资源简介

/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
八年级上册科学 第1章 水和水的溶液
第3节 水的浮力（第1课时）
一、预学任务
1.中国有句古训，“水能载舟，亦能覆舟”。从二力平衡的角度来看，水载舟静止时，舟受到的 和水对舟的 ，这是一对 。这个支持力在科学上称为 。这时浮力的大小等于 ，浮力的方向 。
2.在中东地区的死海，人能悠然自得地躺在水面上看报，此时，人的重力与水对人的浮力是一对平衡力吗？ 。这说明漂浮在水中的物体受到浮力的作用。
3.将一个空矿泉水瓶的瓶盖旋紧，然后将它压入水中。松手后，瓶子 ，这说明在水中上浮的物体受到 的作用。矿泉水瓶浸入水中的体积越大，手感觉到越吃力，说明浮力的大小跟
矿泉水瓶 有关。
4.将小石块放入水中，小石块下沉，此时小石块受到浮力作用吗？ 。那么此时小石块受到的浮力是多少？
（1）如图，将小石块挂在弹簧称下，记录弹簧称的读数为 F1 小石块浸入水中，
弹簧测力计的读数记为 F2 ,则小石块受到的浮力是 F浮 = 。
（2）所谓的浸入包括 和 。
（3）这种方法称为 。适用的条件是 。
二、随堂任务
1.探索活动：研究浮力的大小与排开水的多少的关系
（1）用图1-17所示的器材，进行定性研究浮力的大小跟物体排开水的多少的关系。实验操作如下：
，直到刚好浸没，观察到烧杯内的 ，弹簧称的示数 ，说明物体排开水的体积越大，物体受到的浮力 。浸没后继续向下运动，观察到烧杯内的 ，弹簧称的示数 ，说明物体排开水的体积不变，物体受到的浮力也 。
（2）用图1-18所示的器材，进行定量研究浮力的大小跟物体排开水的多少的关系。实验操作如下：
①当物体挂在弹簧下静止时，记录弹簧称的示数 F1 。此时 F1 =
②在溢杯中倒满水，将小烧杯放在溢杯的溢水口下方，图1-17所示的挂在弹簧称下的物体缓慢浸入水直到浸没，读出弹簧称的示数记为 。
③待溢水口的水 时，将烧杯中的水倒入 ，读出水的体积记为 。
④计算：F浮 = G排水 =
重复实验，比较得出结论： F浮 = = 。
如果换成其他液体或气体，结论也成立。即： F浮 = = 。这就是阿基米德原理：
。
2.对阿基米德原理公式的解释：
①浸入液体中的物体受到的浮力大小只与 、 有关；
②浮力与物体浸没在液体中的深度，物体的密度、形状无关；
③阿基米德原理表达式中V排是指物体排开液体的体积，也就是物体浸入液体中的体积V浸，但V排不同于V物。当物体部分浸入时，V排 V物；当物体完全浸没在液体中时，V排 V物；
④计算时，单位要统一，密度单位必须用 ，体积的单位用 ，计算出的浮力单位才是 。
三、课后任务
（一）基础性作业
1．在泳池中，当你从浅水区走向深水区时，你受到的浮力 　 　，泳池对你的支持力　 　（均选填“变大”“变小”或“不变”）。
2．一个重0.5N的木块漂浮在水面上，则它受到的浮力大小为 　 　，木块下表面受到水的压力大小为 　 　。
3.如图所示，重2N的玩具鸭漂浮在水面，画出玩具鸭受到的浮力示意图。
4.如图所示，用弹簧测力计拉着一个长方体石块，把石块慢慢浸没入水中，在这个过程中拉力F与石块浸没的深度h的关系图像是（　　）
A． B． C． D．
5．小华做“验证阿基米德原理”的实验中，用图（a）所示的溢杯和小桶收集石块排开的水，他的实验过程分别如图（b）、（c）、（d）、（e）所示。
（1）实验时，使用图（a）所示的溢水杯和小桶接收被测石块排开的水。为减少实验误差，要求“在浸入被测物块前，要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平”，请写出达到该要求的操作要点：
。
（2）将石块从水面上方某一高度处缓缓下降，使其逐渐浸入水中直至刚好完全浸没，整个过程中弹簧测力计的示数如何变化？ 。
（3）若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式 ，阿基米德原理得到验证。
（二）拓展性作业
6.如图甲是“探究浮力大小的影响因素”的实验过程示意图（溢水杯中的液体为水）。
（1）实验步骤B、C和D可以探究浮力大小与 　 　的关系。步骤 　 　（填字母）可以直接测出圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮＝　 　N。步骤 　 　（填字母）可测出圆柱体排开的水所受重力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）图乙是圆柱体缓慢浸入水中时，弹簧测力计示数F随圆柱体浸入深度h变化的关系图象。分析图象，可得：当圆柱体浸没后，h增大，弹簧测力计的示数 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。圆柱体的高度为 　 　cm。圆柱体的密度是 　 　kg/m3。（g取10N/kg）
