10 2 阿基米德原理 課時練習(xí) 物理人教版八年級下冊

10.2阿基米德原理作業(yè)目標(biāo)對應(yīng)題號答錯題號自我評價1.知道阿基米德原理1、6、10很棒□及格□加油□2.能應(yīng)用公式F浮=ρ液gV排計算簡單的浮力問題2~5、7~9、11~13【練基礎(chǔ)】必備知識1阿基米德原理的內(nèi)容1.大量的實驗結(jié)果表明,浸在液體中的物體受到向的浮力,浮力的大小等于它。這就是著名的阿基米德原理。

必備知識2利用阿基米德原理判斷浮力的大小2.將重為7N的物體放入盛水的容器中,物體排開3N的水,則物體受到的浮力()A.一定等于3N B.一定等于7NC.可能等于3N D.可能等于4N3.海底觀光是現(xiàn)代人們旅游休閑方式之一。某潛水愛好者從水下2m繼續(xù)下潛的過程中,他受到的浮力和海水對他的壓強變化的情況分別是(不考慮海水的密度變化)()A.浮力逐漸變大,壓強不變B.浮力逐漸變大,壓強逐漸變大C.浮力不變,壓強逐漸變大D.浮力逐漸變小,壓強逐漸變大4.體積相同的鋁球、銅塊和木塊,浸在液體中的情況如圖所示,比較它們受到的浮力大小,正確的是()A.鋁球受到的浮力最大B.木塊受到的浮力最大C.銅塊受到的浮力最大D.它們受到的浮力一樣大5.如圖所示,將一圓柱體從水中勻速提起,直至其下表面剛好離開水面。用p表示容器底受到水的壓強,F浮表示圓柱體受到水的浮力,它們隨時間t變化的大致圖像正確的是()A. BC. D.必備知識3利用阿基米德原理進行相關(guān)計算6.池塘中有一塊體積為450cm3的石頭,浸沒在水中時受到的浮力為N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)

7.小彤想測量校園里一小石塊的密度,她利用彈簧測力計、燒杯及足量的水,完成了測量,步驟如圖所示,小石塊所受的浮力為F浮=N,小石塊密度為kg/m3。

8.如圖所示,用細線拉著A物體浸沒在盛水的容器中且保持靜止。A物體重力為10N,體積為5×10-4m3,此時細線對A物體的拉力為N;剪斷細線后,當(dāng)物體和水靜止時,水對容器底部的壓強將(選填“變大”“不變”或“變小”)。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

【練能力】關(guān)鍵能力1探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系9.小明在驗證“阿基米德原理”實驗中:(1)用已調(diào)零的彈簧測力計,按照圖中所示順序進行實驗操作,測力計的示數(shù)分別為F1、F2、F3、F4,由此可知鐵球浸沒在水中所測得的浮力表達式為F浮=,測得鐵球排開水所受的重力表達式為G排=(用此題中所給字母表示);

(2)小明預(yù)期要獲得的結(jié)論是(用此題中所給字母表示);

(3)在讀數(shù)正確的情況下,小明由實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):鐵球浸沒在水中所受浮力F浮大于鐵球排開的水所受的重力G排,而且超出了誤差允許的范圍,得出此實驗結(jié)果的原因可能是(寫出一條即可);(4)小明分析發(fā)現(xiàn)了此實驗操作中存在的問題并加以改正。進一步思考:如果實驗中物體沒有浸沒在水中,能否驗證“阿基米德原理”。正確的觀點是(選填“能”或“不能”)驗證。

10.小陽做了個體現(xiàn)實驗如圖1,將飲料罐按入裝滿水的燒杯中時,溢出的水越多,手感受到的浮力越大?！案×Φ拇笮∨c排開液體的重力之間有什么關(guān)系?”,為解決這個疑問,小陽設(shè)計了如下實驗:(1)實驗前,應(yīng)在(選填“豎直”或“水平”)方向?qū)椈蓽y力計進行校零。

(2)根據(jù)實驗步驟圖2甲和可知,物體受到的浮力F浮=。

(3)下列若成立,對比(2)中浮力大小可得:浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系。

A.F浮=F3-F4B.F浮=F4-F2C.F浮=F1-F4(4)小芯同學(xué)對小陽的設(shè)計方案提出了改進如圖3,利用兩個相同的彈簧測力計A和B、飲料瓶和吸管組成的溢水杯、薄塑料袋(質(zhì)量忽略不計)。向下調(diào)節(jié)水平橫桿,從重物下表面與水面接觸開始到浸沒于盛滿水的溢水杯的過程中,觀察到A的示數(shù)逐漸(選填“變大”“不變”或“變小”),說明:;(5)比較兩種實驗方案,改進后的優(yōu)點是(寫出一個即可)。

