2024解析：第十章 浮力、阿基米德原理及其應(yīng)用-講核心（原卷版）

模塊要點(diǎn)考查方式學(xué)習(xí)要求考查類型等級(jí)劃分5個(gè)要點(diǎn)浮力的產(chǎn)生浮力產(chǎn)生條件概念辨析易錯(cuò)點(diǎn)☆☆浮力的測(cè)量實(shí)驗(yàn)探究常考點(diǎn)☆☆浮力的影響因素探究浮力的影響因素實(shí)驗(yàn)探究難點(diǎn)☆☆☆阿基米德原理及應(yīng)用驗(yàn)證阿基米德原理實(shí)驗(yàn)探究易錯(cuò)點(diǎn)☆☆阿基米德原理的應(yīng)用規(guī)律應(yīng)用難點(diǎn)☆☆☆1.定義：浸沒(méi)在液體（或氣體）中的物體受到向上的力，這個(gè)力叫做___________。浮力方向是___________。2.產(chǎn)生原因：由液體（或氣體）對(duì)物體向上和向下的___________，公式為F浮=___________。3.在探究影響浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)中，利用了___________的實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)表明浸在液體中的物體受到浮力的大小跟物體浸入液體中的___________有關(guān)，跟液體的___________有關(guān)，跟物體浸沒(méi)液體中的___________無(wú)關(guān)。4.物體的重力為G，則物體受到液體浮力的大小等于物體的重力減去浸在液體中時(shí)所稱得的物體的拉力F，F(xiàn)浮=___________。5.阿基米德原理內(nèi)容：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于___________。6.阿基米德原理公式及推導(dǎo)：F浮=___________=___________=___________。阿基米德原理不僅適用于液體，也適用于___________。【答案】1、浮力；豎直向上；2、壓力差；F向上-F向下；3、控制變量法；體積；密度；質(zhì)量；4、G-F；5、排開(kāi)液體的重力；6、G排；m排g；ρ液gV排；氣體。【例1】1.在物理教學(xué)研討會(huì)上，王老師用自制教具演示了如下實(shí)驗(yàn)：將一只去蓋、去底的飲料瓶的瓶口朝下，把乒乓球（直徑略大于瓶口直徑）放入瓶?jī)?nèi)并注水，看到有少量水從瓶口流出，此時(shí)乒乓球靜止（如圖）．然后用手堵住瓶口，一會(huì)兒乒乓球浮起來(lái)了．以下分析正確的是（）A.圖中乒乓球靜止時(shí)沒(méi)有受到浮力作用B.圖中乒乓球靜止時(shí)受到的支持力與受到的重力平衡C.乒乓球上浮過(guò)程中，受到的浮力等于受到的重力D.乒乓球上浮過(guò)程中，受到的浮力始終不變【例2】2.如圖所示，裝有水的容器靜止放在水平桌面上，正方體物塊M懸浮在水中，其上表面與水面平行，則下列說(shuō)法中正確的是A.M上、下表面受到水壓力的合力大于M受到的浮力B.M上、下表面受到水壓力的合力大小等于M受到的重力大小C.M上表面受到水的壓力大于M下表面受到水的壓力D.M上表面受到水的壓力和M下表面受到水的壓力是一對(duì)平衡力【例3】3.測(cè)量金屬小球沒(méi)入水中受到的浮力。在空氣中將小球掛在已調(diào)零的彈簧測(cè)力計(jì)上，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為3.6N；手提彈簧測(cè)力計(jì)使小球浸沒(méi)在水中，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是______N；金屬小球受到的浮力是______N?！纠?】4.在用天平測(cè)石塊所受浮力的實(shí)驗(yàn)中，小剛先在燒杯中注入適量的水，如圖甲所示，用天平測(cè)出燒杯和水的總質(zhì)量為_(kāi)_____g；然后，再把用細(xì)線拴好的石塊浸沒(méi)在天平左盤(pán)上的燒杯內(nèi)的水中，如圖乙所示，在天平右盤(pán)添加適量的砝碼，移動(dòng)游碼，天平再次平衡。請(qǐng)你根據(jù)圖景計(jì)算石塊受到的浮力F浮=______N?！纠?】5.大國(guó)同學(xué)清明隨父母去陵園祭掃，為在陵園中長(zhǎng)眠的先烈們獻(xiàn)上鮮花．他凝望著烈士紀(jì)念碑追思良久，“那么多先烈堅(jiān)守著讓每一位受壓迫的中國(guó)人都能過(guò)上有尊嚴(yán)的幸福生活的強(qiáng)烈信念，出生入死、不惜獻(xiàn)出自己寶貴的生命！真是令人敬佩！”此情此景，他不禁熱淚盈眶，將手按在胸前下定決心，“作為21世紀(jì)的中學(xué)生，我要倍加珍惜先烈們用生命換來(lái)的幸福生活，銘記歷史發(fā)奮學(xué)習(xí)，為祖國(guó)更加強(qiáng)大、早日實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)而不懈努力！”此時(shí)，他的這顆小小少年心裝下的卻是一個(gè)大大的中國(guó)．壯哉我中國(guó)少年！