2021秋季科學(xué)8年級(jí)第2講 浮力應(yīng)用提高

第二講浮力應(yīng)用提高知識(shí)與技能：知道物體的浮沉條件，會(huì)根據(jù)物體的浮沉條件判斷物體的浮沉；習(xí)慣與方法：復(fù)習(xí)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，養(yǎng)成連接舊知識(shí)和新知識(shí)的習(xí)慣；思維與素養(yǎng)：運(yùn)用物體的浮沉條件，解決生活中的一些現(xiàn)象。知識(shí)點(diǎn)一、物體浮沉的條件1.物體的浮沉取決于它受到的_____________和_____________的大小.2.判斷物體浮沉狀態(tài)的方法：（1）通過比較浮力與重力的大小關(guān)系來(lái)判斷物體的沉浮狀態(tài).判斷方法的前提條件：物體浸沒在 液體中，且只受浮力和重力.（2）用比較密度的方法判斷物體的沉浮情況.對(duì)于浸沒在液體中密度均勻的實(shí)心物體，由于F浮=ρ液gV排，G=mg=ρ物gV物，而V排=V物，通過比較物體密度與液體密度之間的大小關(guān)系來(lái) 判斷物體的浮沉情況.（3）請(qǐng)根據(jù)示意圖完成填空.(填“>”“<”或“=”）示意圖F浮與G物的關(guān)系F浮______G物F浮_____G物F浮______G物F浮______G物F浮_______G物ρ液與ρ物的關(guān)系ρ液______ρ物ρ液______ρ物ρ液______ρ物ρ液______ρ物ρ液______ρ物狀態(tài)懸浮漂浮沉底上浮下沉物體處于平衡狀態(tài)，受平衡力物體處于非平衡狀態(tài)，受非平衡力3.“上浮”“漂浮”和“懸浮”的區(qū)別：（1）上浮是當(dāng)F浮_______G物時(shí)，物體向上運(yùn)動(dòng)的過程.（2）漂浮是物體部分露出液面且靜止在液面上，此時(shí)物體受平衡力作用，F(xiàn)浮__G物，V排_(tái)_V物.懸浮是物體全部浸入液面下，可以停留在液體中任意深度處，F(xiàn)浮___G物，V排_(tái)__V物.4.密度均勻的物體懸?。ɑ蚱?在某液體中，若把物體切成大小不等的兩塊，則大塊、小塊處 于_______（或______）狀態(tài).知識(shí)點(diǎn)二、物體浮沉條件的應(yīng)用1.密度計(jì)原理：利用物體的_____________條件來(lái)進(jìn)行工作.（1）根據(jù)F浮=G計(jì)=ρ液gV排得，ρ液==，可知密度計(jì)浸入液體中越深，排開液體的體積越 大，液體的密度____________(填“越大”或“越小”).（2）如圖所示，A位置是測(cè)某液體密度時(shí)液面的位置，該液體的密度是_____________.（3）刻度：上________下________，刻度線不均勻. （4）用密度計(jì)測(cè)量?jī)煞N液體密度時(shí)，如右圖所示，________種液體的密度大.2.輪船工作原理：要使密度大于水的材料制成能夠______________在水面上的物體，把它做成空心的，使它能夠排開更多的水.排水量是指滿載時(shí)________________，即m排=m船+m貨，單位為________.如圖所示，一艘輪船從河里駛向大海，它受到的重力大小______（填“變大”“變小”或“不變”)，它受到的浮力大小_____(填“變大”“變小”或“不變”），輪船受到的浮力F浮_____輪船受到的重力G船；由公式V排===可知，輪船從河里到大海的密度變大，它排開水的體積_______（填“變大”“變小”或“不變”)，即輪船_______(填“下沉”或“上浮”).3.潛艇工作原理 （1）潛艇的上浮、下沉和懸浮是靠改變_______________來(lái)實(shí)現(xiàn)的.潛艇在水面下下沉的過程中，排開水的體積____________，根據(jù)F浮=G排液=ρ液gV排可知，受到水的浮力_____________，水對(duì)潛艇的壓強(qiáng)____________（均填“增大”“不變”或“減少”).（2）潛艇自身重力的改變?nèi)Q于水艙內(nèi)充水或排水的多少.水艙內(nèi)充水，自身重力_______；水艙內(nèi)排水，自身重力________.4.氣球和飛艇的工作原理：利用空氣的________升空.氣球里充的氣體的密度________空氣密度， 如氫氣、氦氣或熱空氣等.