人教版八年级下学期物理 专题训练五 利用浮力的知识测量物质的密度

1、人教版八下物理 专题训练五 利用浮力的知识测量物质的密度小华在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中，做了如图所示的实验：(1) 比较 A 和 B 可知，物体受到的浮力 F浮= 。(2) 分析 可知，浸在液体中的物体所受浮力大小跟排开液体体积有关，排开液体体积越大，浮力 。(3) 通过 C 和 D 的探究可知，物体排开相同体积的液体时，浮力大小跟 有关。(4) 物块的密度是 ，煤油密度是 。小芳同学在探究：浮力的大小等于什么，用弹簧测力计、小铁块、烧杯、小桶等进行实验操作，如图所示 A 、 B 、 C 、 D 、 E 是五个步骤示意图。(1) 下列哪个步骤会影响实验结论 ；(2) 下列四个步骤的正

2、确顺序 。A.用弹簧测力计称量铁块的重力 F1 B.铁块完全浸没时弹簧测力计的示数 F2 C.用弹簧测力计称量小桶和水的重力 F3 D.用弹簧测力计称量空桶的重力 F4 (3) 当满足 条件时可以验证阿基米德原理；(4) 利用上述数据，可以算出铁块的密度，表达式为 = （各空均用题中已知字母构成表达式：水的密度以 水 表示，重力与质量的比值用 g 表示）。请回答下列问题：(1) 小明想探究一下浮力的大小与液体密度的关系，他找来了一个木块（不吸水），分别放入了装有水和装有盐水的容器中，发现两次木块都漂浮在液面上，因为浮力都等于木块的重力，浮力相等，所以他得出结论：浮力大小与液体的密度无关，你认为

3、他得出的结论正确吗？ ，原因是 。当木块漂浮时，受到的浮力等于它的重力，小明应用这个知识，利用水和量筒测出了木块的密度。实验过程如下：(2) 小明在量筒中倒入水，记下水的体积，如图甲所示。把木块轻轻放入水中，木块漂浮在水面上不动，此时量筒中的水面如图乙所示，则木块的质量是 g。(3) 小明用一根细针（细针的体积不计）把木块全部压入水中，量筒中的水面如图丙所示，木块的体积是 cm3。小明测出的木块的密度值 木= g/cm3。关于“影响浮力大小的因素”，小明做了如下探究：(1) 在烧杯中装满水，用手把空的饮料罐按入水中，发现饮料罐按入水中越深，手受到的力就越 ，同时从烧杯中溢出的水越多。于是小明猜

4、想：浮力的大小可能与从烧杯中溢出的水的多少有关。(2) 小明继续做了如下的实验（如图 2 所示）：他在弹簧测力计下端挂一个圆柱形金属块，把它缓缓地浸入装满水的水杯中的不同位置，并从圆柱形金属块下表面接触水面开始记录数据。为了减小实验误差，合理的实验步骤应该为 。(3) 金属块浸入水中的过程中，烧杯底部受到的水的压强将会 。(4) 实验结束后，根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数 F 与金属块的下表面浸入水中的深度 h 的关系图，由图 3 可知，金属块浸没在水中后，所受的浮力为 N，金属块的密度为 kg/m3（g=10N/kg）。小红用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和

5、盐水，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示：(1) 分析图甲、丁两图可知，圆柱体浸没在水中时所受浮力大小是 N，所排开的水的体积是 cm3。(2) 比较图 可知当物体浸没在同种液体里时所受浮力大小与浸入的深度无关。(3) 选用丁、戊两图装置的操作是为了探究浮力大小与 的关系。如图甲所示是“探究物体在水中不同深度所受浮力大小的实验”，将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中（水足够深），到第六次金属圆柱体完全浸没到水中。在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的不同深度 h 和弹簧测力计相应的示数 F（g=10N/kg），实验数据如表： 次数1234

6、5678h/cm02468101214F/N6.756.255.755.254.754.254.25 (1) 分析表中数据，可以得出物体重 N，第 4 次实验时，物体受到的浮力为 N；(2) 分析表中第 1 列到第 5 列数据，得出实验结论： 。(3) 该金属圆柱体的密度是 kg/m3；(4) 图乙中能够正确反映弹簧测力计示数 F 和圆柱体下表面到水面距离 h 关系的一项是 。小雯同学想探究浸在液体中的物体所受浮力的规律，她将弹簧测力计一端固定，另一端挂一正方体合金块 A，并将它放入底面积为 200cm2 装有水的圆筒形容器中，容器侧面的底部有一由阀门 B 控制的出水口。实验过程如下：（水=1