7.如图所示是小梁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 　 　。
（2）图中 　 　两个步骤是为了测量浮力的大小，实验步骤A、B、C、D中，弹簧测力计的示数依次为Fa、Fb、Fc、Fd，若这些示数之间的关系满足（用式子表示） 　 　，则可证明，浸入液体中的物体所受浮力的大小 　 　物体排开的液体所受重力的大小 （选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）下表是小梁同学实验时设计的表格及填写的实验数据，请你将该表格补充完整：
实验 次数 物重 G/N 物体浸没在水中测力计示数F/N 空桶重 G0/N 浮力 F浮/N 排开水重 G排/N
1 1.2 0.7 1.1 0.6 0.5 0.5
2 2.0 1.5 1.0 0.6 0.5 0.4
3 2.4 1.7 1.3 0.6 0.7
（4）小梁同学在进行数据分析时，发现第2次实验数据与其他两次反映的规律不相符，同组的小欣提据小梁可能是在使用弹簧测力计时，没有调零所导致的，你觉得这样测量出的浮力值会 　 　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
8.如图所示，水平桌面上放置底面积为80cm2，质量为400g的圆柱形容器，容器内装有16cm深的某种液体。用弹簧测力计悬挂着底面积为40cm2的长方体物块从液面逐渐浸入液体直到浸没，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入液体深度h的部分关系如图所示，（圆柱形容器的厚度忽略不计且液体始终没有溢出），则下列说法错误的是（　　）
A．液体的密度是2.5×103kg/m3
B．物块浸没时受到的浮力大小是8N
C．物块刚浸没时，容器对桌面的压强是5.5×103Pa
D．弹簧测力计示数为0时，液体对物块下表面的压力大小是16N
9．在“探究影响浮力大小的因素”实验中，同学们根据生活经验，提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想：
①与物体浸入液体中的深度有关； ②与物体排开液体的体积有关； ③与液体的密度有关。
（1）请你写出能够支持猜想③的一个生活现象：　 　；
（2）进行探究时，实验步骤和弹簧测力计的示数如图甲所示。
观察并分别比较图中有关数据可知：当物体浸没在水中时，受到的浮力为　 　N；
（3）当物体从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置（未触底），在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是　 　（选填“①”或“②”）。
10.两位同学分别用图1和图2装置探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
（1）图1中，排开液体所受的重力G排
= F4－　 　（选填“F1”“F2”或“F3”）。
（2）乙同学按图2进行实验时，随着升降台升高，物体缓慢浸入盛满水的溢水杯中。测力计A、 B示数的变化量　 　（选填“相等”或“不相等”）。
（3）若要验证阿基米德原理，两实验中的金属块　 （选填“一定”或“不一定”）要浸没在水中。
（4）比较两方案，你觉得哪个更好并说明理由　 　。
四、整理任务（1.错题原因分析、解决方法；2.存在的疑点及对策......）
在本课时内容讲解分析之后，根据学习活动中的实际情况进行整理。
八年级上册科学 第1章 水和水的溶液
第3节 水的浮力（第1课时）参考答案及解析
一、预学任务
1.中国有句古训，“水能载舟，亦能覆舟”。从二力平衡的角度来看，水载舟静止时，舟受到的 重力 和水对舟的 支持力 ，这是一对 平衡力 。这个支持力在科学上称为 浮力 。这时浮力的大小等于 重力 ，浮力的方向 竖直向上 。
2.在中东地区的死海，人能悠然自得地躺在水面上看报，此时，人的重力与水对人的浮力是一对平衡力吗？ 是 。这说明漂浮在水中的物体受到浮力的作用。
3.将一个空矿泉水瓶的瓶盖旋紧，然后将它压入水中。松手后，瓶子 向上运动 ，这说明在水中上浮的物体受到 浮力 的作用。矿泉水瓶浸入水中的体积越大，手感觉到越吃力，说明浮力的大小跟
矿泉水瓶 排开水的体积 有关。
4.将小石块放入水中，小石块下沉，此时小石块受到浮力作用吗？ 受到 。那么此时小石块受到的浮力是多少？
（1）如图，将小石块挂在弹簧称下，记录弹簧称的读数为 F1 小石块浸入水中，
弹簧测力计的读数记为 F2 ,则小石块受到的浮力是 F浮 = F1 －F2 。
