人教版初中物理同步10.2 阿基米德原理（考点解读）（原卷版）

10.2\o"10.2阿基米德原理"阿基米德原理（考点解读）（原卷版）知识导航知识导航知识点讲解知识点讲解1、阿基米德原理的应用（1）阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力；（2）公式表示：；（3）液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关（4）适用条件：液体（或气体）。2、浮力大小的计算浮力大小的计算方法：

（1）两次称量求差法F浮=F1-F2

（2）二力平衡法F浮=G物

（3）阿基米德原理法F浮=G排。典例分析＋变式训练考点1阿基米德原理的应用【典例1-1】质量相同的实心铜球和铝球浸没在水中，比较它们受到的浮力（ρ铜＞ρ铝）（）A．它们受到的浮力相等 B．铜球受到的浮力比较大 C．铝球受到的浮力比较大 D．条件不足，无法判断【典例1-2】某游船满载时排开水的体积是1000m3，则它满载时所受到的浮力是N，当游客，（选填“上船”或“下船”）时，游船受到的浮力会变小；当船底部受到小的压强为20000Pa时，游船底部距水面的距离为米。（ρ水＝1.0×103kg/m3）【典例1-3】水平地面上放置着一个重力为4N、底面积为300cm2、厚度不计的圆柱形容器，容器内装有适量的水。将一个边长为10cm、重力为8N的不吸水的正方体木块A用不计体积、无弹性的细线系住，使其固定在容器底部，如图所示，拉直的细线的长度L＝8cm，细线的拉力为1N。已知水的密度为1.0×103kg/m3，求：（1）此时木块A受到的浮力。（2）此时容器中水的深度。（3）此时容器对水平地面的压强。【变式1-1】如图所示，小军利用图中实验器材验证阿基米德原理，下列说法正确的是（）A．甲、乙两图可以得出，F1大于F2，说明石块重力减小 B．甲、乙两图可以得出，石块受到浮力F浮＝F1﹣F2 C．丙、丁两图可以得出，石块排开液体受到的重力G排＝F3﹣F4 D．由F1﹣F2＝F3﹣F4可以得出，石块受到浮力等于石块排开液体所受的重力【变式1-2】水中的鱼吐出的气泡在水面下上升的过程中，体积不断变大。关于气泡所受压强与浮力的变化情况，下列说法正确的是（）A．压强变小，浮力变大 B．压强变大，浮力变小 C．压强变小，浮力变小 D．压强变小，浮力不变【变式1-3】图中是“远望6号”远洋测量船，排水量为25000吨，满载时受到的浮力为N。“远望6号”可在南北纬60度以内的任何海域航行，完成对各类航天飞行器的海上跟踪、测控任务。船静止在测控点水下3m处船体受到海水的压强为Pa。（g取10N/kg，ρ海水＝1.03×103kg/m3）【变式1-4】54．（2022•晋江市二模）如图甲，高度足够高的圆柱形容器，高处有一个注水口，以20cm3/s的速度均匀向内注水，容器正上方天花板上，有轻质硬细杆（体积忽略不计）粘合着实心圆柱体A，圆柱体A由密度为0.6g/cm3的不吸水复合材料制成，体积为400cm3。图乙中坐标记录了从注水开始到注水结束前的25s内，水面高度h的变化情况，根据相关信息，求（g取10N/kg）：（1）未注水时，轻质细杆对圆柱体A的拉力；（2）第15s时，水面高度h2；（3）轻质细杆对圆柱体A的作用力为0N时，水对容器底的压强。考点2浮力大小的计算【典例2-1】有一个实心球形物体，用弹簧测力计在空气中称重时，测力计的示数为12N；当把物体一半体积浸入水中时，测力计的示数为5N。把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时，物体受到的浮力是（）A．12N B．14N C．10N D．4N【典例2-2】如图所示，水平桌面上有一底面积为30cm2的圆柱形薄壁容器，容器中竖直放置一个底面积为10cm2圆柱形物块。向容器中缓慢加水600g后，物块对容器底部压力恰好零。若g取10N/kg，ρ水为1.0g/cm3，则加水完成后，物块所受到的浮力大小为（）A．1N B．2N C．3N D．4N【典例2-3】如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示，圆柱体受到的最大浮力是，当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强400Pa（选填“大于”、“小于”或“等于”）。（不考虑液面变化）【典例2-4】我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破10000m，在载人深潜领域达到世界领先水平。小京阅读资料后，制作图中的装置，模拟深潜器在海水中的运动。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态，已知乙的质量为0.2kg，体积为2.5×10﹣5m3。（取ρ海水＝1.03×103kg/m3，ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）。