第10章 章末复习 课件(共39张PPT) 2023-2024学年物理人教版八年级下册

(共39张PPT)
第十章
章末复习
【网络构建】
1.定义：无论是液体还是气体，对浸在其中的物体都有竖直向上的托力，物理学中把这个力叫做浮力。
2.方向：总是竖直向上的，与重力的方向相反。
3.施力物体：液体或气体。
4.产生的原因：浮力是由于液体对物体向上和
向下的压力差产生的，即F浮＝F上－F下。
注：浸在液体中的物体不一定都受到浮力，如水中的桥墩，水对其向上的压力为零，因此不受浮力。
【考点突破】
一、认识浮力
5.称重法测浮力
(1)用弹簧测力计测物体所受的重力G；
(2)将物体悬挂于弹簧测力计下，读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F；
(3)物体受到的浮力为F浮＝G－F。
例1　(2023·成都模拟)课上老师演示了如下实验：将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下，把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水，看到有少量水从瓶口流出，此时乒乓球静止，如图甲所示；然后用瓶盖堵住瓶口，一会儿乒乓球浮起来了，最终浮在水面上静止，如图乙所示。关于以上现象，下列分析错误的是(　　)
A.图甲中，乒乓球没有受到水的浮力作用
B.图甲中，乒乓球受到的支持力与受到的
重力、水的压力平衡
C.图乙中，乒乓球受到重力、浮力和水的压力的作用
D.图乙中，乒乓球受到水竖直向上的压力和重力的作用
C
解析　图甲中，乒乓球在瓶底静止，因为只有上部分有液体，乒乓球没有受到液体对球向上的压力，故没有受到浮力，乒乓球受到重力、上部液体的压力和支持力，且重力与压力的合力与支持力平衡，故A、B正确；
图乙中，乒乓球处于漂浮状态，浮力等于重力，浮力也是液体对其向上的压力，故C错误，D正确。
例2　(2023·秦皇岛期末)如图，在轻质透明的薄塑料袋中装入适量水，将其挂在弹簧测力计下静止时示数为5 N。将它缓慢浸入水中(塑料袋中的水未流出)，直到弹簧测力计的示数为0，则此时(　　)
A.塑料袋里水的重力为0
B.塑料袋中的水所受浮力为0
C.塑料袋中的水所受浮力为5 N
D.弹簧测力计对塑料袋拉力为5 N
C
解析　在质量忽略不计的透明塑料袋中装入适量水，
将其挂在弹簧测力计下静止时示数为5 N，即塑料袋
对弹簧测力计的拉力为5 N，由于物体间力的作用是
相互的，所以弹簧测力计对塑料袋拉力也是5 N，由
于弹簧测力计对塑料袋拉力与塑料袋内水的重力是一
对平衡力，大小相等，所以塑料袋里水的重力为5 N，
故A错误；
物体浸入水中，弹簧测力计的示数为0，弹簧测力
计对塑料袋拉力为0，由称重法知塑料袋受到水的
浮力为F浮＝G－F＝5 N－0＝5 N，根据阿基米德原
理F浮＝G排＝5 N，故B、D错误，C正确。
变式训练1　(2023·廊坊模拟)2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。图甲是航天员王亚平在空间站做的乒乓球浮力消失实验，图乙为某物理老师做的浮力实验。下列说法错误的是(　　)
A.液体内部存在向各个方向的压强，
是由于液体受重力，且有流动性
B.图甲，太空中失重状态下，水的
密度小到零
C.图甲，液体对乒乓球没有压力差，因此浮力消失
D.图乙，乒乓球受到液体压力，因此受到浮力作用
B
解析　由于液体受到重力，故会对容器底产生压强，液体有流动性，故对容器壁产生压强，所以液体内部向各个方向都有压强，故A正确；
质量是物体的属性，与形状、状态、位置、温度无关，到太空中是位置的改变，而质量不变，水的体积也没有消失，则密度表示物体质量与体积的比值，密度不会减小到零，故B错误；
浮力产生的原因是物体上下表面存在压力差，在中国空间站微重力环境中，乒乓球所受压力差可视为零，所以乒乓球不受浮力，故C正确；
图乙实验中，漂浮的乒乓球下表面受到水向上的压力，上表面没有受到压力，故上下表面存在压力差，所以乒乓球受到浮力作用，故D正确。
1.内容：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体的重力的大小。
2.公式：F＝G排＝m排g＝ρgV排
3.适用范围：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
4.影响浮力大小的因素
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关，还与物体排开液体的体积有关，而与物体浸没在液体中的深度无关。
二、阿基米德原理
例3　同学们进行验证阿基米德原理的实验，操作过程如图所示。图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是(　　)
A.F2B.物体排开水的体积大于物体的
体积
C.若F1－F2＝F4－F3，说明本次
实验结果符合阿基米德原理
D.如果实验中物体没有完全浸入水中，不能验证“阿基米德原理”
C
解析　由图可知，溢水杯中装满水，F1表示物体的重力，F2为物体浸在水中时测力计的示数，F3表示小烧杯的重力，F4表示物体排开水和小烧杯的总重力。