知識(shí)點(diǎn)三、浮力問題的分析與計(jì)算1.浮力問題求解的常用方法（1）稱重法：F浮=g-F示（空氣中的重力減去彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)），適用于物體的密度比液體的密 度大的情形.（2）阿基米德原理：F浮=ρ液gV排.（3）平衡法：漂浮或懸浮時(shí)，F(xiàn)浮=G物，注意：懸浮時(shí)，V排=V物；漂浮時(shí)，V排＜V物.其中，稱重法、阿基米德原理法、二力平衡法是常用的計(jì)算浮力的方法.阿基米德原理法是最基本的方法，其他方法一般要與阿基米德原理法聯(lián)合使用，才能順利地解決浮力問題.2.浮力的計(jì)算的基本思路（1）確定研究物體，并對(duì)物體進(jìn)行受力分析；（2）在受力分析的基礎(chǔ)上，列出力的關(guān)系式；（3）把阿基米德原理公式或密度公式、重力的計(jì)算公式代入關(guān)系式；（4）根據(jù)已知條件解出所求量.3.漂浮問題“五規(guī)律”（1）物體漂浮在液體中，所受的浮力等于它所受的重力；（2）同一物體在不同液體里漂浮，所受浮力相同；（3）同一物體在不同液體里漂浮，在密度大的液體里排開液體的體積??；（4）漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾；（5）將漂浮物體全部浸入液體里，需加的豎直向下的外力等于液體對(duì)物體增大的浮力.（2021·浙江八年級(jí)專題練習(xí)）在如圖所示的裝置中，將一小球輕輕放入裝滿水的溢水杯中，待靜止時(shí)臺(tái)秤示數(shù)變化情況是（）變大 B．不變 變小 D．先變小后不變（2021·浙江八年級(jí)專題練習(xí)）把一塊橡皮泥 放在水中，將會(huì)沉入水底如圖甲所示，此時(shí)橡皮泥受到的 浮力為，排開水的體積為。若將橡皮泥捏成碗狀放在水 中如圖乙所示，此時(shí)橡皮泥受到的浮力為，排開水的體 積為。下列說法正確的是（）A． B． C． D．（2021·浙江八年級(jí)專題練習(xí)）一木塊漂浮在水面上，有四分之三浸入水中。此木塊的密度是（）A． B． C． D．（2021·浙江）一只空心球，其截面如圖所示，球的體積為V，球腔的容積為V/2，當(dāng)空心球漂浮在水面時(shí)，有一半露出水面。如果在球腔內(nèi)注滿水，則（）A．球仍漂浮在水面，但露出水面的部分小于一半 B．球?qū)⑾鲁罜．球仍漂浮在水面，露出水面部分仍為一半 D．球可以停留在水中任何深度的地方（2021·浙江九年級(jí)專題練習(xí)）有邊長(zhǎng)為的正方體木塊A和小鐵塊B。將A放入盛有適量水的燒杯中，浸入深度為；再將B疊放在A上，A浸入深度變?yōu)?，如圖所示。下列判斷錯(cuò)誤的是（）A．A的質(zhì)量B．A的密度C．A與B的總質(zhì)量D．圖乙中，將B取下，放入水中，待A、B均靜止后，水面高度下降（2021·浙江）如下圖所示，一冰塊下面懸吊一物塊A，正好懸浮在容器內(nèi)水中，物塊A的密度為，且1.4×103kg/m3＜＜2.0×103kg/m3，冰塊熔化后，水面下降了1cm，設(shè)量筒的內(nèi)橫截面積為50cm2，冰的密度為0.9×103kg/m3，則可判斷物塊的質(zhì)量可能（）A．0.05千克 B．0.10千克 C．0.15千克 D．0.20千克（2021·浙江八年級(jí)專題練習(xí)）一塊石塊在空氣中用彈簧秤稱得示數(shù)為，浸沒在水中（）時(shí)示做為，浸沒在密度為的液體中示數(shù)為，則的值為（）A． B． C． D．（2021·浙江）如圖所示，在盛有水的圓柱形容器內(nèi)，體積為實(shí)心物塊甲放在實(shí)心木塊乙上，木塊乙漂浮在水面上，木塊受的浮力為F1，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為p1；現(xiàn)將甲取下并浸沒水中，靜止時(shí)，容器對(duì)甲的支持力為N，木塊靜止時(shí)受的浮力為F2，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為p2，水面深度變化5cm．已知木塊乙的質(zhì)量為400g，圓柱形容器的底面積為（g取10N/kg），則下列說法中正確的是（）A．B．容器對(duì)甲的支持力N為2NC．甲的密度為D．