2020八年級(jí)物理下冊(cè) 第十章 浮力 10.2 阿基米德原理精講精練（含解析）（新版）新人教版

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1、專(zhuān)題10.2 阿基米德原理 課前預(yù)習(xí) 1.阿基米德原理的內(nèi)容：浸在液體里的物體受到浮力的大小等于被排開(kāi)的液體的_____重力___。 2.公式：F?。紾排＝ρ液gV排 式中ρ液表示液體的_____密度_____，V排是被物體排開(kāi)的_____液體____體積，g取9.8N/kg。 知識(shí)點(diǎn)解讀與例題突破 知識(shí)點(diǎn)1：阿基米德原理 浸在液體里的物體受的浮力，大小等于物體排開(kāi)的液體的重力。用公式表示為F浮= G排 ①F浮=G排=m液g=ρ液V排g 。 ②阿基米德原理既適用于液體也適用于氣體。 【例題1】（2019陜西省）關(guān)于物體受到的浮力，下列說(shuō)法正確的是（

2、　?。? A. 漂在水面上的物體比沉在水底的物體受到的浮力大 B. 物體排開(kāi)水的體積越大受到的浮力越大 C. 物體浸在水中越深受到的浮力越大 D. 物體的密度越大受到的浮力越大 【答案】B 【解析】A．漂在水面的物體如果排開(kāi)液體的體積比沉在水底的物體排開(kāi)液體的體積小，那么漂在水面的物體比沉在水底的物體受到的浮力小，故A錯(cuò)； B．由阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知，物體排開(kāi)水的體積越大受到的浮力越大，故B正確； C．當(dāng)物體完全浸入液體中時(shí)，V排不變，浮力不變，與沒(méi)入水中的深度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)； D．由阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知，受到的浮力與物體的密度無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)

3、。 知識(shí)點(diǎn)2：阿基米德原理的應(yīng)用 （1）求解浮力的大小，即F浮=ρ液 g V排 （2）求解物體排開(kāi)液體的體積的大小，即 V排 =F浮/ρ液 g （3）求解液體的密度的大小，即ρ液 =F浮/g V排 （4）還可以求解其它相關(guān)的物理量。比如：物體的體積，物體的密度，物體的質(zhì)量，物體的重力等。 【例題2】（2019上海）體積為2×10﹣3米3的金屬塊浸沒(méi)在水中。求金屬塊受到的浮力大小F浮。 【答案】金屬塊受到的浮力為19.6N。 【解析】已知金屬塊浸沒(méi)水中，排開(kāi)水的體積等于金屬塊的體積，利用阿基米德原理F?。溅阉甐排g求金屬塊受到的浮力。 金屬塊浸沒(méi)水中，則V排＝V

4、金＝2×10﹣3m3， 金屬塊受到的浮力：F?。溅阉甐排g＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3×9.8N/kg＝19.6N。 習(xí)題精練 一、選擇題 1．（2019山東泰安）在彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛一個(gè)金屬零件，示數(shù)是7.5N．把零件浸入密度為0.8×103kg/m3的液體中，當(dāng)零件的體積露出液面時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)是6N，則金屬零件的體積是（g取10N/kg）（　?。? A．2×10﹣4m3 B．2.5×10﹣4m3 C．6×10﹣4m3 D．7.5×10﹣4m3 【答案】B 【解析】（1）金屬零件所受的浮力：F浮＝G﹣F示＝7.5N﹣6N＝1.5N， （2）由F浮

5、＝ρ液gV排得排開(kāi)液體的體積： V排＝＝＝1.875×10﹣4m3。 由題知，零件的體積露出液面，則V排＝（1﹣）V＝V， 所以金屬零件的體積：V＝V排＝×1.875×10﹣4m3＝2.5×10﹣4m3。 2．（2019四川巴中）將一實(shí)心圓柱體懸掛于彈簧測(cè)力計(jì)下，物體下表面剛好與水面接觸，從此處勻速下放物體，直至浸沒(méi)（物體未與容器底接觸）的過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與物體下表面浸人水中深度h的關(guān)系如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．物體重力為40N B．物體浸沒(méi)時(shí)受到的浮力為15N C．物體的密度為2.5×103kg/m3 D．物體剛好浸沒(méi)時(shí)下表面受到的液體壓強(qiáng)為

