【精品解析】“高效课堂”1.3.3 浮力的计算之阿基米德原理(提升版)--2023-2024学年浙教版科学八年级上册

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名称 【精品解析】“高效课堂”1.3.3 浮力的计算之阿基米德原理(提升版)--2023-2024学年浙教版科学八年级上册
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资源类型 试卷
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科目 科学
更新时间 2023-08-08 07:42:32

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“高效课堂”1.3.3 浮力的计算之阿基米德原理(提升版)--2023-2024学年浙教版科学八年级上册
1.(2022八上·杭州期中)甲、乙两个金属块密度之比为1:3,质量之比是2:3,把甲浸没在水中,把乙浸没在酒精中,则甲、乙两金属块受到的浮力之比为(ρ酒精=0.8×103千克/米3)(  )
A.5:18 B.5:8 C.2:1 D.5:2
【答案】D
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理
【解析】【分析】已知两金属块的密度比、质量比,计算出体积比,从而得到排开液体的体积比;再由阿基米德原理计算它们受到的浮力比。【解答】甲、乙两个金属块密度之比为1:3,质量之比是2:3,
由得,
甲、乙两金属块的体积之比为:;
金属块浸没在液体中,V排=V金,
由阿基米德原理可得两金属块受到的浮力之比:。
故选D。
2.(2022八上·杭州期中)水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的小球分别放入容器内,小球静止后如图所示,此时三个容器内水面高度相同以下说法不正确的是(  )
A.小球受到的浮力大小FA<FB<FC
B.容器对桌面的压力大小FA=FB=FC
C.小球的质量大小mA<mB<mC
D.容器底部受到的液体压强大小pA>pB>pC
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力由图得出A、B、C三个小球排开水的体积关系,根据阿基米德原理即可判断物体受到的浮力大小关系;
(2)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力;
(3)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,即可得出质量关系;
(4)利用p=ρ液gh判断容器底受到水的压强关系。【解答】由题知,A、B、C三个小球的体积相同;
A由图可知,A、B、C三个小球排开水的体积关系为VA排<VB排<VC排,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB<FC,故A正确不合题意;
B 因小球分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中小球的重力等于小球排开水的重 力,即可以理解为,容器中小球的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙,故B正确不合题意;
C由图可知,A、B漂浮,C悬浮,则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC=FC,
由于FA<FB<FC,则GA<GB<GC;所以,mA<mB<mC,故C正确不合题意;
D小球静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=液ρgh可知,容器底受到水的压强关系为pA=pB=pC,故D错误符合题意。
故选D。
3.(浙教版科学八上第一章 第3节 水的浮力 第2课时 阿基米德原理)在探究“物体所受浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”时,具体设计的实验操作步骤如图所示。为方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是(  )
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、甲、乙、丙
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据探究浮力与排开液体重力的关系的实验过程、现象和设计思路分析判断。
【解答】①在实验过程中,物体受到的浮力F浮=G-F拉,即要测量物体的重力和它浸没在水中时测力计的拉力。物体一旦沾水会使其重力变大,因此应该先测重力后测拉力,即甲在乙的前面。
②物体排开水的重力G排=G总-G桶,即要测桶和排开水的总重力以及空桶的重力。小桶一旦进水会使空桶的重力偏大,因此应该先测空桶再测总重力,即丁在丙的前面;
③因为将物体浸没水中时,就需要将小桶放在溢水杯下,所以需要先测出空桶的重力,再进行物体重力的测量。
那么正确的实验顺序应该为:丁、甲、乙、丙。
故选D。
4.(2022八上·婺城期末)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
【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析判断。
【解答】根据图片可知,排开水的体积大小依次为:V甲故选C。
5.(2021八上·拱墅期末)如图所示,质量相等的实心木块、铝块和铁块均静止于水中,已知ρ水<ρ铝<ρ铁,则受到浮力最小的是(  )
A.木块 B.铝块 C.铁块 D.无法确定
【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力的大小关系。
