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人教版八年级物理下册课时作业
第十章 浮
力
第2节 阿基米德原理
1．将重为6N的物体浸没在装满水的杯中，溢出了4N的水，物体受到的浮力是( )
A．10N
B．6N
C．4N
D．2N
2．水平桌面上的大烧杯内装有水，轻轻放入一个小球后，从烧杯中溢出200g的水，则下列判断正确的是( )
A．小球所受浮力可能大于1.96N
B．小球的质量可能小于200g
C．小球的体积一定等于200cm3
D．水对烧杯底的压强可能减小
3．在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”实验时，具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差，最合理操作步骤应该是
( )
甲
乙
丙
丁
A．甲、乙、丙、丁
B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙
D．丁、甲、乙、丙
4．如图所示，体积相等而形状不同的铅块、铁块、铝块浸没在水中的不同深度处静止不动，则
( )
A．铁块所受浮力小于铁块的重力
B．铅块受到的浮力最大，因为它的密度最大
C．铅块、铁块、铝块受到的浮力一样大
D．铝块受到的浮力最大，因为它浸入水中的深度最大
5．如图所示，把同一个玩具分别放入水、盐水中，若在水中所受浮力为Fa，在盐水中所受浮力为Fb，则两次浮力的大小关系为( )
水
盐水
A．Fa＞Fb
B．Fa＝Fb
C．Fa＜Fb
D．无法比较
6．在一个密闭的真空玻璃罩里挂着一个弹簧测力计，测力计下挂有一个体积较大的物体，物体静止。若将玻璃罩的开关打开，让空气进入，则此时( )
A．弹簧测力计的示数不变
B．弹簧测力计的示数将增大
C．弹簧测力计的示数将减小
D．弹簧测力计的示数可能增大也可能减小
7．用绳子将浸没在水下深处的铁块慢慢向上提起，直至完全提出水面。在这个过程中，铁块受到的浮力( )
A．保持不变
B．先保持不变，后逐渐变小
C．逐渐变小
D．先逐渐变小，后保持不变
8．如图是我国研发的“圆梦”号平流层飞艇。该飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层，其推进系统由太阳能电池提供能量。推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡，可使飞艇长时间悬停。若飞艇的气囊体积为3×104m3，平流层空气密度取0.06kg/m3，g取10N/kg，则飞艇在平流层受到的浮力约为
N。
9．小明做“验证阿基米德原理”实验的步骤如图所示。
a
b
c
(1)小明处理数据时，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(用式子表示)
，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。
10．小明和小雨通过实验探究将物体浸入液体的过程中，容器底部受到液体压力的变化情况。如图所示，他们将重力分别为30N和40N的甲、乙两个柱形物体，先后挂在弹簧测力计下，并将其逐渐浸入同一薄壁柱形容器的液体中(液体不溢出)。他们读出测力计示数F，并测得容器底部受到液体压力F底，然后根据相关物理量计算出物体所受浮力F浮，将数据记录在表一、表二中。
表一 物体甲的重力为30N
实验序号
F(N)
F浮(N)
F底(N)
1
20
10
30
2
16
14
34
3
12
18
38
4
8
22
42
5
4
22
42
表二 物体乙的重力为40N
实验序号
F(N)
F浮(N)
F底(N)
6
30
10
30
7
25
15
35
8
18
22
42
9
10
30
50
10
8
30
50
(1)小明分析比较实验序号
后得出结论：不同柱形物体浸入液体中，物体所受浮力相同，容器底部受到液体压力相同。
(2)小雨分析比较实验序号1、2、3、4或6、7、8、9后得出初步结论：同一柱形物体浸入液体中，
越大，容器底部受到液体压力越大。
(3)分析实验序号4与5(或9与10)的数据，发现测力计示数F不同，物体所受浮力F浮和容器底部受到液体压力F底均相同，出现这种情况的原因是
。
(4)两位同学仔细分析表一(或表二)的数据，并通过一定的计算，可知容器内液体的重力为
N。
(5)分析实验序号2和7可以得出，容器底部受到液体压力的增加量分别为
N和
N。
11．体积为3×10－3米3的金属块浸没在水中，求：
(1)该金属块排开水的体积V排；
(2)该金属块受到的浮力F浮。
12．将一边长是0.1m的实心正方体，缓慢放入盛满水的烧杯内，待它静止时，从杯中溢出0.6kg的水。(g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3)
(1)求正方体受到的浮力；
(2)求正方体排开水的体积。
13．如图甲所示，水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒，筒内装有20cm深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体，从液面逐渐浸入直至完全浸没，弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示。(可以忽略圆筒的厚度，过程中液体始终没有从筒中溢出)g取10N/kg，求：
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少？
(2)筒内液体密度是多少？
(3)当圆柱体完全浸没时，圆筒对桌面的压强是多少？
甲
乙
参
考
答
案
1.
