10.2 阿基米德原理（分層作業(yè)）- 八年級物理下冊同步備課系列（人教版）(解析版)

學而優(yōu)教有方10.2阿基米德原理1.浸在液體中的物體，受到向_____的浮力，浮力的大小等于它________所受的______，這就是阿基米德原理。用公示表示為：F浮=________=________，該原理也適用于_____體?！敬鸢浮可希砰_的液體，重力，G排，ρ液gV排，氣體?！窘馕觥拷谝后w中的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力，這就是阿基米德原理。用公示表示為：F浮=G排=ρ液gV排，該原理也適用于氣體。2.用彈簧測力計在空氣中稱一物塊，測得其重力為8.4N，當把這個物塊的一半浸在水中時，彈簧測力計的示數(shù)為4.8N，這時物塊受到的浮力是N，若將物塊浸沒在水中靜止，此時彈簧測力計的示數(shù)為N。【答案】3.6，1.2?！驹斀狻慨敯堰@個物塊的一半浸在水中，彈簧測力計的示數(shù)F=4.8N，則這時物塊受到的浮力F浮=G-F=8.4N-4.8N=3.6N將物塊全部浸沒在水中時，排開水的體積變?yōu)樵瓉淼?倍，則物塊受到的浮力F浮′=ρ水gV排′=ρ水g×2V排=2F浮=2×3.6N=7.2N此時彈簧測力計的示數(shù)F'=G-F浮′=8.4N-7.2N=1.2N3．學習浮力時，老師組織同學們進行了以下體驗活動：將一個密閉的圓柱形空筒放在裝有水的深桶中，如圖所示用手試著慢慢把它豎直壓入水中，體會手的感受；空筒全部沒入水中后，繼續(xù)試著把它壓向桶底，體會手的感受。根據(jù)活動中的感受，大家提出了以下四個問題。其中最有探究價值且易于探究的科學問題是（）A．手的感受與物體所受到的浮力大小有什么關系B．浮力的大小與浸入液體的物體形狀有什么關系C．浮力的大小與物體排開液體的體積有什么關系D．浮力的大小與物體浸入液體的深度有什么關系【答案】C【詳解】由阿基米德原理可知：物體在液體中受到浮力的大小，與液體的密度和排開液體的體積有關，由于深桶中裝有水，則液體的密度一定，據(jù)此可以得出最有探究價值且易于探究的科學問題是研究浮力的大小與物體排開液體的體積有什么關系，故ABD不符合題意；C符合題意。故選C。4.關于浸在液體中的物體所受浮力F浮與物體重力G物、物體排開液體的重力G排間的大小關系，以下說法中正確的是（）A．只有當物體浸沒時，F(xiàn)浮等于G物 B．不管物體是否浸沒，F(xiàn)浮都等于G物C．只有物體未浸沒時，F(xiàn)浮等于G排 D．不管物體是否浸沒，F(xiàn)浮都等于G排【答案】D【解析】根據(jù)阿基米德原理，物體受到的浮力等于它排開的液體的重力，即F浮=G排=ρgV排，不管物體浸沒還是一部分浸沒，該式都成立，與物體是否浸沒無關。所以選D。5．將一只重為1.5N的小燒杯放在一個裝滿水的溢水杯的溢水口正下方，向溢水杯中輕輕放入一個小木塊，從中溢出的水全部流到小燒杯中，測得小燒杯和水的總重力為4N，則木塊受到的浮力為（）A．1.5N B．4N C．2.5N D．5.5N【答案】C【詳解】根據(jù)題意可知，木塊溢出水的重力為G溢出=G總-G杯=4N-1.5N=2.5N由阿基米德原理可知，木塊受到的浮力為F浮=G排=G溢出==2.5N故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。6．質量相等的實心鋁球和銅球浸沒在水中（ρ鋁<ρ銅），所受浮力的大小關系為（）A．銅球小 B．鋁球小C．大小相等 D．無法確定【答案】A【詳解】鋁球和銅球的質量相等，因為ρ鋁<ρ銅由V=mρ可知，V銅當兩個金屬球浸沒在水中時，排開水的體積等于各自的體積，由公式F浮=ρ液gV排可知，鋁球受到的浮力較大，銅球受到的浮力較小。故選A。7.質量相等的實心鋁球和鐵球分別掛在兩只彈簧測力計下，然后將兩個金屬球全部浸沒在水中處于靜止狀態(tài)，ρ鋁<ρ鐵，比較兩只彈簧測力計的示數(shù)（）A．掛鋁球的示數(shù)大 B．掛鐵球的示數(shù)大C．一樣大 D．無法判斷【答案】B【詳解】鐵球和鋁球的質量相等，則二者的重力相等。兩個球的質量相等，鋁的密度小于鐵的密度，根據(jù)V=m/ρ可知，鐵球的體積小于鋁球的體積。兩個球完全浸沒在水中，它們排開水的體積等于自身的體積，根據(jù)F?。溅阉甮V排可以知道，鋁球受到的浮力大于鐵球受到的浮力。彈簧測力計的示數(shù)等于球的重力減去球受到的浮力。綜合上述可知，掛鐵球的測力計示數(shù)大。故ACD錯誤，不符合題意；B正確，符合題意。故選B。8．彈簧測力計上掛一重為10N的物塊，當物塊體積的三分之一浸入水中時，測力計的示數(shù)為8N。若將物塊緩慢浸入水中且未碰到容器底部（容器中的水足夠深），最終測力計的示數(shù)為（）A．0N B．2N C．4N D．6N【答案】C【詳解】當物塊體積的三分之一浸入水中靜止時，物塊受到的浮力F?。紾-F示＝10N-8N＝2N由F?。溅裧V排可得，物塊排開液體的體積1則V＝3×2×10-4m3＝6×10-4m3當物塊全部浸入水中且未碰到容器底部時，所受浮力F浮′＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3＝6N則測力計的示數(shù)F拉＝G-F浮′＝10N-6N＝4N故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。9.小張在探究“浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中，做了以下的部分操作。用同一彈簧測力計掛著同一金屬物塊依次完成如圖所示的三次測量：