關(guān)鍵能力2阿基米德原理的應(yīng)用11.據(jù)史書記載,我國宋朝治平年間,在今陜西境內(nèi)發(fā)生了一次大洪水,洪水將固定浮橋用的八尊沉重的鐵牛沖入了河底。當(dāng)時有一個叫懷丙的人巧妙地將鐵牛打撈了起來:把拴在一起的兩艘大木船裝滿沙子,然后用繩索一端系住鐵牛,拉緊后另一端拴在船上,把沙子卸入河中,鐵牛就被拉起來了。以下判斷正確的是()A.鐵牛浸沒后,隨著深度增加,所受的浮力增大B.鐵牛被沖到河底后只受到重力和浮力C.用兩艘大木船裝滿沙子,是為了減小浮力D.卸下沙子的過程中,當(dāng)木船排開水的體積減小時,鐵牛就會被拉起12.某容器放在水平桌面上,盛有足量的水?，F(xiàn)將體積為1.25×10-4m3、質(zhì)量為0.4kg的實心正方體放入水中,正方體不斷下沉,直到沉底,如圖所示。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)正方體受到的重力的大小;(2)正方體浸沒在水中受到的浮力F浮;(3)容器底部對正方體的支持力的大小和正方體對容器底部的壓強。13.2022年5月15日,“巔峰使命”珠峰科考項目組成功將自主研發(fā)的浮空艇從海拔4300米的營地升空到9000米,創(chuàng)造了浮空艇大氣科學(xué)觀測世界紀(jì)錄。假設(shè)在此前的一次實驗中,浮空艇(表皮很薄的氣囊)體積為9000m3,內(nèi)部充有氦氣和空氣的混合氣體,其密度為0.2kg/m3,浮空艇的表皮及外壁儀器艙總質(zhì)量為2×103kg,浮空艇用纜繩系在一輛錨泊車上(如圖),該浮空艇周圍空氣的密度為1.2kg/m3,g取10N/kg,纜繩的重力不計,儀器艙體積可忽略不計。(1)求浮空艇內(nèi)氣體的質(zhì)量;(2)求浮空艇所受到的浮力;(3)為了有效控制浮空艇,要求錨泊車的重力是纜繩拉力的三倍,則錨泊車的質(zhì)量是多少?【練素養(yǎng)】14.在平靜的池水中漂浮有一個木球,木球的體積為4dm3,露出水面的體積為總體積的14,那么木球受到的浮力為N。(g15.(2022·河北中考)小明用如圖所示的裝置探究“影響浮力大小的因素”。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)小明利用圖1甲所示的實驗裝置,將圓柱體合金塊慢慢浸入水中時,根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù),作出了彈簧測力計示數(shù)F示與合金塊下表面所處深度h的關(guān)系圖像(如圖2中①所示)。實驗過程中合金塊所受浮力的變化情況是。請在圖2中畫出F浮隨h變化的關(guān)系圖像,分析圖像可知,浸在水中的物體所受浮力的大小跟它排開水的體積成。

(2)將合金塊分別浸沒在水和某液體中(如圖1乙、丙所示),比較圖1甲、乙、丙可知:。

(3)合金塊的密度為ρ合金=g/cm3。

(4)若用此合金塊制成一空心合金球,當(dāng)合金球恰好能懸浮于圖1丙所示液體中時,空心部分的體積是cm3。

16.(2022·河北中考)邊長為20cm的薄壁正方體容器(質(zhì)量不計)放在水平桌面上,將質(zhì)地均勻的實心圓柱體豎直放在容器底部,其橫截面積為200cm2,高度為10cm。如圖1所示。然后向容器內(nèi)緩慢注入某種液體,圓柱體始終直立,圓柱體對容器底部的壓力與注入液體質(zhì)量的關(guān)系如圖2所示。(g取10N/kg)(1)判斷圓柱體的密度與液體密度的大小關(guān)系,并寫出判斷依據(jù);(2)當(dāng)圓柱體剛被浸沒時,求它受到的浮力;(3)當(dāng)液體對容器底部的壓強與容器對桌面的壓強之比為1∶3時,求容器內(nèi)液體的質(zhì)量。

