資源簡介

例1、如圖所示，物體懸浮在水中，水對物體向上、向下的壓力分別為F2和F1，下列說法正確的是（　　）
A．F1與F2是一對相互作用力
B．F2與F1的差等于物體的重力
C．由于物體靜止不動，F1與F2是一對平衡力
D．因為物體上表面距液面的距離大于物體下表面距容器底的距離，所以F1＞F2。
例2、水平桌面上兩個完全相同的甲、乙容器，裝有等量的水，用兩個完全相同的橡皮泥，一個捏成實心，一個捏成碗狀，分別放入其中，如圖所示。若兩塊橡皮泥受到的浮力分別為F浮甲、F浮乙；甲、乙容器對水平桌面的壓力分別為F甲、F乙，則（　　）
A．F浮甲＜F浮乙 B．F浮甲＝F浮乙
C．F甲＜F乙 D．F甲＞F乙
例3、小濱同學看到雞蛋浮在鹽水上面，如圖所示，于是，他沿杯壁緩慢加入清水使雞蛋下沉，在此過程中，雞蛋受到的浮力F隨時間t的變化圖象可能是（　　）
A． B．
C． D．
例4、一個盛有鹽水的容器中懸浮著一個雞蛋，容器放在斜面上，如圖所示。圖上畫出了幾個力的方向，你認為雞蛋所受浮力的方向應是（　　）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
例5、興趣小組利用彈簧測力計、物塊、溢水杯、小桶、鐵架臺等器材驗證阿基米德原理。（細線的質量和體積均忽略不計）
（1）同學們發現溢水杯中未裝滿水，如圖甲所示，這樣實驗會使測得的溢出水的重
（填“偏大”或“偏小”）。
（2）溢水杯裝滿水后，將物塊浸沒在水中，如圖乙所示，物塊受到的浮力為 N，物塊受到的浮力大小與它排開水所受的重力大小 。
（3）繼續實驗，將物塊浸沒在裝滿酒精的溢水杯中，如圖丙所示，發現F5＞F3，說明物塊受到的浮力大小與 有關。換用酒精再次實驗的目的是 （填“減小誤差”或“尋找普遍規律”）。
例6、如圖所示，圖甲中彈簧測力計的示數為30牛，圖乙中彈簧測力計的示數為20牛，g取10牛/千克。求 ：
（1）圖乙中A物體受到的浮力。
（2）A物體的體積。
1.取一只瓶口直徑略小于乒乓球直徑的透明塑料瓶，將瓶底切去后，塑料瓶倒立放置，將乒乓球放入瓶中，且保持瓶口朝下，往塑料瓶里注水，乒乓球靜止不動，用手掌堵住瓶口，乒乓球向上運動。演示此實驗主要用于（　　）
A．探究液體壓強的特點 B．研究物體的沉浮條件
C．證明大氣壓強的存在 D．解釋浮力產生的原因
2.兩個相同的燒杯中分別裝滿了兩種不同的液體，把甲、乙兩球分別輕輕放入兩杯液體，最后處于如圖所示狀態。甲、乙排開液體的重力相等，甲、乙所受浮力相比（　　）
A．甲所受浮力更大
B．乙所受浮力更大
C．甲、乙所受浮力一樣大
D．不知道液體密度無法比較浮力大小
3.把木塊放入裝滿水的溢水杯中，溢出水的體積為V1，如圖甲所示。用細針緩慢將該木塊全部壓入水中，溢出水的總體積為V2，如圖乙所示，忽略細針的體積。則正確的是（　　）
A．木塊全部壓入水中靜止時，細針對木塊的壓力大小為ρ水g（V2﹣V1）
B．木塊的質量為ρ水V2
C．木塊的密度為ρ水
D．木塊壓入水的過程中，溢水杯底受到水的壓強先增大后不變
4.如圖是某﹣海底隧道的施工現場，起重船將圓柱形物體放入水中至全部浸沒的過程中，起重船所受浮力大小的變化是（　　）
A． B．
C． D．
5.如圖是小科驗證“阿基米德原理”的實驗操作。
請根據小科的實驗過程回答下面問題：
（1）圖2中對溢水杯中的水量有何要求？ 。