6、800Pa 【答案】C 【解析】A．由圖象可知，當(dāng)h＝0（圓柱體沒(méi)有浸入水中），圓柱體重G＝F＝25N；故A錯(cuò)誤； B．當(dāng)圓柱體全浸入水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′＝15N， 圓柱體浸沒(méi)時(shí)受到的浮力為：F?。紾﹣F′＝25N﹣15N＝10N；故B錯(cuò)誤； C．圓柱體的質(zhì)量：m＝＝＝2.5kg， 根據(jù)F?。溅阉甮V排可得，圓柱體的體積：V＝V排＝＝＝1×10﹣3m3， 則圓柱體的密度：ρ物＝＝＝2.5×103kg/m3．故C正確； D．由圖知，圓柱體剛浸沒(méi)時(shí)下表面所處的深度：h＝4cm＝0.04m， 則圓柱體剛浸沒(méi)時(shí)下表面受到的液體壓強(qiáng)：p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/k

7、g×0.04m＝400Pa；故D錯(cuò)誤。 3．（2019湖南郴州）A、B是兩個(gè)不溶于水的物塊，用一根細(xì)線連接在一起，先后以?xún)煞N不同方式放入同一個(gè)裝有水的燒杯中，處于如圖甲、乙所示的靜止?fàn)顟B(tài)。試判斷兩種情況下，燒杯中水面的高度h甲、h乙的大小關(guān)系為（　?。? A．h甲＜h乙 B．h甲＞h乙 C．h甲＝h乙 D．無(wú)法判斷 【答案】C 【解析】把AB當(dāng)做一個(gè)物體進(jìn)行受力分析： 因?yàn)槠?，所以，甲圖物體受到的浮力：F甲＝GA+GB； 因?yàn)槠?，所以，乙圖物體受到的浮力：F乙＝GA+GB； 故兩種情況下，F(xiàn)甲＝F乙；根據(jù)F?。溅阉甐排g可知，排開(kāi)液體的體積也相同，h＝，所以h甲＝h乙 二

8、、填空題 4．（2019湖北宜昌）如圖是我國(guó)自主研制的首款大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍AG600”，某次執(zhí)行任務(wù)時(shí)它的質(zhì)量為38t，當(dāng)它停在水面上時(shí)，排開(kāi)水的體積是　 　m3，受到的浮力為　 　N．（g＝10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3） 【答案】38；3.8×105。 【解析】當(dāng)它停在水面上時(shí)，處于漂浮，根據(jù)漂浮條件即可求出浮力，根據(jù)F?。溅裧V排可得排開(kāi)水的體積。 當(dāng)飛機(jī)停在水面上時(shí)，由漂浮條件可得飛機(jī)受到的浮力： F浮＝G＝mg＝38×103kg×10N/kg＝3.8×105N， 根據(jù)F?。溅阉甮V排可得排開(kāi)水的體積：V排=38m3。 5.（2019天津）小明

9、在學(xué)習(xí)“阿基米德原理”時(shí)，做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。由圖可知物體A所受浮力為_(kāi)_____N；由阿基米德原理可知，丙圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)為_(kāi)_____N。 【答案】1; 1.5 【解析】（1）鐵塊浸沒(méi)在水中時(shí)的浮力F浮=2N-1N=1N； （2）根據(jù)阿基米德原理可知G排=F浮=1N； 由于F丙-F丁=G排，所以，F(xiàn)丙=G排+F丁=1N+0.5N=1.5N。 三、實(shí)驗(yàn)探究題 6．（2019山東省東營(yíng)）如圖所示，物理興趣小組用金屬塊研究浮力的實(shí)驗(yàn)。 （1）金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)，受到的浮力是　 　N。 （2）比較　 ?。ㄌ钭帜复?hào)）三圖可得出結(jié)論：金屬塊受到的浮力大小與

10、其排開(kāi)液體的體積有關(guān)。 （3）比較　 ?。ㄌ钭帜复?hào)）三圖可得出結(jié)論：金屬塊受到的浮力大小與其浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)。 （4）金屬塊的密度為　 　kg/m3。 （5）在實(shí)驗(yàn)中，排除測(cè)量誤差因素的影響，興趣小組發(fā)現(xiàn)金屬塊排開(kāi)水的重力明顯小于所受的浮力，請(qǐng)指出實(shí)驗(yàn)操作中可能造成這種結(jié)果的原因：　 　。 （6）糾正了錯(cuò)誤，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，興趣小組得出結(jié)論：物體所受浮力的大小等于它排開(kāi)液體所受的重力。有同學(xué)對(duì)此結(jié)論提出質(zhì)疑，他認(rèn)為僅采用浸沒(méi)的金屬塊做實(shí)驗(yàn)不具備普遍性，使用漂浮的蠟塊做實(shí)驗(yàn)未必遵循以上結(jié)論。針對(duì)這個(gè)質(zhì)疑，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：彈簧測(cè)力計(jì)、蠟塊、細(xì)線、量筒、燒杯、小木塊、小桶

