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第2节　阿基米德原理
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.经历“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验过程,做到会操作、会记录、会分析、会论证。
2.知道阿基米德原理,能够复述阿基米德原理并且书写其数学表达式。
3.能用阿基米德原理F浮=G排解决浮力相关问题。
课堂探究
课前一问
通过上一节课的学习,我们知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体浸在液体中的体积,那么浮力跟液体的密度和物体浸在液体中的体积是否存在什么定量关系呢
根据阿基米德原理F浮=G排,将其展开后可以得到F浮=G排=m排g=ρ液V排g 。
知识点　探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
1.实验“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”
(1)实验目的:
(2)实验器材:
(3)实验步骤(可以画图加文字表述):
重点整理
提示:
如何测量物体受到的浮力
如何收集物体排开的液体
如何测量排开液体的重力
(4)实验数据:
序号 浮力 F浮/N 排开液体的
重力G排/N
1
2
3
4
(5)实验结论:　　
2.阿基米德原理
(1)浸在液体中物体受到向上的浮力,浮力的大小等于
　 　。
(2)表达式:F浮=　 　。
(3)适用条件:阿基米德原理不仅适用于　 　,也适用于　 　;不仅适用于浸没在液体中的物体,也适用于　 　液体中的物体。
它排开的液体
所受的重力
G排
液体
气体
部分浸入
典型例题
例1　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(　 　)
A.80 N　　 B.30 N　　 C.50 N　　 D.110 N
B
例2　一个质量为80 g的金属块浸没在盛满酒精的烧杯中时,从杯中溢出了10 g酒精。(ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)则:
(1)该金属块所受的浮力为多大
解:(1)由阿基米德原理可得,物体所受的浮力F浮=G排=G溢=m溢g=
0.01 kg×10 N/kg=0.1 N。
(2)该金属块的体积为多少
(3)如果把该金属块浸没到盛满水的烧杯中,此时金属块受到的浮力大小是多少
(3)该金属块浸没到盛满水的烧杯中时,V排=V=12.5cm3=12.5×10-6m3,
此时金属块受到的浮力F浮'=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10 N/kg×12.5×
10-6m3=0.125 N。
举一反三
1.如图所示,一个棱长为4 cm的正方体木块放在有溢水口的水槽中,在没有把木块放到水槽时,水槽中水面正好在溢水口处;当木块浮在水槽的水面上静止不动时,从溢水口中溢出的水的体积是34 cm3,木块露出水面的体积大小和木块受到的浮力大小分别是(g取10 N/kg,ρ水=
1.0×103 kg/m3)(　 　)
A.64 cm3,0.6 N　　　 B.30 cm3,0.3 N
C.34 cm3,0.34 N　　　 D.30 cm3,0.34 N
D
2.将甲、乙、丙三个体积相同的小球放在水中,如图所示,三个小球所受浮力分别为F甲、F乙、F丙,则三个浮力的大小关系是(　 　)
A.F甲>F乙>F丙 B.F甲C.F甲>F乙=F丙 D.F甲D
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
基础题
1.关于浸在液体中的物体所受浮力F浮与物体重力G物、物体排开液体的重力G排间的大小关系,下列说法正确的是(　 　)
A.只有当物体浸没时,F浮等于G物
B.不管物体是否浸没,F浮都等于G物
C.只有当物体未浸没时,F浮等于G排
D.不管物体是否浸没,F浮都等于G排
D
2.如图所示,A为木块,B为铝块,C为铁球,它们的体积相等,把它们都浸没在水中,则(　 　)
A.铁球受到的浮力最大
B.铝块受到的浮力最大
C.木块受到的浮力最大
D.三个物体受到的浮力一样大
D
3.两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比(　 　)
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
C
4.如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重为6 N的小球用细线系在容器的底部,容器中倒入足够的水使小球浸没。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)小球受到的浮力。
解:(1)小球浸没在水中有V排=V球=1.0×10-3m3,故受到的浮力F浮=
ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.0×10-3m3=10 N。