【解答】木块漂浮在水面上,则它受到的浮力等于重力;铝块在水里下沉,则它受到的浮力小于重力。因为木块和铝块的重力相等,所以浮力F木>F铝。
铝块和铁块都浸没在水中,排开水的体积V铝>V铁,阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它们受到的浮力F铝>F铁。
那么三者受到的浮力F木>F铝>F铁。
则浮力最小的是铁块。
故选C。
6.(2021八上·绍兴期中)如图所示,三个体积相同而材料不同的球 A、B、C,分别静止在水中,A 漂浮,B 悬浮, C 沉底。以下说法错误的是(  )
A.A 球所受浮力最大
B.B 球密度等于液体密度
C.C球所受水的压强最大
D.C 球在竖直方向上受到的力的个数最多
【答案】A
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力的大小;
(2)根据浮沉条件分析;
(3)根据液体压强公式p=ρ液gh判断;
(4)对三个球进行受力分析即可。
【解答】A.根据图片可知,排开液体的体积VAB.B球在水中悬浮,根据浮沉条件可知,B球密度等于液体密度,故B正确不合题意;
C.C球的深度最大,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,C球受到水的压强最大,故C正确不合题意;
D.A、B两球在竖直方向上只受重力和浮力,而C球受到重力、浮力和支持力,故D正确不合题意。
故选A。
7.(2021八上·浙江月考)在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验。测量时弹簧测力计的示数分别是 F1、F2、F3和 F4.其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是(  )
A.F1>F3>F4>F2 B.F1﹣F2=F3﹣F4
C.F1+F2=F3+F4 D.F1﹣F3=F4﹣F2
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=G排分析判断。
【解答】根据图片可知,物体A的重力G=F1;
物体A浸没在水中时测力计的示数为F3,
根据二力平衡的知识可知,它受到浮力:F浮=G-F=F1-F3;
空桶的重力为F2,桶和排出水的总重力为F4,
则物体排开水的重力G排=F4-F2;
根据阿基米德原理F浮=G排得到:F1-F3=F4-F2。
故选D。
8.(2021八上·嘉兴期末)如图所示,装满水的溢水杯放在水平桌面上,将一块质量为 m、体积为 V 的物块甲轻轻放入溢水杯中,溢出的水全部用空的小烧杯接住;物块甲静止时排开水的体积为 V 排。则下列说法中,正确的是(  )
A.物块甲受到的浮力一定等于 mg
B.物块甲受到的浮力一定等于 ρ 水 gV
C.小烧杯中水的重力一定等于 mg
D.小烧杯中水的重力一定等于 ρ 水 gV 排
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件和阿基米德原理F浮力=G排=ρ液gV排分析判断。
【解答】将物体放入水中后,如果它在水面漂浮,则它受到的浮力等于重力,此时F浮=G=mg。
根据F浮力=G排=G可知,此时小烧杯中水的重力为mg;
如果它在水里下沉,那么它排开水的体积等于自身体积,此时浮力F浮力=ρ水gV。由于浮力小于重力,因此此时排开水的重力小于mg,故A、B、C错误;
根据F浮力=G排=ρ水gV排可知,故D正确。
故选D。
9.(2022八上·北仑期中)弹簧秤的下端挂着一个铝块,弹簧秤的示数是20牛,当铝球一半浸入水中时,弹簧秤的示数是10.2牛,则铝球所受的浮力是   ,排开水的体积是   m3
【答案】9.8N;1.0×10-3
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据称量法F浮力=G-F拉计算出铝球受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理的变形式计算排开水的体积。
【解答】(1)铝球受到的浮力:F浮力=G-F拉=20N-10.2N=9.8N;
(2)铝球排开水的体积:。
10.(浙教版科学八上第一章 第3节 水的浮力 第2课时 阿基米德原理)某同学在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的实验。根据要求完成下列探究过程:
(1)石块的重力G=   N。
(2)石块浸在水中后测力计的示数G'=   N,由此可得石块所受浮力F浮=   N。
(3)石块排开的水所受到的重力G排=   N。
(4)比较F浮和G排的大小,可以发现:F浮   G排。
(5)由上述实验可得,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液体受到的   ,这就是著名的   原理,用公式表示为   。
【答案】(1)3
(2)1.6;1.4
(3)1.4
(4)=
(5)重力;阿基米德;F浮=G排
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据图甲确定石块的重力;
(2)根据图乙确定石块浸在水中后测力计的示数,根据F浮=G-F示计算出它受到的浮力;
(3)石块排开水的重力等于小桶和水的总重力与空桶重力的差;
(4)比较浮力和排开水的重力大小的关系即可;
(5)根据阿基米德原理的内容解答。
【解答】(1)根据图甲可知,测力计的分度值为0.2N,则石块的重力G=3N;
(2)根据乙图可知,石块浸在水中后测力计的示数G'=1N+0.2N×3=1.6N。那么石块受到的浮力:
F浮=G-F示=3N-1.6N=1.4N。
(3)根据丙图可知,石块排开水的重力G排=1.8N-0.4N=1.4N。
(4)比较可知,石块受到的浮力等于它排开水的重力,即F浮=G排。