7、.0103kg/m3，g 取 10N/kg）将 A 恰好浸没在水中，如图所示。打开阀门 B 缓慢放水，每隔 10s 将弹簧测力计的示数填入表中（A 始终不接触容器底部）当弹簧测力计示数不再变化时关闭阀门 B。 时间/s01020304050弹簧测力计示数/N3.253.84.154.354.54.5 回答下列问题：(1) 分析表中数据可知：物体受到的浮力与 有关。(2) 正方体合金块 A 的质量为 kg。受到的最大浮力为 N。(3) 合金块 A 的边长为 cm，密度为 kg/m3。小明从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能与物体浸入液体的深度有关。于是

8、小明用圆柱体、弹簧测力计、水和刻度尺等器材进行探究，如图所示，并记录了圆柱体下表面浸入水中深度 h 时弹簧测力计的示数（如下表所示，g 取 10N/kg)。 实验序号12345678910h/m00.020.040.060.080.100.120.140.160.18F/N9.58.57.56.55.54.53.53.13.13.1 (1) 当 h=0.02m 时，圆柱体受到的浮力是 N。(2) 小明选用的圆柱体高度范围是 （填序号）。A. 13cmh12cm B. 14cmh13cm C. 12cmh11cm D.无法确定(3) 从实验数据分析，物体浸没时受到的浮力与物体浸入的深度 （选填“

9、有关”或“无关”）。(4) 根据实验数据 （选填“能”或“不能”）求出圆柱体的密度。答案1. 【答案】(1) 1N (2) A 、 B 、 C；越大(3) 液体密度(4) 4103kg/m；0.8103kg/m3 【解析】(1) 由 A 、 B 可知，物体在水中受到的浮力 F浮水=GF拉=12N11N=1N。(2) 探究的是浸在液体中的物体所受的浮力大小跟浸在液体中的体积的关系，需控制液体的种类相同，物体浸入液体中的体积不同，由图可知：图 A 、 B 、 C 符合条件；由图可知，物体浸入液体中的体积越大，测力计示数越小，则物体受到的浮力越大。(3) 由 C 、 D 可知，两次实验控制的相同量是

10、物体排开液体的体积相同，不同的是液体的种类，测力计示数改变，表明浮力大小跟液体的密度有关。(4) 图 C 说明物体全部浸入在水中时所受浮力为 F浮=GF拉=12N9N=3N，图 D 说明物体完全浸没在煤油中所受浮力为 F浮油=GF拉=12N9.6N=2.4N，由 F浮=水gV排 得：物体的体积 V=V排水=F浮水g=3N1.0103kg/m310N/kg=3104m3，物体的密度为：=mV=GgV=12N10N/kg3104m3=4103kg/m3；物体浸没在煤油中，排开煤油的体积等于其自身体积，即 V排油=V=3104m3，由 F浮=油gV排 得，煤油的密度：煤油=F浮油gV=2.4N10N

11、/kg3104m3=0.8103kg/m3。2. 【答案】(1) B (2) D、A、B、C（或A、D、B、C）(3) F1F2=F3F4 (4) F1水F1F2 或 F1水F3F4 【解析】(1) 由图 B 知，溢水杯内未倒满水，这样会使排开水的重力测量值偏小。(2) 要测出排开水的重力，应先测出空桶的重力和物体的重力，再将物体浸没在水中，测出拉力，最后测出排出的水和桶的总重力，所以实验次序应为D、A、B、C或A、D、B、C。(3) 根据阿基米德原理，F浮=G排，F浮=F1F2，G排=F3F4，所以如果 F1F2=F3F4，则可得出阿基米德原理。(4) 铁块的质量 m=Gg=F1g，由 F浮

12、=液gV排，得铁块的体积：V=V排=F浮水g=F1F2水g，铁块的密度：=F1gF1F2水g=F1水F1F2。3. 【答案】(1) 不正确；没有控制木块排开液体的体积相同(2) 5 (3) 10；0.5 【解析】(1) 不论木块浮在水中、盐水中，根据漂浮条件可知，木块受到的浮力都等于木块的重力，木块受到的浮力不变。因水的密度小于盐水的密度，根据阿基米德原理，木块浮在水面时，木块排开水的体积大于排开盐水的体积；由于没有控制木块排开水和盐水的体积相等，故得出的结论“浮力大小与液体密度无关”是错误的。(2) 量筒中原来水的体积 V0=20mL，放入木块后，水面对应的刻度 V1=25mL，木块排开水的

13、体积：V排=V1V0=25mL20mL=5mL=5cm3，根据阿基米德原理和漂浮条件有：F浮=水gV排=mg，所以木块的质量：m=水V排=1.0g/cm35cm3=5g (3) 丙图中，水面对应的刻度 V2=30mL，根据甲、丙两图可知，木块的体积：V=V2V0=30mL20mL=10mL=10cm3，小明测出的木块的密度：木=mV=5g10cm3=0.5g/cm3。4. 【答案】(1) 大(2) 丁、甲、乙、丙（或甲、丁、乙、丙）(3) 不变(4) 1.0；1.2103 【解析】(1) 在烧杯中装满水，用手把空的饮料罐按入水中，发现饮料罐按入水中越深，感受到手受到的力也越大，可得罐受到向上的

