:(1)简述实验步骤。
(2)画出实验数据记录表格。
教师详解详析1.D 2.A3.A [解析] 由图可知:V 甲液>V 丙液>V 乙液,又m 甲液=m 丙液=m 乙液,由ρ=mV 可得,三种液体的密度:ρ甲液<ρ丙液<ρ乙液;三个铁球的体积相同,又全部浸入液体中,故排开液体的体积相同,根据F 浮=ρ液gV 排可得,三个铁球受到的浮力:F 甲浮<F 丙浮<F 乙浮。
4.B [解析] 已知m 铜=m 铝,ρ铜>ρ铝,由公式ρ=m V 的变形式V =mρ知,V 铜<V 铝;当两个金属球浸没在水中时,排开水的体积等于各自的体积,由公式F 浮=ρ液gV 排可知:铝球受到的浮力较大。
5.B [解析] A 、B 都浸没在水中,V 排=V 物,由F 浮=ρ水gV 排可知,V A ∶V B =V 排A ∶ V 排B =F 浮A ∶F 浮B =3∶2;所以ρA ∶ρB =mA V A ∶mB VB =mA mB ×VB V A =34×23=1∶2。
6.D7.C [解析] 由图像知,G =9 N ,当物体浸没时,拉力F 拉=5 N ,则物体浸没时受到的浮力为F 浮=G -F 拉=9 N -5 N =4 N ,V 物=V 排=F 浮ρ水g = 4 N 1.0×103 kg/m3×10 N/kg =4×10-4m 3,故C 错误。
8.490 竖直向上 5×10-29.5×10-5 0.5 0.5 0.2[解析] 铁块浸没时,V 排=V 铁=50 cm 3=5×10-5 m 3,G 排=ρ水gV 排=1.0×103 kg /m 3×10 N /kg ×5×10-5 m 3=0.5 N ,F 浮=G 排=0.5 N 。
若铁块一半浸入煤油中,F 浮′=ρ煤油gV 铁2=0.8×103 kg /m 3×10 N /kg ×5×10-5 m32=0.2 N 。
10.10 0.079[解析] 铁块在酒精中受到的浮力:F 浮酒精=G 排酒精=m排酒精g =0.008 kg ×10 N /kg =0.08N ,由F 浮酒精=ρ酒精V 排g 可得铁块的体积:V =V 排=F 浮酒精ρ酒精g =0.08 N 0.8×103 kg/m3×10 N/kg =1×10-5m 3,溢出水的重力:G =F 浮水=ρ水gV =1.0×103 kg /m 3×10 N /kg ×1×10-5 m 3=0.1 N , 溢出水的质量:m 水=G g =0.1 N10 N/kg=0.01 kg =10 g 。
铁块的质量:m =ρ铁V =7.9×103 kg /m 3×1×10-5 m 3=0.079 kg 。
11.5.5 1.1×103[解析] 木块受到的浮力为F 浮=G +F =3 N +2.5 N =5.5 N ;因为F 浮=ρ液gV 排,所以盐水的密度为ρ盐水=F 浮gV 排= 5.5 N10 N/kg×5×10-4 m3=1.1×103 kg /m 3。
12.2 0.8×103[解析] 由图乙可知:物体重G =3 N ;物体浸没在水中时,弹簧测力计的拉力为F =1 N 。
所以浸没时受到的浮力为F 浮=G -F =3 N -1 N =2 N 。
由F 浮=ρ液gV 排可得,物体的体积:V =V 排=F 浮ρ水g = 2 N 1.0×103 kg/m3×10 N/kg =2×10-4 m 3。
由图乙虚线可知:物体浸没在另一种未知液体中时,弹簧测力计的拉力为F′=1.4 N 。
所以此时受到的浮力为F 浮′=G -F′=3 N -1.4 N =1.6 N 。
由F浮=ρ液gV排可得,未知液体的密度:ρ=F 浮′Vg=1.6 N2×10-4 m3×10 N/kg=0.8×103 kg /m 3。
13.(1)4 4×10-4 (2)1.1×103[解析] (1)由图甲、丁所示实验可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力:F浮水=G -F =5N -1 N =4 N ;由F 浮=ρ水gV 排得,圆柱体的体积:V =V 排=F 浮水ρ水g =4 N1×103 kg/m3×10 N/kg =4×10-4 m 3。
(2)由图甲、戊所示实验可知,圆柱体浸没在盐水中所受浮力:F 浮盐水=G -F′=5 N -0.6N =4.4 N ,由F 浮盐水=ρ盐水gV 排可得,盐水的密度:ρ盐水=F 浮盐水gV 排= 4.4 N10 N/kg×4×10-4m3=1.1×103 kg /m 3。
14.(1)石头的质量: m =G g = 4 N10 N/kg =0.4 kg ,由ρ=mV得石头的体积:V =m ρ石=0.4 kg 4×103 kg/m3=1×10-4 m 3。
(2)石头受到的浮力:F 浮=G -F 示=4 N -2.9 N =1.1 N 。
(3)石头浸没在液体中,排开液体的体积:V 排=V =1×10-4 m 3, 由F 浮=ρ液gV 排得:ρ液=F 浮gV 排= 1.1 N 10 N/kg×1×10-4 m3=1.1×103 kg /m 3。
15.(1)实验步骤:①在量筒中装入适量的水,读出此时水的体积为V 0。
用细线将实心圆柱体挂在调好的弹簧测力计的挂钩上,读出实心圆柱体的重力为G ,将V 0、G 的数据记录在表格中。