2020-2021学年人教版八年级物理下册知识点强化训练课件 专题十三　利用浮力知识测量物质的密度（35张PPT）

专题十三　 利用浮力知识测量物质的密度
利用浮力测密度是特殊方法测量物质密度的一种，是近几年中考的热点。常以实验题的形式出现，主要方法是利用称重法和漂浮、悬浮法间接测量相关物理量。
称重法：利用公式F浮＝ρ液gV排和
G＝ρ物gV物可求物体或液体的密度。
漂浮、悬浮法：物体漂浮或悬浮时，利用公式G＝F浮＝ρ液gV排、V排＝V物，求物体或液体的密度。
专题导航
类型一：称重法求物质的密度
例1： (2019·菏泽)小明测量“形状不规则
的矿石密度”时(矿石的密度大于水的密度)，可使用的器材有弹簧测力计、烧杯、细线和水。请你设计一个实验方案帮助小明完成测量任务。
(1)简要写出实验步骤a______________________________________________________________；
b___________________________________________________________________________。
将细线拉住矿石，用弹簧测力计测出矿石在空气中的重力G
用细线拉住矿石，将矿石完全浸没在水中，读出此时弹簧测力计的示数为F
(2)矿石的密度表达式为________________。
【方法指导】
该题缺少量筒，所以无法直接测出矿石的体积。由于所提供的器材有弹簧测力计、烧杯、水，所以要尝试用浮力的相关知识来解决这个问题。当矿石完全浸没在水中时有
V物＝V排；弹簧测力计可以测出物体的重力G；弹簧测力计拉着矿石浸没在水中，可求出浮力F浮；利用F浮＝ρ水gV排，然后进行求解。
例2：(2020·孝感节选)小组同学用到的实验器材有弹簧测力计、烧杯、细线、体积为V0的物体等，他们的方法如下：
①将物体用细线挂在弹簧测力计下，如图甲所示，静止时弹簧测力计的示数为F1；
②然后将弹簧测力计下的物体浸没到装有待测液体的烧杯中，如图乙所示，静止时弹簧测力计的示数为F2；
③该组同学测出待测液体密度的表达式为
ρ＝________________(请用F1、F2、V0、g表示)。
【方法指导】
物体完全浸没，V排＝V；根据称重法得出物体完全浸没在液体中时受到的浮力，由
ρ液＝ 求出液体的密度。
类型二： 漂浮、悬浮法求物质的密度
例3：(2019·沈阳)小明学习了浮力知识后，利用家中的物品做了几个小实验。
(1)小明把小萝卜放入水中，小萝卜漂浮在水面上，此时它受到的浮力为F浮，重力是G萝，那么F浮________(选填“＞”“＜”或“＝”)G萝。
(2)小明把小萝卜从水里捞出擦干，再放入足够多的白酒中，小萝卜沉底了，此时排开白酒的体积V排与小萝卜的体积V萝的关系是
V排________V萝(选填“＞”“＜”或“＝”)。
＝
＝
(3)小明还想测量小萝卜的密度，于是找来一个圆柱形茶杯、刻度尺和记号笔。具体做法如下：
①如图甲所示，在茶杯中倒入适量的水，在水面处用记号笔做好标记，用刻度尺测量出水面到茶杯底的竖直距离为h0；
②如图乙所示，将小萝卜轻轻地放入水中静止后，用刻度尺测量出此时的水面到茶杯底的竖直距离为h1；
③将茶杯中的水全部倒出，取出小萝卜擦干，再向杯中慢慢地倒入白酒直至________为止；
④如图丙所示，将小萝卜轻轻地放入白酒中静止后，用刻度尺测量出此时的白酒液面到茶杯底的竖直距离为h2。
标记线
(4)水的密度用ρ水来表示，请你用ρ水、h0、h1、h2写出小萝卜的密度表达式
ρ萝＝____________。
【方法指导】
漂浮的物体，所受的浮力等于自身的重力；浸没在液体中的物体，其排开液体的体积等于物体本身的体积；由题可知，利用萝卜在水中漂浮，可知其所受的浮力与重力相等从而求出重力，根据萝卜在酒中浸没沉底求出它的体积，再根据密度公式计算萝卜的密度。
例4： (2020·潍坊)已知水的密度为1.0×103kg/m3，某兴趣小组用一薄壁量杯(杯壁体积忽略不计)制作了一个测量液体密度的简易装置，操作如下：
(1)在量杯内装入适量细沙后放入水中，量杯在水中竖直静止时，如图甲所示。此时量杯浸没在水中的体积为________mL；
(2)将该装置放入某液体中，静止时如图乙所示，则该液体的密度为________kg/m3；某同学将一小石子放入量杯，静止时如图丙所示，则小石子质量是________g。
20　　
0.8×103
5.6
【方法指导】
物体漂浮时，浮力等于重力；量筒在水中和液体中都处于漂浮状态，浮力相同，根据量筒排开的水和液体的体积，利用阿基米德原理求出液体密度的大小；将石子放入量筒后，石子的重力等于其排开的液体受到的重力。
1.【对应例1】某同学按如图所示的步骤进行了“测量物质密度”的实验。
对应练习
(1)测量出金属块a的重力G＝F1＝4.8 N，将它浸没在水中时，弹簧测力计的示数F2＝________N，则此时物体所受浮力为F浮＝________N，金属块a的密度为________kg/m3。
(2)将金属块a浸没在煤油中，此时弹簧测力计的示数F3＝4.0 N，由此可知煤油的密度为________kg/m3。
3.8　　
1
4.8×103
0.8×103