(2)细线对小球的拉力。
解:(2)小球在水中静止,受到竖直向上的浮力,竖直向下的重力和绳对小球的拉力,这三个力合力为零,则细线对小球的拉力F=F浮-G=10 N-
6 N=4 N。
5.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照图示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为　 　N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为　 　N,石块排开的水所受的重力可由　 　(填字母)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于
　 。
3.8
1.4
A、D
排开水受到的重力　
(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作不合理的是　 　。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成与其体积不同的铁块进行实验
(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则　 　(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
A
能
1.如图所示,把测力计下悬挂的实心金属块M(体积不变)浸没在水中,M处于静止状态,下列能正确反映测力计示数F和水温t关系的是(　 　)
C
拓展题
A　　 B　 　 C　 　 D
2.如图所示,在盛水容器的水面上漂浮着一块冰,冰块内有一部分是空心的。当冰完全熔化后,水面的高度(　 　)
A.保持不变
B.略有升高
C.略有降低
D.无法确定
A
3.如图所示,一木块上面放一块实心铁块A,木块顶部刚好与水面相齐,在同样的木块下面挂另一实心铁块B,木块也刚好全部浸入水中,则A、B两铁块的体积比为(ρ铁=7.8×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3)(　 　)
A.34∶39 B.39∶34
C.44∶39 D.39∶44
A
4.如图所示,体积为1×10-3 m3,材料相同的两个金属球,分别连接在弹簧的一端,弹簧的另一端固定在容器的底部。甲装置内是水,弹簧对球向上的弹力为69 N,乙装置内是某种液体,弹簧对球向上弹力为71 N,则该种液体的密度为　 　kg/m3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
0.8×103
甲 乙
5.一位潜水员要站在江底将质量为0.4 kg的气球沿竖直方向匀速拉入水中,如图甲所示,当气球刚没入水中时体积为0.014 m3。在下拉过程中拉力F随深度h变化如图乙所示。请回答以下问题。(不计绳重及水的阻力,g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
甲 乙
(1)气球刚没入水中时所受的浮力为　 　N。
(2)当气球被拉到水下1 m时,气球体积是多大
140
(3)随着气球被拉入更深处,气球所受浮力如何变化 为什么 请写出分析过程。
解:(3)由图乙可知,气球在逐渐被拉下的过程中所需拉力在逐渐变小,因为气球在下拉过程中,气球浸入水中的深度变大,由p=ρgh可知,它受到水的压强变大,体积变小,由F浮=ρ水gV排=ρ水gV可知,气球受到的浮力变小,由F=F浮-G可知,气球在逐渐被拉下的过程中所需拉力在逐渐变小。
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第3节　物体的浮沉条件及应用
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.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,能通过改变物体所受的重力或浮力的大小,使物体在液体或气体中处于不同的浮沉状态。
2.运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象。
课堂探究
课前一问
中国有句成语叫作“浮瓜沉李”,意思是吃在冷水里浸过的李子和瓜。形容夏天消暑的生活。为什么重的西瓜在水中会浮起来,而轻的李子在水中反而会沉下去呢
因为西瓜的密度比水的密度小,西瓜浸没在水中时受到的浮力大于其自身的重力,所以西瓜会浮起来;而李子的密度比水的密度大,李子在水中受到的浮力小于其自身的重力,所以李子会下沉。
知识点一　物体的浮沉条件
物体的浮沉条件
重点整理
浮沉状态 上浮 漂浮 悬浮 下沉 沉底
受力示意图
受力分析 F浮　 G F浮　　G F浮　　G F浮　　G F浮　　G
>
=
=
<
<
密度比较 ρ物　　ρ液 ρ物　　ρ液 ρ物　　ρ液 ρ物　　ρ液 ρ物　　ρ液
是否受平衡力
是否处于平衡状态
运动状态 处于动态 是　　 的最终状态 　 　(选填“可以”或 “不可以”)停留在液体中的任何深度处 处于动态 是　 　的最终状态
<
<
=
>
>
否
是
是
否
是
否
是
是
否
是
上浮
可以
下沉
典型例题