（1）乙圖所示的實驗中，物塊受到的浮力大小為N；（2）分析乙圖、丙圖，說明浮力的大小與有關；（3）本實驗數(shù)據(jù)可計算出鹽水的密度為kg/m3。（已知水的密度為1.0×103kg/m3）【答案】（1）4；（2）液體的密度；（3）1.1×103【詳解】（1）由圖甲和圖乙可知，物塊受到的浮力大小為F浮=G-F=6N-2N=4N（2）由圖乙和圖丙可知，浸入液體中的深度相同，排開液體的體積相同，液體的密度不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，由稱重法可知浮力大小不同，可以得到浮力的大小與液體的密度有關。（3）物塊在鹽水中受到的浮力F浮鹽=G-F鹽=6N-1.6N=4.4N物塊的體積V鹽水的密度為ρ10.一個在節(jié)日放飛的氣球，體積是600m3，這個氣球在地面附近受到的浮力有多大？（已知空氣密度ρ空氣＝1.2kg/m3）【答案】7.2×103N【詳解】氣球排開空氣的體積V排＝V＝600m3氣球受到空氣的浮力F?。溅芽諝鈍V排＝1.2kg/m3×10N/kg×600m3＝7.2×103N11.一個獎牌掛在彈簧測力計下，示數(shù)為。當獎牌浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)為。已知水的密度為1.0×103kg/m3，g=10N/kg。求：（1）獎牌的質量；（2）獎牌的體積。【答案】（1）0.18kg；（2）2.0×10-5m3【詳解】（1）獎牌掛在彈簧測力計下，示數(shù)為1.8N。則獎牌所受的重力為1.8N。根據(jù)G=mg可得，獎牌的質量