（2）在圖3的操作過程中，觀察到橡皮在繼續下沉，而彈簧測力計的示數不變。請分析彈簧測力計的示數不變的原因 。
（3）小科用彈簧測力計測得空桶的示數為F1，圖1、3、4中彈簧測力計的示數分別為F2、F3、F4，那么當滿足關系式時 （用字母表達式表示），阿基米德原理就得到了驗證。
6．飛艇的體積是2000米3，自重4900牛，空氣的密度為1.29千克/米3。
（1）在空氣中，飛艇受到的浮力為多大？
（2）該飛艇在勻速升空時，其最大載重量為多少牛？(g取10牛/千克)
1.如圖所示，A和B是自由移動的物體，C和D是容器本身凸起的一部分，現在往容器中注入一些水，四個物體靜止后位置如圖所示，則沒有受到浮力的是（　　）
A．物體A B．物體B C．C部分 D．D部分
2.2022年6月17日，我國第三艘航空母艦“福建艦”正式下水。該艦下水后，將按計劃開展系泊試驗和航行試驗。如圖能正確表示其下水后所受浮力的方向的是（　　）
A． B．
C． D．
3.愛動腦的小科在泡腳時，很好奇盆內起按摩作用的凸起甲、乙、丙、丁（如圖）是否也受到浮力作用。下列判斷正確的是（　　）
A．甲、乙受到浮力作用
B．甲、丙受到浮力作用，乙、丁不受浮力作用
C．丙、丁受到浮力作用
D．甲、丙不受浮力作用，乙、丁受到浮力作用
4.科學研究小組設計了如下實驗方案來驗證阿基米德原理。
（1）為了減小誤差，同學們對實驗方案進行了優化，正確的操作順序是 ；
（2）優化實驗方案后，他們進行了實驗并記錄的實驗數據如表所示。
待測物體重（G物/N） 空桶重（G桶/N） 彈簧測力計讀數（F/N） 液體與桶總重（G總/N）
1.1 0.2 0.68 0.58
①待測物體在液體中受到的浮力為 N；
②分析實驗數據可知排開液體所受重力要比浮力略小。從b步驟分析可能的原因是 。
A.注入出水杯中的液體略低于與水口
B.將物體快速浸沒到液體中
C.物體沒有完全浸沒
D.取出物體時帶走了部分液體
5.如圖所示為一個氦氣球升空裝置，氣球材料與附屬裝置(空載時)自身總重力為200N，體積為20m3，設空氣密度為1.3kg/m3，試求．
（1）氦氣球在空氣中受到的浮力是多大？(不計附屬裝置的體積)
（2）要使該氫氣球懸浮在空氣中，該氣球最大(裝)載重量為多少千克？
答案及解析
例1、B
【解答】解：
物體懸浮在水中，物體受到三個力的作用：豎直向下的重力G、豎直向下的壓力F1、豎直向上的壓力F2；此時物體受力平衡，則：G＝F2﹣F1；根據浮力產生的原因可知，浮力等于物體上下表面的壓力差，即浮力為：F2﹣F1，懸浮時，浮力等于重力，則F2與F1的差等于物體的重力；
所以液體內部壓強的大小與深度有關，深度越深，壓強越大，根據F＝pS可知，F2＞F1，所以F1與F2既不是相互作用力，也不是平衡力；
綜上所述：B正確、ACD錯誤。
故選：B。
例2、A
【解答】解：AB、由圖可知，在甲中橡皮泥沉底，則橡皮泥的浮力小于重力；在乙中，橡皮泥漂浮，受到的浮力等于重力，完全相同的兩個橡皮泥的重力相等，故兩個橡皮泥所受浮力關系為：F浮甲＜F浮乙，故A正確，B錯誤；
CD、甲、乙兩個容器完全相同，原來裝有等量的水，兩個橡皮泥完全相同，
則甲、乙容器的總重力相等，
因為容器對水平桌面的壓力等于容器的總重力，
所以容器對水平桌面的壓力關系為：F甲＝F乙，故CD錯誤。
故選：A。
例3、D
【解答】解：
∵雞蛋漂浮和懸浮時所受浮力等于雞蛋的重力