例1　在传统农耕文化中,劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子,下列说法正确的是(　 　)
A.盐水选种时所用盐水的密度要大于所有种子的密度
B.漂浮的种子受到的浮力大于自身重力
C.下沉的种子密度比盐水的密度大
D.若漂浮的种子和沉底的种子体积相同,则受到的浮力相同
C
例2　把一个重为0.5 N的土豆浸没在装满水的烧杯中并溢出了0.4 N的水,则松手后,土豆在水中(　 　)
A.上浮 B.悬浮 C.下沉 D.以上都有可能
C
例3　甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如表所示。将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,则下列判断正确的是(　 　)
B
小球 甲 乙 丙
m/g 30 40 54
V/cm3 60 50 20
A.F甲>F乙>F丙　　 B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲　　 D.F甲>F丙>F乙
举一反三
1.如图所示,新鲜鸡蛋沉在盛有纯水的容器底部,若要其上浮,可加(已知ρ酒精<ρ植物油<ρ纯水<ρ浓盐水)(　 　)
A.酒精 B.植物油 C.纯水 D.浓盐水
2.小球质量为300 g,体积是200 cm3。把它浸没在水中,放手后,小球将
(　 　)
A.沉入水底 B.上浮至漂浮在水面上
C.悬浮水中 D.无法确定如何运动
D
A
3.如图所示为甲、乙、丙三种物质质量与体积的关系,其中甲、丙为固体,乙为液体(足够多),则下列说法正确的是(　 　)
A.实心物体甲放入乙液体静止后,一定漂浮
B.实心物体丙放入乙液体静止后,一定漂浮
C.实心物体甲放入乙液体静止后,一定悬浮
D.实心物体丙放入乙液体静止后,一定沉底
B
知识点二　浮力的应用
浮力的应用
(1)轮船
①漂浮原理:把密度比水大的钢铁制成空心的,使其能排开更多的水,从而增大其所受的　 　,使轮船可以　 　在水面上。
②轮船排水量:轮船的大小通常用排水量来表示。排水量就是轮船
　 　时排开水的　 　。
重点整理
浮力
漂浮
满载
质量
(2)潜水艇
①浮沉原理:通过改变　 　来实现上浮或下潜。
②潜水艇水舱注水时:潜水艇所受重力G变　 　,使得F浮　 (选填“>”“<”或“=”)G,潜水艇　 　。
③潜水艇水舱排水时:潜水艇所受重力G变　 　,使得F浮　 　(选填“>”“<”或“=”)G,潜水艇　 　。
自身重力
大
<　
下沉
小
>
上浮
(3)热气球和飞艇
①热气球:通过加热热气球里面的空气,使空气受热膨胀,密度变　 　,热气球的重力小于浮力,从而实现升空。
②飞艇:通过充入密度比空气　 　的气体(如氦气),使飞艇的重力小于浮力,从而实现升空。
小
小
典型例题
例1　一艘轮船的排水量是1×104 t,表示此船满载时,货物质量和船身质量之和为多少 (请写出计算过程)
解:因为轮船漂浮,则有F浮=G,又因为F浮=G排=m排g,G=(m船+m货)g,所以m船+m货=m排=1×104 t。
例2　测量液体密度的仪器叫密度计。将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值,如图甲。图乙和图丙中的密度计是自制的一支简易密度计(在木棒的一端缠绕一些铜丝做成),先后被放入盛有不同液体的两个烧杯中。下列说法正确的是(　 　)
A.液面越靠近密度计下方的刻度,其相应的密度数值越小
B.密度计在图乙烧杯中受到的浮力大于图丙烧杯中受到的浮力
C.图乙、丙两烧杯中液体对密度计下表面的压强相等
D.图乙烧杯中液体的密度比图丙烧杯中液体的密度大
C
举一反三
1.一艘轮船的排水量为100 t,该船满载时受到的浮力为　 　N,当这艘船从长江驶入东海,它所受到的浮力将　 　(选填“增大”“变小”或“不变”),轮船将　 　(选填“上浮一些”或“下沉一些”)。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
1×106
不变
上浮一些
2.如图所示是由我国航空工业特飞所自主研制的AS700“祥云”民用载人飞艇,该飞艇最大可载乘客9人,艇体的气囊内充以密度比空气小的氦气(上升时飞艇外形不变)。下列说法正确的是(　 　)
A.飞艇在匀速上升过程中,受到的浮力等于它排开空气所受的重力
B.飞艇是通过改变排开空气的重力来实现上升和下降的
C.飞艇上升过程中,大气对飞艇的压强逐渐变大
D.飞艇悬浮时,受到的浮力大于其所受的重力
A
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
基础题
1.如图所示是关于浮力知识的应用实例,下列关于这些实例的说法正确的是(　 　)
B
甲　　 乙　　 丙　　 丁
A.图甲中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大
B.图乙中巨轮之所以能够浮在水面是因为其利用空心的办法增大了排开水的体积
C.图丙中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图丁中气球是利用填充气体密度大于空气密度的方法上浮
