第13讲 阿基米德原理-八年级下册物理

第13讲阿基米德原理第13讲阿基米德原理知识导航知识导航知识导入阿基米德的启示两千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？知识精讲知识精讲考点1：阿基米德原理定义：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于。思考与交流思考1：浮力大小与哪些因素有关？【典例分析】【例1】（2021·山东历下·八年级期末）如图是小明探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验过程示意图。（1）此实验操作的合理顺序是__________（用甲、乙、丙、丁表示）；（2）通过图丙和图__________可以测出实心圆柱体浸没在水中时受到的浮力为__________N，小明进一步分析比较其余实验步骤中的测量数据，就可以得出物体所受浮力的大小跟排开液体所受重力相等；（3）若在图甲的操作中，小明没有将圆柱体完全浸没到水中，则测得的物体所受浮力会__________物体排开液体所受重力（选填“大于”“小于”或“等于”）；（4）为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中合理的是__________。A．用原来的方案和器材多次测量取平均值B．用原来的方案将水换成酒精或盐水进行实验C．用原来的方案将圆柱体换成其他物体进行实验（5）图甲中，当圆柱体浸没在装满水的溢水杯后，将圆柱体继续向不移动一段距离（未触底），弹簧测力计的示数将__________（选填“变大”“不变”或“变小”），水对圆柱体底部的压强将会__________（选填“变大”“不变”或“变小”）。【例2】下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景，请根据图示完成下面的填空．（1）实验中的所用圆柱体的重力为______N．（2）在情景图B中存在的错误是______（3）纠正错误后，继续实验，在情景C中，圆柱受到的力F=______N（4）圆柱体排开的水所受的重力G排=______N．（5）实验结果表明：浸在水中的物体受到的力______物体排开水所受到的重力．(选填“大于”、“等于”或“小于”)方法技巧方法技巧关于阿基米德原理的讨论1．区分：浸没、浸入、浸在、没入；2．F浮＝ρ液gV排ρ液——液体的密度；V排——物体排开的液体的体积；3．F浮＝ρ液gV排——决定式表明浮力大小只和ρ液、V排有关，浮力大小与物体的形状、密度，浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。考点2：阿基米德原理——简单应用1．阿基米德原理数学表达式：2．用于计算的导出式：F浮=G排=m排g=ρ液gV排3．适用范围：液体和气体【典例分析】【例3】（2021·江西南昌·八年级期末）观察金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡，在升至水面的过程中（如图所示），水对气泡的压强______；气泡所受到的浮力______（填“变大”、“变小”或“不变”）。【例4】（2021·江西赣县·八年级期末）地球气候变暖，冰川熔化加剧，是造成海平面变化的原因之一；小明同学根据所学知识，通过比较冰川完全熔化成水后，水的体积与冰川熔化前排开海水的体积，就能推断海平面的升降。如图所示，是冰川漂浮在海面上的情景，若冰川的质量为m冰，海水的密度为ρ海，水的密度为ρ水，g用符号表示，求：（1）冰川熔化前受到的浮力；（2）冰川熔化前排开海水的体积；（3）冰川完全熔化成水后水的体积；（4）推断海平面的升降，并说明理由。【例5】（2021·广东·深圳外国语学校八年级期中）小丽同学在做完“验证阿基米德原理”的实验后，想顺便测量铁块的密度，如图所示：（1）这次实验操作的正确顺序是___________（填序号）。（2）“甲丙丁戊”四个示意图中的弹簧测力计示数分别为F1、F2、F3、F4，可算出铁块的密度ρ=________（已知F1、F2、F3、F4和ρ水）。（3）完成实验后，小丽发现用以上方法测量铁块的密度比较麻烦，且运算量较大，不如直接用天平、量筒和适量的水做实验，小丽的实验原理是________；下面是小丽的实验步骤，其正确的顺序是________A．在量筒中倒入适量体积的水，记下体积V1；B．代入密度公式；C．用天平测出铁块的质量m；D．把铁块浸没在量筒中的水里，记下水面所对应的刻度V2；得出铁块的密度为ρ铁=___________。方法技巧方法技巧1.公式F浮＝ρ液gV排中的ρ液是液体的密度，而不是物体的密度ρ物；V排是物体排开的液体的体积；当物体浸没在液体中时，V排＝V物；当物体部分浸入液体中时，V排＜V物。2.由F浮＝ρ液gV排可知，物体排开液体的体积V排一定时，物体所受浮力的大小与液体的密度成正比；在同一种液体中，物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积成正比。提分作业提分作业1．（2021·山东罗庄·八年级期末）装有不同液体的甲、乙两烧杯，放入两个完全相同的物体，当物体静止后两烧杯中液面恰好相平，如图所示．液体对甲、乙两烧杯底部的压强分别是p甲、p乙，液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙，下列判断正确的是（）A．p甲＞p乙，F甲=F乙 B．p甲=p乙，F甲＞F乙C．p甲＜p乙，F甲=F乙 D．p甲=p乙，F甲＜F乙2．（2021·山东罗庄·八年级期末）如图，A、B、C三个体积相同的小球，放在液体中静止，它们受到的浮力大小分别为FA、FB、FC，则（）A．