人教版 初中物理 八年级下册 第十章 浮力 10.1浮力 学案(含答案)

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名称 人教版 初中物理 八年级下册 第十章 浮力 10.1浮力 学案(含答案)
格式 docx
文件大小 3.6MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2025-03-02 00:34:06

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/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科
【学习目标】
1. 知道浮力的定义
2. 会用称重法计算浮力
3. 掌握决定浮力大小的因素
4. 掌握浮力产生的原因
【自主学习】
一、浮力
游船、鸭子、冰山都受到重力的作用,但却没有因此而沉入水底,这表明水对它们有一个向上托起的力。浸在液体中的物体受到竖直向上的力,这个力叫作 。
其实在空气中的物体都会受到浮力,只不过由于空气的密度太小,浮力远远小于物体的重力,所以地球上绝大多数物体都对这个空气给的浮力没得感觉(密度比空气小的东西感觉就很强烈哈,如氢气球)。
二、测量浸没在水中的铝块所受的浮力
实验操作:
(1)先测出铝块在空气中所受的重力F1;
(2)然后把铝块浸没在水中读出弹簧测力计的示数F2;
(3)根据物体的状态和平衡力的条件,可以推出铝块浸没在水中受到浮力:F浮=F1-F2;
(4)改变铝块在水中浸没的深度,观察到测力计示数并未变化
实验结论:铝块浸没在水中后,弹簧测力计的示数减小了,说明浸没在水中的铝块受到了浮力的作用。从实验步骤3、4可以看到,弹簧测力计的示数没有变化,说明浸没在水中的铝块所受浮力的大小,跟铝块所到达的度 。
三、决定浮力大小的因素
实验步骤:参考课件视频以及课本上的实验过程即可(实验原理图可以变成ABCD步骤)。
实验结论:物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的体积(V浸) ,与液体的密度(ρ液) ;物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,所受的浮力就 。
注意:根据ABCD的实验结果,发现无法确定浮力和物体浸入液体深度的关系(ABCD实验只能得出结论:浸没的物体所受浮力和物体浸在液体中的深度无关)。实验兴趣小组将一个长方体,用记号笔进行 16等分,如图甲所示,用弹簧测力计分别挂在挂钩 1 和 2 处,浸入水中至第 2 条线与液面保持相平,如图乙、丙所示.观察弹簧测力计示数,并记下F1 和F2 的值。
①两次实验均将长方体浸入水中至第 2 条线(从下往上数),其目的是为了保证排开水的体积相同;
②实验小组发现:F1 等于F2 。最终得出结论:浮力和物体浸入液体深度无关。
四、浮力产生的原因
根据公式我们知道,物体受到液体左右两边的压强相等,而上下两部分压强由于物体本上的高度,使其出现了压强差,从而出现了 ,最终这个压力差我们就称为浮力(F浮=F向上-F向下)。
观察右图不难看出,只要物体不是和容器底部紧密接触(此时可当成容器的底部凸起),物体就能有浮力。但是在太空中,即使物体浸在液体中也没有浮力,原因是太空中不存在压力差。
如图所示:图甲中乒乓球没有浮起来,它没有受到浮力(底部没有水,无法形成压力差),图乙中球上升(底部有水,可以形成压力差),其受到浮力,就可以浮上去了。
【例1】如图,下列物体中没有受到浮力的是(  )
A.着陆月背的嫦娥六号 B.下潜的潜水器
C.上升的热气球 D.航行的福建舰航母
【例2】如图所示,画出重为鸡蛋在盐水中受到浮力的示意图。
【例3】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.图乙,乒乓球受到液体压力,因此受到浮力作用
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.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
【例4】2024年巴黎奥运会游泳项目男子100米自由泳决赛,中国选手潘展乐以46秒40的成绩打破世界纪录夺得金牌。比赛中,运动员奋力向后划水,身体快速向前游动。关于运动员在水中受力和运动情况的分析,下列说法正确的是 (  )
A.运动员划水时不受浮力
B.运动员划水时受到水的推力向前游动
C.运动员加速划水,受到的惯性增大
D.运动员对水的力和水对运动员的力是一对平衡力
【例5】如图所示,一体积为103cm3的实心正方体静止在水中如图所示的位置,已知h1=10cm,则以下说法正确的是(  )
A.正方体受到的浮力8N
B.正方体的上表面受到的压力为8N
C.正方体下表面受到液体的压强为2×103Pa
D.正方体下表面受到的压力为16N