參考答案10.2阿基米德原理練基礎(chǔ)1.上排開液體所受的重力2.A3.C4.D5.A6.4.5【解析】石頭浸沒在水中時,排開水的體積等于石頭的體積,所以受到的浮力為F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×450×10-6m3=4.5N。7.12.5×1038.5不變【解析】A物體浸沒在水中受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N,細線對它的拉力F拉=G-F浮=10N-5N=5N;因為F浮<G,所以A物體會沉底,因為剪斷細線前A物體浸沒在水中,V排不變,水的深度不變,由p=ρ水gh知水對容器底部的壓強不變。練能力9.(1)F1-F2F3-F4(2)F1-F2=F3-F4(3)溢水杯中沒有裝滿水(4)能10.(1)豎直(2)丁F1-F3(3)B(4)變小在液體的密度一定時,物體排開液體的體積越大,受到的浮力越大(5)能同步觀察測力計A、B示數(shù)的變化11.D12.【解】(1)正方體受到的重力:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N(2)正方體浸沒在水中,V排=V=1.25×10-4m3,則F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-4m3=1.25N(3)正方體沉在底部,由于處于靜止?fàn)顟B(tài),則受力平衡,即G=FN+F浮所以,容器底部對正方體的支持力:FN=G-F浮=4N-1.25N=2.75N由于支持力與壓力是一對相互作用力,則可知正方體對容器底部的壓力F=FN=2.75N正方體的邊長:L=3V=31.25×10-4則正方體對容器底部的壓強:p=FS=2.75N(0.05m)2=1.113.【解】(1)由ρ=mVm氣=ρ氣V=0.2kg/m3×9000m3=1.8×103kg(2)由題意可知,浮空艇排開空氣的體積:V排=V=9000m3則浮空艇所受到的浮力:F浮=ρ空氣gV排=1.2kg/m3×10N/kg×9000m3=1.08×105N(3)浮空艇和艇內(nèi)氣體的總重力:G總=m總g=(1.8×103kg+2×103kg)×10N/kg=3.8×104N由力的平衡條件可知,纜繩拉力:F=F浮-G總=1.08×105N-3.8×104N=7×104N因為錨泊車的重力是纜繩拉力的三倍,所以錨泊車的重力:G車=3F=3×7×104N=2.1×105N由G=mg可知,錨泊車的質(zhì)量:m=Gg=2.1×105N10N/kg=2.練素養(yǎng)14.3015.(1)先變大后不變正比(2)浸沒在液體中的物體所受浮力大小與液體的密度有關(guān)(3)4(4)40016.【解】(1)圓柱體的密度大于液體密度;依據(jù):由圖2可知,當(dāng)注入液體質(zhì)量大于2kg時,圓柱體對容器底部的壓力不變,說明此時圓柱體浸沒在液體中,即圓柱體沉底了,由浮沉條件可知,圓柱體的密度大于液體密度。(2)由題意知,圓柱體的底面積:S柱=200cm2=0.02m2其高為h=10cm=0.1m,則圓柱體的體積:V柱=S柱h=0.02m2×0.1m=2×10-3m3正方體容器的底面積:S容=0.2m×0.2m=0.04m2圓柱體剛好浸沒時,液體的體積:V液體=(S容-S柱)h=(0.04m2-0.02m2)×0.1m=2×10-3m3由圖2可知,圓柱體剛好浸沒時,注入液體的質(zhì)量為2kg,則液體的密度:ρ液=mV液體=2kg2×10-3m3=1根據(jù)阿基米德原理可得,當(dāng)圓柱體剛被浸沒時,它受到的浮力:F浮=ρ液gV排=ρ液gV柱=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N(3)由(2)知,圓柱體剛好浸沒時注入液體的質(zhì)量為2kg;當(dāng)注入液體質(zhì)量m1小于或等于2kg時,容器內(nèi)液體的深度:h'=m1ρ液ΔS(ΔS=S容-S柱=0.04m2-0.02m2=液體對容器底部的壓強:p1=ρ液g×m1ρ液Δ由圖2可知,當(dāng)沒有注入液體時圓柱體對容器底的壓力為140N,即圓柱體的重力為140N,則注入液體后,容器對桌面的壓力為F=140N+m1g,容器對桌面的壓強:p2=FS容=140N+已知p1∶p2=1∶3……③將①②代入③得:m1g解得m1=2.8kg,因m1=2.8kg>2kg,故應(yīng)舍去。當(dāng)注入液體的質(zhì)量大于2