請(qǐng)你利用自來(lái)水、電子臺(tái)秤、一個(gè)底面直徑和高均約為20cm的塑料盆、毛巾，結(jié)合自己學(xué)過(guò)的相關(guān)科學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)粗略測(cè)量自己心臟的體積．（要求：寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟．畫(huà)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格）【例6】6.在探究“影響浮力大小的因素”這一問(wèn)題時(shí)，周逸凡為同學(xué)們做了如圖所示的一系列實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)你從中選出一些圖，并通過(guò)分析彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，說(shuō)明你的探究結(jié)果。（1）①、②兩圖中，②圖中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)較小，說(shuō)明了_________；（2）②、③兩圖中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不同。說(shuō)明浸在同一種液體中的物體所受的浮力大小跟_________有關(guān)；（3）③、⑤兩圖中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不同，說(shuō)明物體排開(kāi)等體積的液體時(shí)，所受的浮力大小跟________有關(guān)；（4）③、④兩圖中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)相同，說(shuō)明物體浸沒(méi)在同種液體中，所受的浮力大小跟_________無(wú)關(guān)。【例7】7.實(shí)驗(yàn)桌上有彈簧測(cè)力計(jì)、大燒杯、水、細(xì)線、各種符合要求的金屬塊．小華同學(xué)要利用這些實(shí)驗(yàn)器材通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明：金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到浮力的大小與金屬塊的重力無(wú)關(guān)．他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①把彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零，在大燒杯中裝入適量的水．②找到兩個(gè)質(zhì)量相等銅塊和鐵塊（），測(cè)出重力，并記錄數(shù)據(jù)．③分別把銅塊和鐵塊浸沒(méi)在水中，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出拉力，并記錄數(shù)據(jù)．④根據(jù)，計(jì)算兩個(gè)金屬塊受到的浮力．他發(fā)現(xiàn)兩個(gè)金屬塊受到的浮力不相等，于是得出結(jié)論：金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力與金屬塊的重力無(wú)關(guān)．根據(jù)以上敘述，回答下列問(wèn)題：（1）請(qǐng)你評(píng)估，小華的實(shí)驗(yàn)存在的兩個(gè)問(wèn)題：①___________;②_____________．（2）請(qǐng)你針對(duì)小華探究過(guò)程中存在的問(wèn)題，寫(xiě)出改正措施：______________．【例8】8.實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材：彈簧測(cè)力計(jì)、量筒、燒杯各一個(gè)；水、鹽水、細(xì)線適量；一大塊橡皮泥；體積相同的銅塊和鐵塊各一塊；體積不同的鐵塊各一塊。要求從實(shí)驗(yàn)桌上選擇適當(dāng)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)方案，探究“浮力的大小與物體密度是否有關(guān)”。（1）從給定的器材中選擇彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯一個(gè)、水、細(xì)線，除此之外，你還需要的實(shí)驗(yàn)器材有______。（2）實(shí)驗(yàn)步驟：_____________。（3）根據(jù)可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出相應(yīng)的探究結(jié)論：_____________?！纠?】9.實(shí)驗(yàn)桌上有滿足實(shí)驗(yàn)需要的如下器材：天平、砝碼、體積不同的鋁塊、細(xì)線、大燒杯、量筒、水。請(qǐng)你利用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：浸在水中的物體所受的浮力大小跟物體排開(kāi)水的體積成正比。請(qǐng)你填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)步驟，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表（）。