F2物体全部浸入，排开水的体积等于物体的体积，故B错误；
由图可知，物体排开的液体受到的重力G排＝F4－F3，因为F浮＝F1－F2，若F1－F2＝F4－F3，则表明物体受到的浮力等于其排开液体受到的重力，说明本次实验结果符合阿基米德原理，故C正确；
阿基米德原理适用于任何情况下物体受到的浮力与物体排开液体受到的重力关系。如果实验中物体没有完全浸入水中，物体受到的浮力减小，物体排开水的重力也减小，物体浸在水中的体积大小不影响阿基米德原理的验证，故D错误。
变式训练2　漂浮在死海中的人为什么不会沉下去呢？小明和小红想自己动手探究“浮力的大小与哪些因素有关”，他们做了如下猜想：
猜想一：液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，浮力越大。
猜想二：排开液体体积相同时，液体的密度越大，浮力越大。
砝码质量/g 0 10 20 30 40
浮力/N 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
浸入深度/cm 2 2.4 2.8 3.2 3.6
排开液体体积/cm3 50 60 70 80 90
为了验证猜想，小红同学设计了如图甲所示的实验，她将已知质量和边长的正方体木块放在水面上漂浮，根据二力平衡可知浮力等于重力，计算出木块受到的浮力，并用刻度尺测出木块浸入水中的深度，计算出木块排开水的体积。再分别将不同质量的砝码放置在木块上重复上述实验，将得到的数据记录在表格中，请你回答下列问题：
(1)通过比较表中数据，可以得到结论：液体密度相同时，物体受到的浮力与排开液体的体积成______比，由此验证了猜想______(选填“一”或“二”)是正确的。
砝码质量/g 0 10 20 30 40
浮力/N 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
浸入深度/cm 2 2.4 2.8 3.2 3.6
排开液体体积/cm3 50 60 70 80 90
正
一
解析　由表中数据可知，排开液体的体积增大为原来的几倍，物体受到的浮力也增大为原来的几倍，故得出结论：液体密度相同时，物体受到的浮力与排开液体的体积成正比，由此验证了猜想一是正确的。
砝码质量/g 0 10 20 30 40
浮力/N 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
浸入深度/cm 2 2.4 2.8 3.2 3.6
排开液体体积/cm3 50 60 70 80 90
(2)图乙中能正确表示浮力大小与物体排开液体体积之间关系的图象是_____(选填“A”或“B”)。
B
解析　由(1)可知，液体密度相同时，物体受到的浮力与排开液体的体积成正比，因此能正确表示浮力大小与物体排开液体体积之间关系的图象是B。
(3)通过数据分析，小红还得到了“物体浸入水中深度越深，所受浮力越大”的结论。小明认为她的结论不可靠，原因之一是小红在实验时并没有搜集____________的实验数据，因此实验结论不具有普遍性；原因之二是实验中深度增加的同时_______________也在变化，从而无法判断哪个因素影响了浮力的大小。
物体浸没后
排开液体体积
砝码质量/g 0 10 20 30 40
浮力/N 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
浸入深度/cm 2 2.4 2.8 3.2 3.6
排开液体体积/cm3 50 60 70 80 90
解析　由表中数据可知，小红在实验时并没有搜集物体浸没后的实验数据，因此实验结论不具有普遍性。
另外实验中深度增加的同时物体排开液体的体积也在变化，因此无法判断哪个因素影响了浮力的大小。
砝码质量/g 0 10 20 30 40
浮力/N 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
浸入深度/cm 2 2.4 2.8 3.2 3.6
排开液体体积/cm3 50 60 70 80 90
(4)两次弹簧测力计示数的大小关系应为F水____F盐水。
<
解析　此时木块受到竖直向下的重力、弹簧测力计的拉力和竖直向上的浮力处于静止状态，由力的平衡条件可知，弹簧测力计的示数为F＝F浮－G
由猜想二可知，木块在盐水中的浮力大于在水中的浮力，因此在水中的弹簧测力计的示数小于在盐水中的弹簧测力计的示数，即F水例4　(2023·重庆开学考)如图甲所示，装有水的薄壁柱形容器放置在水平桌面上，弹簧测力计拉着实心柱体重物A浸在水中，重物上表面与水面相平，已知重物底面积为S，容器底面积为3S，测力计拉着重物从图甲位置开始缓慢竖直上升，传感器所受拉力F随重物底部到容器底部的距离h变化的关系图线如图乙，不计水的阻力，g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3。下列说法正确的是(　　)
A.重物浸没在水中时所受浮力为3 N
B.重物的密度为5×103 kg/m3
C.水对容器底部的最小压强为3×103 Pa
D.重物的高度为0.25 m
C