F1與F2的差值為11N（2021·浙江八年級(jí)專題練習(xí)）小明在進(jìn)行“探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，用彈簧測(cè)力計(jì)掛著一實(shí)心圓柱體，如圖a、b、c、d分別為實(shí)驗(yàn)情景。（取）（1）物體在圖b中所受浮力大小是___________；（2）通過a、b、c實(shí)驗(yàn)，可得出的結(jié)論是___________；（3）小明將物塊放置燒杯底部，得到圖d、通過比較a、c、d得出物體所受浮力大小會(huì)受物體所在深度影響，小紅認(rèn)為他的說法是錯(cuò)的，請(qǐng)說明理由。_________________________________________________________________________________________________________（2021·浙江八年級(jí)專題練習(xí)）小科利用圓柱形的吸管和細(xì)鐵絲自制簡(jiǎn)易密度計(jì)測(cè)量一杯鹽水的密度，具體做法為：①在吸管的一端纏上適量細(xì)鐵絲，制成簡(jiǎn)易密度計(jì)；②將其放入植物油中，豎立靜止后，在密度計(jì)與油面相平處標(biāo)上密度值；③將其放入水中，用同樣的方法在密度計(jì)上標(biāo)上密度值；④以兩刻度線間的長(zhǎng)度表示，將整個(gè)吸管均勻標(biāo)上刻度；⑤將做好的密度計(jì)放入酒精中進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)液面明顯不在刻度處。根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)步驟回答下列問題：（已知植物油的密度為，酒精的密度為）（1）小科把制成的密度計(jì)放入植物油中，發(fā)現(xiàn)沉到了燒杯底部，如圖甲所示，他重新制作時(shí)請(qǐng)你提出一點(diǎn)建議：_______________________________________________。（2）把調(diào)整好的同一支簡(jiǎn)易密度計(jì)分別放在植物油和水中，靜止時(shí)如圖乙、丙所示，則密度計(jì)受到的浮力______（選填“增大”、“減小”或“不變”）（3）請(qǐng)分析步驟⑤中液面明顯不在刻度處的原因是__________________________。（2021·浙江八年級(jí)專題練習(xí)）小明利用浮力知識(shí)制作了簡(jiǎn)易密度計(jì)如圖所示。（1）將簡(jiǎn)易密度計(jì)放到水中如圖（a）所示，測(cè)得浸入的長(zhǎng)度為；放到另一液體中如圖（b）所示，浸入的長(zhǎng)度為h（h＜H）。用、分別表示液體和水的密度，則_______。（2）小明根據(jù)圖（a）在簡(jiǎn)易密度計(jì)上標(biāo)出1.0刻度線（單位，下同），再將簡(jiǎn)易密度計(jì)放在不同液體中，分別標(biāo)出0.8、0.9、1.1、1.2的刻度線，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相鄰刻線的間距___________（填“均勻”或“不均勻”）。（3）小明發(fā)現(xiàn)相鄰刻度線的間距太小，為了提高精確度如何改進(jìn)密度計(jì)。___________________（2021·浙江八年級(jí)專題練習(xí)）在探究“物體所受的浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，某?？茖W(xué)興趣小組利用四面有鉤的金屬塊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，如圖為彈簧測(cè)力計(jì)鉤在金屬塊處時(shí)的實(shí)驗(yàn)過程及相關(guān)數(shù)據(jù)。（1）圖丁中金屬塊受到的浮力是___________牛；（2）設(shè)置丁和戊兩組實(shí)驗(yàn)，小組同學(xué)想要驗(yàn)證的猜想是：___________；（3）根據(jù)乙、丙、丁三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，小明得出了物體在浸沒前所受浮力的大小跟物體浸入液體的深度有關(guān)的結(jié)論。