(5)由上述实验可得,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液体受到的重力,这就是著名的阿基米德原理,用公式表示为F浮=G排。
11.(2021八上·诸暨期中)小科同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油)对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,下图表示探究过程及有关数据。
(1)分析图A、B、C、D,说明浮力大小跟   有关。
(2)分析图   ,说明浮力大小跟液体密度有关。
(3)物体的重力是   N。
(4)物体完全浸没在煤油中所受的浮力是   N。
【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)DE/ADE
(3)10
(4)24
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,比较四个实验,分析其中哪个因素不同即可;
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)根据A图计算出物体的重力;
(4)根据AE两图计算出物体浸没在煤油中受到的浮力。
【解答】(1)根据A、B、C、D四图可知,液体的密度不变,但是物体排开水的体积不断增大,则说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力大小与液体密度的关系时,需要控制物体排开液体的体积相等,而改变液体的密度,故选ADE(或DE)。
(3)根据A图可知,物体没有进入水中,此时不受浮力,则物体的重力等于弹簧测力计的示数,即G=F=10N;
(4)根据A、E两图可知,物体浸没在煤油中所受的浮力:F浮力=G-F拉=10N-7.6N=2.4N。
12.(2021八上·浙江月考)如图(甲)所示,弹簧测力计示数为5N.如图(乙)所示,小球一半浸在水中,测力计示数为 2N.则小球受到的浮力为   N,小球的体积为   cm3.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为   N.(g 取 10N/kg)
【答案】3;600;5
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)浸没在水中的物体受到竖直向上的浮力和拉力,竖直向下的重力,根据F浮=G-F计算物体受到的浮力;
(2)根据 计算出小球排开水的体积,再根据V=2V排计算出小球的体积;
(3)剪断细线后,首先根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV排 计算小球完全浸没时受到的浮力,再与重力比较,从而确定小球的状态,最终计算出它静止时受到的浮力。
【解答】(1)小球受到的浮力浮=G-F=5N-2N=3N;
(2)小球排开水的体积;
则小球的体积为:=2V排=2×3×10-4m3=6×10-4m3=600cm3;
(3)小球完全浸没时受到的浮力 F浮=ρ水gV排'=103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N;
因为浮力大于重力,
所以小球在水中漂浮。
此时它受到的浮力等于重力,即F浮=G=5N。
13.(2022八上·临海期末)某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)。
(1)某同学发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样会使溢出水的重力   (填“偏大”、“偏小”或”无影响”)。
(2)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示。甲、乙两图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,当它们满足关系式   时,可以验证阿基米德原理。
(3)继续实验,将物块浸没在装满酒精(ρ酒精<ρ水)的溢水杯中,如图丙所示,发现F5   F3(填”大于”、“小于”或”等于”),说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关。
(4)请计算实验所用物块的密度为   千克/米3。
【答案】(1)偏小
(2)F4-F2=F3-F2
(3)大于
(4)4×103
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)如果溢水杯中没有装满水,那么浸入物体后不会立刻有水排出,据此分析溢出水的重力变化;
(2)根据F浮=G-F拉计算浮力,根据G排=G总-G桶计算排开水的重力,根据阿基米德原理F浮=G排分析四个示数的关系即可。
(3)首先根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较在酒精中受到浮力的大小,然后根据F拉=G-F浮分析测力计的示数变化即可。
(4)首先根据F浮=G-F拉计算物体浸没在水中受到的浮力,再根据计算物体的体积,最后根据计算物体的密度。
【解答】(1)某同学发现溢水杯中未装满水,那么放入物体后不会立刻有水流出,这样会使溢出水的重力偏小。
(2)根据图片可知,物体浸没在水中受到的浮力:F浮=G-F拉=F1-F3=4N-3N=1N;物体排开水的重力:G排=G总-G桶=F4-F2=1.5N-0.5N=1N。比较可知,当F4-F2=F1-F3时,即F浮=G排,此时可以验证阿基米德原理。
(3)酒精的密度小于水的密度,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体浸没在酒精中受到的浮力小于在水中受到的浮力。根据F拉=G-F浮可知,此时测力计的拉力偏大,即F5>F3;
(4)根据图片可知,物体浸没在水中受到的浮力为1N,
则物体的体积为:;
则物体的密度为:.