2.在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图所示。其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线。当船从北大西洋驶向印度洋时,下列关于轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系的说法正确的是(　 　)
A.浮力增大,ρ1=ρ2 B.浮力减小,ρ1=ρ2
C.浮力不变,ρ1>ρ2 D.浮力不变,ρ1<ρ2
C
3.把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较(　 　)
A.石头受到的浮力更大些
B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大
D.石头没有受到浮力的作用
A
4.两个完全相同的烧杯中,分别盛有不同密度的液体,将同一物体先后放入甲、乙两杯中,当物体静止时,两个烧杯的液面相平,物体所处的位置如图所示,下列说法正确的是(　 　)
A.甲杯液体密度比乙杯液体密度大
B.甲杯液体对容器底的压强比乙杯液体对容器底的压强大
C.甲杯中物体受到的浮力等于乙杯中物体受到的浮力
D.甲杯中的液体和物体受到的总重力等于乙杯中的液体和物体受到的总重力
C
5.用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,制作如图所示的潜水艇模型(不计进排气管体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉。下列说法正确的是(　 　)
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将变小
D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少
D
1.如图所示,水平桌面上有两个相同电子秤,上面分别放有相同的容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相同的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底、B球漂浮,此时液体深度h甲A.液体密度ρ甲<ρ乙
B.两小球受到的浮力FA=FB
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大
D
拓展题
2.一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是(　 　)
A
A　　　 B　　　 C　　 　 D
3.如图所示,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮　 　(选填“>”“<”或“=”)G总;若在烧杯中缓缓加入相同密度的水,石块将　 　(选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。
<
保持悬浮
4.10 N的水能产生的浮力(　 　)
A.总是小于10 N B.等于10 N
C.等于0 N D.可以大于10 N
D
5.氢气具有可燃性,因此早期使用氢气填充的气球和飞艇很容易燃烧起火,后来使用不会燃烧的氦气替代氢气来填充气球和飞艇。相同条件下氦气的密度约为氢气密度的两倍,但仍比空气的密度(约1.29 kg/m3)小得多。若忽略球皮和吊索的重力,则相同体积的氦气球与氢气球相比(　 　)
A.氦气球的有效载重量约为氢气球的一半
B.氦气球有的效载重量约为氢气球的两倍
C.氦气球有效载重量比氢气球小很多
D.氦气球的有效载重量与氢气球差不多
D
6.有四种飞行器:(1)直升飞机;(2)飞艇;(3)热气球;(4)滑翔机。其中利用空气浮力升空的是(　 　)
A.(1)和(4) B.(2)和(3)
C.(1)和(3) D.(2)和(4)
B
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第1节　浮力
第十章 浮力
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.通过实验,认识浮力。
2.探究并了解浮力大小与哪些因素有关。
课堂探究
课前一问
为什么洗手盆装满水之后,洗手盆底部的出水口塞着的橡胶水槽塞不会浮起来呢
洗手盆底部的橡胶塞子受到水向下的压力,但橡胶塞子下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以塞子不受浮力,不会浮起来。
知识点一　浮力
1.浮力
(1)浮力:浸在　 中的物体受到　 　的力,这个力叫作
　 　。
(2)浮力的方向:　 　。
液体　
重点整理
向上
浮力
竖直向上
2.浮力的测量
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出铝块在空气中的重力G。
(2)如图乙所示,把铝块浸在水中,读出弹簧测力计示数F拉。
(3)用“·”表示图乙中的铝块,请在图丙的虚线框内画出此时铝块的受力示意图,则铝块受到的浮力F浮=　 　(用已知的物理量符号表示)。
【答案】(3)如图所示
G-F拉
3.浮力产生的原因
对浸没在液体中的长方体进行受力分析:
(1)长方体左右两个侧面所受液体的压力大小关系是F左　　F右,长方体前后两个侧面所受液体的压力大小关系是F前　　F后。(均选填“>”“=”或“<”)
=
=
(2)液体对长方体下表面的压力F2　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)液体对它上表面的压力F1,依据:　
　。
(3)由以上分析可知,浮力产生的原因是　
　。图中长方体受到的液体的浮力可以表示为F浮=　 　。
大于
长方体下表面的压强大于上表面的
浸在液体中的物体,其上、
下表面受到液体的压力不同
F2-F1
典型例题
例1　下列物体中,不受浮力作用的是(　 　)
A.在水中下沉的铁块 B.在水中的桥墩
C.浮在水面上的轮船 D.空中上升的气球
B
例2　如图所示,一棱长为10 cm的正方体物体在水中保持静止,物体的上表面距离水面8 cm,物体下表面受到的压力为　 　N,物体受到的浮力为　 　N,浮力的方向是　 　(g取10 N/kg,ρ水=
1.0×103 kg/m3)。
18
10
竖直向上
举一反三
1.下列关于浮力的说法中,不正确的是(　 　)
A.浸入水中的物体受到浮力的施力物体是水
B.浮力是由物体上下表面所受液体压力差而产生的
C.浮力方向与重力方向相反
D.在不同液体中浮力方向会不同
D
2. 如图所示,热气球在空中沿虚线方向飞行,它所受浮力的方向是(　 )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
B
知识点二　决定浮力大小的因素
决定浮力大小的因素
(1)请根据生活经验,猜想决定浮力大小的因素,并填在表中。
重点整理
生活经验 猜想
人在水中,越往深处走,越觉得所受浮力大 浮力的大小跟浸在液体中的体积有关
根据上表猜想影响浮力大小的因素有　 　。
(略)
(2)实验:探究决定浮力大小因素的实验
实验报告
实验目的:
实验器材:
实验步骤(可以画图加文字表述):
实验数据:
实验结论:
典型例题
例　小石在“探究影响浮力大小的因素”的实验中,用到了弹簧测力计、物块,两个相同的烧杯分别装有水和盐水。其实验步骤如图所示,请按要求回答问题:
(1)由图甲、丙可知物块的重力G=　 　N,物块浸没在水中所受的浮力F=　 　N。
(2)由图甲、乙、丙可探究的问题是　
　。
(3)由图甲、丁、戊的实验数据可以得出的实验结论是　
　。
3.2
2.2
浸在同种液体中的物体所受浮力
大小与排开液体的体积是否有关
浸在不同液体
中的物体所受浮力大小与液体的密度有关
(4)在上述实验的基础上,添加合适的物体就可探究浮力大小与物体质量是否有关。你添加的合适物体是　 　。
体积相同、质量不同的物体
举一反三
如图所示,小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块等器材探究浮力的大小跟哪些因素有关,提出了以下猜想:
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关。
(1)如图A所示,可知圆柱体重　 　N;图B的实验步骤中圆柱体受到水的浮力为　 　N。
(2)分析图C与图　　(填字母)步骤的数据,可以验证猜想a是错误的。
(3)比较图B的步骤与图E步骤的数据,不能得出浮力的大小与液体密度的关系,其原因是　 　。
(4)写出能够支持猜想b的一个生活现象:　
　。
2.4
0.4
D
未控制圆柱体排开液体的体积相同
我们在水中走动时,越到
深处,脚底感受到的压力越小
课后巩固
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
基础题
1.如图所示,金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡,在升至水面的过程中体积逐渐变大,这个过程中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,浮力变小
D.压强不变,浮力不变
B
2.宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。如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。在图中甲、乙、丙三个位置,船所受浮力为F甲、F乙、F丙,下列判断正确的是(　 　)
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙>F丙 D.F甲B
3.如图所示,将两个同样形状的长方体分别水平与竖直放置在盛水的容器中,则两个长方体所受到的(　 　)
A.上、下压强差相等,浮力不等
B.上、下压强差不等,浮力相等
C.上、下压强差不等,浮力不等
D.上、下压强差相等,浮力相等
B
4.如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法正确的是(　 　)
A.A物体不一定受到浮力作用
B.B物体一定受到浮力作用
C.C物体不一定受到浮力作用
D.D物体一定受浮力的作用
B
5.如图所示,将乒乓球放入瓶内,向瓶里倒水,乒乓球不会浮起来,接着将瓶口堵住,乒乓球将浮起来,这两个实验对比说明(　 　)
①浮力产生的原因是物体受到液体对物体上下表面的压力差