∴雞蛋受到的浮力F隨時間t的變化圖象應該是開始浮力不變，
∵雞蛋逐漸下降，當雞蛋浸沒水后，雞蛋排開水的體積不變，
∴隨著鹽水密度減小，根據公式F浮＝ρgV排可知雞蛋所受浮力逐漸減小，但不會減小到0，
由此分析可知：選項ABC錯，D正確；
故選：D。
例4、C
【解答】解：雞蛋懸浮在液體中，此時雞蛋上、下表面受到的液體壓力不同，
這個壓力差就是雞蛋所受的浮力，因浮力的方向總是豎直向上的，所以F3正確；
故選：C。
例5、解：（1）溢水杯中未裝滿水，這樣實驗會使測得的溢出水的重力小于物塊實際排開水的重力，得的溢出水的重力偏小；
（2）由甲、乙兩圖可知，物塊的重力為：G＝F1＝4N，
物塊浸沒在水中時，測力計的示數為：F3＝3N，
所以物塊受到的浮力為F浮＝G﹣F3＝4N﹣3N＝1N；
由實驗步驟甲和乙知，物塊排開的水所受的重力：G排＝F4﹣F2＝1.5N﹣0.5N＝1N；因此，物塊排開的水所受的重力等于物塊浸沒時溢水杯流入空桶中水的重力；
（3）由乙、丙兩圖可知，將物塊浸沒在裝滿酒精的溢水杯中時，物塊排開酒精的體積與排開水的體積相同，而F5＞F3，在物塊的重力不變時，由F浮＝G﹣F示可知，物塊受到的浮力變小了，這說明浮力的大小與液體的密度有關；換用酒精再次實驗的目的是尋找普遍規律。
故答案為：（1）偏小；（2）1；相等；（3）液體的密度；尋找普遍規律。
例6、（1）根據甲圖可知，物體A的重力G=20N；
那么圖乙中A物體受到的浮力F浮力=G-F拉=30N-20N=10N；
（2）A物體的體積。
【解析】【分析】（1）根據F浮力=G-F拉計算物體受到的浮力；
（2）已知浮力根據計算A物體的體積。
1.D
【解答】解：往塑料瓶里注水，乒乓球下表面受到的壓力為0，上表面受到的水的壓力不為0，受到的合力方向向下，乒乓球靜止不動；用手掌堵住瓶口，乒乓球浸沒水中，因為乒乓球受到的浮力（上下表面產生了壓力差）大于重力，乒乓球將向上運動，所以演示此實驗主要用于解釋浮力產生的原因。
故選：D。
2.C
【解答】解：根據阿基米德原理可知：F浮甲＝G甲排，F浮乙＝G乙排，
已知甲、乙排開液體的重力相等，所以F浮甲＝F浮乙。
故選：C。
3.A
【解答】解：AB、木塊漂浮在水面上時，由漂浮條件可知F浮＝G木；
因為木塊所受到的浮力F浮＝ρ水gV1，所以ρ水gV1＝mg，
則木塊的質量m木＝ρ水V1，故B錯誤；
木塊完全浸沒時受到的浮力：F浮＝ρ水gV2，
木塊完全浸沒時，由力的平衡條件可得：F浮＝F壓+G木，
所以細針對木塊的壓力（最大壓力）：
F壓＝F浮﹣G木＝ρ水gV2﹣mg＝ρ水gV2﹣ρ水V1g＝ρ水g（V2﹣V1），故A正確；
C、木塊的密度為：ρ木，故C錯誤；
D、緩慢下壓木塊的過程中，溢水杯中水的深度不變，由p＝ρgh可知，溢水杯底部受到水的壓強不變，故D錯誤。
故選：A。
4.A
【解答】解：起重船受豎直向上的浮力、豎直向下的重力，重物對船向下的拉力，重力始終不變，當物體逐漸浸入水時，根據F浮＝ρ液gV排知，浮力逐漸增大，根據F浮＝G﹣F知，拉力逐漸減小，船受到的浮力逐漸減小，等物體全部浸沒后浮力不變，物體受拉力不變，船的浮力不變，
浸沒前圓柱形物體排開液體的體積與深度成正比，因而拉力與深度是一次函數，圖像是直線，圖A符合題意。
故選：A。
