2021秋季科学8年级第2讲 浮力应用提高

第二讲浮力应用提高知识与技能：知道物体的浮沉条件，会根据物体的浮沉条件判断物体的浮沉；习惯与方法：复习运动和力的关系，养成连接旧知识和新知识的习惯；思维与素养：运用物体的浮沉条件，解决生活中的一些现象。知识点一、物体浮沉的条件1.物体的浮沉取决于它受到的_____________和_____________的大小.2.判断物体浮沉状态的方法：（1）通过比较浮力与重力的大小关系来判断物体的沉浮状态.判断方法的前提条件：物体浸没在 液体中，且只受浮力和重力.（2）用比较密度的方法判断物体的沉浮情况.对于浸没在液体中密度均匀的实心物体，由于F浮=ρ液gV排，G=mg=ρ物gV物，而V排=V物，通过比较物体密度与液体密度之间的大小关系来 判断物体的浮沉情况.（3）请根据示意图完成填空.(填“>”“<”或“=”）示意图F浮与G物的关系F浮______G物F浮_____G物F浮______G物F浮______G物F浮_______G物ρ液与ρ物的关系ρ液______ρ物ρ液______ρ物ρ液______ρ物ρ液______ρ物ρ液______ρ物状态悬浮漂浮沉底上浮下沉物体处于平衡状态，受平衡力物体处于非平衡状态，受非平衡力3.“上浮”“漂浮”和“悬浮”的区别：（1）上浮是当F浮_______G物时，物体向上运动的过程.（2）漂浮是物体部分露出液面且静止在液面上，此时物体受平衡力作用，F浮__G物，V排__V物.悬浮是物体全部浸入液面下，可以停留在液体中任意深度处，F浮___G物，V排___V物.4.密度均匀的物体悬浮（或漂浮)在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块处 于_______（或______）状态.知识点二、物体浮沉条件的应用1.密度计原理：利用物体的_____________条件来进行工作.（1）根据F浮=G计=ρ液gV排得，ρ液==，可知密度计浸入液体中越深，排开液体的体积越 大，液体的密度____________(填“越大”或“越小”).（2）如图所示，A位置是测某液体密度时液面的位置，该液体的密度是_____________.（3）刻度：上________下________，刻度线不均匀. （4）用密度计测量两种液体密度时，如右图所示，________种液体的密度大.2.轮船工作原理：要使密度大于水的材料制成能够______________在水面上的物体，把它做成空心的，使它能够排开更多的水.排水量是指满载时________________，即m排=m船+m货，单位为________.如图所示，一艘轮船从河里驶向大海，它受到的重力大小______（填“变大”“变小”或“不变”)，它受到的浮力大小_____(填“变大”“变小”或“不变”），轮船受到的浮力F浮_____轮船受到的重力G船；由公式V排===可知，轮船从河里到大海的密度变大，它排开水的体积_______（填“变大”“变小”或“不变”)，即轮船_______(填“下沉”或“上浮”).3.潜艇工作原理 （1）潜艇的上浮、下沉和悬浮是靠改变_______________来实现的.潜艇在水面下下沉的过程中，排开水的体积____________，根据F浮=G排液=ρ液gV排可知，受到水的浮力_____________，水对潜艇的压强____________（均填“增大”“不变”或“减少”).（2）潜艇自身重力的改变取决于水舱内充水或排水的多少.水舱内充水，自身重力_______；水舱内排水，自身重力________.4.气球和飞艇的工作原理：利用空气的________升空.气球里充的气体的密度________空气密度， 如氢气、氦气或热空气等.知识点三、浮力问题的分析与计算1.浮力问题求解的常用方法（1）称重法：F浮=g-F示（空气中的重力减去弹簧测力计示数），适用于物体的密度比液体的密 度大的情形.（2）阿基米德原理：F浮=ρ液gV排.（3）平衡法：漂浮或悬浮时，F浮=G物，注意：悬浮时，V排=V物；漂浮时，V排＜V物.其中，称重法、阿基米德原理法、二力平衡法是常用的计算浮力的方法.