浙教版科学2023-2024学年上学期八年级“冲刺重高”讲义（二）：水的浮力（1）【word，含答案】

例1、如图所示，物体悬浮在水中，水对物体向上、向下的压力分别为F2和F1，下列说法正确的是（　　）
A．F1与F2是一对相互作用力
B．F2与F1的差等于物体的重力
C．由于物体静止不动，F1与F2是一对平衡力
D．因为物体上表面距液面的距离大于物体下表面距容器底的距离，所以F1＞F2。
例2、水平桌面上两个完全相同的甲、乙容器，装有等量的水，用两个完全相同的橡皮泥，一个捏成实心，一个捏成碗状，分别放入其中，如图所示。若两块橡皮泥受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙；甲、乙容器对水平桌面的压力分别为F甲、F乙，则（　　）
A．F浮甲＜F浮乙 B．F浮甲＝F浮乙
C．F甲＜F乙 D．F甲＞F乙
例3、小滨同学看到鸡蛋浮在盐水上面，如图所示，于是，他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉，在此过程中，鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是（　　）
A． B．
C． D．
例4、一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如图所示。图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应是（　　）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
例5、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）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
（填“偏大”或“偏小”）。
（2）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 。
（3）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F5＞F3，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 （填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。
例6、如图所示，图甲中弹簧测力计的示数为30牛，图乙中弹簧测力计的示数为20牛，g取10牛/千克。求 ：
（1）图乙中A物体受到的浮力。
（2）A物体的体积。
1.取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶，将瓶底切去后，塑料瓶倒立放置，将乒乓球放入瓶中，且保持瓶口朝下，往塑料瓶里注水，乒乓球静止不动，用手掌堵住瓶口，乒乓球向上运动。演示此实验主要用于（　　）
A．探究液体压强的特点 B．研究物体的沉浮条件
C．证明大气压强的存在 D．解释浮力产生的原因
2.两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
3.把木块放入装满水的溢水杯中，溢出水的体积为V1，如图甲所示。用细针缓慢将该木块全部压入水中，溢出水的总体积为V2，如图乙所示，忽略细针的体积。则正确的是（　　）
A．木块全部压入水中静止时，细针对木块的压力大小为ρ水g（V2﹣V1）
B．木块的质量为ρ水V2
C．木块的密度为ρ水
D．木块压入水的过程中，溢水杯底受到水的压强先增大后不变
4.如图是某﹣海底隧道的施工现场，起重船将圆柱形物体放入水中至全部浸没的过程中，起重船所受浮力大小的变化是（　　）
A． B．
C． D．
5.如图是小科验证“阿基米德原理”的实验操作。
请根据小科的实验过程回答下面问题：
（1）图2中对溢水杯中的水量有何要求？ 。
（2）在图3的操作过程中，观察到橡皮在继续下沉，而弹簧测力计的示数不变。请分析弹簧测力计的示数不变的原因 。
（3）小科用弹簧测力计测得空桶的示数为F1，图1、3、4中弹簧测力计的示数分别为F2、F3、F4，那么当满足关系式时 （用字母表达式表示），阿基米德原理就得到了验证。
6．飞艇的体积是2000米3，自重4900牛，空气的密度为1.29千克/米3。
（1）在空气中，飞艇受到的浮力为多大？
（2）该飞艇在匀速升空时，其最大载重量为多少牛？(g取10牛/千克)
1.如图所示，A和B是自由移动的物体，C和D是容器本身凸起的一部分，现在往容器中注入一些水，四个物体静止后位置如图所示，则没有受到浮力的是（　　）