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）在量筒中注入適量的水，讀出此時(shí)水的體積V0；將用細(xì)線拴好的鋁塊緩慢放入量筒中，使其浸沒(méi)在水中，此時(shí)量筒中水面對(duì)應(yīng)的刻度值用V表示；將V0、V的數(shù)據(jù)記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。（2）在燒杯中注入適量的水，用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)出燒杯和水的總質(zhì)量m0；___、__，在天平右盤(pán)添加適量的砝碼，移動(dòng)游碼，天平再次平衡時(shí)，天平右盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量與游碼所對(duì)刻度值之和用m表示，將m0、m的數(shù)據(jù)記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。（3）換用體積不同的鋁塊，仿照步驟（1）、（2）再做5次實(shí)驗(yàn)，依次讀出它們浸沒(méi)在量筒的水中時(shí)對(duì)應(yīng)的刻度值V的數(shù)據(jù)；分別測(cè)出相應(yīng)的每個(gè)鋁塊懸掛并浸沒(méi)在燒杯的水中時(shí)m的數(shù)據(jù)；分別將每次的V、m的數(shù)據(jù)記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中。（4）根據(jù)___________，___________分別計(jì)算出6次的V排和F浮的數(shù)據(jù)，并分別記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中?！纠?0】10.浸在液體中的物體所受浮力為F，物體排開(kāi)液體的體積為V，小明認(rèn)為：任何情況下，F(xiàn)都與V成正比。請(qǐng)自選器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明小明的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的?！纠?1】11.如圖所示是驗(yàn)證阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)步驟示意圖，依次讀出甲、乙、丙、丁圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F1、F2、F3、F4．由四個(gè)圖中_______兩個(gè)圖的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可以求出石塊受到的浮力；石塊排開(kāi)液體受到的重力等于________．依據(jù)測(cè)量物理量，如果滿足關(guān)系式________，則可驗(yàn)證阿基米德原理．（后兩空用測(cè)力計(jì)示數(shù)表示）【例12】12.在彈簧下掛一個(gè)小塑料桶，桶下面吊一個(gè)小石塊，石塊靜止時(shí)彈簧下端的指針指在鐵架臺(tái)立柱上的位置A，如圖甲所示。取一個(gè)裝滿水的溢水杯，在緩慢地把石塊沒(méi)入水中的過(guò)程中，從溢水杯中溢出的水全部流到溢水口旁的小空杯里。溢水杯中的水不再溢出時(shí)，彈簧的指針指在位置B，如圖乙所示。在把小杯里的水緩慢倒入彈簧下的小桶中的過(guò)程中，彈簧又伸長(zhǎng)，如圖丙所示。水全部倒入小桶后，彈簧的指針?biāo)傅奈恢孟鄬?duì)于位置A會(huì)__________（填“偏上”、“偏下”或“重合”）?！纠?3】13.將物塊豎直掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，在空氣中靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)=2.6N，將物塊的一部分浸在水中，靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)=1.8N，如圖所示，已知水的密,g取10N/kg求：（1）物塊受到的浮力（2）物塊浸在水中的體積．【例14】14.把體積相等的木塊和鐵塊置于水中，木塊浮在水面上，而鐵塊沉入水底．這時(shí)它們所受的浮力A.F木＜F鐵 B.F木=F鐵 C.F木＞F鐵 D.無(wú)法確定【例15】15.在探究物體所受浮力大小與物體排開(kāi)液體所受重力大小關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，小波的一次操作過(guò)程如圖．