求：（1）在10000m的深处，海水对深潜器的压强大小。（2）乙物体所受浮力的大小。（3）细线对乙物体拉力的大小。【变式2-1】弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，如图﹣1。图﹣2是弹簧测力计示数F与物体下降高度h的关系图像。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（不考虑水面高度的变化）下列说法正确的是（）A．下降高度h＝8cm后物体受到的浮力变大 B．物体浸没时受到的浮力为5N C．物体刚浸没时下表面受到水的压强是8×102Pa D．物体的密度是2.25×103kg/m3【变式2-2】我国自行设计和自主研制的蛟龙号载人潜水器，曾创造了下潜7062米的世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录，其体积约为80m3。蛟龙号某次在太平洋某海域下潜到上表面距海面3000m时，进行预定的悬停作业，此时上表面受海水压强是Pa，蛟龙号受到海水的浮力是N。（g取10N/kg，ρ海水＝1.0×103kg/m3）【变式2-3】如图所示，水平桌面上放着一个重为5N的圆形容器，其底面积为60cm2。容器内装有2kg的水，质量为0.8kg的木块漂浮在水面上，水深0.3m。（容器壁的厚度不计，g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：（1）木块受到的浮力；（2）水对容器底的压力；（3）容器对桌面的压强。考点3探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系【典例3-1】小凯进行验证阿基米德原理的实验，正确操作过程如图所示，图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是（）A．该实验还需要测量物体排开液体的体积，并用到液体的密度 B．F2＜F1表明物块受到的重力减小了 C．物块排开的液体受到的重力G排液＝F4﹣F3 D．若F1﹣F3＝F4﹣F2，则说明本次实验结果符合阿基米德原理【典例3-2】在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中，志涛同学的实验操作步骤如图所示，实验过程如下（1）弹簧测力计的原理是：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长越。（2）此实验合理的操作顺序是：。（3）物块的重力G物＝，物块浸没在水中时所受到的浮力F浮＝；（4）小静在家里发现了一台电子秤，于是她对实验进行了改进，步骤如下：a．如图A，把一个装有适量水的大烧杯放在电子秤上，然后调零．再将物体用细绳吊着浸没在水中，记录电子秤示数为m1；b．此时，物体受到水的浮力F浮＝；（用符号表示）c．如图B，把另一只空的小烧杯放在电子秤上，再次调零．把物体擦干，再浸没在装满水的溢水杯中，溢出的水全部集于小烧杯中，记录此时电子秤示数为m2；d．由实验可知，电子秤前后两次示数的关系是m1m2（选填“＜”、“＝”或“＞”）。【变式3-1】小明用弹簧测力计、溢水杯、小桶、铁块A、细线和水等实验器材探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系，操作步骤如图所示。（1）在整理数据时，他发现实验时遗漏了一个步骤，他遗漏的实验步骤丁是。（2）通过实验中两个步骤的数据，可计算出铁块所受浮力的大小，甲、乙、丙、丁四个步骤中弹簧测力计的示数分别为F甲、F乙、F丙、F丁，若数据满足F甲﹣F乙＝F丙﹣F丁，则可得出实验结论。（3）为得到普遍性结论，小明把溢水杯中的水换用浓盐水重新实验，乙步骤中的弹簧测力计示数与原来相比将。（4）实验时，如果乙步骤中物体只浸入到液体中一部分，影响到实验结论的得出。（选填“会”或“不会”）【变式3-2】某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。（1）弹簧测力计使用前要先进行；（2）实验步骤如图1所示，甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮＝；（3）以下选项中若成立，则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。A.F1﹣F2＝F3﹣F4B.F1﹣F3＝F2﹣F4C.F3﹣F2＝F1﹣F4（4）另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋（质量忽略不计）对实验进行改进，装置如图2所示。向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中，观察到A的示数逐渐（选填“变大”或“变小”或“不变”），且A、B示数的变化量（选填“相等”或“不相等”）。