阿基米德原理法是最基本的方法，其他方法一般要与阿基米德原理法联合使用，才能顺利地解决浮力问题.2.浮力的计算的基本思路（1）确定研究物体，并对物体进行受力分析；（2）在受力分析的基础上，列出力的关系式；（3）把阿基米德原理公式或密度公式、重力的计算公式代入关系式；（4）根据已知条件解出所求量.3.漂浮问题“五规律”（1）物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它所受的重力；（2）同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同；（3）同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里排开液体的体积小；（4）漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；（5）将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力.（2021·浙江八年级专题练习）在如图所示的装置中，将一小球轻轻放入装满水的溢水杯中，待静止时台秤示数变化情况是（）变大 B．不变 变小 D．先变小后不变（2021·浙江八年级专题练习）把一块橡皮泥 放在水中，将会沉入水底如图甲所示，此时橡皮泥受到的 浮力为，排开水的体积为。若将橡皮泥捏成碗状放在水 中如图乙所示，此时橡皮泥受到的浮力为，排开水的体 积为。下列说法正确的是（）A． B． C． D．（2021·浙江八年级专题练习）一木块漂浮在水面上，有四分之三浸入水中。此木块的密度是（）A． B． C． D．（2021·浙江）一只空心球，其截面如图所示，球的体积为V，球腔的容积为V/2，当空心球漂浮在水面时，有一半露出水面。如果在球腔内注满水，则（）A．球仍漂浮在水面，但露出水面的部分小于一半 B．球将下沉C．球仍漂浮在水面，露出水面部分仍为一半 D．球可以停留在水中任何深度的地方（2021·浙江九年级专题练习）有边长为的正方体木块A和小铁块B。将A放入盛有适量水的烧杯中，浸入深度为；再将B叠放在A上，A浸入深度变为，如图所示。下列判断错误的是（）A．A的质量B．A的密度C．A与B的总质量D．图乙中，将B取下，放入水中，待A、B均静止后，水面高度下降（2021·浙江）如下图所示，一冰块下面悬吊一物块A，正好悬浮在容器内水中，物块A的密度为，且1.4×103kg/m3＜＜2.0×103kg/m3，冰块熔化后，水面下降了1cm，设量筒的内横截面积为50cm2，冰的密度为0.9×103kg/m3，则可判断物块的质量可能（）A．0.05千克 B．0.10千克 C．0.15千克 D．0.20千克（2021·浙江八年级专题练习）一块石块在空气中用弹簧秤称得示数为，浸没在水中（）时示做为，浸没在密度为的液体中示数为，则的值为（）A． B． C． D．（2021·浙江）如图所示，在盛有水的圆柱形容器内，体积为实心物块甲放在实心木块乙上，木块乙漂浮在水面上，木块受的浮力为F1，水对容器底部的压强为p1；现将甲取下并浸没水中，静止时，容器对甲的支持力为N，木块静止时受的浮力为F2，水对容器底部的压强为p2，水面深度变化5cm．已知木块乙的质量为400g，圆柱形容器的底面积为（g取10N/kg），则下列说法中正确的是（）A．B．容器对甲的支持力N为2NC．甲的密度为D．F1与F2的差值为11N（2021·浙江八年级专题练习）小明在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，如图a、b、c、d分别为实验情景。（取）（1）物体在图b中所受浮力大小是___________；（2）通过a、b、c实验，可得出的结论是___________；（3）小明将物块放置烧杯底部，得到图d、通过比较a、c、d得出物体所受浮力大小会受物体所在深度影响，小红认为他的说法是错的，请说明理由。