11、、輕質(zhì)塑料袋（質(zhì)量可忽略）、適量的水。請(qǐng)你根據(jù)需要選擇器材并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，研究使用漂浮的蠟塊做實(shí)驗(yàn)是否遵循興趣小組所得出的結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)器材：　 ??； 實(shí)驗(yàn)步驟：　 　； 分析與論證：　 　。 【答案】（1）1；（2）ABC（ABD）；（3）ACD；（4）2.7×103；（5）溢水杯沒(méi)有裝滿(mǎn)水； （6）實(shí)驗(yàn)器材：小木塊、彈簧測(cè)力計(jì)、蠟塊、細(xì)線、小桶、水； 實(shí)驗(yàn)步驟： ①用測(cè)力計(jì)測(cè)量出空小桶的重力G桶； ②將木塊墊在燒杯下一側(cè)作為溢水杯用，將燒杯內(nèi)裝滿(mǎn)水， ③將蠟用細(xì)線拴好，用測(cè)力計(jì)測(cè)量出蠟塊的重力G， ④將蠟塊取下輕輕放入燒杯內(nèi)的水中，用小桶接排開(kāi)的水， 用測(cè)力計(jì)測(cè)

12、量出空小桶的和水的總重力G桶總； 分析與論證： 根據(jù)漂浮的特點(diǎn)，蠟塊的重力G即其受到的浮力， G桶總﹣G桶即為排開(kāi)水的重力， 比較G與G桶總﹣G桶的大小，若相等，則得出使用漂浮的蠟塊做實(shí)驗(yàn)遵循以上結(jié)論；否則不遵循以上結(jié)論。 【解析】（1）由圖A、C（或D），金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力： F浮＝G﹣F示＝2.7N﹣1.7N＝1N； （2）研究金屬塊受到的浮力大小與其排開(kāi)液體的體積有關(guān)，要控制排開(kāi)液體的密度相同， B、C兩圖中物體浸入的是同種液體，液體的密度是一定的，C圖中物體排開(kāi)水的體積比較大； C圖中物體受到的浮力等于：2.7N﹣1.7N＝1N，B圖中物體受到的浮力等于：2

13、.7N﹣2.2N＝0.5N。 由此得出：在液體的密度一定時(shí)，物體排開(kāi)液體的體積變大時(shí)，物體受到的浮力就會(huì)變大，由此說(shuō)明金屬塊受到的浮力大小與其排開(kāi)液體的體積有關(guān)； （3）研究金屬塊受到的浮力大小與其浸沒(méi)在液體中的深度的關(guān)系，要控制排開(kāi)液體的密度和體積相同，故 比較 ACD三圖可得出結(jié)論：金屬塊受到的浮力大小（大小相同）與其浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)； （4）金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力： F?。?N；根據(jù)阿基米德原理，F(xiàn)?。溅阉甮V排＝ρ水gV物＝1N； 故金屬塊的密度： ρ＝＝×ρ水＝×1.0×103kg/m3＝2.7×103kg/m3； （5）在實(shí)驗(yàn)中，排除測(cè)量誤差因素的影響，

14、興趣小組發(fā)現(xiàn)金屬塊排開(kāi)水的重力明顯小于所受的浮力，可能造成這種結(jié)果的原因：溢水杯沒(méi)有裝滿(mǎn)水，造成溢出水的體積小于排開(kāi)水的體積： （6）實(shí)驗(yàn)器材： 小木塊、彈簧測(cè)力計(jì)、蠟塊、細(xì)線、小桶、水； 實(shí)驗(yàn)步驟： ①用測(cè)力計(jì)測(cè)量出空小桶的重力G桶； ②將木塊墊在燒杯下一側(cè)作為溢水杯用，將燒杯內(nèi)裝滿(mǎn)水， ③將蠟塊用細(xì)線拴好，用測(cè)力計(jì)測(cè)量出蠟塊的重力G， ④將蠟塊取下輕輕放入燒杯內(nèi)的水中，用小桶接排開(kāi)的水， 用測(cè)力計(jì)測(cè)量出空小桶的和水的總重力G桶總； 分析與論證 根據(jù)漂浮的特點(diǎn)，蠟塊的重力G即其受到的浮力， G桶總﹣G桶即為排開(kāi)水的重力， 比較G與G桶總﹣G桶的大小，若相等，則得出使用