m（2）獎牌浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)為1.6N，則獎牌在水中受到的浮力F?。?.8N-1.6N=0.2N根據(jù)阿基米德原理可知F?。溅阉甮V獎牌則獎牌的體積V答：（1）獎牌的質量為0.18kg；（2）獎牌的體積是2×10-5m3。某同學用石塊、細線、彈簧測力計、燒杯、水和食鹽等器材，進行如圖所示的實驗探究。下列說法正確的是（）A.石塊在水中受到的浮力方向豎直向下B.石塊在水中受到的浮力大小為1.0NC.石塊浸沒在水中時，排開水的體積為1.2×10-4m3D.丙圖中鹽水的密度為1.1×103kg/m3【答案】B【解析】A．石塊浸沒在水中后，彈簧測力計對石塊的拉力變小了，說明石塊受到豎直向上的浮力，故A錯誤；B．由圖甲可知，物體的重力G=2N，由圖乙可知，石塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)F拉=1N，則石塊在水中受到的浮力為F浮=G-F示=2N-1N=1N；故B正確；C．石塊浸沒在水中時，根據(jù)阿基米德原理可知，排開水的體積為V排=EQ\F(F浮,ρ水g)=EQ\F(1N,1.0×103kg/m3×10N/kg)=1×10-4m3故C錯誤；D．物體的重力G=2N，由圖丙可知，石塊浸沒在鹽水中時彈簧測力計的示數(shù)F’拉=0.8N，則石塊在鹽水中受到的浮力為F’浮=G-F’拉=2N-0.8N=1.2N根據(jù)阿基米德原理可知，鹽水的密度為ρ鹽水＝EQ\F(F’浮,gV排)=EQ\F(1.2N,10N/kg×10-4m3)=1.2×103kg/m3故D錯誤；所以選B。13．某實驗小組按照如圖所示的步驟，探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系。

（1）先用分別測出空桶和石塊的重力，其中石塊的重力大小為N；（2）把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，石塊受到的浮力大小為N。石塊排開的水所受的重力可由（填字母代號）兩個步驟測出；（3）由以上步驟可初步得出結論：浸在水中的物體所受浮力的大小排開水所受的重力（選填“大于”“等于”或“小于”）；（4）若溢水杯的水沒有裝滿，則會導致本實驗測量的F浮G排（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】（1）彈簧測力計，3.8；（2）1.4，AD；（3）等于；（4）大于.【詳解】（1）實驗中，為了測量準確與實驗步驟精簡，應先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊的重力。由題圖B可知，石塊的重力為3.8N。（2）由稱重法可知石塊受到的浮力大小為F浮=G-Fc=3.8N-2.4N=1.4N液體與桶的總重力與桶的重力之差是物體排開液體的重力，由圖中A、D兩個步驟測出；其大小值G排=FD-FA=2.6N-1.2N=1.4N（3）根據(jù)（2）知F浮=1.4N，排開水的重力G排=1.4N故可以得出浸在水中的物體所受浮力的大小等于排開水的重力，即F浮=G排（4）溢水杯的水沒裝滿，物體放入溢水杯時，先要使溢水杯滿了才可以向外排水，導致排開水的重力偏小，則測得的浮力大于排開水的重力，即F浮>G排.14.如圖甲為盛水的燒杯，上方有彈簧測力計懸掛的圓柱體，將圓柱體緩慢下降，直至將圓柱體全部浸入水中，整個過程中彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關系的圖象如圖乙所示，g取10N/kg，下列說法正確的是（）A．圓柱體受到的最大浮力是3NB．圓柱體的高度為8cmC．圓柱體的密度是1.5×103kg/m3D．當圓柱體剛好全部浸沒時，下表面受到水的壓強為800Pa【答案】C【詳解】為了便于分析，彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關系的圖象線段標上A、B、C、D四個點如下圖：A．由圖象可知，當h=0時，彈簧測力計示數(shù)為9N，此時圓柱體處于空氣中，圓柱體重力G=F拉=9N圖象中CD段圓柱體完全浸入水中，排開水的體積不再改變，受到的浮力不再改變，圓柱體受到的拉力F=3N，則圓柱體受到的最大浮力F浮=G-F=9N-3N=6N，故A錯誤；B．圓柱體從B點開始下表面接觸水面，到C點剛好浸沒水中，圓柱體的高度為h=8cm-4cm=4cm，故B錯誤；C．圓柱體完全浸沒時，其體積等于排開水的體積，物體的體積V圓柱體密度ρ故C正確；D．由圖可知，物體從接觸水面到剛好浸沒時，物體下降了4cm，但同時水面會上升，由于容器底面積未知，所以不能確定圓柱體下表面所處的深度，也就不能確定下表面受到水的壓強，故D錯誤。故選C。15.如圖甲所示，將一金屬塊掛在彈簧測力計的下方，彈簧測力計的示數(shù)為F1=2.7N。如圖乙所示，當金屬塊浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)為F2=1.7N。如圖丙所示，當金屬塊浸沒在某液體中時，金屬塊所受浮力為F浮2=0.8N。試完成下列問題：（1）圖乙中金屬塊受到的浮力F浮1為多少N？（2）金屬塊的體積V金為多大？（3）圖丙中液體的密度ρ為多大？【答案】（1）1N；（2）1×10-4m3；（3）0.8×103kg/m3【詳解】（1）圖乙中金屬塊受到的浮力為F（2）由阿基米德原理可知，金屬塊的體積為

