科学八年级上册第3节 水的浮力一课一练

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第3课时 阿基米德原理的应用
【知识点归纳】
浮力的计算方法归纳
(1)称重法：F浮=G-F拉。
(2)二力平衡法：物体悬浮或漂浮时，物体处于平衡状态，由二力平衡条件知F浮=G物。
(3)公式法：根据阿基米德原理计算浮力，F浮=G排液=ρ液gV排液。
(4)压力差法(浮力产生的原因)：物体浸在液体中，前后、左右面受到的压力效果可以相互抵消，而下表面受到的向上的压力(F向上)大于上表面受到的向下的压力(F向下)，物体总体受到一个竖直向上托起的力，这个力就是浮力，所以可以根据压力差来求浮力。F浮=F向上-F向下。
悬浮和漂浮有相似之处，也有根本区别：
①相同点——漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而处于平衡状态，F浮＝G。
②不同点——悬浮条件：完全浸没、不沉到容器底部、只受到重力和浮力的作用。悬浮时，V排=V物，由F浮=G，即ρ液gV排=ρ物gV物，可知ρ液=ρ物；漂浮时，物体部分浸入液体中，V排ρ物。
【随堂训练】
1.将四个形状不同、高度均为L的实心金属块，用细线拉着，匀速缓慢地放入水深为L的盛水容器中，直至容器底部，此时水未溢出。四个实验中与右图所描绘的浮力大小F与金属块浸入水中深度h的关系一致的是( )
2.用手将一个密度为0.9×103 kg/m3的实心小球先后浸没在水和酒精中。松手后，小球静止时，排开水和酒精的体积分为V1和V2，小球在水和酒精中所受的浮力分别为F1和F2，以下判断正确的是(ρ酒精＝0.8×103 kg/m3)( )
A．V1∶V2＝1∶1 F1∶F2＝5∶4 B．V1∶V2＝9∶10 F1∶F2＝9∶8
C．V1∶V2＝4∶5 F1∶F2＝1∶1 D．V1∶V2＝8∶9 F1∶F2＝10∶9
3.小天利用图甲中的器材进行“探究浮力大小跟物体浸入液体的深度是否有关”的实验。小天用弹簧测力计测出物块重力(如图丙所示)，并把它慢慢放入水中。根据测力计的实验数据，他绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水中的深度变化的图像(如图乙所示)。
(1)由图丙可知，物块所受的重力大小为______N，在图乙中是指_______(填“F1” “F2”或“F3”)的大小。
(2)图线______ (填“a”或“b”)是描述物块所受浮力随浸入水中深度的变化图像。 用等式表示F1、F2和F3这三个力之间的关系：F2＝____________。
(3)实验结论：浮力大小跟物体浸入液体的深度是否有关？______ (填“是”或“否”)。
4.小雨“验证阿基米德原理”的实验操作步骤如图所示，实验过程如下。
A．用细线将橡皮挂在弹簧测力计下，测出橡皮的重力；
B．将水倒入溢水杯中；
C．将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没在水中，让溢出的水全部流入小桶中，同时读出弹簧测力计示数；
D．将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数；
E．记录、分析实验数据，得出实验结论；
F．整理实验器材。
请根据小雨的实验过程回答下面问题。
(1)指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤：________________________。
(2)在B步骤中对溢水杯中的水量有何要求？答：__________________________________________。
(3)将橡皮从水面上方某一高度处缓缓下降，使其逐渐浸入水中直至完全浸没，整个过程中弹簧测力计的示数如何变化？答：________________________。
(4)若A、C、D三个图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3，漏掉的实验操作中的弹簧测力计示数为F4，那么当满足__________________关系式时(用字母表达式表示)，阿基米德原理就得到了验证。
1．将一枚鸡蛋放在盛有清水的烧杯里，鸡蛋沉入杯底，将食盐逐渐溶解在水中，鸡蛋会悬浮并最终上浮到液面，分别如图1至3所示，下列分析正确的是( )
A．从1到2的过程中，鸡蛋排开液体的重力变大
B．从2到3的过程中，鸡蛋排开液体的体积变大
C．从1到3的过程中，鸡蛋受到的浮力逐渐变大
D．从1到3的过程中，鸡蛋受到的浮力大小不变
2．把一个木球放入盛满酒精的溢水杯中，溢出50 g酒精；若将此木球从酒精中取出，擦干后放入盛满水的溢水杯中，则溢出水的质量是(ρ木＝0.6×103 kg/m3，ρ酒精＝0.8×103 kg/m3)( )
A．等于50 g B．小于50 g C．大于50 g D．无法确定
3．如图1、2所示，某跳水运动员完全入水后，身体由蜷曲变为打开蹬地。在这个过程中，他所受的浮力和水对脚底压强的变化情况是( )
A．浮力减小，压强增大 B．浮力增大，压强减小
C．浮力不变，压强减小 D．浮力不变，压强增大