A．物体A B．物体B C．C部分 D．D部分
2.2022年6月17日，我国第三艘航空母舰“福建舰”正式下水。该舰下水后，将按计划开展系泊试验和航行试验。如图能正确表示其下水后所受浮力的方向的是（　　）
A． B．
C． D．
3.爱动脑的小科在泡脚时，很好奇盆内起按摩作用的凸起甲、乙、丙、丁（如图）是否也受到浮力作用。下列判断正确的是（　　）
A．甲、乙受到浮力作用
B．甲、丙受到浮力作用，乙、丁不受浮力作用
C．丙、丁受到浮力作用
D．甲、丙不受浮力作用，乙、丁受到浮力作用
4.科学研究小组设计了如下实验方案来验证阿基米德原理。
（1）为了减小误差，同学们对实验方案进行了优化，正确的操作顺序是 ；
（2）优化实验方案后，他们进行了实验并记录的实验数据如表所示。
待测物体重（G物/N） 空桶重（G桶/N） 弹簧测力计读数（F/N） 液体与桶总重（G总/N）
1.1 0.2 0.68 0.58
①待测物体在液体中受到的浮力为 N；
②分析实验数据可知排开液体所受重力要比浮力略小。从b步骤分析可能的原因是 。
A.注入出水杯中的液体略低于与水口
B.将物体快速浸没到液体中
C.物体没有完全浸没
D.取出物体时带走了部分液体
5.如图所示为一个氦气球升空装置，气球材料与附属装置(空载时)自身总重力为200N，体积为20m3，设空气密度为1.3kg/m3，试求．
（1）氦气球在空气中受到的浮力是多大？(不计附属装置的体积)
（2）要使该氢气球悬浮在空气中，该气球最大(装)载重量为多少千克？
答案及解析
例1、B
【解答】解：
物体悬浮在水中，物体受到三个力的作用：竖直向下的重力G、竖直向下的压力F1、竖直向上的压力F2；此时物体受力平衡，则：G＝F2﹣F1；根据浮力产生的原因可知，浮力等于物体上下表面的压力差，即浮力为：F2﹣F1，悬浮时，浮力等于重力，则F2与F1的差等于物体的重力；
所以液体内部压强的大小与深度有关，深度越深，压强越大，根据F＝pS可知，F2＞F1，所以F1与F2既不是相互作用力，也不是平衡力；
综上所述：B正确、ACD错误。
故选：B。
例2、A
【解答】解：AB、由图可知，在甲中橡皮泥沉底，则橡皮泥的浮力小于重力；在乙中，橡皮泥漂浮，受到的浮力等于重力，完全相同的两个橡皮泥的重力相等，故两个橡皮泥所受浮力关系为：F浮甲＜F浮乙，故A正确，B错误；
CD、甲、乙两个容器完全相同，原来装有等量的水，两个橡皮泥完全相同，
则甲、乙容器的总重力相等，
因为容器对水平桌面的压力等于容器的总重力，
所以容器对水平桌面的压力关系为：F甲＝F乙，故CD错误。
故选：A。
例3、D
【解答】解：
∵鸡蛋漂浮和悬浮时所受浮力等于鸡蛋的重力
∴鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是开始浮力不变，
∵鸡蛋逐渐下降，当鸡蛋浸没水后，鸡蛋排开水的体积不变，
∴随着盐水密度减小，根据公式F浮＝ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐减小，但不会减小到0，
由此分析可知：选项ABC错，D正确；
故选：D。
例4、C
【解答】解：鸡蛋悬浮在液体中，此时鸡蛋上、下表面受到的液体压力不同，
这个压力差就是鸡蛋所受的浮力，因浮力的方向总是竖直向上的，所以F3正确；
故选：C。
例5、解：（1）溢水杯中未装满水，这样实验会使测得的溢出水的重力小于物块实际排开水的重力，得的溢出水的重力偏小；
（2）由甲、乙两图可知，物块的重力为：G＝F1＝4N，
物块浸没在水中时，测力计的示数为：F3＝3N，
所以物块受到的浮力为F浮＝G﹣F3＝4N﹣3N＝1N；
由实验步骤甲和乙知，物块排开的水所受的重力：G排＝F4﹣F2＝1.5N﹣0.5N＝1N；因此，物块排开的水所受的重力等于物块浸没时溢水杯流入空桶中水的重力；
（3）由乙、丙两图可知，将物块浸没在装满酒精的溢水杯中时，物块排开酒精的体积与排开水的体积相同，而F5＞F3，在物块的重力不变时，由F浮＝G﹣F示可知，物块受到的浮力变小了，这说明浮力的大小与液体的密度有关；换用酒精再次实验的目的是寻找普遍规律。
故答案为：（1）偏小；（2）1；相等；（3）液体的密度；寻找普遍规律。
例6、（1）根据甲图可知，物体A的重力G=20N；
那么图乙中A物体受到的浮力F浮力=G-F拉=30N-20N=10N；
（2）A物体的体积。
【解析】【分析】（1）根据F浮力=G-F拉计算物体受到的浮力；
（2）已知浮力根据计算A物体的体积。
1.D
【解答】解：往塑料瓶里注水，乒乓球下表面受到的压力为0，上表面受到的水的压力不为0，受到的合力方向向下，乒乓球静止不动；用手掌堵住瓶口，乒乓球浸没水中，因为乒乓球受到的浮力（上下表面产生了压力差）大于重力，乒乓球将向上运动，所以演示此实验主要用于解释浮力产生的原因。