14.(2023八上·婺城期末)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小科用弹簧测力计挂着一实心圆柱体缓慢地浸入液体中不同深度,溢出的液体浸入小桶内,弹簧测力计的示数如图所示。甲、乙、丙、丁中液体均为水,戊中液体为酒精。请根据图示信息回答:
(1)通过比较图   两次实验现象,可以得出物体所受浮力大小与浸没深度无关。
(2)通过比较图丁、戊两次实验现象,可以得出的结论是   。
(3)如果要进一步验证阿基米德原理,除图中实验步骤外,还需要的操作是   。
(4)根据图中信息,可以算出圆柱体的密度为   kg/m3(g=10N/kg)。
【答案】(1)丙、丁
(2)在排开液体体积相同的情况下,液体的密度越大,物体受到的浮力也越大(物体受到的浮力大小与液体密度有关,合理即可)
(3)用弹簧测力计分别测出空桶、溢出水后桶和水的总重力(或测出排开水的重力),并与浮力进行比较)
(4)1.5×103
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(2)根据图片,分析丁、戊实验中哪个因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论;
(3)根据阿基米德原理F浮力=G排分析解答。
(4)利用甲和丁图,根据F浮力=G-F拉计算出圆柱体浸没时受到的浮力,再根据阿基米德原理计算出圆柱体的体积,最后根据计算它的密度。
【解答】(1)探究浮力大小与深度的关系时,需要控制液体密度和排开液体体积相同,只改变深度,故选实验丙和丁。
(2)丁和戊中,圆柱体全部浸没,则排开液体体积相等,二者的液体密度不同,而测力计的示数不同,那么得到:在排开液体体积相同的情况下,液体的密度越大,物体受到的浮力也越大。
(3)根据阿基米德原理F浮力=G排可知,验证阿基米德原理,关键是测出浮力和排开水的重力。根据图片甲和乙等,利用F浮力=G-F拉可计算出浮力,但是需要再测出空桶的重力和溢出水和空桶的总重力,根据G排=G总-G桶计算出排开水的重力即可。
(4)根据甲和丁可知,物体浸没水中受到浮力;F浮力=G-F拉=6N-2N=4N;
则圆柱体的体积:;
那么圆柱体的密度:。
15.(2023八上·南浔期末)在科学实践活动中,某活动小组想要用橡皮泥做“船”浮在水面上,并探究橡皮泥“船”的装载能力。他们用一块体积为20cm3的橡皮泥做成一只“船”,放入水中漂浮,试着向其中添加物体,发现最多只能装载25g的物体,如图所示。查阅资料知道橡皮泥的密度为1.5×103kg/m3。已知水的密度为1.0×103kg/m3。求:
(1)将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为多少?
(2)这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为多少?
【答案】(1)解:已知
=1.0×103kg/m3 x 10N/kg x 2.0×10-5m3=0.2N
解:m=ρ.V=1.5g/cm3x20cm3=30g
G橡皮泥=0.3N
(2) =0.3N+0.25N=0.55N
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】
①阿基米德原理:浸在液体里的物体,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,即:F 浮=G排液=ρ 液gV 排液。
②本题考查物体的浮沉条件:
①当物体重力大于物体所受的浮力时,物体下沉,直至沉底,此时物体和液体的密度关系是ρ物>ρ液;
②当物体重力等于物体所受的浮力时,物体浸没时为悬浮,此时物体和液体的密度关系是ρ物=ρ液;
③当物体重力等于物体所受的浮力时,物体未浸没时为漂浮,此时物体和液体的密度关系是ρ物<ρ液;
④当物体重力小于物体所受的浮力时,物体上浮,直至漂浮,此时物体和液体的密度关系是ρ物<ρ液;
【解答】
(1)利用阿基米德原理进行计算。
(2)利用物体漂浮时,浮力等于重力进行计算。
16.(2022八上·义乌月考)小明同学用测力计对篆刻印章的石头的密度及盐水密度进行测量,相关过程及数据如图,求:
(1)石头浸没水中时受到的浮力   牛;
(2)石头的密度;
(3)盐水的密度。
【答案】(1)0.4
(2)石块的体积:;
则石块的密度:。
(3)石块浸没在盐水中受到的浮力:F浮力'=G-F拉'=0.9N-0.4N=0.5N;
则盐水的密度:。
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据公式F浮力=G-F拉计算石头浸没时受到的浮力;
(2)根据计算石块的体积,再根据公式计算石块的密度;
(3)根据公式F浮力=G-F拉计算出石块浸没在盐水中时受到的浮力,再根据计算出盐水的密度。
【解答】(1)石头浸没在水中受到的浮力:F浮力=G-F拉=0.9N-0.5N=0.4N;
1 / 1“高效课堂”1.3.3 浮力的计算之阿基米德原理(提升版)--2023-2024学年浙教版科学八年级上册
1.(2022八上·杭州期中)甲、乙两个金属块密度之比为1:3,质量之比是2:3,把甲浸没在水中,把乙浸没在酒精中,则甲、乙两金属块受到的浮力之比为(ρ酒精=0.8×103千克/米3)(  )
A.5:18 B.5:8 C.2:1 D.5:2
2.(2022八上·杭州期中)水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的小球分别放入容器内,小球静止后如图所示,此时三个容器内水面高度相同以下说法不正确的是(  )
A.小球受到的浮力大小FA<FB<FC
B.容器对桌面的压力大小FA=FB=FC
C.小球的质量大小mA<mB<mC
D.容器底部受到的液体压强大小pA>pB>pC
3.(浙教版科学八上第一章 第3节 水的浮力 第2课时 阿基米德原理)在探究“物体所受浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”时,具体设计的实验操作步骤如图所示。为方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是(  )