C
2.
A
3.
D
4.
C
5.
C
6.
C
7.
B
8.
1.8×104
9.
(1)测量空桶的重力
d、a、b、c
(2)Fa－Fb＝Fc－Fd
10.
(1)1与6(或4与8或5与8)
(2)物体所受浮力
(3)柱形物体与容器底接触后，容器底对物体有支持力
(4)20
(5)14
15
11.
解：(1)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以该金属块排开水的体积：V排＝V＝3×10－3m3。
(2)该金属块受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×9.8N/kg×3×10－3m3＝29.4N。
12.
解：(1)根据阿基米德原理可知，正方体受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝0.6kg×10N/kg＝6N。
(2)正方体排开水的体积：V排水＝＝＝6×10－4m3。
13.
解：(1)由图像知，当h＝0cm时，此时测力计的示数等于圆柱体的重力，所以G＝18N；当h≥10cm时，测力计的示数不变，说明此时浮力不变，圆柱体完全浸没，此时F＝13.2N，所以F浮＝G－F＝18N－13.2N＝4.8N。
(2)物体排开液体的体积V排＝V物＝60×10×10－6m3＝6×10－4m3，由F浮＝ρ液gV排得ρ液＝＝＝0.8×103kg/m3。
(3)液体的质量m液＝ρ液V液＝0.8×103kg/m3×100×20×10－6m3＝1.6kg，将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体，则其对地面的压力F′＝(m液＋m筒)g＋G物－F拉＝(1.6kg＋0.5kg)×10N/kg＋18N－13.2N＝25.8N；p＝＝＝2.58×103Pa。
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人教版八年级物理下册同步学案
第十章 浮 力
第2节 阿基米德原理
知
识
点
讲
解
知识点一 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
实验探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
提出问题：浮力的大小等于什么？
猜想与假设：由于浮力的大小跟液体的密度、物体排开液体体积有关，由此猜想：浮力的大小跟物体排开液体所受重力有关。
制定计划与设计实验：
(1)使用弹簧测力计测小石块所受的重力。
(2)把小石块挂在弹簧测力计下浸入水中，测出小石块所受的浮力，并且收集小石块排开的水。
(3)测出被排开的水的重力。
(4)换用密度与水不同的盐水，做上面的实验。
探究方法：用称重法测出物体在液体中受到的浮力，同时测出物体排开液体所受的重力，然后比较两者之间的数量关系。
实验器材：弹簧测力计、溢水杯、小石块、小水杯、水、细线等。
实验过程：
(1)如图所示，将小烧杯用细线系好，挂在弹簧测力计下，测出其所受的重力G1；
(2)将水倒入溢水杯中，使水面恰好到达溢水杯的溢水口，并在口下放小烧杯，放在水能正好流入小烧杯的位置。
(3)将小石块用细线系住，挂在弹簧测力计下，如图所示，测出石块所受的重力G；
(4)如图所示，将小石块慢慢地浸入水中，读出此时弹簧测力计的示数F；
(5)利用公式F浮＝G－F，算出小石块此时在水中受到的浮力；
(6)用弹簧测力计测出此时小烧杯和溢出的水所受的重力G2，并算出溢出的水所受的重力G排；
(7)换用不同质量的小石块，重复以上实验步骤，再做几次实验，将数据填入表格。
实验序号
1
2
3
小石块所受的重力G/N
2.4
1.2
3.6
小石块浸在水中时弹簧测力计的示数F/N
1.4
0.7
2.1
小石块受到的浮力F浮/N
1.0
0.5
1.5
小烧杯所受的重力G1/N
0.5
0.5
0.5
小烧杯和溢出的水所受的重力G2/N
1.5
1.0
2.0
溢出的水所受的重力G排/N
1.0
0.5
1.5
交流论证：比较三次实验数据，分析得到G－F＝G2－G1，即F浮＝G排，物体所受浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
实验结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体所受重力，即F浮＝G排。
【点拨】(1)实验中溢水杯的使用：往溢水杯中倒水，直到水开始溢出，这样就代表溢水杯中的水倒满了；(2)石块尽量用体积稍大的，可以使实验现象明显，误差小，便于测量数据；(3)采用排水法测浮力时，石块要缓慢放入溢水杯的水中，防止水飞溅，影响实验效果；(4)弹簧测力计测量前，要用力拉几下挂钩，防止卡壳。
