第十单元 浮力(含答案)八年级下册物理人教版(2024)期末四步复习法

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第十单元 浮力(含答案)八年级下册物理人教版(2024)期末四步复习法

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第十单元 浮力—八年级下册物理人教版(2024)期末四步复习法
【思维导图回顾知识】
【学习目标整合】
1 认识浮力;探究并了解浮力的大小与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关;了解浮力产生的原因,知道测量浮力的方向
2 理解“物体浸在液体中的体积”等于“物体排开液体的体积”;通过实验探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系,锻炼研究问题的能力;知道阿基米德原理,能利用公式F浮 = G排 = ρ液gV排进行简单计算
3 能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件;会用物体的密度与液体密度的大小关系判断物体的浮沉情况;能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象
【重难知识易混易错】
第1节 浮力
知识点1 浮力
1.浮力的定义:浸在液体(或气体)中的物体受到的竖直向上的力,这个力叫做浮力。
2.有关浮力的理解
【例题】以下有关浮力的说法正确的是( )
A.物体所受的浮力的方向总是与物体所受重力的方向相反
B.只有浸没在液体中的物体才受到浮力
C.将一块石块扔在水中,其沉底时一定不受浮力
D.物体受到浮力的作用时,液体对物体向上的压力小于向下的压力
答案:A
解析:A(√)浮力的方向总是竖直向上的,重力的方向总是竖直向下的,所以物体所受的浮力的方向总是与物体所受重力的方向相反;B(×)浸入液体和气体中的物体都受到浮力的作用;C(×)沉底的石块一定受到浮力的作用;D(×),所以。
知识点2 浮力的测量方法——称重法
(1)用弹簧测力计测出物体的重力G;
(2)将挂在弹簧测力计下的物体浸在液体中,读出弹簧测力计的示数;
(3)物体在液体中所受的浮力
【例题】在图中,重为G的金属块静止在水面下,弹簧测力计的示数为T,金属块下表面受到水的压力为F,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:设金属块上表面受到水的压力为,由浮力产生的原因可知,金属块受到的浮力等于金属块上下表面受到的压力差
金属块在水中受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力、拉力T,在重力G、拉力T、浮力作用下金属块处于平衡状态,由力的平衡条件得
AB.由得
故AB错误;
CD.由得
故C正确,D错误。
故选C。
知识点3 浮力产生的原因
1.产生的原因
图示
研究对象 浸没在液体中的长方体
位置 前、后两个面 左、右两个面 上、下两个面
深度 相等 相等 上表面深度小于下表面深度
压强 相等 相等 上表面所受压强小于下表面所受压强
压力 、是一对平衡力,合力为零 、是一对平衡力,合力为零 ,则
归纳总结 浮力是因为液体对物体上、下表面压力不同产生的
2.关于浮力的两个特殊位置
当物体部分浸入液体时,物体的上表面不受液体的作用,此时
当浸在液体中的物体的下表面和容器底部紧密接触时,液体对物体向上的,物体不受浮力的作用,只受到液体向下的压力,桥墩的底部埋在河床里,这就是桥墩不受浮力的原因
知识点4 决定浮力大小的因素
①物体排液体的体积
②液体的密度
③与浸在液体中的深度,物体本身的质量,体积,密度无关。
【例题】图为小青利用两个体积相同的铜块和铝块探究影响浮力大小因素的实验步骤:
(1)根据图中测得的数据,可知铜块完全浸没在水中所受的浮力大小为_________N,方向_________;
(2)小青分析实验步骤①③④⑤中的有关实验数据可知,物体所受浮力的大小与物体_________有关,分析步骤①④⑦可知,物体所受浮力大小和_________有关;
(3)小青分析步骤①④⑤可知,物体所受浮力大小与物体浸入液体深度_________(选填“有关”或“无关”),分析步骤①④和②⑥可知,物体所受浮力大小与物体密度_________(选填“有关”或“无关”);
(4)在实验评估时,小青发现使用弹簧测力计前没有调零,未悬挂物体时指针始终在零刻度线下方,所测得的浮力结果_________(选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
答案:(1)1;竖直向上
(2)浸入液体中的体积;液体密度
(3)无关;无关
(4)没有影响
解析:(1)由图①可知,铜块的重力为,由图④可知,铜块完全浸没在水中时,弹簧测力计的拉力为,故由排水法可知,铜块完全浸没在水中所受的浮力大小为
浮力的方向竖直向上。
(2)由实验步骤①③④⑤可知,铜块浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,故可知物体所受浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关。
由实验步骤①④⑦可知,铜块浸没在不同的液体中时,弹簧测力计的示数不同,即受到的浮力 不同,故可知物体所受浮力大小和液体密度有关。
(3)由实验步骤①④⑤可知,铜块完全浸没在水中后,铜块浸入液体中的深度变大时,弹簧测力计的示数不变,故可知物体所受浮力大小与物体浸入液体深度无关。
分析步骤①④和②⑥可知,相同体积的铜块和铝块浸没在水中时所受浮力相同,故可知物体所受浮力大小与物体密度无关。
(4)使用弹簧测力计前没有调零,则每次读数时均包含差值在内,则由称重浮测浮力时,用物体的重力减去弹簧测力计的示数时,消除了弹簧测力计的未调零产生的差值,故所测得的浮力结果没有影响。
第2节 阿基米德原理
知识点1 浮力的大小与排开液体所受重力的关系的推想
结论:浸在液体中的物体,排开液体的体积等于物体浸入液体的体积,即.