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、甲、乙、丙
4.(2022八上·婺城期末)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
5.(2021八上·拱墅期末)如图所示,质量相等的实心木块、铝块和铁块均静止于水中,已知ρ水<ρ铝<ρ铁,则受到浮力最小的是(  )
A.木块 B.铝块 C.铁块 D.无法确定
6.(2021八上·绍兴期中)如图所示,三个体积相同而材料不同的球 A、B、C,分别静止在水中,A 漂浮,B 悬浮, C 沉底。以下说法错误的是(  )
A.A 球所受浮力最大
B.B 球密度等于液体密度
C.C球所受水的压强最大
D.C 球在竖直方向上受到的力的个数最多
7.(2021八上·浙江月考)在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验。测量时弹簧测力计的示数分别是 F1、F2、F3和 F4.其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是(  )
A.F1>F3>F4>F2 B.F1﹣F2=F3﹣F4
C.F1+F2=F3+F4 D.F1﹣F3=F4﹣F2
8.(2021八上·嘉兴期末)如图所示,装满水的溢水杯放在水平桌面上,将一块质量为 m、体积为 V 的物块甲轻轻放入溢水杯中,溢出的水全部用空的小烧杯接住;物块甲静止时排开水的体积为 V 排。则下列说法中,正确的是(  )
A.物块甲受到的浮力一定等于 mg
B.物块甲受到的浮力一定等于 ρ 水 gV
C.小烧杯中水的重力一定等于 mg
D.小烧杯中水的重力一定等于 ρ 水 gV 排
9.(2022八上·北仑期中)弹簧秤的下端挂着一个铝块,弹簧秤的示数是20牛,当铝球一半浸入水中时,弹簧秤的示数是10.2牛,则铝球所受的浮力是   ,排开水的体积是   m3
10.(浙教版科学八上第一章 第3节 水的浮力 第2课时 阿基米德原理)某同学在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的实验。根据要求完成下列探究过程:
(1)石块的重力G=   N。
(2)石块浸在水中后测力计的示数G'=   N,由此可得石块所受浮力F浮=   N。
(3)石块排开的水所受到的重力G排=   N。
(4)比较F浮和G排的大小,可以发现:F浮   G排。
(5)由上述实验可得,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液体受到的   ,这就是著名的   原理,用公式表示为   。
11.(2021八上·诸暨期中)小科同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油)对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,下图表示探究过程及有关数据。
(1)分析图A、B、C、D,说明浮力大小跟   有关。
(2)分析图   ,说明浮力大小跟液体密度有关。
(3)物体的重力是   N。
(4)物体完全浸没在煤油中所受的浮力是   N。
12.(2021八上·浙江月考)如图(甲)所示,弹簧测力计示数为5N.如图(乙)所示,小球一半浸在水中,测力计示数为 2N.则小球受到的浮力为   N,小球的体积为   cm3.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为   N.(g 取 10N/kg)
13.(2022八上·临海期末)某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)。
(1)某同学发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样会使溢出水的重力   (填“偏大”、“偏小”或”无影响”)。
(2)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示。甲、乙两图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,当它们满足关系式   时,可以验证阿基米德原理。
(3)继续实验,将物块浸没在装满酒精(ρ酒精<ρ水)的溢水杯中,如图丙所示,发现F5   F3(填”大于”、“小于”或”等于”),说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关。
(4)请计算实验所用物块的密度为   千克/米3。
14.(2023八上·婺城期末)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小科用弹簧测力计挂着一实心圆柱体缓慢地浸入液体中不同深度,溢出的液体浸入小桶内,弹簧测力计的示数如图所示。甲、乙、丙、丁中液体均为水,戊中液体为酒精。请根据图示信息回答:
(1)通过比较图   两次实验现象,可以得出物体所受浮力大小与浸没深度无关。
(2)通过比较图丁、戊两次实验现象,可以得出的结论是   。
(3)如果要进一步验证阿基米德原理,除图中实验步骤外,还需要的操作是   。
(4)根据图中信息,可以算出圆柱体的密度为   kg/m3(g=10N/kg)。
15.(2023八上·南浔期末)在科学实践活动中,某活动小组想要用橡皮泥做“船”浮在水面上,并探究橡皮泥“船”的装载能力。他们用一块体积为20cm3的橡皮泥做成一只“船”,放入水中漂浮,试着向其中添加物体,发现最多只能装载25g的物体,如图所示。查阅资料知道橡皮泥的密度为1.5×103kg/m3。已知水的密度为1.0×103kg/m3。求:
(1)将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为多少?