5.解：（1）物體放入水中前，溢水杯應裝滿水，這樣在實驗時，橡皮排開的水才能全部流入小桶內，使得所測量得的排開水的重力等于橡皮排開水的重力；
（2）在圖3的操作過程中，橡皮浸沒后，繼續下沉，排開水的體積不變，由F浮＝ρ液gV排可知，橡皮受到的浮力不變，根據F＝G﹣F浮可知，測力計示數不變；
（3）橡皮所受浮力為：F浮＝G﹣F拉＝F2﹣F3；
橡皮排開水的重力為：G排＝F4﹣F1；
當F浮＝G排，即F2﹣F3＝F4﹣F1；成立時說明阿基米德原理成立。
故答案為：（1）溢水杯應裝滿水；
（2）橡皮浸沒后，繼續下沉，排開水的體積不變，由F浮＝ρ液gV排可知，橡皮受到的浮力不變，根據F＝G﹣F浮可知，測力計示數不變；
（3）F2﹣F3＝F4﹣F1。
6．（1）在空氣中，飛艇受到的浮力：
F浮力=ρ氣gV排=1.29kg/m3×10N/kg×2000m3=25800N。
（2）當飛艇勻速上升時，它受到的總重力與浮力相互平衡，
即F浮力=G+G貨物；
25800N=4900N+G貨物；
解得：G貨物=20900N。
【解析】【分析】（1）根據阿基米德原理F浮力=ρ氣gV排計算飛艇受到的浮力；
（2）對飛艇進行受力分析，根據二力平衡的知識計算出最大載重量。
1.C
【解答】解：
A、A物體上表面沒有受到水的壓力，但下表面受到水的壓力，因此水對A物體上下表面產生了向上的壓力差，故A物體受浮力的作用，故A不符合題意；
BD、由圖可知，水對BC物體上下表面產生了壓力差，故BD物體都受浮力的作用，故BD不符合題意；
C、C物體上表面受到水的壓力，但下表面沒有受到水的壓力，因此水對C物體上下表面沒有產生向上的壓力差，故C物體不受浮力的作用，故C符合題意。
故選：C。
2.C
【解答】解：“福建艦”下水后所受浮力的方向是豎直向上的，故C正確、ABD錯誤。
故選：C。
3.A
【解答】解：盆內起按摩作用的凸起丙、丁的上表面受到水對它們向下的壓力，但下表面沒有受到液體向上的力，故液體壓力差方向豎直向下，與浮力方向相反，故不受浮力；盆內起按摩作用的凸起甲、乙的上下表面均受到水對它們的壓力，壓力差方向豎直向上，故受浮力；
故選：A。
4.解：（1）要先測物體的重力和空桶的重力，然后再把物體沒入水中，測出物體受到的浮力，最后再測出桶和溢出水的重力，故正確的操作順序為adbc；
（2）①物體受到的浮力F浮＝G﹣F拉＝1.1N﹣0.68N＝0.42N；
②排開液體重力G排＝G總﹣G桶＝0.58N﹣0.2N＝0.38N，排開液體所受重力要比浮力略小，說明排開的液體少，即水杯的液體沒有到達水口，會造成桶內的水減少，故A正確，BCD都不會影響排入小桶內水的質量，所以不會影響排開水的重力，故選A。
故答案為：（1）adbc；（2）①0.42；②A。
5.（1）根據阿基米德公式可知，F浮=ρ氣gV排=1.3kg/m3×10N/kg×20m3 =260N。
（2）懸浮時物體所受浮力等于重力，因此G載=F浮-G=260N-200N=60N，因此最大載重m貨=G載/g=60N÷10N/kg=6kg。
【解析】【分析】物體在氣體或液體中所受浮力大小均可用阿基米德公式進行計算。若物體處于漂浮或懸浮狀態，則可用物體的浮沉狀態來計算物體浮力。
2023-2024學年上學期浙教版科學八年級“沖刺重高”講義（二）
水的浮力（1）
思維導圖

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