_________________________________________________________________________________________________________（2021·浙江八年级专题练习）小科利用圆柱形的吸管和细铁丝自制简易密度计测量一杯盐水的密度，具体做法为：①在吸管的一端缠上适量细铁丝，制成简易密度计；②将其放入植物油中，竖立静止后，在密度计与油面相平处标上密度值；③将其放入水中，用同样的方法在密度计上标上密度值；④以两刻度线间的长度表示，将整个吸管均匀标上刻度；⑤将做好的密度计放入酒精中进行检验，发现液面明显不在刻度处。根据上面实验步骤回答下列问题：（已知植物油的密度为，酒精的密度为）（1）小科把制成的密度计放入植物油中，发现沉到了烧杯底部，如图甲所示，他重新制作时请你提出一点建议：_______________________________________________。（2）把调整好的同一支简易密度计分别放在植物油和水中，静止时如图乙、丙所示，则密度计受到的浮力______（选填“增大”、“减小”或“不变”）（3）请分析步骤⑤中液面明显不在刻度处的原因是__________________________。（2021·浙江八年级专题练习）小明利用浮力知识制作了简易密度计如图所示。（1）将简易密度计放到水中如图（a）所示，测得浸入的长度为；放到另一液体中如图（b）所示，浸入的长度为h（h＜H）。用、分别表示液体和水的密度，则_______。（2）小明根据图（a）在简易密度计上标出1.0刻度线（单位，下同），再将简易密度计放在不同液体中，分别标出0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线，结果发现，相邻刻线的间距___________（填“均匀”或“不均匀”）。（3）小明发现相邻刻度线的间距太小，为了提高精确度如何改进密度计。___________________（2021·浙江八年级专题练习）在探究“物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验中，某校科学兴趣小组利用四面有钩的金属块进行了实验，如图为弹簧测力计钩在金属块处时的实验过程及相关数据。（1）图丁中金属块受到的浮力是___________牛；（2）设置丁和戊两组实验，小组同学想要验证的猜想是：___________；（3）根据乙、丙、丁三组实验结果，小明得出了物体在浸没前所受浮力的大小跟物体浸入液体的深度有关的结论。小科认为小明的结论是错误的，请你帮助小科设计实验，验证他的结论___________________________________________________________________________。（2021·浙江八年级专题练习）小科用天平和量筒测量一个外形不规则且不溶于水的固体的密度（已知该固体密度小于水的密度）。（1）测量过程如下：①将天平放在水平桌面上，调节天平平衡。②把该圆体放在天平左盘，该圆体的质量为。③用量筒该固体的体积，用细线将小金属球绑在固体下方（具体测量过程如图乙所示），该固体的体积为___________。④计算得该固体的密度为___________。（2）实验结束后，小科又用弹簧测力计、细线、烧杯和足量的水测出了小金属球的密度，具体过程如下：①用细线系着小金属球，将其挂在弹簧测力计下，测出小金属球的重力；②在烧杯中装入适量的水，将挂在测力计下的小金属球完全浸没在水中（小金属球没有碰到烧杯底和侧壁），读出弹簧测力计示数。该小金属球的密度=________（用字母表示，水的密度为）。（2021·浙江八年级专题练习）某科学兴趣小组探究“物体漂浮时，所受浮力与自身重力的大小关系”时，选用的器材有弹簧测力计、量筒、小塑料瓶、细线、若干玻璃珠。实验步骤如下：①向量筒中注入适量的水（密度为）如图甲，读出量筒中水的体积V1②在小塑料瓶中放入适量的玻璃珠如图乙，测出放有玻璃珠的小塑料瓶的质量为m；③将该小塑料瓶放入量筒中，使它漂浮在水面上如图丙。稳定时读出水面对应的刻度V2；④分析数据，初步得出结论。（1）本实验是利用_______原理计算浮力的，若发现_______数量关系（用题目中所给字母表示）可证明物体漂浮时所受浮力等于自身重力：（2）若小金同学将丙图中小塑料瓶中的玻璃珠放入量筒的水中，则丙量筒中的水面将_______（选填“上升”、“下降”或“不变"）。