沪粤版物理八下课时达标练习：9.2　阿基米德原理第1课时　阿基米德原理（含答案）

/9.2　阿基米德原理
第1课时　阿基米德原理
题组1　探究浮力的大小
1.(多选)某实验小组在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的四次测量,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3和F4,则 (　　)
A.F浮=F3-F1 B.F浮=F4-F1
C.F浮=F2-F3 D.F浮=F2-F4
2.小鹭做“验证阿基米德原理”实验的步骤如图所示。
(1)小鹭处理数据时,发现实验步骤有所遗漏。遗漏的步骤为　　　　　　　　　。若将遗漏的步骤标注为d,则最合理的实验步骤依次为　　　　(用实验步骤对应的字母表示)。?
(2)实验步骤a、b、c、d中,弹簧测力计的示数依次为Fa、Fb、Fc、Fd。若这些示数之间的关系满足　　　　　　　　　　(用公式表示),则可证明浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。?
3.小明同学想探究木块所受浮力大小与排开的液体之间有什么样的关系。按照如图所示的实验方法进行探究,探究结果如下。(g取10 N/kg)
(1)浸入水中的木块所受的浮力F浮=　　　N。?
(2)木块排开的水受到的重力G排=　　　　N。?
(3)比较F浮和G排的大小,可以发现F浮　　　　(选填“>”“<”或“=”)G排。?
4.为了验证“阿基米德原理”,某同学做了如图所示实验:
(1)如图甲所示,在弹簧的下端挂一个小桶,小桶的下端吊一个石块,记下弹簧伸长后下端到达的位置O,将此时弹簧对小桶的拉力记为T1,小桶与石块的总重力记为G,则T1　　　　(选填“>”“<”或“=”)G。?
(2)如图乙所示,在溢水杯中盛满水,当石块浸没在水中时,排出的水便流到旁边的小杯中,将排出的水的重力记为G排。
(3)如图丙所示,把小杯中的水全部倒入弹簧下方的小桶中,弹簧的下端又会到达原来的位置O,将此时弹簧对小桶的拉力记为T2,则T2　　　　(选填“>”“<”或“=”)T1。?
(4)通过对图丙中小桶和石块的受力分析,请推导石块受到的浮力F浮与排出水的重力G排之间的关系:　 。?(要求写出推导过程)
题组2　阿基米德原理的理解　　　　
5.下列关于阿基米德原理的叙述正确的是 (　　)
A.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的体积
B.浸在液体中的物体受到向下的浮力,浮力的大小等于它排开的液体的体积
C.浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体的重力
D.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的液体的重力
6.关于浸在液体中的物体所受的浮力F浮与物体的重力G物、物体排开液体的重力G排间的大小关系,以下说法中正确的是 (　　)
A.只有当物体浸没时,F浮等于G物
B.不管物体是否浸没,F浮都等于G物
C.只有物体未浸没时,F浮等于G排
D.不管物体是否浸没,F浮都等于G排
7.将乒乓球按压到水面下30 cm深度处,松开手后,乒乓球上升,下列说法中正确的是 (　　)
A.乒乓球受到的重力变小
B.乒乓球受到的浮力一定不变
C.乒乓球受到的浮力可能变小
D.乒乓球受到水的压强变大
8.为了研究浮力的大小与物体形状的关系,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验,由此小明得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。小宁认为该结论不可靠,主要原因是　 。?
　9.物理研究中通常会用建立模型的方法来解释或解决问题,在研究浮力知识时,就可以将一定形状的物体作为模型,根据液体内部压强的大小和方向的知识,来解释浮力产生的原因,并以此推导阿基米德原理,现有浸没在液体中的正方体、圆柱体、球体和圆锥体,可供选择作为模型,如图(a)、(b)、(c)和(d)所示。
(1)请判断,图中的 　　　　(填图序)不适合作为模型推导阿基米德原理。?
(2)若液体的密度为ρ,请从图中选择一个作为模型,运用液体内部压强等知识,推导阿基米德
原理。
要求:①所选模型为　　　　(填图序)。?
②在图中添注所需的物理量(用字母表示),写出推导过程。
推导过程:F浮=F下-F上=　　　　=　　　　=　　　　=　　　　=G排。?