小科認(rèn)為小明的結(jié)論是錯(cuò)誤的，請(qǐng)你幫助小科設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證他的結(jié)論___________________________________________________________________________。（2021·浙江八年級(jí)專題練習(xí)）小科用天平和量筒測(cè)量一個(gè)外形不規(guī)則且不溶于水的固體的密度（已知該固體密度小于水的密度）。（1）測(cè)量過程如下：①將天平放在水平桌面上，調(diào)節(jié)天平平衡。②把該圓體放在天平左盤，該圓體的質(zhì)量為。③用量筒該固體的體積，用細(xì)線將小金屬球綁在固體下方（具體測(cè)量過程如圖乙所示），該固體的體積為___________。④計(jì)算得該固體的密度為___________。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小科又用彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、燒杯和足量的水測(cè)出了小金屬球的密度，具體過程如下：①用細(xì)線系著小金屬球，將其掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，測(cè)出小金屬球的重力；②在燒杯中裝入適量的水，將掛在測(cè)力計(jì)下的小金屬球完全浸沒在水中（小金屬球沒有碰到燒杯底和側(cè)壁），讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)。該小金屬球的密度=________（用字母表示，水的密度為）。（2021·浙江八年級(jí)專題練習(xí)）某科學(xué)興趣小組探究“物體漂浮時(shí)，所受浮力與自身重力的大小關(guān)系”時(shí)，選用的器材有彈簧測(cè)力計(jì)、量筒、小塑料瓶、細(xì)線、若干玻璃珠。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①向量筒中注入適量的水（密度為）如圖甲，讀出量筒中水的體積V1②在小塑料瓶中放入適量的玻璃珠如圖乙，測(cè)出放有玻璃珠的小塑料瓶的質(zhì)量為m；③將該小塑料瓶放入量筒中，使它漂浮在水面上如圖丙。穩(wěn)定時(shí)讀出水面對(duì)應(yīng)的刻度V2；④分析數(shù)據(jù)，初步得出結(jié)論。（1）本實(shí)驗(yàn)是利用_______原理計(jì)算浮力的，若發(fā)現(xiàn)_______數(shù)量關(guān)系（用題目中所給字母表示）可證明物體漂浮時(shí)所受浮力等于自身重力：（2）若小金同學(xué)將丙圖中小塑料瓶中的玻璃珠放入量筒的水中，則丙量筒中的水面將_______（選填“上升”、“下降”或“不變"）。（2021·浙江八年級(jí)專題練習(xí)）小明想：浸入液體中的物體受到浮力是液體對(duì)物體向上的托力，而物體間力的作用是相互的，所以物體對(duì)液體應(yīng)該有向下壓力的作用。那么浮力的大小跟物體對(duì)液體壓力的大小有什么關(guān)系呢？小明利用如圖的器材進(jìn)行探究：①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出圓柱體的重力，如圖甲所示；②在燒杯中盛適量水，用天平測(cè)出燒杯和水的總質(zhì)量；③如圖乙所示，將圓柱體部分浸入燒杯水中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；調(diào)整右盤砝碼使天平重新平衡，記下天平的讀數(shù)。將圓柱體全部浸入水中再測(cè)一次。