FA＞FB＞FC B．FA＜FB＜FCC．FA＝FB＞FC D．FA＝FB＜FC3．（2021·山东沂水·八年级期末）将重为，体积为的物体投入一装有适量水的烧杯中，当物体静止时，下列判断正确的是（g取）（）A．物体悬浮， B．物体漂浮，C．物体漂浮， D．物体沉底，4．（2021·山东高唐·八年级期末）一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料，分别放在装有甲、乙两种液体的容器中，静止后饮料瓶的状态如图所示饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙。甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。则（）A．F浮甲＞F浮乙，ρ甲＞ρ乙 B．F浮甲＜F浮乙，ρ甲＜ρ乙C．F浮甲＝F浮乙，ρ甲＞ρ乙 D．F浮甲＝F浮乙，ρ甲＜ρ乙5．（2021·江西育华学校八年级期末）如图所示，AB两物块以不同方式组合，分别静止在甲､乙两种液体中，由此可判断______；若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲､F乙，则F甲______F乙（均选填“>”､“<”或“=”）｡6．（2021·江西·南昌市第二十六中学八年级期末）中山舰是“浓缩了中国现代史”的一代名舰，其排水量为780t，长64.48m，宽8.99m，它在安全航行中受到的最大浮力为______N．1938年中山舰在长江被日军击中，沉入19m深的江底，则沉没后的中山舰舰底受到水的压强是______Pa。（10N/kg）7．（2021·山东鱼台·八年级期末）如图，重为5N，体积为0.2×10-3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上，将它浸没在水中，物体受到的浮力是____N，静止时弹簧测力计的示数是______N（g=10N/kg）。8．（2021·山东沂水·八年级期末）如图所示是实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。则金属块浸没在水中时，受到的浮力是___________N，该金属块的密度是___________kg/m3。（已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）9．（2021·山东高唐·八年级期末）体积均为200cm3的木块和合金块，放入水中静止时的情况如图所示，已知木块重为1.8N，合金块重为6N，则木块受到的浮力为______N，合金块受到的浮力为______N。（g＝10N/kg）10．（2021·山东沂南·八年级期末）如图所示，同一个圆锥，正挂时如图甲，倒挂时如图乙，都浸没在水中，则圆锥正挂时受到的浮力______（“大于”、“小于”或“等于”）倒挂时受到的浮力。若这个圆锥正挂时细线受到的拉力为6N，受到的浮力为4N，则这个物体的质量是______kg（）。11．（2021·江西南昌·八年级期末）某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系：（1）先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为____N；（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为_____N，石块排开的水所受的重力可由______（填字母代号）两个步骤测出；（3）由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于________；（4）为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是______；A．用原来的方案和器材多次测量取平均值B．用原来的方案将水换成酒精进行实验C．用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验（5）另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则______（选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论；（6）图乙是弹簧测力计示数F与圆柱体下表面浸入深度h变化的关系图（仅画出h为6﹣12cm范围的图线），已知圆柱体高为4cm，请结合图甲中测量数据，在图乙中画出h为0﹣6cm范围时的F﹣h图线。______12．（2021·山东宁津·八年级期末）潜水艇为增强国防力量，维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示，通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重，从面使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为2×103m3，水舱未充海水时潜水艇总重为1.26×107N，最大下潜深度可达400m。海水密度取1.03×103kg/m3。g取10N/kg。求：（1）最大下潜深度处的海水压强；（2）潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力；（3）潜水艇悬浮在海水中时，水舱中充入海水的质量。13．（2021·山东费县·八年级期末）如图，盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上静止，容器底面积为0.05m2