2.【对应例1】小阳喜欢动手做实验，下面是她课后在实验室为测量物质的密度进行的一些尝试。
(1)小阳先将盐水倒入量筒，如图甲所示，则盐水的体积为________cm3，接着用天平测出空烧杯的质量为30 g，
30
然后她将量筒中的盐水全部倒入烧杯，用天平测量烧杯和盐水的总质量，天平平衡时的情景如图乙所示，则烧杯和盐水的总质量为________g。请你根据以上实验数据计算出盐水的密度为________kg/m3，这种方法测量的盐水密度会比真实值________(选填“大”或“小”)。
63　　
1.1×103
小
(2)小阳紧接着想要测量一种蜡块的密度。但是量筒却被其他同学拿走了，聪明的小阳想到了一种利用现有器材测量蜡块密度的方法
第一步：把蜡块放入图乙烧杯的盐水中漂浮，调节天平平衡，记下天平的示数为81 g；
第二步：再用一个体积不计的细铁丝把蜡块全部压入盐水中稳定后，重新调节天平平衡，记下天平的示数为85 g；
请利用上面(1)问中得出盐水的密度和测得的相关数据帮助小阳完成下列计算：蜡块的质量是________g；漂浮时蜡块所受的浮力大小是________N，蜡块被全部压入盐水中时所受的浮力大小是________N；蜡块的体积是________cm3，蜡块的密度是________g/cm3。
18　　　　
0.18
0.22
20
0.9
3.【对应例2】(2020·本溪节选)小爱同学测得一个装饰球A的密度为ρ0，他想利用它测量一杯橙汁的密度，发现装饰球A在橙汁中漂浮，于是选取了测力计、细线和一个金属块B，设计了如图所示的实验过程：
①用测力计测出装饰球A的重力为G；
②将装饰球A和金属块B用细线拴好挂在
测力计下，并将金属块B浸没在橙汁中静止，读出测力计的示数为F1；
③将装饰球A和金属块B都浸没在橙汁中静止(不碰到杯底)，读出测力计的示数为F2。
根据②、③两次测力计示数差可知____________(选填“装饰球A”或“金属块B”)受到的浮力。橙汁密度的表达式ρ橙汁＝
________(用ρ0和所测物理量字母表示)。
装饰球A
4.【对应例4】(2020·葫芦岛节选)小琪想利用大樱桃(已知密度为ρ0)、平底试管、刻度尺测量家里消毒液的密度，实验步骤如下：
①在平底试管中倒入适量的消毒液，用刻度尺测量试管中液面的高度h1。
②将大樱桃放入试管内的消毒液中，大樱桃处于漂浮状态，用刻度尺测量试管中液面的高度h2。
③取出大樱桃，在其内部插入一根细铁丝(忽略大樱桃体积的变化)，重新放入试管内的消毒液中，由于浸没在消毒液中时重力________(选填“大于”“小于”或“等于”)浮力，大樱桃沉入试管底部，用刻度尺测量试管中液面的高度h3。
④消毒液密度的表达式为
ρ消毒液＝____________。
大于
5.【对应例3】(2020·光明区一模)学习浮力知识后，老师让同学测量某种物质的密度，自己选择测量方法，小明同学选择了测量橡皮泥的密度，以下是他的实验报告单。
A．先测得空烧杯的质量m1；
B．然后将橡皮泥捏成碗状，轻放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥漂浮，用烧杯接住溢出的水；
C．再测出烧杯和溢出水的总质量m2，如图所示；
D.________________________________________________________________________(将步骤补充完整)，
E．测出烧杯和溢出水的总质量m3。
将该橡皮泥取出捏成团，放入盛满水的溢水杯中，橡皮泥沉底　　　
回答下列问题：
①调节天平平衡时，发现指针静止时指在分度盘中央刻度线右侧，则应将右侧平衡螺母向________调节，由图可知m2＝________g。
②橡皮泥密度的表达式为ρ＝__________(用m1，m2、m3等物理量的符号表示)。
左
33.0
6.小红同学要用刻度尺、圆柱形玻璃筒和适量的水测量硫酸铜溶液的密度。以下是小红设计的实验步骤，请你按照她的实验思路，将实验步骤补充完整。
(1)她找到一根均匀的细木条，在细木条一端绕了几圈金属丝，用刻度尺测量出细木条的长度为L，并记录在表格中。
(2)把细木条放在水中竖直漂浮，用刻度尺测出细木条露出水面部分的长度为L1，并记录在表格中。
(3)____________________________________________________________________________________________________________，
并记录在表格中。
(4)已知水的密度为ρ水，利用测量出的物理量和ρ水计算硫酸铜溶液的密度
ρ＝________________，并将计算结果记录在表格中。
把细木条放在硫酸铜溶液中竖直漂浮，用刻度尺测出细木条露出液面部分的长度为L2　
7.【对应例3】现有一形状不规则的木块，小明同学用图甲、乙、丙所示的方法测出了木块的密度，实验步骤如下：
(1)向容器内倒入适量的水，水的体积记作V1
(2)将木块轻轻放入容器中，液面上升至V2；
(3)用细针将木块按压，使____________，液面上升至V3。
请根据实验数据计算出木块密度
ρ＝_____________。
木块完全浸没
谢谢