(2)这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为多少?
16.(2022八上·义乌月考)小明同学用测力计对篆刻印章的石头的密度及盐水密度进行测量,相关过程及数据如图,求:
(1)石头浸没水中时受到的浮力   牛;
(2)石头的密度;
(3)盐水的密度。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理
【解析】【分析】已知两金属块的密度比、质量比,计算出体积比,从而得到排开液体的体积比;再由阿基米德原理计算它们受到的浮力比。【解答】甲、乙两个金属块密度之比为1:3,质量之比是2:3,
由得,
甲、乙两金属块的体积之比为:;
金属块浸没在液体中,V排=V金,
由阿基米德原理可得两金属块受到的浮力之比:。
故选D。
2.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力由图得出A、B、C三个小球排开水的体积关系,根据阿基米德原理即可判断物体受到的浮力大小关系;
(2)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力;
(3)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,即可得出质量关系;
(4)利用p=ρ液gh判断容器底受到水的压强关系。【解答】由题知,A、B、C三个小球的体积相同;
A由图可知,A、B、C三个小球排开水的体积关系为VA排<VB排<VC排,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB<FC,故A正确不合题意;
B 因小球分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中小球的重力等于小球排开水的重 力,即可以理解为,容器中小球的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙,故B正确不合题意;
C由图可知,A、B漂浮,C悬浮,则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC=FC,
由于FA<FB<FC,则GA<GB<GC;所以,mA<mB<mC,故C正确不合题意;
D小球静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=液ρgh可知,容器底受到水的压强关系为pA=pB=pC,故D错误符合题意。
故选D。
3.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据探究浮力与排开液体重力的关系的实验过程、现象和设计思路分析判断。
【解答】①在实验过程中,物体受到的浮力F浮=G-F拉,即要测量物体的重力和它浸没在水中时测力计的拉力。物体一旦沾水会使其重力变大,因此应该先测重力后测拉力,即甲在乙的前面。
②物体排开水的重力G排=G总-G桶,即要测桶和排开水的总重力以及空桶的重力。小桶一旦进水会使空桶的重力偏大,因此应该先测空桶再测总重力,即丁在丙的前面;
③因为将物体浸没水中时,就需要将小桶放在溢水杯下,所以需要先测出空桶的重力,再进行物体重力的测量。
那么正确的实验顺序应该为:丁、甲、乙、丙。
故选D。
4.【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析判断。
【解答】根据图片可知,排开水的体积大小依次为:V甲故选C。
5.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力的大小关系。
【解答】木块漂浮在水面上,则它受到的浮力等于重力;铝块在水里下沉,则它受到的浮力小于重力。因为木块和铝块的重力相等,所以浮力F木>F铝。
铝块和铁块都浸没在水中,排开水的体积V铝>V铁,阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它们受到的浮力F铝>F铁。
那么三者受到的浮力F木>F铝>F铁。
则浮力最小的是铁块。
故选C。
6.【答案】A
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力的大小;
(2)根据浮沉条件分析;
(3)根据液体压强公式p=ρ液gh判断;
(4)对三个球进行受力分析即可。
【解答】A.根据图片可知,排开液体的体积VAB.B球在水中悬浮,根据浮沉条件可知,B球密度等于液体密度,故B正确不合题意;
C.C球的深度最大,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,C球受到水的压强最大,故C正确不合题意;
D.A、B两球在竖直方向上只受重力和浮力,而C球受到重力、浮力和支持力,故D正确不合题意。
故选A。
7.【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=G排分析判断。
【解答】根据图片可知,物体A的重力G=F1;
物体A浸没在水中时测力计的示数为F3,
根据二力平衡的知识可知,它受到浮力:F浮=G-F=F1-F3;
空桶的重力为F2,桶和排出水的总重力为F4,
则物体排开水的重力G排=F4-F2;
根据阿基米德原理F浮=G排得到:F1-F3=F4-F2。
故选D。
8.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件和阿基米德原理F浮力=G排=ρ液gV排分析判断。
【解答】将物体放入水中后,如果它在水面漂浮,则它受到的浮力等于重力,此时F浮=G=mg。
根据F浮力=G排=G可知,此时小烧杯中水的重力为mg;