【例6】如图所示,Q为一铜制零件,其上部为边长L=0.4m的立方体,下部为边长l=0.1m的立方体,Q的下表面与容器底面完全粘合,且水面正好与Q的上表面相平,则零件受到的浮力为(g取10N/kg)(  )
A.0N B.200N C.600N D.800N
【例7】如图所示,将两端扎有绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向左 F向右;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力
F向上 F向下(前两空选填“大于”“等于”或“小于”),通过以上实验可知,浮力产生的原因是液体对物体的上下两个表面有 。
【例8】图甲是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h关系的实验装置。其中A是实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图乙所示。在浸没前,随着物体A逐渐浸入水中,水对容器底部的压强将变 ;完全浸没时,A受到水的浮力为 N。
【例9】在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中,小明和同学们做了如图所示的一系列实验,实验中的铜块与铝块的体积相同。
(1)做①③④三次实验是为了探究浮力的大小与 的关系,得出的结论:在液体密度相同时,物体浸在液体中的体积越大,物体受到的浮力越大。
(2)分析 三次的实验数据可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)做①④和②⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物体重力的关系,得出的结论:物体受到浮力的大小与物体的重力 。
(4)做 三次实验可探究浮力的大小与液体密度的关系,得出的结论:当物体浸在液体中的体积一定时,液体的密度越大, 。
(5)实验中主要采用的探究方法是 。
(6)结合上例探究以下问题:实验中,从铜块的底面接触水面开始,到铜块浸没,直至浸没到更深的位置,图中能表示此过程铜块所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是图 。
【例10】小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,当测力计示数如图甲所示时,浮力为 N;
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积 ,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度 ;
(3)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3N,与乙图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由: 。
【例11】物理老师制作了如图所示的装置来演示浮力薄壁容器A和B右侧面重合,两容器底面间的距离h0=4 cm,容器A的底面上有一个面积S=50 cm2的孔,用边长为l= 10 cm的正方体塑料块C将孔覆盖,C与容器A的底面密合接触;然后向容器A中注水,水面到容器A的底部的距离h1=14cm,再向容器B中注水,水面到容器B的底部的距离h2=12 cm,此时塑料块C仍静止在容器A底部。(ρ水=1.0×103 kg/m3 ,g取10 N/kg)
(1)求塑料块C上表面所受水的压强;
(2)根据浮力产生的原因,求塑料块C所受浮力的大小。
【课后巩固】
1.下图情景中没有受到浮力的物体是(  )
A.水面航行的辽宁舰 B.安逸地浮在水面的天鹅
C.浸在水中的桥墩 D.空中飞行的飞艇
2.在一个口径略小于乒乓球直径的玻璃瓶中装满水,在瓶口放一个乒乓球,用手握住倒立后放手,如图所示,乒乓球没有掉落下来。下列说法正确的是(  )
A.乒乓球受到重力、水的压力和大气压力的作用
B.乒乓球受到的重力与大气压力是一对平衡力
C.乒乓球没有掉落,是因为它不受重力的作用
D.乒乓球没有掉落,是因为它受到水的浮力的作用
3.洗手盆底部的出水口塞着由橡胶制成的水堵头,洗手盆中装着一定质量的水,洗手盆侧壁A 点在水面下,柱状物体M被完全压入水中,如图所示,关于上述情景,下列说法正确的是(  )
A.水堵头受到水的压力,但没有受到水的浮力
B.柱状物体M 受到水施加的力的方向是竖直向上的
C.物体M受到重力、水向上的压力、水向下的压力、浮力而静止
D.洗手池侧壁A点受到水的压力方向是竖直向下的
4.2024年3月24日,世界泳联跳水世界杯德国柏林站结束所有项目的争夺。中国队选手全红婵和王宗源为队伍再添2金。如图所示是全红婵参加跳水比赛时向上起跳和下落的运动轨迹及分解动作示意图。下列说法正确的是(  )
A.全红婵到达最高点时,若所受外力突然全部消失,她将保持静止状态
B.从起跳到入水前的过程中,全红婵受到的都是非平衡力