（2）所谓的浸入包括 完全浸入（浸没） 和 部分浸入 。
（3）这种方法称为 称重法 。适用的条件是 物体的密度大于液体的密度 。
二、随堂任务
1.探索活动：研究浮力的大小与排开水的多少的关系
（1）用图1-17所示的器材，进行定性研究浮力的大小跟物体排开水的多少的关系。实验操作如下：
将挂在弹簧称下的物体缓缓浸入烧杯中的水中，直到刚好浸没，观察到烧杯内的 水面逐渐上升 ，弹簧称的示数 逐渐变小 ，说明物体排开水的体积越大，物体受到的浮力 越大 。浸没后继续向下运动，观察到烧杯内的 水面高度不变 ，弹簧称的示数 不变 ，说明物体排开水的体积不变，物体受到的浮力也 不变 。
（2）用图1-18所示的器材，进行定量研究浮力的大小跟物体排开水的多少的关系。实验操作如下：
①当物体挂在弹簧下静止时，记录弹簧称的示数 F1 。此时 F1 = G物
②在溢杯中倒满水，将小烧杯放在溢杯的溢水口下方，图1-17所示的挂在弹簧称下的物体缓慢浸入水直到浸没，读出弹簧称的示数记为 F2 。
③待溢水口的水 停止流动 时，将烧杯中的水倒入 量筒 ，读出水的体积记为 V排水 。
④计算：F浮 =G物－F2 G排水 =ρgV
重复实验，比较得出结论： F浮 = G排水 = ρgV。
如果换成其他液体或气体，结论也成立。即： F浮 = G排液 = ρgV。这就是阿基米德原理：
浸在液体中的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力 。
2.对阿基米德原理公式的解释：
①浸入液体中的物体受到的浮力大小只与 ρ 、 V 有关；
②浮力与物体浸没在液体中的深度，物体的密度、形状无关；
③阿基米德原理表达式中V排是指物体排开液体的体积，也就是物体浸入液体中的体积V浸，但V排不同于V物。当物体部分浸入时，V排 小于 V物；当物体完全浸没在液体中时，V排 等于 V物；
④计算时，单位要统一，密度单位必须用 kg/m3 ，体积的单位用 m3 ，计算出的浮力单位才是 N 。
三、课后任务
（一）基础性作业
1．在泳池中，当你从浅水区走向深水区时，你受到的浮力 　 变大 　，泳池对你的支持力　 变小 　（均选填“变大”“变小”或“不变”）。
2．一个重0.5N的木块漂浮在水面上，则它受到的浮力大小为 　0.5N　，木块下表面受到水的压力大小为 　0.5N　。
3.如图所示，重2N的玩具鸭漂浮在水面，画出玩具鸭受到的浮力示意图。
【解答】玩具鸭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F浮，如图所示：
【解析】玩具鸭受到的浮力方向竖直向上，作用点在玩具鸭重心上；用一条带箭头的线段把浮力的大小、方向、作用点表示出来即可。
4.如图所示，用弹簧测力计拉着一个长方体石块，把石块慢慢浸没入水中，在这个过程中拉力F与石块浸没的深度h的关系图像是（　　）
A． B． C． D．
【答案】 B。
【解析】
①当石块从开始浸入水中到完全浸入水中的过程中，排开水的体积逐渐变大，由阿基米德原理可知石块受到的浮力变大，所以浮力将增大，拉力F将减少；
②当物体浸没以后，再向水中下沉的过程中，石块排开水的体积不再发生变化，由阿基米德原理可知石块受到的浮力不变，所以拉力F将不变。所以在这个过程中拉力F与石块浸没的深度h的关系图像是先减小，后不变。
5．小华做“验证阿基米德原理”的实验中，用图（a）所示的溢杯和小桶收集石块排开的水，他的实验过程分别如图（b）、（c）、（d）、（e）所示。
（1）实验时，使用图（a）所示的溢水杯和小桶接收被测石块排开的水。为减少实验误差，要求“在浸入被测物块前，要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平”，请写出达到该要求的操作要点：
在溢水杯中倒入水时，水面先超出溢水口并溢出水，等水不再溢出时做实验 。
（2）将石块从水面上方某一高度处缓缓下降，使其逐渐浸入水中直至刚好完全浸没，整个过程中弹簧测力计的示数如何变化？ 先不变，后变小 。
（3）若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式 F2－F3 = F4 －F1 ，阿基米德原理得到验证。
（二）拓展性作业
6.如图甲是“探究浮力大小的影响因素”的实验过程示意图（溢水杯中的液体为水）。