實(shí)驗(yàn)步驟：①用細(xì)線將物塊系好，掛在已調(diào)零的彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上，測(cè)出物塊所受的重力G物（如圖甲），將數(shù)據(jù)記錄在表格中；②將水倒入溢水杯中（如圖乙）；③將掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上的物塊浸沒(méi)在溢水杯內(nèi)的水中，不接觸溢水杯，同時(shí)用小桶收集溢出的水，物塊靜止、待溢水杯中的水不再流出時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F（如圖丙），將數(shù)據(jù)記錄在表格中；④將步驟③中裝有溢出水的小桶掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上，測(cè)出小桶和溢出水的總重G總（如圖丁），將數(shù)據(jù)記錄在表格中；⑤利用F浮=G物-F求出物體所受浮力的大小，并與G總進(jìn)行比較．（1）請(qǐng)指出上述步驟中存在的兩個(gè)問(wèn)題：?jiǎn)栴}1：______；問(wèn)題2：______；（2）已知水的密度為ρ水，請(qǐng)根據(jù)小波測(cè)量出的物理量和ρ水及g，寫(xiě)出計(jì)算物塊體積的表達(dá)式：V物=______．【例16】16.為驗(yàn)證阿基米德原理，小明將電子秤放在水平桌面上并調(diào)零，然后將溢水杯放到電子秤上，按實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范將溢水杯中裝滿水，再用細(xì)線系住鋁塊并將其緩慢浸入溢水杯的水中，如圖所示，鋁塊始終不與溢水杯接觸．則下列四個(gè)選項(xiàng)中，判斷正確的是A.鋁塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí)與鋁塊未浸入水中時(shí)相比，水對(duì)溢水杯底的壓力變小B.鋁塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí)與鋁塊未浸入水中時(shí)相比，水對(duì)溢水杯底的壓強(qiáng)變大C.鋁塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí)，繩對(duì)鋁塊的拉力等于鋁塊排開(kāi)水的重力D.鋁塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí)與鋁塊未浸入水中時(shí)相比，若電子秤示數(shù)不變，則驗(yàn)證了阿基米德原理【例17】17.一彈簧測(cè)力計(jì)下掛一圓柱體，將圓柱體從盛水的燒杯上方離水面某一高度處緩慢下降，然后將圓柱體逐漸浸入水中，如圖是整個(gè)過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關(guān)系的圖像，求：（1）圓柱體的重力是多少？（2）圓柱體受到的最大浮力是多少？（3）圓柱體的密度是多少？【例18】18.如圖甲所示，用細(xì)線系著木塊浸沒(méi)在水。已知木塊的重力為6N，體積是1dm3。求：（1）浸沒(méi)在水中時(shí)，木塊受到的浮力。（2）木塊所受拉力。（3）剪斷細(xì)線后，木塊的狀態(tài)如圖乙所示，請(qǐng)問(wèn)木塊露出水面的體積多大?！纠?9】19.如圖所示，有兩個(gè)小球M和N，密度分別為ρM和ρN。圖甲中，細(xì)線的一端固定在杯底，另一端拴住小球M使其浸沒(méi)在水中靜止；圖乙中，細(xì)線的一端固定在杯底，另一端拴住小球N使其浸沒(méi)在油中靜止。小球M所受重力為GM，體積為VM；小球N所受重力為GN，體積為VN。小球M和N所受細(xì)線的拉力大小相等，所受浮力分別為FM和FN。已知水的密度為ρ水，油的密度為ρ油，且ρ水>ρ油>ρN>ρM，則下列正確的是（）A.GM<GN B.VM>VN C.FN<FM D.FN>FM【例20】20.甲、乙兩個(gè)實(shí)心金屬球，它們的質(zhì)量相同，其密度分別是5×103kg/m3和10×103kg/m3．甲球掛在甲彈簧秤下，乙球掛在乙彈簧秤下，并且讓兩金屬球都全部沒(méi)入水中，這時(shí)（）A.甲乙兩球所受浮力之比是2：1 B.甲乙兩球所受浮力之比是1：2C.甲乙兩彈簧秤示數(shù)之比3：9 D.甲乙兩彈簧秤示數(shù)之比是11：12【練1】21.如圖長(zhǎng)方體物塊浸沒(méi)在水中，所受浮力是10N，下表面受到的壓力是15N，上表面受到的壓力是_______N?！揪?】22.在探究浮力問(wèn)題時(shí)，某同學(xué)做了如圖所示實(shí)驗(yàn)．測(cè)量時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別是F1、F2、F3和F4．其中符合阿基米德原理敘述的等量關(guān)系的是（）A.Fl＞F3＞F4＞F2 B.F1﹣F3=F4﹣F2 C.F1+F2=F3+F4 D.F1﹣F2=F3﹣F4【練3】23.下列情景中，受到的浮力不變的物體是（）A.正在碼頭卸貨的輪船 B.慢慢壓入水中的空礦泉水瓶C.逐漸浮出水面的潛水艇 D.海面下正在下潛的海底探測(cè)器【練4】24.銅球被繩子吊著浸沒(méi)于水中，如圖，設(shè)此時(shí)受到浮力為F1，現(xiàn)剪斷繩子，銅球下沉過(guò)程中受到浮力為F2，當(dāng)銅球在底部靜止時(shí)受到浮力為F3，則（）A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.F1、F2、F3一樣大【練5】25.將一個(gè)體育測(cè)試用的實(shí)心球和一個(gè)乒乓球同時(shí)沒(méi)入水中.放手后發(fā)現(xiàn)：實(shí)心球沉入水底，而乒乓球