C.全红婵入水时的水花越小,她没入水中后所受浮力越小
D.全红婵入水过程中,所受浮力方向取决于入水的角度
5.如图所示,2024年巴黎奥运会男子100米自由泳决赛上中国选手潘展乐以46秒40的成绩打破了世界纪录夺得金牌,为国争光。关于赛场上的物理知识,下列说法错误的是(  )
A.潘展乐的速度越快,具有的惯性就越大
B.潘展乐加速冲刺到终点时,受到了非平衡力的作用
C.潘展乐用力向后蹬水,他向前运动,说明力的作用是相互的
D.在比赛的过程中潘展乐奋力向前,他受到了竖直向上的浮力
6.如图所示,体积相同的两圆锥体浸入水中,则两圆锥体受到的水的压力差相比(  )
A.底面朝下时受到的压力差较大
B.底面朝上时受到的压力差较大
C.底面朝上和朝下时受到的压力差一样大
D.底面朝上和朝下时受到的压力差大小无法比较
7.如图所示,一个竖直悬挂在水中的圆柱体,其上表面受到水的压力为0.5N,其下表面受到水的压力为1.3N。下列说法正确的是(  )
A.圆柱体受到的重力为0.8N
B.圆柱体受到的重力为1.8N
C.圆柱体受到水的浮力为0.8N
D.圆柱体受到水的浮力为1.8N
8.将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,长方体都保持静止。下列说法正确的是(  )
A.水对长方体上、下表面的压强差不相等,压力差相等
B.水对长方体上、下表面的压强差不相等,压力差不相等
C.水对长方体上、下表面的压强差相等,压力差不相等
D.水对长方体上、下表面的压强差相等,压力差相等
9.2021年12月9日“天宫课堂”开讲,王亚平老师在中国空间站开展了神奇的“浮力消失实验”。对杯中乒乓球的描述,不正确的是(  )
A.不能漂浮在水面上
B.受到的重力接近于零
C.可以在水中任意位置悬浮
D.上下表面几乎没有受到压力
10.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则下列说法中错误的是(  )
A.A物体一定受浮力的作用 B.B物体一定受浮力的作用
C.C物体一定不受浮力的作用 D.D物体一定不受浮力的作用
11.如图所示,浸没在水中小球所受浮力的方向应为图中 的方向(选填数字号),这是因为浮力的方向是 。
12.我们在从岸边向深水中走时,会觉得自己慢慢变轻了,说明人体在水中受到了 力的作用。浸在液体中的物体,受到液体对它的一种向 (选填“上”或“下”)的托力作用,这种力叫做浮力,浮力的方向总是 。
13.2022年10月12日“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲,神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。其中的“水球变懒”实验,将注射器对准固定的水球进行喷气,而且比较剧烈;然后将一个空心钢球放进水球内部,观察到水球振动变慢,即“水球变懒”,水球整体惯性 (选填“变大”、“不变’或“变小”);钢球 (选填“有”或“没有”)受到水的浮力。
14.如图所示,Q为一铜制零件,其上部为边长L=0.3m的立方体,下部为边长l=0.2m的立方体,Q的下表面与容器底面完全粘合,且水面正好与Q的上表面相平,则容器底部所受压强为 Pa,零件受到的浮力为 N。
15.如1图所示是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置,仪器有:烧杯、弹簧测力计、长方体物块、水、煤油等。(取
(1)①由A、B、C三个图,可初步得出结论: ;
②某实验小组认为,根据A、B、C三个图还可以得出结论:液体深度越深,物体所受浮力越大;请问该实验小组得出的结论是否正确 ,你的理由是 ;
(2)由 三个图,可初步得出结论:物体所受浮力的大小与液体密度有关;
(3)如2图中能正确反映弹簧测力计示数F和长方体物块下表面浸入水中的深度h关系的图像是 (长方体物块未接触容器底)。
16.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、量程和分度值。调零时,弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力。将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置时弹簧测力计的示数和深度 h并根据实验数据,在图乙中画出了物块所受浮力F浮随h变化的图像。请计算出物体浸没在水中时,受到的浮力为 N;
(3)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 (均选填“变大”“变小”或“不变”);由此可知,浮力大小与 有关,与 无关;
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 (选填“相同”或“不同”)。
(5)实验中由于手臂的晃动会导致测力计示数不稳定,不方便读数,请你写出一种改进措施: 。