（1）实验步骤B、C和D可以探究浮力大小与 　排开液体体积　的关系。步骤 　B、D　（填字母）可以直接测出圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮＝　1.2　N。步骤 　A、E　（填字母）可测出圆柱体排开的水所受重力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）图乙是圆柱体缓慢浸入水中时，弹簧测力计示数F随圆柱体浸入深度h变化的关系图象。分析图象，可得：当圆柱体浸没后，h增大，弹簧测力计的示数 　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。圆柱体的高度为 　4　cm。圆柱体的密度是 　2.5×103　kg/m3。（g取10N/kg）
【答案】（1）排开液体体积；B、D；1.2；A、E； （2）不变； 4；2.5×103。
【解析】
（1）在CD中，相同的因素是液体密度，不同因素是排开液体体积，所以实验步骤B、C和D可以探究
浮力大小与排开液体体积的关系；
步骤B和D可以测出物块浸没在水中时受到的浮力F浮＝G﹣FD＝3N﹣1.8N＝1.2N；
步骤A、E可测出圆柱体排开的水所受重力G排＝2.2N﹣1N＝1.2N；
（2）物体未浸入水中时h＝0，从图乙可读出此时弹簧测力计的示数等于物体的重力G＝3N，在未完全浸入时弹簧测力计的示数逐渐减小，则浮力逐渐增大；当h≥4cm时，物体所受的浮力不再发生变化，可知当h＝4cm时，物体开始完全浸没，且可得出圆柱体的高度为4cm；
由阿基米德原理F浮＝ρ液V排g得：
V排＝＝＝1.2×10﹣4m3，
因为浸没，所以V物＝V排＝1.2×10﹣4m3，
物体质量为：m＝＝＝0.3kg，
物体密度为：ρ＝＝＝2.5×103kg/m3。
7.如图所示是小梁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 　 　。
（2）图中 　 　两个步骤是为了测量浮力的大小，实验步骤A、B、C、D中，弹簧测力计的示数依次为Fa、Fb、Fc、Fd，若这些示数之间的关系满足（用式子表示） 　 　，则可证明，浸入液体中的物体所受浮力的大小 　 　物体排开的液体所受重力的大小 （选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）下表是小梁同学实验时设计的表格及填写的实验数据，请你将该表格补充完整：
实验 次数 物重 G/N 物体浸没在水中测力计示数F/N 空桶重 G0/N 浮力 F浮/N 排开水重 G排/N
1 1.2 0.7 1.1 0.6 0.5 0.5
2 2.0 1.5 1.0 0.6 0.5 0.4
3 2.4 1.7 1.3 0.6 0.7
（4）小梁同学在进行数据分析时，发现第2次实验数据与其他两次反映的规律不相符，同组的小欣提据小梁可能是在使用弹簧测力计时，没有调零所导致的，你觉得这样测量出的浮力值会 　 　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）DABC或者ADBC； （2）AB；Fa﹣Fb＝Fc﹣Fd； 等于；
（3）桶与排开水的重力G总/N；0.7；（4）不变。
【解析】
（1）为了减小误差，在小桶接水前，应先分别测出石块和空桶的重力，所以合理的实验顺序为DABC或ADBC；
（2）图A测出了物体的重力，图B测量的是物体浸在水中时测力计的拉力，由称重法可测出物体受到的浮力，所以图中AB两个步骤是为了测量浮力的大小；
石块的重力为G＝Fa，浸没在水中时的拉力为Fb，则F浮＝Fb﹣Fa；
被石块排开水的重力等于桶和水的总重与空桶重力之差，则G排＝Fc﹣Fd；
若Fb﹣Fa＝Fc﹣Fd；则可证明，浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小，即F浮＝G排。
（3）由（2）知，物体浸没液体中受到的浮力：F浮＝Fa﹣Fb，物体排开液体的重力：G排＝Fc﹣Fd
故表中空白处应填写：桶与排开水的重力G总/N；
第3次实验中物体受到的浮力F浮＝2.4N﹣1.7N＝0.7N，
（4）在使用弹簧测力计时，若指针没有调零，则每次测量值比真实值值总是偏大（小）一定的值，故两次力的差值是不变的，即测量出的浮力值会不变。
8.如图所示，水平桌面上放置底面积为80cm2，质量为400g的圆柱形容器，容器内装有16cm深的某种液体。用弹簧测力计悬挂着底面积为40cm2的长方体物块从液面逐渐浸入液体直到浸没，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入液体深度h的部分关系如图所示，（圆柱形容器的厚度忽略不计且液体始终没有溢出），则下列说法错误的是（　　）
A．液体的密度是2.5×103kg/m3
B．物块浸没时受到的浮力大小是8N
C．物块刚浸没时，容器对桌面的压强是5.5×103Pa
D．弹簧测力计示数为0时，液体对物块下表面的压力大小是16N
【答案】D
【解析】AB．由图象知，当h=0时（即物体还没有浸入液体中），测力计的示数F示1=10N，由二力平衡条件可得物块的重力G=F示1=10N