如果它在水里下沉,那么它排开水的体积等于自身体积,此时浮力F浮力=ρ水gV。由于浮力小于重力,因此此时排开水的重力小于mg,故A、B、C错误;
根据F浮力=G排=ρ水gV排可知,故D正确。
故选D。
9.【答案】9.8N;1.0×10-3
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据称量法F浮力=G-F拉计算出铝球受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理的变形式计算排开水的体积。
【解答】(1)铝球受到的浮力:F浮力=G-F拉=20N-10.2N=9.8N;
(2)铝球排开水的体积:。
10.【答案】(1)3
(2)1.6;1.4
(3)1.4
(4)=
(5)重力;阿基米德;F浮=G排
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据图甲确定石块的重力;
(2)根据图乙确定石块浸在水中后测力计的示数,根据F浮=G-F示计算出它受到的浮力;
(3)石块排开水的重力等于小桶和水的总重力与空桶重力的差;
(4)比较浮力和排开水的重力大小的关系即可;
(5)根据阿基米德原理的内容解答。
【解答】(1)根据图甲可知,测力计的分度值为0.2N,则石块的重力G=3N;
(2)根据乙图可知,石块浸在水中后测力计的示数G'=1N+0.2N×3=1.6N。那么石块受到的浮力:
F浮=G-F示=3N-1.6N=1.4N。
(3)根据丙图可知,石块排开水的重力G排=1.8N-0.4N=1.4N。
(4)比较可知,石块受到的浮力等于它排开水的重力,即F浮=G排。
(5)由上述实验可得,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液体受到的重力,这就是著名的阿基米德原理,用公式表示为F浮=G排。
11.【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)DE/ADE
(3)10
(4)24
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,比较四个实验,分析其中哪个因素不同即可;
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)根据A图计算出物体的重力;
(4)根据AE两图计算出物体浸没在煤油中受到的浮力。
【解答】(1)根据A、B、C、D四图可知,液体的密度不变,但是物体排开水的体积不断增大,则说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力大小与液体密度的关系时,需要控制物体排开液体的体积相等,而改变液体的密度,故选ADE(或DE)。
(3)根据A图可知,物体没有进入水中,此时不受浮力,则物体的重力等于弹簧测力计的示数,即G=F=10N;
(4)根据A、E两图可知,物体浸没在煤油中所受的浮力:F浮力=G-F拉=10N-7.6N=2.4N。
12.【答案】3;600;5
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)浸没在水中的物体受到竖直向上的浮力和拉力,竖直向下的重力,根据F浮=G-F计算物体受到的浮力;
(2)根据 计算出小球排开水的体积,再根据V=2V排计算出小球的体积;
(3)剪断细线后,首先根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV排 计算小球完全浸没时受到的浮力,再与重力比较,从而确定小球的状态,最终计算出它静止时受到的浮力。
【解答】(1)小球受到的浮力浮=G-F=5N-2N=3N;
(2)小球排开水的体积;
则小球的体积为:=2V排=2×3×10-4m3=6×10-4m3=600cm3;
(3)小球完全浸没时受到的浮力 F浮=ρ水gV排'=103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N;
因为浮力大于重力,
所以小球在水中漂浮。
此时它受到的浮力等于重力,即F浮=G=5N。
13.【答案】(1)偏小
(2)F4-F2=F3-F2
(3)大于
(4)4×103
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】(1)如果溢水杯中没有装满水,那么浸入物体后不会立刻有水排出,据此分析溢出水的重力变化;
(2)根据F浮=G-F拉计算浮力,根据G排=G总-G桶计算排开水的重力,根据阿基米德原理F浮=G排分析四个示数的关系即可。
(3)首先根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较在酒精中受到浮力的大小,然后根据F拉=G-F浮分析测力计的示数变化即可。
(4)首先根据F浮=G-F拉计算物体浸没在水中受到的浮力,再根据计算物体的体积,最后根据计算物体的密度。
【解答】(1)某同学发现溢水杯中未装满水,那么放入物体后不会立刻有水流出,这样会使溢出水的重力偏小。
(2)根据图片可知,物体浸没在水中受到的浮力:F浮=G-F拉=F1-F3=4N-3N=1N;物体排开水的重力:G排=G总-G桶=F4-F2=1.5N-0.5N=1N。比较可知,当F4-F2=F1-F3时,即F浮=G排,此时可以验证阿基米德原理。
(3)酒精的密度小于水的密度,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体浸没在酒精中受到的浮力小于在水中受到的浮力。根据F拉=G-F浮可知,此时测力计的拉力偏大,即F5>F3;
(4)根据图片可知,物体浸没在水中受到的浮力为1N,
则物体的体积为:;
则物体的密度为:.