故选：D。
2.C
【解答】解：根据阿基米德原理可知：F浮甲＝G甲排，F浮乙＝G乙排，
已知甲、乙排开液体的重力相等，所以F浮甲＝F浮乙。
故选：C。
3.A
【解答】解：AB、木块漂浮在水面上时，由漂浮条件可知F浮＝G木；
因为木块所受到的浮力F浮＝ρ水gV1，所以ρ水gV1＝mg，
则木块的质量m木＝ρ水V1，故B错误；
木块完全浸没时受到的浮力：F浮＝ρ水gV2，
木块完全浸没时，由力的平衡条件可得：F浮＝F压+G木，
所以细针对木块的压力（最大压力）：
F压＝F浮﹣G木＝ρ水gV2﹣mg＝ρ水gV2﹣ρ水V1g＝ρ水g（V2﹣V1），故A正确；
C、木块的密度为：ρ木，故C错误；
D、缓慢下压木块的过程中，溢水杯中水的深度不变，由p＝ρgh可知，溢水杯底部受到水的压强不变，故D错误。
故选：A。
4.A
【解答】解：起重船受竖直向上的浮力、竖直向下的重力，重物对船向下的拉力，重力始终不变，当物体逐渐浸入水时，根据F浮＝ρ液gV排知，浮力逐渐增大，根据F浮＝G﹣F知，拉力逐渐减小，船受到的浮力逐渐减小，等物体全部浸没后浮力不变，物体受拉力不变，船的浮力不变，
浸没前圆柱形物体排开液体的体积与深度成正比，因而拉力与深度是一次函数，图像是直线，图A符合题意。
故选：A。
5.解：（1）物体放入水中前，溢水杯应装满水，这样在实验时，橡皮排开的水才能全部流入小桶内，使得所测量得的排开水的重力等于橡皮排开水的重力；
（2）在图3的操作过程中，橡皮浸没后，继续下沉，排开水的体积不变，由F浮＝ρ液gV排可知，橡皮受到的浮力不变，根据F＝G﹣F浮可知，测力计示数不变；
（3）橡皮所受浮力为：F浮＝G﹣F拉＝F2﹣F3；
橡皮排开水的重力为：G排＝F4﹣F1；
当F浮＝G排，即F2﹣F3＝F4﹣F1；成立时说明阿基米德原理成立。
故答案为：（1）溢水杯应装满水；
（2）橡皮浸没后，继续下沉，排开水的体积不变，由F浮＝ρ液gV排可知，橡皮受到的浮力不变，根据F＝G﹣F浮可知，测力计示数不变；
（3）F2﹣F3＝F4﹣F1。
6．（1）在空气中，飞艇受到的浮力：
F浮力=ρ气gV排=1.29kg/m3×10N/kg×2000m3=25800N。
（2）当飞艇匀速上升时，它受到的总重力与浮力相互平衡，
即F浮力=G+G货物；
25800N=4900N+G货物；
解得：G货物=20900N。
【解析】【分析】（1）根据阿基米德原理F浮力=ρ气gV排计算飞艇受到的浮力；
（2）对飞艇进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出最大载重量。
1.C
【解答】解：
A、A物体上表面没有受到水的压力，但下表面受到水的压力，因此水对A物体上下表面产生了向上的压力差，故A物体受浮力的作用，故A不符合题意；
BD、由图可知，水对BC物体上下表面产生了压力差，故BD物体都受浮力的作用，故BD不符合题意；
C、C物体上表面受到水的压力，但下表面没有受到水的压力，因此水对C物体上下表面没有产生向上的压力差，故C物体不受浮力的作用，故C符合题意。
故选：C。
2.C
【解答】解：“福建舰”下水后所受浮力的方向是竖直向上的，故C正确、ABD错误。
故选：C。
3.A
【解答】解：盆内起按摩作用的凸起丙、丁的上表面受到水对它们向下的压力，但下表面没有受到液体向上的力，故液体压力差方向竖直向下，与浮力方向相反，故不受浮力；盆内起按摩作用的凸起甲、乙的上下表面均受到水对它们的压力，压力差方向竖直向上，故受浮力；
故选：A。
4.解：（1）要先测物体的重力和空桶的重力，然后再把物体没入水中，测出物体受到的浮力，最后再测出桶和溢出水的重力，故正确的操作顺序为adbc；
（2）①物体受到的浮力F浮＝G﹣F拉＝1.1N﹣0.68N＝0.42N；
②排开液体重力G排＝G总﹣G桶＝0.58N﹣0.2N＝0.38N，排开液体所受重力要比浮力略小，说明排开的液体少，即水杯的液体没有到达水口，会造成桶内的水减少，故A正确，BCD都不会影响排入小桶内水的质量，所以不会影响排开水的重力，故选A。
故答案为：（1）adbc；（2）①0.42；②A。
5.（1）根据阿基米德公式可知，F浮=ρ气gV排=1.3kg/m3×10N/kg×20m3 =260N。
（2）悬浮时物体所受浮力等于重力，因此G载=F浮-G=260N-200N=60N，因此最大载重m货=G载/g=60N÷10N/kg=6kg。
【解析】【分析】物体在气体或液体中所受浮力大小均可用阿基米德公式进行计算。若物体处于漂浮或悬浮状态，则可用物体的浮沉状态来计算物体浮力。
2023-2024学年上学期浙教版科学八年级“冲刺重高”讲义（二）
水的浮力（1）
思维导图