知识点2 浮力的大小
1.阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力
(2)适用范围:不仅适用于液体,也适用于气体
(3)公式:
变形公式:
2.对阿基米德原理的理解
(1)物体“浸在液体中”包括“全部浸入(浸没)”和“部分浸入”两种情况, 无论物体是浸没还是部分浸入,在液体中都受到浮力.
(2)实物体排开液体的重力,而不是物体自身的重力.
(3)是指液体的密度,而不是物体的密度.
浸在同种液体中,排开液体体积相同的各种不同材料的物体,无论空心还是实心,所受福利大小都相等.
(4)是排开液体的体积,不一定等于物体的体积.
①当物体浸没在液体中时,,物体体积不变,排开液体体积也不变,浮力大小与深度无关;
②当物体只有一部分浸入液体中时,,当物体逐渐浸入液体中时,排开液体的体积增大,物体所受浮力也增大.
【例题】如图所示,同一个圆锥,正挂时如图甲,倒挂时如图乙,都浸没在水中,则圆锥正挂时受到的浮力_________(选填“大于”“小于”或“等于”)倒挂时受到的浮力。若圆锥正挂时细线受到的拉力为8 N,圆锥受到的浮力为4 N,则圆锥的质量是_______kg(g取10 N/kg)。
答案:等于;1.2
解析:圆锥无论是正挂还是倒挂时排开的水的体积是相同的,根据阿基米德原理可知受到的浮力相等。根据,圆锥的重力,质量。
第3节 物体的浮沉条件及应用
知识点1 物体的浮沉条件
1.物体浮沉的原因
①力是改变物体运动状态的原因 物体在液体中是上浮还是下沉,
②浸没在液体中的物体,收到G 取决于G和F浮的大小关系
和F浮两个力的作用
2.物体在液体中浮沉时的各种状态
状态分析 动态(受非平衡力作用) 静态(受平衡力作用)
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
向上运动 向下运动 静止在液体内任意深度处 静止在液面上 静止在容器底部
图解
受力分析
体积分析 (未露出液面前)
密度分析
知识点2 浮力的应用
1.浮力的应用实例
(1)轮船
①漂浮→
②空心→增大排开水的体积,增大浮力
③排水量→满载时的m排
(2)潜水艇
①下沉→充水→
②悬浮→适量充水→
③上浮→排水→
(3)气球和飞艇→→充氢气、氦气等 或 充热空气
(4)密度计
①漂浮时
②特点:刻度不均匀,上疏下密;上面刻度值小,下面刻度值大。
2.有关漂浮问题的五大规律
规律一:“二力平衡”,即物体漂浮在液面上时,物体所受浮力等于自身重力().
规律二:“质量相等”,即物体漂浮在液面上,排开液体的质量等于自身质量().
规律三:“体积比与密度比有关”,即物体漂浮在液面上,浸入液体的体积是物体体积的几分之几,物体密度即为液体密度的几分之几().
规律四:“浮力恒等”,即同一物体漂浮在不同液面上时,所受浮力相等().
规律五:“密大浸少”,即物体漂浮在不同液面上,在密度大的液体中物体浸入液体的体积小.
【例题】兴趣小组的同学制作了如图所示的潜水艇模型(不考虑阻力),下列说法正确的是( )
A.潜水艇模型是通过改变受到的浮力实现沉浮的
B.潜水艇模型在水下匀速上浮时,它受到的浮力大于自身重力
C.潜水艇模型处于悬浮状态时,向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜水艇上浮
D.潜水艇模型处于悬浮状态时,向外拉注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜水艇下沉
答案:D
解析:A(×)当潜水艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,所受浮力不变,模型的上浮和下沉是通过改变潜水艇所受重力来实现的.