②堵住瓶口时乒乓球上表面受到的压力小于下表面受到的压力
③堵住瓶口时乒乓球下表面受到的压力小于上表面受到的压力
④未堵住瓶口时,乒乓球在水中也受到浮力作用
A.只有①②正确 B.只有②④正确
C.只有①④正确 D.只有①③正确
A
6.小明和几位同学设计不同实验探究浮力。
(1)他们找了一条较细的红线,将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部,再向烧杯缓慢注水,直到水将乒乓球浸没,发现红线在竖直方向被拉直,如图甲所示;然后,将大烧杯倾斜,发现红线仍旧在竖直方向被拉直,如图乙所示。根据两次观察到的现象,小明他们认为:乒乓球受到的浮力　 　。
A.大小与乒乓球的体积有关 B.大小与水的密度有关
C.方向可能竖直向上也可能斜向上 D.方向竖直向上
D
(2)在弹簧测力计下悬挂一个铝块,弹簧测力计示数是4.0 N。然后,将铝块慢慢浸入水中,当铝块部分浸入水中,弹簧测力计示数如图丙所示,弹簧测力计示数是　 　N;当铝块浸没在水中,弹簧测力计示数如图丁所示,此时铝块受到浮力大小是　 　N。实验结果表明:铝块浸在水中的体积越大,受到浮力越　 　。
3.0
1.5
大
7.如图甲所示,小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触,然后将其缓慢拉出水面,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙所示,g取10 N/kg。则圆柱体的重力为　 　N,圆柱体受到的最大浮力是　 N。
2.0
0.4　
8.用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水),如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10 N/kg,ρ水=
1.0×103 kg/m3)
(1)圆柱体受到的最大浮力。
(2)圆柱体刚浸没时下表面受到的水的压力。
(3)圆柱体刚浸没时下表面受到的水的压强。
解:(1)由题意知F浮=G-F′=2.0 N-1.4 N=0.6 N。
(2)圆柱体刚浸没时,圆柱体的上表面不会受到水的压力,再由浮力的产生原因可知F下=F浮=0.6 N。
(3)由图乙可知,圆柱体刚浸没时下表面距水面距离为h=12 cm=0.12 m,则p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1.2×103 Pa。
1.如图所示,圆锥体重为G,悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2,这两个力之间的关系是(　 　)
A.F1>F2 B.F1=F2
C.F1A
拓展题
2.如图所示,一个半球形物体重为100 N,浸没在水中,受到水向下的压力为40 N,半球受到水施加的浮力为80 N,则半球受到水向上的压力为(　 　)
A.40 N B.60 N C.80 N D.120 N
D
3.一块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,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图像是(　 　)
A
　　　 A　　 B　　 C　 　 D
4.某海滨浴场,水底布满石头,在海水中游泳的人由浅水处走向深水处的过程中,以下体验和分析合理的是(　 　)
A.脚越来越疼,是因为水底对人的支持力越来越大
B.脚越来越疼,是因为人受到的重力越来越大
C.脚越来越不疼,是因为人越来越轻
D.脚越来越不疼,是因为水底对人的支持力越来越小
D
5.在一个盛有150 N水的容器中放入一物块,物块受到的浮力为(　 　)
A.大于150 N B.小于150 N
C.等于150 N D.以上答案都有可能
D
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章 末 小 结
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第4节　跨学科实践:制作微型密度计
方案简介
材料准备:饮料吸管、铁丝、橡皮泥、水、食盐水、刻度尺、天平、量筒、可乐、食用油、酱油等。
人员分工:
制作步骤:
1.用饮料吸管(直径约为3 mm)作为标度杆,一端用橡皮泥密封并绕有铁丝作为配重,初步做成一个密度计。
2.把这个密度计漂浮在水中调节配重,使水面上方漏出一截吸管,记录水面对应吸管的位置,并测量吸管底端到此位置的长度H。
密度ρ/(g·cm-3) 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入深度h/cm
4.用自制的密度计测量可乐、食用油、酱油的密度,并与其他小组交流。
总结反思:
1.如何使吸管竖直漂浮于水中 如何解决这个问题的
2.如何在密度计上标出刻度
3.观察制作的密度计的刻度线分布是否均匀 刻度线有什么特点
4.各小组对比测量数据,进行误差分析,尝试提高密度计精度。
【实践应用】
1.小明发现鸡蛋放在清水里会沉底,向水中加入一定量的食盐后,鸡蛋会上浮,直到漂浮,且食盐水的密度越大,鸡蛋漂浮时排开液体的体积越小。