4．如图所示，体积相同而材料不同的四个小球甲、乙、丙、丁静止在水中，这四个小球所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙、F丁，则( )
A．F甲＝F乙 B．F甲＜F丁 C．F乙＞F丙 D．F甲＞F乙
5．形状不同的铝块、铜块、铁块都浸没在水中时，受到的浮力相同，由此可以断定这三个金属块的( )
A．质量相同 B．体积相同 C．密度相同 D．无法确定
6．如图所示，将重为12N的小球挂在弹簧测力计下，当小球的一半体积浸在水中时，测力计示数为7N。下列说法正确的是( )
A．小球的体积为700 cm3
B．小球的密度为1.2 g/cm3
C．缓缓向下移动弹簧测力计，小球对测力计的拉力最小可达到0 N
D．剪断悬吊小球的细线，小球在水中稳定时受到的浮力为12 N

7．如图所示，弹簧测力计下端悬挂一水桶，桶与水的总质量为5 kg，用细线系一质量为1.78 kg的实心铜球，手提细线上端将铜球缓慢浸没在水中，使铜球在水中静止不动，且不与桶壁、桶底接触，桶中的水也没有溢出。已知铜的密度为8.9×103 kg/m3。试分析计算在这种情况下：
(1)铜球受到的浮力为__________N。
(2)铜球缓慢浸入水中的过程中(未浸没)，水对桶底的压强___________ (填“增大”“减小”或“不变”)，这是因为_____________________________________________________________。
(3)根据你的判断，在铜球缓慢浸入水中的过程中(未浸没)，弹簧测力计的示数将怎样变化？________(填“增大”“减小”或“不变”)。
8．为了验证阿基米德原理，小明在一只塑料袋(塑料袋很轻很薄)中装入大半袋水，用弹簧测力计测出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再将塑料袋慢慢浸入水中，观察到测力计的示数变__________，说明盛水的塑料袋排开____________________越大，受到的浮力越大。继续将塑料袋慢慢浸入水中，当观察到__________________________________________________时，弹簧测力计的示数为零，由此验证了阿基米德原理。小华准备将塑料袋装满水做同样的实验，操作时发现，塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零，这是因为__________________________________________________。
9．如图甲所示，用弹簧测力计将一长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出，物体的底面积为20 cm2，杯子的底面积为100 cm2，拉力随时间的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是( )
①物体的密度为2.5 g/cm3 ②t＝1 s时，水对杯底的压力为24 N ③物体上升的速度为8 cm/s ④当物体有一半露出水面时，受到的浮力为1 N
A．①② B．①②③ C．①③④ D．③④

10．如图所示，图线a、b是两种物质的质量与体积的关系图像。分别用a、b两种物质制成体积相同的甲、乙两个实心球，并将它们缓慢放入水中，甲、乙两球受到的浮力之比为( )
A．3∶1 B．1∶1 C．6∶5 D．1∶3
11．小昊同学做了图所示的实验。将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中，直至刚没入水中(不接触容器，无水溢出)。在该过程中，下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是( )
A．弹簧测力计的示数减小，台秤示数不变
B．弹簧测力计的示数不变，台秤示数也不变
C．弹簧测力计的示数不变，台秤示数增大
D．弹簧测力计的示数减小，台秤示数增大
12．下图是探究浸没在水中的物体受到的浮力的实验过程及数据。
(1)图甲中，物体重__________N。
(2)如图乙所示，把物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数为3.2 N，物体所受浮力的大小为______N。
(3)分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得：物体浸没在水中所受的浮力__________ (填“大于”“小于”或“等于”)物体浸没在酒精中所受的浮力。
(4)若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关，应选择图丁中__________ (填字母，多选)两个物体，并将它们浸没在同种液体中，测出其所受浮力的大小来进行比较。
13．市场上新出一款健康饮料——果醋，如图甲所示。小金买回来品尝，感觉它比水的密度大。为了验证猜想，他将弹簧测力计改装成一个可测密度的秤，简称密度秤。先将质量为150 g、体积为50 cm3的物块挂在弹簧测力计下，如图乙所示。再将其浸没在水中，如图丙所示。最后将其浸没在果醋中。(g取10 N/kg)
(1)密度秤0刻度应标在弹簧测力计__________N所对应的位置。
(2)密度秤1 g/cm3刻度对应在弹簧测力计__________N所对应的位置
(3)小金在果醋中测量，示数在0～1 N之间，他的猜想是否正确？__________。
(4)进一步探究，假设物块质量为m，体积为V，弹簧测力计读数为F，待测液体密度为ρ，请用所学知识推导得到ρ＝ eq \f(m,V) － eq \f(F,gV) 。