15、漂浮的蠟塊做實(shí)驗(yàn)遵循以上結(jié)論；否則不遵循以上結(jié)論 7．（2019?德州）在探究“浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中（如圖所示），小明先用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊的重力，然后將金屬塊緩慢浸入液體中不同深度，步驟如圖B、C、D、E、F所示（液體均未溢出），并將其示數(shù)記錄在表中： 實(shí)驗(yàn)步驟 B C D E F 彈簧測(cè)力計(jì) 示數(shù)/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9 （1）分析比較實(shí)驗(yàn)步驟A和　　，可得出：浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)；分析比較A、B、C、D可知：浮力大小與物體　　有關(guān)；分析實(shí)驗(yàn)步驟A、E、F可知：浮力的大小還與　　有關(guān)。 （2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)

16、據(jù)可知，F(xiàn)中液體密度　　（選填“大于”、“小于”或“等于”）水的密度。 （3）金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力大小是　　N，金屬塊密度為　　kg/m3．（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 【答案】（l）D、E；排開(kāi)液體的體積；液體的密度；（2）小于；（3）1；2.7×l03。 【解析】（1）研究物體受到的浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度關(guān)系，要控制排開(kāi)液體的體積和密度相同，只改變浸沒(méi)在液體中的深度，故由ADE圖可知，物體排開(kāi)液體的體積相同時(shí)，液體的密度相同，浸沒(méi)的深度不同，浮力相同，所以物體受到的浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)。 研究物體受到的浮力大小與物

17、體排開(kāi)液體的體積關(guān)系，要控制排開(kāi)液體的密度相同，由分析比較A、B、C、D可知，液體的密度相同時(shí)，物體排開(kāi)液體的體積不同，浮力不同，所以物體受到的浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)。 由分析比較A、E、F可知：圖知，排開(kāi)液體的體積相同，而排開(kāi)液體的密度不同，浮力大小不同，故可得出結(jié)論：物體受到的浮力大小與液體的密度有關(guān)。 （2）根據(jù)稱(chēng)重法可知：物塊在水中受到的浮力為：F?。紾﹣F＝2.7N﹣1.7N＝1N；物塊在另一液體中受到的浮力為：F浮′＝2.7N﹣1.9N＝0.8N； 根據(jù)阿基米德原理F?。溅岩篻V排知物體排開(kāi)液體的體積相同時(shí)，密度越大，受到的浮力越大，故F中液體密度小于水的密度。

18、（3）物塊在水中受到的浮力為：F?。紾﹣F＝2.7N﹣1.7N＝1N； V排=10﹣4m3 金屬塊的體積：V＝V排 金屬塊的質(zhì)量：m=0.27kg 金屬塊的密度：ρ=2.7×l03kg/m3 8．（2019福建）如圖，“驗(yàn)證阿基米德原理”的實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物體所受的重力G（圖甲）； ②將物體浸沒(méi)在水面恰好與溢口相平的溢水杯中，用空的小桶接從溢水杯里被物體排開(kāi)的水，讀出這時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)F（圖乙）； ③測(cè)出接水后小桶與水所受的總重力G1（圖丙）； ④將小桶中的水倒出，測(cè)岀小桶所受的重力G2（圖?。?； ⑤分別計(jì)算出物體受到的浮力和排開(kāi)的水所受的重力，并比較它

19、們的大小是否相同。 回答下列問(wèn)題： （1）物體浸沒(méi)在水中，受到水的浮力F?。健? 　，被排開(kāi)的水所受的重力G排＝　 　。（用上述測(cè)得量的符號(hào)表示） （2）指出本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因（寫(xiě)出兩點(diǎn)）： （a）　 　；（b）　 　。 （3）物體沒(méi)有完全浸沒(méi)在水中，　 ?。ㄟx填“能”或“不能”）用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證阿基米德原理。 【答案】（1）G﹣F；G1﹣G2；（2）（a）測(cè)力計(jì)的精度不夠，測(cè)量時(shí)測(cè)力計(jì)未保持靜止等；（b）小桶中的水未倒凈，排開(kāi)的水未全部流入小桶等；（3）能。 【解析】（1）根據(jù)稱(chēng)重法測(cè)浮力：物體浸沒(méi)在水中，受到水的浮力：F浮＝G﹣F； 被排開(kāi)的水所受的重力：G排