小明取一根长约30 cm的饮料吸管,将一些铁丝从吸管的下端塞入作为配重,并用石蜡将吸管的下端密封起来,让这根吸管竖直漂浮在水中,在吸管上标出水面位置,用刻度尺测量出该位置到吸管下端的距离为12 cm;再让这根吸管竖直漂浮在酒精和盐水中,并分别测出浸入的深度,在吸管上标出对应位置,这样一支简易密度计就制成了。(酒精密度为0.8×103 kg/m3,盐水密度为1.2×103 kg/m3)
阅读短文,回答以下问题:
(1)吸管竖直漂浮在水中,所受浮力大小　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)所受重力。
(2)该简易密度计竖直漂浮在酒精中时浸入的深度是　 　cm。
(3)通过计算,该简易密度计所标盐水刻度位置在水面刻度位置的　 (选填“上”或“下”)方。
(4)小明想让简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些,应　 　(选填“增大”或“减小”)配重。
等于
15
下
增大
2.阅读短文,回答问题。
密度计
实验室中常用密度计测量液体的密度,其刻度为液体的密度与水的密度的比值。测量时,密度计竖直漂浮在液体中,液面所对应的刻度即表示液体的密度,如图甲所示。
密度计是由密封的玻璃管和配重制成。玻璃管上端粗细均匀部分用来标刻度,下端玻璃泡内装密度大的铅丸或水银作配重,适量的配重是确保密度计竖直漂浮的关键。
甲
密度计分为“比重计”和“比轻计”。测量密度大于水的液体时用比重计,比重计的最小刻度线是“1”;测量密度小于水的液体用比轻计,比轻计的最大刻度线是“1”。
图乙中A、B两支密度计,一支是比重计,一支是比轻计,它们的玻璃管完全相同,B中配重质量大于A。
乙
(1)图甲中,被测液体的密度为　 　kg/m3。
(2)图甲中,“0.7”刻度的位置在“0.8”的　 　(选填“上”或“下”)方。
(3)图乙中　 　(选填“A”或“B”)是比轻计。
(4)关于A、B两支密度计刻度线的说法正确的是　 　。
A.两密度计刻度线“1”均在刻度的上端
B.两密度计刻度线“1”均在刻度的下端
C.A的刻度线“1”在上端,B的刻度线“1”在下端
D.A的刻度线“1”在下端,B的刻度线“1”在上端
0.8×103
上
A
D
(5)将A、B两支密度计放入水中,漂浮时　 　。
A.所受浮力相等,露出水面部分A比B长
B.所受浮力相等,露出水面部分长度相等
C.所受浮力B比A大,露出水面部分A比B长
D.所受浮力B比A大,露出水面部分长度相等
C
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学 习 评 价
基础巩固
1.下列物体没有受到浮力作用的是(　 　)
A.在水中嬉戏的小鸭　　 B.在蓝天飞翔的老鹰
C.深海潜游的鲸鱼　　 D.深入河底的桥墩
2.将重为5 N的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出2 N的水,物体受到的浮力(　 　)
A.一定等于 3 N B.一定等于 5 N
C.可能等于 2 N D.可能等于 3 N
D
B
3.通过改变浮力大小使物体上浮的是(　 　)
A.向盛有清水的杯子中加入食盐,沉在杯底的鸡蛋逐渐上浮
B.水舱排水,潜水艇从水底向水面升起
C.点燃油脂后,孔明灯冉冉升起
D.向浮筒内压入气体,沉船慢慢浮出水面
A
4.如图所示,在水槽中放一只不吸水的陶瓷小碗,碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,则碗沉入水底时比漂浮在水面上时水面高度将(　　)
A.下降 B.上升
C.不变 D.无法判断
A
5.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.排开液体所受的重力不变
D.排开液体所受的重力变大
A
6.将一块橡皮泥放入水中会下沉,捏成船形再放入水中,它会漂浮在水面上,如图甲、乙所示。两次橡皮泥重力分别为G甲、G乙,排开水的体积分别为V甲、V乙,浮力分别为F甲、F乙,排开水的质量分别为m甲、m乙,下列说法正确的是(　 　)
A.G甲>G乙 B.V甲>V乙
C.F甲>F乙 D.m甲D
7.深潜器实现浮沉的方法与潜水艇有所不同。小明阅读资料后,利用材质不同但体积相同的两个实心小球A、B和一条细线模拟深潜器,它们放入水中静止后状态如图所示,线已绷紧。A、B两球的重力分别为GA、GB,受到的浮力分别为FA、FB,则(　 　)
A.FA=GA B.FBC.FA>FB D.GA=GB
B
8.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度不同的食盐水,将两个完全相同的小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器液面相平。若甲、乙两容器中食盐水的密度分别为ρ1、ρ2,两小球在甲、乙两容器中受到的浮力分别为F1、F2,下列说法错误的是(　 　)
A.F1B.甲容器底部受到食盐水的压强小于乙容器底部受到食盐水的压强
C.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
D.若将乙容器中的食盐水及小球倒入甲容器中,充分