B(×)潜水艇模型在水下匀速上浮时,受力平衡,即它受到的浮力等于自身重力.
C(×)潜水艇模型处于悬浮状态时,向内推注射器活塞,水会被压出试管,此时潜水艇模型的自重减小,潜水艇模型将上浮.
D(√)潜水艇模型处于悬浮状态时,向外拉注射器活塞,试管内气压变小,水会被压入试管中,此时潜水艇模型的自重增加,潜水艇模型将下沉.
【例题】我如图甲所示,在木块上放一个铁块,静止时木块恰好浸没在水中。用细绳(质量可忽略)连接木块和铁块放入水中,静止时如图乙所示。木块在甲图中受到的浮力__________(选填“大于”“小于”或“等于”)在乙图中受到的浮力,乙图中液面会_________(选填“上升”“下降”或“不变”)。
答案:大于;不变
解析:根据公式可知,相同时,越大,浮力越大。因为在甲图中木块排开水的体积更大,所以木块受到的浮力更大。把木块和铁块看成一个整体,在甲、乙两图中,均处于漂浮状态,受到的浮力大小均等于木块和铁块的总重力大小。根据公式可知,相同时,相等,因此乙图中的液面不变。
【核心素养对接中考】
1.[2024年甘肃兰州中考真题]将质量相等的实心物体A、B分别放入装有甲、乙两种不同液体的容器中,已知两液体质量相等,两容器底面积相等但形状不同,A、B两物体静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面恰好相平,下列说法中正确的是( )
A.A物体体积大于B物体体积 B.甲液体密度大于乙液体密度
C.A物体所受浮力小于B物体所受浮力 D.甲、乙两液体对容器底部的压强相等
2.[2024年广东广州中考真题]潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A.受到浮力大小变小 B.受到浮力大小变大
C.排开液体重力不变 D.排开液体重力变大
3.[2024年江西中考真题]下图是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,它创造了万米的载人深潜新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,以下说法正确的是( )
A.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大
B.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变
C.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变
D.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大
4.[2024年河南中考真题]宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。图为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为、、,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
5.[2024年甘肃兰州中考真题]一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为10cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30cm时,绳子刚好伸直;如图乙所示,当水深为36cm时,物体上表面恰好与水面相平,已知,则此正方体物块的密度为________,乙图中细线的拉力为________N。
参考答案
1.答案:A
解析:由图可知,A在甲中漂浮,A受到浮力等于A的重力,又根据阿基米德原理A受到的浮力等于A排开甲液体所受的重力,则有
B在乙中悬浮,B受到的浮力等于B的重力,又根据阿基米德原理B受到的浮力等于B排开乙液体所受的重力,则有
已知,A与B质量相等,根据可知,A与B重力相等,所以,甲与乙液体重力相等,若此时两容器中只装有两种液体且液面相平,则甲液体总重力与乙液体总重力相等,即,所以两容器中只装有两种液体且液面相平时,两种液体的总质量相等。又由图可知,甲液体的总体积大于乙液体的总体积,根据可以得到
根据液体压强计算公式可知,在深度相同时,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强;
由前面分析可知
已知,所以
由题目信息可知,,所以
故A正确,BCD错误。
故选A。
2.答案:A
解析:AB.潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,排开水的体积不变,根据可知,潜水艇受到的浮力变小,因此与a处相比,潜水艇在b处受到浮力大小变小,故A符合题意,B不符合题意;
CD.根据阿基米德原理可知,物体浸在液体中受到的浮力等于其排开的液体受到的重力,由于潜水艇受到的浮力变小,所以潜水艇排开液体的重力变小,即与a处相比,潜水艇在b处排开液体重力变小,故CD不符合题意。
故选A。
3.答案:A
解析:在万米深海处继续下潜的过程中,根据和可知,“奋斗者”号排开水的体积不变,深度变大,故“奋斗者”号受到海水的浮力不变,压强变大,故A正确,BCD错误。
故选A。
4.答案:B
5.答案:;6
解析:由题意可知,当水深为30cm时,物体刚好伸直,此时物体处于漂浮状态,排开水的体积等于物体浸入水中的体积为
由于漂浮,物体受到的重力大小等于浮力
物体的密度为
当物体浸没时,受到三个力的作用,它们之间的关系为
浸没时物体受到浮力大小为
乙图中细线的拉力为

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