经典例题1 在探究“浮力大小等于什么”的实验中，选择溢水杯、水、弹簧测力计、铁块、小桶、细线等器材进行实验，如图所示，具体操作步骤如下：
测物块重G
测空桶重G1
弹簧测力计示数F
测桶与水总重G2
A．测出铁块所受重力G
B．测出空桶所受重力G1
C．将水倒入溢水杯中
D．把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在水中，让溢出的水全部流入小桶中，读出测力计示数F
E．测出小桶和被排开水的总重G2
F．记录分析数据，归纳总结实验结论，整理器材
(1)分析评估上述实验，指出操作步骤中的一处错误。错误：________，改正：________。
(2)写出利用测量数据验证阿基米德原理的过程：(测量数据用图中物理量符号表示)______________。
(3)如果用能够漂浮在水面的木块代替铁块做此实验，与上述操作不同的一个步骤是________(填字母)。
【解析】(1)物体放入水中前，溢水杯应该是满水的，否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积，所以应该在溢水杯中倒满水；(2)根据实验数据计算浮力与排开水的重力，浮力等于铁块重力G减去铁块浸没在水中时弹簧测力计的示数F，即F浮＝G－F；排开水的重力G排等于桶与水的总重力G2减去空桶的重力G1，即G排＝G2－G1；比较F浮与G排的大小关系可得：G－F＝G2－G1；(3)物体漂浮在水面上，只有部分浸入水中，我们要测量漂浮在木块上的浮力，就要让木块漂浮在水面上，而不是浸没。
【答案】(1)C步骤中将水倒入溢水杯中 加水使水刚好与溢水口相平 (2)G－F＝G2－G1 (3)D
知识点二 阿基米德原理
1．文字表述
浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2．数学表达式：F浮＝G排＝ρ液gV排。
3．使用该原理时，应注意以下几点：
(1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面以上。
(2)G排是指被物体排开的液体所受的重力，F浮＝G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
(3)V排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V排＝V物；当物体只有一部分浸入液体里时，即V排＜V物。
(4)由F浮＝ρ液gV排可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动，液体的多少等因素无关。
(5)阿基米德原理也适用于气体，只不过要把公式中的ρ液改为ρ气。这就是：浸没在气体里的物体受到的浮力大小，等于它排开的气体所受到的重力。即：F浮＝G排气＝ρ气gV排。
【点拨】在运用阿基米德原理比较物体受到的浮力时，应抓住的关键是分析出液体的密度ρ液和排开液体的体积V排的大小。
经典例题2 如图所示，四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处。以下说法正确的是( )
A．甲球所受的浮力最小
B．乙球所受的浮力最小
C．丙球所受的浮力最小
D．丁球所受的浮力最小
【解析】由图知，四个球排开水的体积：V甲＜V乙＜V丙＝V丁，因为F浮＝ρ水V排g，所以四个球受到的浮力：F甲＜F乙＜F丙＝F丁。
【答案】A
易
错
易
混
警
示
易错易混点 对排开液体体积的理解不清
“排开液体的体积”即V排和物体的体积为V物，它们在数值上不一定相等，当物体浸没在液体里时，V排＝V物
，此时，物体在这种液体中受到浮力最大。如果物体只有一部分体积浸在液体里，则V排＜V物
，这时V物＝V排＋V露。当液体的密度ρ一定时，根据F液＝ρ液gV排，物体排开液体的体积小，物体受到的浮力就小，物体排开液体的体积大，物体受到的浮力就大，物体受到的浮力跟它排开液体的体积成正比。由此看出浮力的大小跟物体的体积的大小无关，物体的体积再大，浸在液体里的体积很小，它也不会受到多大的浮力。
经典例题 有一物体受到的重力为0.5N，把它浸没在盛有水的烧杯中，溢出的水所受的重力为0.3N，则物体所受的浮力( )
A．一定为0.5N
B．可能为0.5N
C．一定为0.3N
D．可能为0.2N
【解析】
将一个重为0.5N的物体浸没在盛有水的烧杯中，溢出烧杯的水重为0.3N，有以下两种可能：①若烧杯中水是满的，溢出烧杯的水重为0.3N，根据阿基米德原理，浮力等于0.3N；②若烧杯中水是不满的，溢出烧杯的水重为0.3N，说明物体排开的水的重力大于0.3N，根据阿基米德原理，浮力大于0.3N；综上分析，选项B符合题意。
【答案】B
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