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第八章 浮力
第二节 阿基米德原理
第1课时 浮力大小的影响因素
知识清单
一、影响浮力大小的因素
物体受到浮力的大小与液体的 和排开液体的 有关,与浸没在液体中的 无关.
二、阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的 .
2.公式: .
3.符号的意义及单位
物理意义 单位
F浮
G排
ρ液
g
V排
4.适用条件:阿基米德原理不仅适用于 ,也适用于 .
提示
浮力大小的四种计算方法
称重法 压力差法 公式法 二力平衡法
①内容:浮力等于物体的重力G减去物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力F拉; ②F浮=G—F拉 ①浮力等于物体 上、下表面受到的液体的压力之差; ②F浮=F向上-F向下 根据阿基米德原理F浮=G排或F浮=ρ液gV排计算 ①物体漂浮或悬浮时,由二力平衡的条件得,浮力等于重力; ②F浮=G
注:物体在液体中漂浮或悬浮时,物体的质量也等于物体排开的液体的质量.
基础演练
考点一 影响浮力大小的因素
1.甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把它们放入水中静止后的情况如图所示,则它们在水中所受浮力相等的是( )
A.甲和乙
B.乙和丙
C.丙和丁
D.甲和丁
2.小明在“探究影响浮力大小的因素”时,把一个重为6N的物体挂在弹簧测力计下,缓慢浸入水中,发现弹簧测力计示数先减小后保持4N不变,由此说明浮力大小与_____________有关,浸没时物体所受的浮力为 N.
考点二 探究阿基米德原理
3.我国自主研制的亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3万吨,于2022年3月15日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域.驳船因载有“海基一号”而多排开海水的质量 ( )
A.等于3万吨 B.大于3万吨 C.小于3万吨 D.以上都有可能
4.兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理.(细线的质量和体积均忽略不计)
F =4NF =0.5N F =3NF =1.5N F =3.2N F =1.3N
(1)使用弹簧测力计前,要将指针调在 位置.
(2)实验中所用物块的重力为 N.
(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力___________(选填“偏大”或“偏小”).
(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为 N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 .
(5)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F >F , 说明物块受到的浮力大小与 有关.换用酒精再次实验的目的是________ (选填“减小误差”或“寻找普遍规律”).
能力提升
5.小明将两个完全相同的物体A、B,分别放在甲、乙两种液体中,A、B处于如图所示的漂浮状态,且此时液面处于同一水平高度.由此可判断 ( )
A.甲液体密度小于乙液体密度
B.物体A、B下表面所受液体压强相等
C.甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强
D. A物体受到的浮力小于B物体受到的浮力
6.有一个圆柱形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,弹簧测力计的示数为10N;当把物体一半体积浸入水中时,弹簧测力计的示数为4N,取下物体投入水中静止时,物体受到的浮力是 ( )
A.4N B.6N C.10 N D.12N
7.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的容器,分别装有密度为ρ 、ρ 的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两液体中,小球静止时,两容器内液面相平,两个小球受到的浮力分别为F 、F ,则下列判断正确的是( )
①F >F ; ②ρ >ρ ;③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强.
A.②③
B.①②
C.①③
D.①②③
8.小雨验证阿基米德原理的实验操作步骤如图所示,实验过程如下:
A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的重力;
B.将水倒入溢水杯中;
C.将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没于水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时读出弹簧测力计的示数;
D.将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;
E.记录、分析实验数据,得出实验结论;
F.整理实验器材.
请根据小雨的实验过程回答下列问题.
(1)指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤:
.
(2)在B步骤中对溢水杯中的水量有何要求 .
(3)将橡皮从水面上方某一高度处缓缓下降,使其逐渐浸入水中直至完全浸没,整个过程中弹簧测力计的示数如何变化 _________________________________________________
___________________________________________________________________________.
(4)若A、C、D三个图中弹簧测力计的示数分别为F 、F 、F ,漏掉的实验操作中的弹簧测力计示数为F ,那么当满足 (用字母表达式表示)关系式时,阿基米德原理就得到了验证.
9.小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素.
(1)小明列举了三个常识,分别作出了三个猜想,其中符合常识1的是猜想_________(填序号).
常识 猜想
常识1:木头漂在水面上,铁钉沉在水底; 常识2:轮船从长江驶入大海,船身会上浮一些; 常识3:人从泳池浅水区走向深水区,感到身体变轻 猜想1:与浸入液体的深度有关; 猜想2:与液体的密度有关; 猜想3:与物体的密度有关
(2)为了验证上述猜想是否正确,小明依次做了如下实验.
①根据A、B、C的结果,可得猜想1是 (选填“正确”或“错误”)的;根据A、C、D的结果,可得猜想1是 (选填“正确”或“错误”)的;深入分析上述现象,可得:浮力大小与 有关,与浸入液体的深度 .
②接下来根据A、D和E (选填“能”或“不能”)对猜想2进行验证.
③为验证猜想3,小明在老师的指导下,将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度,接着他仿照步骤D进行实验,发现此时弹簧测力计示数小于1.8N,便认为该猜想是正确的,小明在该实验环节中存在的问题是________________________________________________
___________________________________________________________________________.
素养培育
10.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F ;将铁块缓慢浸没于水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯中,此时弹簧测力计的示数为F .下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强: B.溢水杯对桌面的压力:
C.铁块受到的浮力: D.小烧杯中水的重力:
参考答案
知识清单
一、密度 体积 深度
二、1.重力或
3.浮力 牛顿(或:N) 排开液体所受的重力 牛顿(或:N) 液体的密度 千克/米 (或:kg/m ) 重力与质量的比值 牛/千克(或:N/kg) 排开液体的体积 立方米(或:m )
4.各种液体 各种气体
基础演练
1. C 2.排开液体的体积 2
3. A
4.(1)零刻度线 (2)4 (3)偏小 (4)1 相等
(5)液体密度 寻找普遍规律
能力提升
5. B 6. C 7. A
8.(1)测空小桶的重力 (2)溢水杯应该盛满水(3)先变小后不变 (4)F —F =F —F
9.(1)3 (2)①正确 错误 排开液体的体积 无关②能 ③未测量出此时瓶子(含沙子)的重力
素养培育
10. D [解析]甲、乙两图溢水杯中液面相平,且液体
均为水,根据p=ρgh可知水对溢水杯底部的压强
变,压强不变,故水对容器底部的压力不变,溢水
没于水前的拉力,F 为铁块浸没于水后的拉力,
F —F ; 根据阿基米德原理,铁块所受浮力等于
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