14.【答案】(1)丙、丁
(2)在排开液体体积相同的情况下,液体的密度越大,物体受到的浮力也越大(物体受到的浮力大小与液体密度有关,合理即可)
(3)用弹簧测力计分别测出空桶、溢出水后桶和水的总重力(或测出排开水的重力),并与浮力进行比较)
(4)1.5×103
【知识点】密度公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(2)根据图片,分析丁、戊实验中哪个因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论;
(3)根据阿基米德原理F浮力=G排分析解答。
(4)利用甲和丁图,根据F浮力=G-F拉计算出圆柱体浸没时受到的浮力,再根据阿基米德原理计算出圆柱体的体积,最后根据计算它的密度。
【解答】(1)探究浮力大小与深度的关系时,需要控制液体密度和排开液体体积相同,只改变深度,故选实验丙和丁。
(2)丁和戊中,圆柱体全部浸没,则排开液体体积相等,二者的液体密度不同,而测力计的示数不同,那么得到:在排开液体体积相同的情况下,液体的密度越大,物体受到的浮力也越大。
(3)根据阿基米德原理F浮力=G排可知,验证阿基米德原理,关键是测出浮力和排开水的重力。根据图片甲和乙等,利用F浮力=G-F拉可计算出浮力,但是需要再测出空桶的重力和溢出水和空桶的总重力,根据G排=G总-G桶计算出排开水的重力即可。
(4)根据甲和丁可知,物体浸没水中受到浮力;F浮力=G-F拉=6N-2N=4N;
则圆柱体的体积:;
那么圆柱体的密度:。
15.【答案】(1)解:已知
=1.0×103kg/m3 x 10N/kg x 2.0×10-5m3=0.2N
解:m=ρ.V=1.5g/cm3x20cm3=30g
G橡皮泥=0.3N
(2) =0.3N+0.25N=0.55N
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】
①阿基米德原理:浸在液体里的物体,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,即:F 浮=G排液=ρ 液gV 排液。
②本题考查物体的浮沉条件:
①当物体重力大于物体所受的浮力时,物体下沉,直至沉底,此时物体和液体的密度关系是ρ物>ρ液;
②当物体重力等于物体所受的浮力时,物体浸没时为悬浮,此时物体和液体的密度关系是ρ物=ρ液;
③当物体重力等于物体所受的浮力时,物体未浸没时为漂浮,此时物体和液体的密度关系是ρ物<ρ液;
④当物体重力小于物体所受的浮力时,物体上浮,直至漂浮,此时物体和液体的密度关系是ρ物<ρ液;
【解答】
(1)利用阿基米德原理进行计算。
(2)利用物体漂浮时,浮力等于重力进行计算。
16.【答案】(1)0.4
(2)石块的体积:;
则石块的密度:。
(3)石块浸没在盐水中受到的浮力:F浮力'=G-F拉'=0.9N-0.4N=0.5N;
则盐水的密度:。
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据公式F浮力=G-F拉计算石头浸没时受到的浮力;
(2)根据计算石块的体积,再根据公式计算石块的密度;
(3)根据公式F浮力=G-F拉计算出石块浸没在盐水中时受到的浮力,再根据计算出盐水的密度。
【解答】(1)石头浸没在水中受到的浮力:F浮力=G-F拉=0.9N-0.5N=0.4N;
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