粤沪版物理八年级下册同步提优训练：9.2　阿基米德原理 第1课时　阿基米德原理（含答案）

9.2　阿基米德原理
第1课时　阿基米德原理
考点1　探究浮力的大小
1.(2021云南)某小组做“探究浮力的大小与排开液体所受重力关系”的实验。
(1)弹簧测力计使用前要先进行　　　　。
(2)实验步骤如①所示,图甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和图丁可知,物体受到的浮力F浮=　　　　。
(3)以下选项中若　　　　成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A.F1-F2=F3-F4
B.F1-F3=F4-F2
C.F3-F2=F1-F4
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图②所示。向下移动水平横杆,使物体缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐　　　　,B的示数逐渐　　　　,且A、B示数的变化量
　　　　(选填“相等”或“不相等”)。
(5)(多选)比较两种实验方案,改进后的优点是　　　　。
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
2.(2021岳阳)是“探究阿基米德原理”的实验,其步骤如下:
(1)如甲所示,用弹簧测力计测出一满袋水的重力为2 N(不计袋子厚度和重力)。
(2)如图乙所示,将水袋浸入水中,静止时弹簧测力计示数为1.2 N,此时水袋所受浮力为
　　　　N。
(3)如图丙所示,继续让水袋下沉,但未浸没,水袋所受浮力　　　　(选填“变小”“不变”或“变大”)。
(4)如图丁所示,水袋浸没在水中,静止时弹簧测力计示数为0 N。由此　　　　(选填“能”或“不能”)得出结论:此时水袋受到的浮力等于它排开水所受到的重力。
(5)设图丙中水袋受到的浮力为F浮,所排开水受到的重力为G排,则F浮　　　　(选填“=”或“≠”)G排。
探究物体所受浮力的大小跟它排开的液体的重力之间的关系时,为减小误差且不重复操作,测量顺序应是测空桶的重力→测物体的重力→测物体浸没在液体中时弹簧测力计的拉
力→测桶和物体排开液体的总重力。
考点2　阿基米德原理的理解　　　　
3.下列关于阿基米德原理的叙述中,正确的是(　　)
A.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的体积
B.浸在液体中的物体受到向下的浮力,浮力的大小等于它排开的液体的体积
C.浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体的重力
D.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的重力
4.关于浸在液体中的物体所受的浮力F浮与物体的重力G物、物体排开液体的重力G排间的大小关系,以下说法中正确的是 (　　)
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
5.为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,再用细线系住一铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢水杯接触。则下列判断正确的是 (　　)
　
A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大
B.铝块浸没在水中静止时,细线对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
C.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,电子秤示数不变
D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小
6.物理研究中通常会用建立模型的方法来解释或解决问题,在研究浮力知识时,就可以将一定形状的物体作为模型,根据液体内部压强大小和方向的知识,来解释浮力产生的原因,并以此推导阿基米德原理,现有浸没在液体中的正方体、圆柱体、球体和圆锥体,可供选择作为模型,如(a)、(b)、(c)和(d)所示。
(1)请判断,图中的　　　　(填序号)不适合作为模型推导阿基米德原理。
(2)若液体的密度为ρ,请从图中选择一个作为模型,运用液体内部压强等知识,推导阿基米德原理。
要求:①所选模型为　　　　(填图序)。
②在图中添注所需的物理量(用字母表示),写出推导过程。
推导过程:F浮=F下-F上=　　　　　　=　　 　　=　　 　　=　　　 　=G排。
　　由阿基米德原理可知,F浮=G排=m 排g=ρ液V排g,依据该等式可计算相关物理量的大小。若物体全部浸入液体中,则V排=V物;若物体部分浸入液体中,则V排7.实验桌上有弹簧测力计、圆柱体实心铁块、细线、分别装有适量水和盐水的两个烧杯。请你利用这些器材,设计一个实验证明:物体所受的浮力与排开液体的密度有关。要求:
(1)写出实验步骤。
(2)画出实验数据记录表格。
答案
9.2　阿基米德原理
第1课时　阿基米德原理
1.(1)调零　(2)F1-F3　(3)B　
(4)变小　变大　相等　(5)BC
2.(2)0.8　(3)变大　(4)能　(5)=
3.D　4.D
5.C　 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强不变,根据公式F=pS可知,水对溢水杯底的压力不变,故A、D错误;根据阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于排开水的重力,铝块浸没在水中静止时,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力作用,细线对铝块的拉力等于铝块的重力和浮力之差,即F拉=G-F浮=ρ铝gV铝-ρ水gV铝=(ρ铝-ρ水)gV铝;G排=ρ水gV铝,且ρ铝-ρ水≠ρ水,所以细线对铝块的拉力不等于铝块排开水的重力,B错误;由于溢水杯中装满水,铝块浸入水中静止时,由阿基米德原理可知,铝块受到的浮力等于排开水的重力(溢出水的重力),而铝块对水的压力大小与浮力相等(即该压力等于溢出水的重力),铝块浸没前后,溢水杯对电子秤的压力分别为F=G杯+G水、F'=G杯+G水-G排+F浮,所以溢水杯对电子秤的压力不变,则电子秤示数不变,C正确。
6.(1)(c)(d)　
(2)①(a)[或(b)]
②如图所示
ρgh下S-ρgh上S　ρg(h下-h上)S　ρghS　ρgV排
物体受到的液体压强为p=ρgh,物体受到的浮力为F浮=G排=ρ液V排g,根据F浮=F下-F上和F=pS可知,要用液体压强公式推导阿基米德原理,应选用横截面积相同的模型,故图中(a)(b)适合,(c)(d)不适合。选取(a)模型或(b)模型均可,所需的物理量如图所示,液体的密度ρ,上表面的深度h上,下表面的深度h下,底面积S。物体上、下表面受到的液体压强分别为p下=ρgh下、p上=ρgh上,物体上、下表面受到的液体压力分别为F下=p下S=ρgh下S、F上=p上S=ρgh上S,由浮力产生的原因可知,物体受到的浮力:F浮=F下-F上=ρgh下S-ρgh上S=ρg(h下-h上)S=ρghS=ρgV排=
G排。
7.(1)实验步骤:
①弹簧测力计调零,将铁块用细线系好,挂在弹簧测力计下,测出铁块的重力G。
②手持弹簧测力计,将铁块缓慢浸没在烧杯内的水中,铁块不接触烧杯,将此时弹簧测力计的示数F1记录在实验数据记录表格中。
③将铁块从水中取出擦干,仿照步骤②再将铁块浸没在另一烧杯内的盐水中,将此时弹簧测力计的示数F2记录在实验数据记录表格中。
④根据F浮=G-F,分别计算出两次铁块所受的浮力F浮,并记录在实验数据记录表格中。
(2)实验数据记录表
物质 铁块的重力G/N 浸没时弹簧测力计示数F/N 铁块受到的浮力F浮/N
水
盐水