V（3）當金屬塊浸沒在某液體中時，金屬塊所受浮力為F由阿基米德原理可知，該液體的密度為ρ答：（1）圖乙中金屬塊受到的浮力F浮1為1N；（2）金屬塊的體積V金為1×10-4m3；（3）圖丙中液體的密度ρ為0.8×103kg/m3。16．（2023·山東濟南·統(tǒng)考中考真題）把一塊石頭和一個西紅柿同時放入水中，它們靜止時西紅柿漂在水面上，而石頭沉入了水底，如圖所示。石頭和西紅柿在水中受到的浮力的大小相比較（）

A．石頭受到的浮力更大些B．西紅柿受到的浮力更大些C．石頭和西紅柿受到的浮力一樣大D．無法比較石頭和西紅柿受到的浮力大小【答案】A【詳解】把一塊石頭和一個西紅柿同時放入水中，它們靜止時西紅柿漂在水面上，而石頭沉入了水底，西紅柿排開的水的體積小于石頭排開的水的體積，根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，石頭受到的浮力大。故選A。17．（2023·湖南郴州·統(tǒng)考中考真題）重為5N的實心物體掛在彈簧測力計下，物體浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)為3N，此時物體受到的浮力為N，物體的密度是kg/m3。（g取10N/kg）【答案】2，2.5×103。【詳解】此時物體受到的浮力為F浮=G-F=5N-3N=2N物體浸沒在水中，物體的體積V物體的密度ρ=18．（2023·重慶·統(tǒng)考中考真題）小俊用彈簧測力計吊著質量為1.35kg的圓柱體，從如圖位置緩慢浸入裝滿水、深度合適的溢水杯中，圓柱體底面積為100cm2、高為5cm。則圓柱體下降過程中（

）

A．浸沒前彈簧測力計示數(shù)逐漸變大B．浸沒前水對容器底部的壓強逐漸變小C．浸入一半時彈簧測力計的示數(shù)為D．剛浸沒時圓柱體底部受到水的壓力為【答案】C【詳解】A．浸沒前，圓柱體排開水的體積變大，由F浮=ρ水gV排可知，受到浮力變大，由F=G-F浮可知彈簧測力計的示數(shù)逐漸變小，故A不符合題意；B．浸沒前，溢水杯中一直是滿的，水的深度不變，由p=ρ水gh可知水對容器底部的壓強不變，故B不符合題意；C．圓柱體的重力G=mg=1.35kg×10N/kg=13.5N圓柱體的體積V=Sh=100cm2×5cm=500cm3=500×10-6m3=5×10-4m3浸入一半時圓柱體受到的浮力F彈簧測力計的示數(shù)為F=G-F浮=13.5N-2.5N=11N故C符合題意；D．剛浸沒時圓柱體底部受到水的壓強p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa圓柱體底部受到水的壓力F壓=pS=500Pa×100×10-4m2=5N故D不符合題意。故選C。19.（2023·山東煙臺·統(tǒng)考中考真題）某實驗小組為了研究浮力大小與物體排開液體重力的關系，進行了下面的實驗，如圖所示：

（1）實驗過程中，利用哪些步驟能夠計算出物體所受的浮力大小？哪些能夠計算出物體排開液體的重力大?。浚ㄓ脠D中的序號表示）（2）通過實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，浮力大小與物體排開的液體所受的重力有什么關系？（3）為了使結論具有普遍性，該小組還應該進行怎樣的操作？（4）另外一個小組進行實驗后，發(fā)現(xiàn)浮力大小與物體排開液體重力不相等，在排除誤差因素的情況下，出現(xiàn)這個結果的原因可能是什么？（寫出一條即可）【答案】（1）②③，①④；（2）浮力大小與排開液體的重力相等；（3）見解析；（4）見解析【詳解】（1）實驗過程中，利用步驟②③的測量數(shù)據(jù)，用稱重法能夠計算出物體所受的浮力大小。利用步驟①④的測量數(shù)據(jù)