14、浮力在变大；(2) 先测出物体的重力和空小桶的重力，然后将物体浸没在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，将溢水杯溢出的水倒入小桶，测出小桶和水的总重力，根据 F浮=GF示 得出受到的浮力；为了减小实验误差，合理的实验步骤应该为丁、甲、乙、丙或甲、丁、乙、丙；(3) 金属块浸入水中的过程中，排开的水溢出到小桶中，水的深度不变，根据 p=gh 可知烧杯底部受到的水的压强不变；(4) 金属块浸没在水中后所受的浮力 F浮=GAF=1.2N0.2N=1.0N；因金属块完全浸没在水中，所以，由 F浮=gV排 可得，金属块的体积：V=V排=F浮水g，则金属块的密度：=mV=GgF浮水g=GF浮水=1.2N1.0

15、N1.0103kg/m3=1.2103kg/m3。5. 【答案】(1) 4；400 (2) 丙、丁(3) 液体密度【解析】(1) 由甲、丁两图可知，圆柱体的重力 G=5N；圆柱体浸没在水中时测力计的示数 F=1N；则圆柱体浸没在水中时所受浮力 F浮=GF=5N1N=4N；由 F浮=水gV排 得圆柱体的体积：V=V排=F浮水g=4N1103kg/m310N/kg=4104m3=400cm3；(2) 由丙、丁两图可知，圆柱体完全浸没时，在下沉过程中，测力计的示数不变，即所受浮力不变，由此可知，浸没在同种液体里的物体所受浮力大小与浸入的深度无关；(3) 由丁、戊两图可知，物体都是完全浸没，排开液体的

16、体积相同，液体的密度不同，所以通过丁、戊的操作是为了探究浮力大小与液体密度的关系。6. 【答案】(1) 6.75；1.50 (2) 物体浸没在液体中的体积越大，浮力越大(3) 2.7103 (4) B【解析】(1) 由表中实验数据可知，h 为 0 时，物体受到的浮力为零，弹簧测力计示数为 6.75N，则物体的重力 G=6.75N；第 4 次实验时，物体所受浮力 F浮=GF拉=6.75N5.25N=1.50N；(2) 由表中 15 列实验数据可知，随圆柱体浸入水中的深度增加，物体排开水的体积增大，弹簧测力计示数减小物体受到的浮力增大，由此可得：在同种液体中，物体受到浮力的大小随物体排开液体体积的

17、增大而增大。(3) 由表中第 6 、 7 列实验数据可知，物体完全浸没在水中，V物=V排，此时圆柱体所受浮力 F浮=GF=6.75N4.25N=2.50N，由 F浮=液V排g，可得，V物=V排=F浮水g=2.50N1.0103kg/m310N/kg=2.5104m3；已知圆柱体重力 G=6.75N，则圆柱体质量 m=Gg=6.75N10N/kg=0.675kg，圆柱体的密度 =mV物=0.675kg2.5104m3=2.7103kg/m3。(4) 在第 15 次数据中，F 随 h 的增大而减小，而到第 6 、 7 次时，物体全部浸没，h 增大，但 F 不再变化，因此，图象中只有B符合题意。7.

18、 【答案】(1) 浸在液体中的体积(2) 0.45；1.25 (3) 5；3.6 【解析】(1) 由题意与表格数据可知，在打开阀门 B 缓慢放水过程中，物体浸在水中的体积减小，测力计示数变大，由称重法测浮力可知，物体所受浮力减小，即物体浸在水中的体积越小，物体所受的浮力越小，可推出：物体浸在液体中的体积越大，其受到的浮力越大；(2) 第 40s 时水面刚好与 A 下表面分离，此时测力计示数最大为 4.5N，根据二力平衡条件可知，正方体合金块 A 的重力等于弹簧测力计的最大示数为 4.5N，则质量为 0.45kg；t=0s 时，合金块完全浸没在水中，此时合金块 A 受到的浮力最大，则最大浮力：F

19、浮=G重F拉小=4.5N3.25N=1.25N；(3) 合金块 A 完全浸没时受到的浮力：F浮=1.25N；根据阿基米德原理可得 F浮=水gV排=水gVA；则合金块的体积：VA=V排=F浮水g=1.25N1103kg/m310N/kg=1.25104m3=125cm3；正方体合金块 A 的边长：aA=3VA=3125cm3=5cm；由（2）知正方体合金块 A 的质量为 0.45kg，m=Gg=4.5N10N/kg=0.45kg；正方体合金块 A 的密度：=mVA=450g125cm3=3.6g/cm3=3.6103kg/m3。8. 【答案】(1) 1.0 (2) A(3) 无关(4) 能【解析】(1) 由表中数据可