20、＝G1﹣G2； （2）實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因： （a）測(cè)力計(jì)的精度不夠，測(cè)量時(shí)測(cè)力計(jì)未保持靜止等； （b）小桶中的水未倒凈，排開(kāi)的水未全部流入小桶等。 （3）物體沒(méi)有完全浸沒(méi)在水中，按照上面的方法，能用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證阿基米德原理。 四、計(jì)算題 9.（2019湖南懷化）某容器放在水平桌面上.盛有足量的水，現(xiàn)將體積為1.25×10-4 m3，質(zhì)量為0.4kg的實(shí)心正方體放入水中.正方體不斷下沉.直到沉底，如圖所示。知ρ水=1.0x103kg/m3，g=10N/kg）求： （1）正方體受到的重力的大??； （2）正方體浸沒(méi)在水中受到的浮力的大小; （3）容器底部對(duì)正方體的支持力的大小和正方

21、體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)。 【答案】見(jiàn)解析。 【解析】（1）正方體受到的重力：G=mg=0.4kg×10N/kg=4N； （2）正方體浸沒(méi)在水中受到的浮力： F浮=ρ水gV排=1.0x103kg/m3×10N/kg×1.25×10-4 m3=1.25N； （3）容器底部對(duì)正方體的支持力：F支=G－F浮=4N－1.25N=2.75N ; 正方體對(duì)容器底部壓力：F=F支=2.75N ; 正方體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)：p=F/S=2.75N/2.5×10-3 m2=1.1×103Pa 10.（2019安徽省）將底面積S＝3×10﹣3m2高h(yuǎn)＝0.1m的鋁制圓柱體，輕輕地放入水槽中，使它靜止于水槽

22、底部，如圖（圓柱體的底部與水槽的底部不密合），此時(shí)槽中水深h1＝0.05m（已知ρ鋁＝2.7×103kg/m3 ， ρ水＝1.0×103kg/m3 ． g取l0N/kg）。求： （1）水對(duì)圓柱體底部的壓強(qiáng)p1 （2）圓柱體受到的浮力F浮； （3）圓柱體對(duì)水槽底部的壓強(qiáng)p2。 【答案】見(jiàn)解析。 【解析】（1）水的深度h1＝0.05m， 則水對(duì)圓柱體底部的壓強(qiáng)： p1＝ρ水gh1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m＝500Pa 答：水對(duì)圓柱體底部的壓強(qiáng)p1＝500Pa （2）由圖可知，圓柱體浸在水中的體積： V排＝S

23、h1＝3×10﹣3m2×0.05m＝1.5×10﹣4m3 ， 根據(jù)阿基米德原理可得，圓柱體所受的浮力： F?。溅阉甐排g＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣4m3×10N/kg＝1.5N 答：圓柱體受到的浮力F?。?.5N （3）圓柱體的重力： G鋁＝m鋁g＝ρ鋁V鋁g＝ρ鋁Shg＝2.7×103kg/m3×3×10﹣3m2×0.1m×10N/kg＝8.1N； 圓柱體靜止于水槽底部，由力的平衡條件可知圓柱體對(duì)水槽底部的壓力： F壓＝G鋁﹣F?。?.1N﹣1.5N＝6.6N， 則圓柱體對(duì)水槽底部的壓強(qiáng)： p＝F壓/S＝2.2×103Pa 答：圓柱體對(duì)水槽底部的

24、壓強(qiáng)p2＝2.2×103Pa 11．（2019北京）將物塊豎直掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，在空氣中靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1＝2.6N．將物塊的一部分浸在水中，靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2＝1.8N，如圖所示，已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。 求：（1）物塊受到的浮力；（2）物塊浸在水中的體積。 【答案】（1）物塊受到的浮力為0.8N； （2）物塊浸在水中的體積為8×10﹣5m3。 【解析】（1）由稱(chēng)重法可得物塊受到的浮力： F?。紽1﹣F2＝2.6N﹣1.8N＝0.8N； （2）由F?。溅阉甮V排可得，物塊浸在水中的體積： V排＝＝＝8×10﹣5m3。 11