（2021·浙江八年级专题练习）小明想：浸入液体中的物体受到浮力是液体对物体向上的托力，而物体间力的作用是相互的，所以物体对液体应该有向下压力的作用。那么浮力的大小跟物体对液体压力的大小有什么关系呢？小明利用如图的器材进行探究：①用弹簧测力计测出圆柱体的重力，如图甲所示；②在烧杯中盛适量水，用天平测出烧杯和水的总质量；③如图乙所示，将圆柱体部分浸入烧杯水中，记下弹簧测力计的示数；调整右盘砝码使天平重新平衡，记下天平的读数。将圆柱体全部浸入水中再测一次。下表为小明记录的实验数据：圆柱体的位置圆柱体的重力/牛烧杯和水的总质量/克弹簧测力计的示数/牛圆柱体浸入水中，天平重新平衡后读数/克部分浸入3200220全部浸入240（1）圆柱体浸入水后，弹簧测力计的示数变小了，这是由于圆柱体受到______作用，天平重新平衡后，读数变大是由于______；（2）分析实验数据可知，圆柱体部分浸入水中受到的浮力为______牛；（3）综合分析实验数据可知，小明能得到的实验结论是：__________________________________。（2021·浙江）在探究影响浮力大小因素的实验中，同学们提出了如下猜想：猜想1：浮力大小与物体排开液体的体积有关；猜想2：浮力大小与液体的密度有关猜想3：浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关。（1）分析实验A、B、C可知猜想1是正确的，可以得到在同种液体中物体排开液体的体积越可 知，浮力大小还与液体的密大，受到的浮力___________。比较实验___________可知，浮 力大小还与液体的密度有关。（2）如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像，分析关 图像可知，圆柱体重力是___________N；圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是________N；圆柱体的体积是___________m3；圆柱体的密度是___________g/cm3；（3）红红还进行了E图的实验，老师说利用已有的数据就可以计算出这种液体的密度。假设水 的密度为ρ水，则液体的密度为ρ液=___________（用题中给出的符号表示）（2021·浙江）小雪在学习了阿基米德原理之后，在家里自己动手制作了如图所示 的装置，他想通过这个装置来验证阿基米德原理的正确性，以下是他的实验过程：①在弹簧下方挂着一个空小桶，并在小桶的下方挂上重物G；②将一水杯放在升降机上，像溢水杯中装满水，调节升降机高度至水面刚好到达重物G下表面：③记录弹簧下端指针所指的刻度尺的位置。④缓慢升高升降机，让重物G完全浸没入水中后，继续升高溢水杯到某一高度，用小烧杯A承 接溢出的水，同时记录指针所指位置；⑤保持升降机的位置不动，将烧杯A中的水倒入空桶中，同时记录此时指针所在位置，（整 个过程重物G始终没有碰到溢水杯底部）。（1）在实验④的过程中，弹簧的拉力随升降机升高高度h的变化曲线如下图所示，正确的是 ___________。A．B．C．D．（2）将烧杯A中的水倒入空桶中，若出现___________现象则证明阿基米德原理成立。（3）实验④⑤过程中，重物G的高度变化情况是如下图，正确的是___________。A．B．C．D．（2021·浙江八年级专题练习）在科技节小发明活动中，山山制作了如图甲所示的液体密度计。往内筒中加入深为的待测液体，当内筒稳定时，便可通过外筒壁上的刻度读出该待测液体的密度。已知内筒的质量为，横截面积为。（1）不加液体时，通过计算求出该小筒所受的浮力___________。（2）向内筒中加入深的某液体，稳定后发现外筒中的水面与内筒的刻度线相平，如图乙所示。通过计算，求出此时与水面相平的外筒上标记的密度值___________。（3）如果要增大该装置的测量范围，你的建议是___________。（2021·浙江）如图所示，盛有水的圆柱形容器，底面积为500cm2，侧壁上固定了一块水平薄挡板（挡