混合后两小球均沉底
C
9.将一个重为10 N的物体分别放在三种不同的液体中,物体静止时的状态如图所示,请在图中画出物体在三种液体中的受力示意图。
【答案】如图所示
10.如图所示的是盛有水的杯子静止在斜面上,小球浮在水面上,画出小球静止时所受浮力的示意图(O为重心)。
【答案】如图所示
11.如图所示,同一小球分别在甲、乙、丙三种液体中处于静止状态,各容器中的液面高度相同,则　 　(选填“甲”“乙”或“丙”)液体的密度最小,在甲液体中小球所受的重力　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)浮力。
丙
等于
12.充满氮气的气象探测气球携带探空仪(体积不计)在高空测量时,当气球随季风某段时间水平匀速运动时,此时浮力　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)重力,工作完毕后释放部分氮气,气球体积缩小,所受浮力随之变小而下落,若此时排开空气的体积约为2×104 m3,则此时受到的浮力为　 　N。(g取10 N/kg,ρ空气=1.3 kg/m3)
等于
2.6×105
13.如图所示,用手把一个圆柱体物块浸没在水中。物块的上表面受到水的压力大小为14.7 N,它的下表面受到水的压力大小为20.5 N,物块受到的浮力大小为　 　N,浮力的方向为　 　;若物块重为8 N,放手后这个物块将　 　(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
5.8
竖直向上
下沉
14.在学习了浮力知识后,小明进一步探究浮力的有关问题。
实验一:探究漂浮物体受到的浮力大小与物体排开液体重力的关系。
(1)实验步骤如下(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
步骤1:如图甲所示,用弹簧测力计测量物体的重力为0.96 N;
步骤2:如图乙所示,在量筒中倒入适量的水;
步骤3:如图丙所示,将物体轻轻放入量筒中,发现物体漂浮在水面上,由此可知物体所受浮力大小为　 　N;
步骤4:观察量筒中水面的变化情况,通过计算可知物体排开水的重力为　 　N。
综合分析实验数据可得到的结论是　 　。
0.96
0.96
物体受到浮力大小等于物体排开液体的重力
实验二:探究浮力大小与液体密度的关系。
(2)小明又将该物体分别放入两种不同的液体中,得到的实验数据如表所示,他分析数据得出结论:液体密度越大,物体受到的浮力也越大。小红认为小明的实验不合理,她判断的理由是　
　。
液体 液体的密度/(g·cm-3) 物体排开液体的体积/cm3 物体状态 物体受到的浮力/N
液体1 0.85 100 沉底 0.80
液体2 1.2 80 漂浮 0.96
没有控制物体排开液体
的体积相同
(3)该物体在液体1中处于沉底状态,说明物体的密度　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)液体1的密度;若使该物体在液体1中上浮,你的方法是　 　(写出一种即可)。
大于
增大液体的密度
拓展提升
15.如图所示,水平桌面上放置两个溢水杯,分别装满甲、乙两种液体。将一个密度为ρ0的小球放入甲液体中,小球静止时,溢出液体的质量为m甲;再将小球放入乙液体中,小球静止时,溢出液体的质量为m乙。则m甲　 　(选填“>”“ =”或“<” )m乙;乙液体的密度ρ乙=　 　(用已知条件所给的字母表示)。
>
16.小明每天测量同一个鸡蛋的质量,再把鸡蛋放入水中,观察它的浮沉情况后,取出放好。如表所示是他记录的部分数据及现象。(鸡蛋的体积保持不变,g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)求第57天鸡蛋所受浮力及鸡蛋的体积。
(2)比较第1天和第70天鸡蛋受到浮力的大小,写出判断依据。
(3)根据表格的现象你如何判断鸡蛋存放时间的长短
解:(2)鸡蛋的质量减小,但鸡蛋的体积不变,第1天和第70天相比,在第一天排开的水的体积较大,而液体的密度不变,根据F浮=ρ水gV排可知,鸡蛋在第一天中受到的浮力大。
(3)由表格中的数据和鸡蛋的状态可知,当鸡蛋在水中下沉时,鸡蛋的放置时间不超过29天;鸡蛋悬浮时,鸡蛋的放置时间不超过57天;鸡蛋在水中漂浮时,鸡蛋的放置时间为58天以上。
17.除图中的器材外,还可提供足够的水(密度为ρ水),测量漂浮在水面的玩具鸭所受重力,简要写出合理方案(可用画图或文字表述),并用已知量和测量量推导出玩具鸭所受重力的表达式(玩具鸭不能放入量筒)。
【答案】实验步骤:
(1)在水槽中倒满水,将玩具鸭慢慢放入其中,使其漂浮在水面上,稳定之后将玩具鸭慢慢取出;(2)在量筒中倒入适量的水,记下水的体积V1;(3)将量筒中的水慢慢倒入水槽,直到水装满水槽,记下量筒中剩余水的体积V2。
推导过程:
玩具鸭排开水的体积为V排=V1-V2,排开水的质量为m排=ρ水V排=ρ水(V1-V2),
根据阿基米德原理可知,玩具鸭受到的浮力F浮=G排=m排g=ρ水(V1-V2)g,
因为玩具鸭是漂浮在水面上的,所以玩具鸭的重力为G=F浮=ρ水(V1-V2)g。
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