17.小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底,由此,他进行了有关浮力的实验探究。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为 N;
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数 ,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数 ,说明浮力的大小与 有关;
(3)将 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小 ,说明浮力的大小与物体密度无关;
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图 。
18.小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)小明依次做了如下实验:
①根据A、C的结果,可得该塑料瓶浸没在水中受到的浮力是 N;
②根据A与几次实验,可得:浮力大小与物体排开液体体积有关,根据 A、D、E 的结果,可得:浮力大小与 有关;
③为验证浮力和物体的密度是否有关,小明将瓶子中的沙子倒掉一些相当减小物体密度,接着他仿照步骤D进行实验,发现此时测力计示数小于 1.8N,便认为浮力和物体的密度有关,小明在该实验环节中存在的问题是 不同。
(2)根据A、B、C、D的结果,发现无法确定浮力和物体浸入液体深度的关系。实验兴趣小组将一个长方体,用记号笔进行 16等分,如图甲所示,用弹簧测力计分别挂在挂钩 1 和 2 处,浸入水中至第 2 条线与液面保持相平,如图乙、丙所示.观察弹簧测力计示数,并记下F1 和F2 的值。
①两次实验均将长方体浸入水中至第 2 条线(从下往上数),其目的是 ;
②实验小组发现:F1 F2 (选填“大于”、“小于”或“等于”),于是他们推导出两次实验中长方体所受的浮力关系;
19.如图所示,一个边长为0.1m的正方体物体在水中保持静止,物体的上表面距离水面0.2m。求:
(1)物体上、下两个表面受到的水的压强;(2)物体上、下两个表面受到的水的压力;
(3)物体受到的浮力。(g取10N/kg)
1.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止(水未溢出)。弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像,如图乙所示。下列关于圆柱体的说法正确的是( )
A.高为9cm
B.质量是12kg
C.刚好浸没时下表面受到水的压力为8N
D.浸没在水中时所受的浮力是4N
2.如图所示,一薄壁圆柱形容器盛有水,用弹簧测力计竖直吊着重为10牛的实心物块A浸在水中,物块A处于静止状态,与物块A未浸入水中相比较,下列说法正确的是( )
A.物块A受到的浮力等于10牛
B.水对容器底部的压力增加量等于10牛
C.水对容器底部的压力保持不变
D.容器对水平地面的压力增加量小于10牛
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。试卷第1页,共3页
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【参考答案】
自主学习
一、浮力:浮力
二、测量浸没在水中的铝块所受的浮力:没有关系(无关)
三、决定浮力大小的因素:有关 有关 越大
四、浮力产生的原因:压力差
【例1】A 【例2】 【例3】B 【例4】B 【例5】C 【例6】C
【例7】等于 大于 压力差
【例8】大 7
【例9】(1)物体排开液体的体积;(2)①④⑦;(3)无关;(4)①④⑤ 物体受到的浮力越大;(5)控制变量法;(6)丁
【例10】(1)0.3;(2)越大 无关;(3)1.1×103 不变;(4)该方案不合理之处是没有控制物体排开液体的体积相同
【例11】(1) 400Pa;(2) 0N
课后巩固
基础练习
1. C 2. A 3. A 4. B 5. A 6. C 7. C 8. A 9. A 10. D 11. 1 竖直向上 12. 浮 上 竖直向上
13. 变大 没有 14. 5×103 150
15. (1)液体密度相同时,物体排开液体体积越大,浮力越大 不正确 没有控制物体排开液体体积相同;
(2)A、D、E;(3)B;
16. (1)竖直;(2)0.6;(3)变大 不变 物体排开液体的体积 所处的深度;(4)不同;(5)把测力计用铁架台固定
17. (1)1.4;(2)变小 不变 物体排开液体的体积;(3)体积 相等;(4)丙
18. (1)1 液体密度 物体的重力;(2)使长方体浸入水中的深度不同,并保证排开水的体积相同 等于
19. (1),;(2),;(3)
能力提升
1. C
2. D
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