当浸入深度h≥8cm时，测力计的示数不变，说明此时浮力不变，物块完全浸没在液体中，且此时测力计的示数F示2=2N；则物块浸没时受到的浮力F浮=G-F示2=10N-2N=8N
由图象可知物块的高h=8cm，物块浸没时排开液体的体积V排=V物=S物h=40cm2×8cm=320cm3=3.2×10-4m3
液体的密度
故AB正确，不符合题意；
C．圆柱形容器的底面积为80cm2，最初液体的深度为16cm，则液体的质量
m液=ρ液V液=ρ液S容器h0=2.5×103kg/m3×80×10-4m2×0.16m=3.2kg
液体的重力G液=m液g=3.2kg×10N/kg=32N
容器的重力G容=m容g=0.4kg×10N/kg=4N
物块刚浸没时，液体对物块的浮力为8N，由力作用的相互性可知，物块对液体的压力F压=F浮=8N
将物块、圆柱形容器、液体看做一个整体，则其对桌面的压力F=G液+G容+F压=32N+4N+8N=44N
容器对桌面的压强
故C正确，不符合题意；
D．当物块完全浸入液体时，所受到的浮力为8N，其本身重10N，即G>F浮
所以物块在下降过程中测力计示数不可能为零；现在测力计示数为0，说明此时物块沉底，在物块沉底时液体的深度
物块的底面积S物=40cm2=4×10-3m2
液体对物块下表面的压力F=p液S物=ρ液gh′S物=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.2m×40×10-4m2=20N
故D错误，符合题意。故选D。
9．在“探究影响浮力大小的因素”实验中，同学们根据生活经验，提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想：
①与物体浸入液体中的深度有关； ②与物体排开液体的体积有关； ③与液体的密度有关。
（1）请你写出能够支持猜想③的一个生活现象：　 　；
（2）进行探究时，实验步骤和弹簧测力计的示数如图甲所示。
观察并分别比较图中有关数据可知：当物体浸没在水中时，受到的浮力为　 　N；
（3）当物体从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置（未触底），在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是　 　（选填“①”或“②”）。
【答案】（1）同一个鸡蛋在清水中下沉，在一定浓度的盐水中可以漂浮。（2）0.8（3）②
【解析】
（1）写出能够支持猜想③的一个生活现象：同一个鸡蛋在清水中下沉，在一定浓度的盐水中可以漂浮。
（2）根据A图可知，该物体的重力G=4N；根据C图可知，该物体完全浸没在水中时测力计的示数为3.2N，
那么它受到的浮力：F浮力=G-F拉=4N-3.2N=0.8N。
（3）当物体从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置的过程中，该物体排开水的体积逐
渐增大，然后保持不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它受到的浮力先增大再保持不变，故选②。
10.两位同学分别用图1和图2装置探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
（1）图1中，排开液体所受的重力G排
= F4－　 　（选填“F1”“F2”或“F3”）。
（2）乙同学按图2进行实验时，随着升降台升高，物体缓慢浸入盛满水的溢水杯中。测力计A、 B示数的变化量　 　（选填“相等”或“不相等”）。
（3）若要验证阿基米德原理，两实验中的金属块　 （选填“一定”或“不一定”）要浸没在水中。
（4）比较两方案，你觉得哪个更好并说明理由　 　。
【答案】（1）F2 （2）相等 （3）不一定（4）图乙方案更好，测力计固定示数更稳定，能同时观察测力计A、B示数变化。（或图甲方案好，操作方便）
【解析】
（1）根据图片乙可知，空小桶的重力G桶=F2，排开水与小桶的总重力G总=F4，
则排开液体所受的重力G排 = F4－F2；
（2）乙同学按图2进行实验时，随着升降台升高，物体缓慢浸入盛满水的溢水杯中。测力计A、 B示
数的变化量相等。
（3）阿基米德原理适用于所有的气体和液体，因此两个实验中的金属块不一定要浸没在水中。
（4）我觉得图乙方案更好，理由：测力计固定示数更稳定，能同时观察测力计A、B示数变化。
（或图甲方案好，操作方便）
四、整理任务（1.错题原因分析、解决方法；2.存在的疑点及对策......）
在本课时内容讲解分析之后，根据学习活动中的实际情况进行整理。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