10.实验桌上有弹簧测力计、圆柱体实心铁块、细线、分别装有适量水和盐水的两个烧杯。请你利用这些器材,设计一个实验证明:物体所受的浮力与排开液体的密度有关。要求:
(1)写出实验步骤。
(2)画出实验数据记录表格。
11.一同学在河边游泳后,从深水处走向越来越浅的岸边,由于岸边都是尖硬的鹅卵石,该同学感觉河底越来越“扎脚”,请利用你学过的物理知识解释这个现象。
答案详析
1.BC　解析： 由图可知,F1为空桶的重力,F2为物体的重力,F3是物体浸没在液体中时弹簧测力计的拉力,F4为排出的水和空桶的总重力。根据称重法可知,F浮=F2-F3;根据阿基米德原理可知,物体所受浮力等于其排开水的重力,所以,F浮=F4-F1。
2.(1)测量空桶的重力　d、a、b、c　
(2)Fa-Fb=Fc-Fd
3.(1)2　(2)2　(3)=
解析： (1)因为木块漂浮在水中,所以F浮=G木=2 N。
(2)由图可知,木块排开水的体积为200 mL=200 cm3,所以排开水的重力:G排=m排g=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×200×10-6 m3×10 N/kg=2 N。
(3)比较F浮和G排的大小,可以发现F浮=G排。
4.(1)=　(3)=　
(4)T1=G,T2=G+G排-F浮,且T1=T2,所以F浮=G排
5.D　解析： 由阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关。
6.D　解析： 由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体所受的浮力的大小等于它排开的液体所受的重力,不管物体是否浸没,F浮都等于G排,故C错误、D正确;物体漂浮或悬浮时,受到的浮力的大小和自身的重力相等,故A、B错误。
7.C　解析： 乒乓球的重力与质量有关,乒乓球在上浮过程中,其质量不变,则受到的重力不变,故A错误。乒乓球在没有露出水面的上浮过程中,排开水的体积不变(等于乒乓球的体积),水的密度不变,所以受到的浮力不变;而露出水面之后,排开水的体积变小,其受到的浮力将变小,故B错误,C正确。乒乓球在上浮过程中,水的密度不变,但所处的深度不断减小,所以乒乓球受到水的压强减小,故D错误。
8.没有控制排开液体的体积相同
解析： 物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,研究浮力的大小与物体形状的关系,要控制物体排开液体的体积和液体的密度相同,只改变物体的形状,已知圆锥体和圆柱体体积相同,而图中,圆柱体排开液体的体积小,即没有控制排开液体的体积相同,所以该结论不可靠。
9.(1)(c)、(d)　(2)①(a)或(b)　②如图所示
ρgh下S-ρgh上S　ρg(h下-h上)S　ρghS　ρgV排
解析： 物体受到的液体压强为p=ρgh,物体受到的浮力为F浮=G排=ρ液gV排,根据F浮=F下-F上和F=pS可知,要用液体压强公式推导阿基米德原理,应选用横截面积相同的模型,故图中(a)、(b)适合,(c)、(d)不适合。选取(a)模型或(b)模型均可,所需的物理量如图所示,液体的密度ρ,上表面的深度h上,下表面的深度h下,底面积S。物体上、下表面受到的液体压强分别为p下=
ρgh下、p上=ρgh上,物体上、下表面受到的液体压力分别为F下=p下S=ρgh下S、F上=p上S=
ρgh上S,由浮力产生的原因可知,物体受到的浮力:F浮=F下-F上=ρgh下S-ρgh上S=ρg(h下-
h上)S=ρghS=ρgV排=G排。
10.(1)实验步骤:
①弹簧测力计调零,将铁块用细线系好,挂在弹簧测力计下,测出铁块的重力G。
②将用细线系好的铁块浸没在烧杯内的水中,铁块不接触烧杯,记录此时弹簧测力计的示数F1,将F1记录在实验数据记录表格中。
③将铁块从水中取出擦干,仿照步骤②再将铁块浸没在另一烧杯内的盐水中,记录此时弹簧测力计的示数F2,将F2记录在实验数据记录表格中。
④根据F浮=G-F,分别计算出两次铁块所受的浮力F浮,并记录在实验数据记录表格中。
(2)实验数据记录表
物质
铁块的重力
G/N
浸没时弹簧测
力计示数F/N
铁块的浮力
F浮/N
水
盐水
11.根据F浮=ρ液gV排可知,人在水中由深水区走向浅水区时,ρ液不变,由于人排开水的体积减小,故人所受浮力减小,F支=G-F浮,因浮力减小,重力不变,故支持力增大,根据p=FS可知,脚的受力面积不变,脚受到石头的压强变大,所以人的脚将越来越疼。