解析　由图乙可知，当重物A浸没在水中时，传感器所受的拉力F1＝3 N，重物A底部到容器底部的距离h1＝0.1 m。当A刚好离开水面时，重物A底部到容器底部的距离h2＝0.3 m，所以重物A的重力为G＝F2＝5 N，由称重法可知，重物A浸没时在水中受到的浮力为F浮＝G－F1＝5 N－3 N＝
2 N，故A错误；
根据阿基米德原理可知，重物A的体积为
当A全部拉出时，水面最低，此时水对容器底部的压强最小。由题意可知，当A刚好离开水面时，重物A底部到容器底部的距离h2＝0.3 m，所以此时水对容器底部的最小压强为p＝ρ水gh2＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×
0.3 m＝3×103 Pa，故C正确；
图乙可知，重物A上升的高度为h3＝h2－h1＝0.3 m－0.1 m＝0.2 m，设重物A的高度为hA，则有ΔV水＝S容h3＝(S容－SA)hA，即3S×0.2 m＝(3S－S)hA，解得hA＝0.3 m，故D错误。
1.物体的浮沉条件
三、物体的浮与沉
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底

F浮>G F浮ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液＝ρ物 V排＝V物 ρ液>ρ物 V排处于动态(运动状态不断改变)，受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
处于静态，受平衡力作用
2.浮沉条件的应用
(1)密度计：在任何液体中都处于漂浮状态，排开液体的体积越小，该液体的密度越大。且刻度上小下大。
(2)盐水选种：把种子放入浓度适宜的盐水中，干瘪、虫蛀的种子会上浮直至漂浮，而饱满的种子则下沉到容器底部。
(3)潜水艇：靠改变自身重力的方法来实现上浮或下沉。上浮排水、下潜吸水。
(4)热气球：通过改变热气球内部气体的温度，从而改变内部气体的密度，当热气球内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，热气球便会上升。
例5　(2023·巴中)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，如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.漂浮的种子受到的浮力小于自身重力
B.种子下沉过程中受到的浮力大于自身重力
C.下沉过程中盐水对种子的压强变大
D.沉底的种子只受到重力和支持力
C
解析　一部分种子漂浮在盐水中，受力平衡，
受到的浮力等于自身的重力，故A错误；
种子下沉过程中受力不平衡，由物体的浮沉
条件可知，此时种子受到的重力大于浮力，故B错误；
种子在下沉过程中所处的深度不断增大，由p＝ρgh可知，种子受到的液体压强也在不断增大，故C正确；
由物体的浮沉条件可知，沉底的种子受到的重力大于浮力，所以沉底的种子除了受重力和浮力的作用，还受容器底对其的支持力，故D错误。
例6　(多选)(2023·石家庄开学考)在水平桌面上有甲、乙两个完全相同的烧杯，烧杯内盛有两种不同的液体。如图所示，将质量相等的A、B两个物体分别放入两种液体中(VAA.甲烧杯中液体的密度大于乙烧杯中液体的密度
B.物体A受到的浮力等于物体B受到的浮力
C.甲烧杯底受到液体的压力等于乙烧杯底受到液体的压力
D.甲烧杯对桌面的压强大于乙烧杯对桌面的压强
ABD
解析　两物体质量相等，其重力也相等，甲图，物体
A漂浮，浮力等于重力，即F浮甲＝G，乙图，物体B悬
浮，浮力等于重力，即F浮乙＝G，所以A物体受到的浮
力等于B物体受到的浮力；根据F浮＝ρ液V排g，在浮力相同时，由图知VA排
ρ乙，故A、B正确；
因为两容器液面相平，即h甲＝h乙，而ρ甲>ρ乙，由p＝ρgh可知，p甲>p乙，因为甲、乙是两个完全相同的烧杯，底面积相同，根据F＝pS可知，F甲>F乙，故C错误；
放入物体A、B后，两容器液面相平，所以VA排说明没放物体之前甲容器中液体的体积大于乙容器中
液体的体积，即V甲>V乙，且ρ甲>ρ乙，由ρ＝ 可知，
m甲>m乙，G甲>G乙，两容器质量相同，则容器的重力相同，物体质量相同，其重力也相等，但液体的重力G甲>G乙，两容器对桌面的压力分别为F甲＝G器＋G物＋G甲，F乙＝G器＋G物＋G乙，所以F甲>F乙，两容器底面积相同，由p＝ 知，甲烧杯对桌面的压强大于乙烧杯对桌面的压强，故D正确。
变式训练3　(2023·盐城期末)半潜船便于装卸超大型货物，空载时漂浮于海面(如图甲)。装载时需要向船体水舱注水，船体重力增加，甲板下沉至海面以下(如图乙)。待货物被拖到甲板上方，排出舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载(如图丙)，若半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受浮力分别为F甲、F乙、F丙，则以下判断正确的是(　　)
A.F甲＞F乙＞F丙
B.F丙＞F甲＞F乙
C.F乙＞F丙＞F甲
D.F丙＞F乙＞F甲
C
解析　由图可知，乙图中半潜船排开水的体积最大，其次是丙图，甲图排开水的体积最小，水的密度不变，由F浮＝ρ水gV排可知，乙图中船受到的浮力最大，其次是丙图，再次是甲图，即浮力大小关系是F乙＞F丙＞F甲，故选C。