（5）比较两种实验方案，改进后的优点。A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小B.实验器材生活化，测力计固定、示数更稳定C.能同步观察测力A、B示数的变化巩固训练一、选择题。1．如图，将一个用弹簧测力计拉着的小物块从刚接触水面到缓缓浸入水中直至小物块完全浸没的过程中，请你选出以下哪幅图是浮力随深度h的变化图（）A．B．C．D．2．（2022•博望区校级一模）如图甲所示，用一个弹簧测力计拉着浸没在水中的小物块，现将小物块缓缓拉出水面到底部刚刚脱离水面为止。乙图坐标体现了某些科学量随H（小物块底面到容器底面的距离）的变化情况。有下列选项①台秤的示数、②容器底部受到的液体压强、③小物块受到的浮力、④弹簧秤示数、⑤小物块底面受到的压强，符合图乙图象变化的是（）A．①② B．③④ C．②③④ D．只有⑤3．（2022•渝中区校级开学）如图所示，底面积为100cm2的圆柱形容器置于水平桌面上，柱形物体被细线拉住静止在水中，该物体下表面受到的压力为22N，上表面受到的压力为10N；剪断细线物体静止后，液体对容器底部的压强比剪断细线前减少了300Pa。g取10N/kg，下列判断正确的是（）A．剪断细线后，容器对水平桌面的压强变小 B．该物体的密度为0.75×103kg/m3 C．剪断细线后，物体静止时所受浮力大小为3N D．物体的质量为1.2kg4．（2022春•莱山区期末）如图所示，烧杯和水的总质量是600g，烧杯与水平桌面的接触面积是100cm2，将一个质量是600g、体积是300cm3的实心长方体A用细线吊着，然后将其体积的一半浸入烧杯内的水中。下列选项错误的是（烧杯厚度忽略不计，杯内水没有溢出，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（）A．细线对A的拉力是4.5N B．水对烧杯底的压强增大了150Pa C．烧杯对水平桌面的压强是750Pa D．烧杯对水平桌面的压力是12N二、填空题。5．（2022•黑龙江模拟）把一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后漂浮在水面上且有5.7N的水溢出；将其取出擦干后，轻轻放入盛满酒精的大烧杯中，物块沉入烧杯底部且有4.8N的酒精溢出。则物块在水中受到的浮力是N，物块的密度是kg/m3。（物块不吸水，不吸酒精，ρ酒精＝0.8g/cm3）6．（2022•和平区校级三模）如图甲所示，一边长为10cm的正方体物块，用细线系在底面积为200cm2的薄壁圆柱形容器底部（容器质量忽略不计），向容器内加水，物块上浮，当物块一半体积浸入水中时，被拉直后的细线长为10cm，细线的拉力为3N，则物体的重力为N；如图乙所示，继续加水，当物块刚好浸没时，停止注水，此时容器对桌面的压强为Pa。（g取10N/kg）7．（2022•铁西区校级模拟）2020年11月24日，在与“探索一号”科考母船进行了简短的告别仪式后，“探索二号”科考船搭载着“深海勇士”号载人潜水器连夜赶往西太平洋海域，继续进行接下来的相关科考任务．在海深一万米处，“深海勇士”号潜水器受到的压强为Pa，若潜水器观察窗的面积为400cm2，则观察窗受到海水的压力为N，“深海勇士”号深潜器在深海中悬停时排开水的体积为50m3，则它受到的浮力是N（海水的密度ρ海水＝1.03×103kg/m3）8．（2022•琼山区校级二模）如图甲所示，一体积为2×10﹣3m3的长方体被固定在圆柱形容器底部的一根细线拉住后浸没在水中静止，长方体受到的浮力为N，如图乙所示，将细线剪断后，长方体静止时下表面在水面的深度为0.16m。水对长方体下表面的压强为Pa（水的密度为1.0×103kg/m3）。三、实验探究题。9．（2022•桂平市三模）如图甲所示，A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤；（1）由图可知该圆柱体所受的重力G＝N，浸没在液体中时受到的浮力F浮＝N。（2）由步骤B、C、D可得出结论：物体受到的浮力与有关。（3）由步骤A和可得出该圆柱体排开液体所受的重力G排，比较F浮与G排，就可以得到浮力的大小跟物块排开液体所受重力的关系。（4）如图乙所示，小帅将装满水的溢水杯放在升降台P上，用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，测力计M的示数（选填“增大”、“减小”或“不变”），且弹簧测力计M的示数变化量（选填“大于”、“小于”或“等于”）N的示数变化量，从而证明F浮＝G排。（5）若在图乙实验中重物接触水面前测力计M的示数为6N，完全浸没后测力计N的示数变化量为2N，则该重物的密度为kg/m3。10．（2022•灯塔市模拟）小明设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。（1）通过比较