下表為小明記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：圓柱體的位置圓柱體的重力/牛燒杯和水的總質(zhì)量/克彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)/牛圓柱體浸入水中，天平重新平衡后讀數(shù)/克部分浸入3200220全部浸入240（1）圓柱體浸入水后，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小了，這是由于圓柱體受到______作用，天平重新平衡后，讀數(shù)變大是由于______；（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，圓柱體部分浸入水中受到的浮力為______牛；（3）綜合分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小明能得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：__________________________________。（2021·浙江）在探究影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們提出了如下猜想：猜想1：浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)；猜想2：浮力大小與液體的密度有關(guān)猜想3：浮力大小與物體浸沒在液體中的深度有關(guān)。（1）分析實(shí)驗(yàn)A、B、C可知猜想1是正確的，可以得到在同種液體中物體排開液體的體積越可 知，浮力大小還與液體的密大，受到的浮力___________。比較實(shí)驗(yàn)___________可知，浮 力大小還與液體的密度有關(guān)。（2）如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖像，分析關(guān) 圖像可知，圓柱體重力是___________N；圓柱體浸沒在水中時(shí)，受到的浮力是________N；圓柱體的體積是___________m3；圓柱體的密度是___________g/cm3；（3）紅紅還進(jìn)行了E圖的實(shí)驗(yàn)，老師說利用已有的數(shù)據(jù)就可以計(jì)算出這種液體的密度。假設(shè)水 的密度為ρ水，則液體的密度為ρ液=___________（用題中給出的符號(hào)表示）（2021·浙江）小雪在學(xué)習(xí)了阿基米德原理之后，在家里自己動(dòng)手制作了如圖所示 的裝置，他想通過這個(gè)裝置來(lái)驗(yàn)證阿基米德原理的正確性，以下是他的實(shí)驗(yàn)過程：①在彈簧下方掛著一個(gè)空小桶，并在小桶的下方掛上重物G；②將一水杯放在升降機(jī)上，像溢水杯中裝滿水，調(diào)節(jié)升降機(jī)高度至水面剛好到達(dá)重物G下表面：③記錄彈簧下端指針?biāo)傅目潭瘸叩奈恢?。④緩慢升高升降機(jī)，讓重物G完全浸沒入水中后，繼續(xù)升高溢水杯到某一高度，用小燒杯A承 接溢出的水，同時(shí)記錄指針?biāo)肝恢?；⑤保持升降機(jī)的位置不動(dòng)，將燒杯A中的水倒入空桶中，同時(shí)記錄此時(shí)指針?biāo)谖恢?，（?個(gè)過程重物G始終沒有碰到溢水杯底部）。（1）在實(shí)驗(yàn)④的過程中，彈簧的拉力隨升降機(jī)升高高度h的變化曲線如下圖所示，正確的是 ___________。A．B．C．D．（2）將燒杯A中的水倒入空桶中，若出現(xiàn)___________現(xiàn)象則證明阿基米德原理成立。（3）實(shí)驗(yàn)④⑤過程中，重物G的高度變化情況是如下圖，正確的是___________。A．B．C．D．（2021·浙江八年級(jí)專題練習(xí)）在科技節(jié)小發(fā)明活動(dòng)中，山山制作了如圖甲所示的液體密度計(jì)。往內(nèi)筒中加入深為的待測(cè)液體，當(dāng)內(nèi)筒穩(wěn)定時(shí)，便可通過外筒壁上的刻度讀出該待測(cè)液體的密度。已知內(nèi)筒的質(zhì)量為，橫截面積為。（1）不加液體時(shí)，通過計(jì)算求出該小筒所受的浮力___________。（2）向內(nèi)筒中加入深的某液體，穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)外筒中的水面與內(nèi)筒的刻度線相平，如圖乙所示。通過計(jì)算，求出此時(shí)與水面相平的外筒上標(biāo)記的密度值___________。（3）如果要增大該裝置的測(cè)量范圍，你的建議是___________。（2021·浙江）如圖所示，盛有水的圓柱形容器，底面積為500cm2，側(cè)壁上固定了一塊水平薄擋板（擋