10.2 阿基米德原理（讲义）-八年级物理辅导讲义（人教版）

人教版 八年级物理下册 第10章《浮力》

第2节 阿基米德原理 讲义

（知识点总结+例题讲解）

一、阿基米德原理：

1.阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受重力的大小。

2.公式：F浮 = G排 = ρ液g V排

（1）G排--物体排开的液体受到的重力；单位：牛（N）；

（2）ρ液--液体的密度；单位：千克每立方米(kg/m3)；

（3）g--重力加速度；g=10N/kg；

（4）V排--物体排开的液体的体积（等于物体浸入液体中的体积）；单位：立方米（m³）；

V排 = V浸

3.适用条件：液体（或气体）。

【例题1】如图所示，将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时浸没在水中，保持静止，绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是（   ）

A.F1＞F2

B.F1=F2

C.F1＜F2

D.无法确定

【变式练习1】沉船打捞人员完成水下打捞任务后，不断上升且未出水面的过程中，下列说法正确的是（　　）

A.所受浮力变大，压强变大      B.所受浮力变大，压强变小

C.所受浮力不变，压强变小      D.所受浮力不变，压强不变

【例题2】将重为5N的物体放入盛满水的容器中，容器溢出3N重的水，物体受到的浮力（ ）

A.可能等于2N    B.可能等于4N    C.一定等于3N    D.一定等于5N

【变式练习2】阿基米德原理在生产生活中有着广泛的应用，排水量就是其重要应用之一。2019年4月23日中国人民海军成立70周年海上阅兵活动中担负检阅舰任务的西宁舰是中国自主研制的052D型导弹驱逐舰，它代表了中国现役驱逐舰的最高水准，满载时的排水量为7500吨，则此时受到的浮力为____________N（g取10N/kg）。

【例题3】如图所示，水平桌面上放置一个电子秤，电子秤上有一盛水的溢水杯，杯内水面跟溢水口相平。现用弹簧测力计悬挂一个圆柱体铝块，将铝块缓慢地浸入水中，直到铝块完全浸没在水中为止，整个过程铝块未接触杯底和侧壁。则从铝块下表面开始接触水面到上表面刚没入水中的过程中（　　）

A.溢水杯底所受水的压力不变，电子秤的示数不变

B.溢水杯底所受水的压力变小，电子秤的示数变小

C.溢水杯底所受水的压力不变，电子秤的示数变小

D.溢水杯底所受水的压力变大，电子秤的示数变大

【变式练习3】如图，将水加至水杯的溢水口处，再将一铁块从液面开始，缓慢、匀速放入至杯底，排出的水流入右侧烧杯，下列说法错误的是（　　）

A.完全浸入后，随着铁块的深度逐渐增大，排出水的重力不变

B.溢出水的重力定等于该时刻铁块所受的浮力大小

C.浸入过程中，铁块所受拉力始终小于铁块的重力

D.铁块所受的浮力与铁块所处的深度有关，深度越大，所受得浮力越大

【例题4】下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景，以下步骤正确的是（　　）

A.实验中的所用金属块的重力为1N

B.在情景图B中存在的错误是溢水杯未注满水

C.纠正错误后，继续实验，在情景C中，金属块受到的浮力为3N

D.金属块排开的水所受的重力G排等于2N

【变式练习4】在探究阿基米德原理的实验中，有以下四个实验操作，合理的实验顺序是（　　）

A.甲→乙→丙→丁              B.丁→甲→乙→丙

C.乙→甲→丙→丁              D.丁→丙→乙→甲

【例题5】创新实验小组的同学设计了如图所示的实验装置“验证阿基米德原理”。（ρ水＝1.0×103kg/m3）

（1）如图所示，在物块从接触水面到刚好浸没水中的过程中，左边弹簧测力计的示数　 ，物块受到水的浮力　 　，水对溢水杯底部的压强　 　；（均选填“变大”、“变小”或“不变”）

（2）根据实验中所测的物理量可列等式　  　（用字母表示），从而验证了阿基米德原理；

（3）由实验中的数据可知，物块浸没在水中受到的浮力为　 　N，物块的体积为　 　cm3，物块的密度为　     　kg/m3；

（4）同学们用酒精代替水继续实验，发现此时的F3变大，说明浮力的大小与　 　有关；用酒精继续实验的目的是　   　（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）．

【变式练习5】小东用溢水杯、弹簧测力计、烧杯、水、重物及细线按照正确的操作步骤完成了“验证阿基米德原理”的实验。

（1）请根据图中的操作示意图排列出小东实验操作的正确顺序是　     　。

（2）物体所受浮力是　 　N，排开液体的重力是　 　N，小东的实验结果与阿基米德原理

　　   （选填“相符”或“不相符”）。

（3）小东根据实验过程计算出物体的体积是 　m3，进而计算出物体的密度是　 kg/m3（g取10N/kg）。

二、浮力的大小计算方法：

1.浮力本质：F浮＝F下－F上；

2.受力分析：F浮＝G－F拉；或F浮＝G＋F压；（具体情况具体分析）

3.浮力定义：F浮＝ρ液gV排；

4.漂浮悬浮：F浮＝G物。

【例题6】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15N；当把物体一半体积浸入水中时，测力计的示数为9N．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.5N B.7N

C.9N D.12N

【变式练习6】如图所示，先将溢水杯装满水，然后用测力计拉着重为4N、体积为100cm3的石块，缓慢浸没在水中，溢出的水全部收集到小空桶中，桶中水重为_______N，石块静止时，测力计示数为_______N。 (ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg)

【例题7】如图，弹簧测力计下挂有一个圆柱体，把它从盛水的烧杯中缓慢提升，直到全部露出水面，已知容器底面积为400cm2，如图甲所示．该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示．下列说法正确的是（　　）

A.圆柱体的高是5cm

B.圆柱体的密度是2×103kg/m3

C.圆柱体受到的最大浮力为10N

D.圆柱体的横截面积为100cm2

【变式练习7】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，然后将其逐渐浸入水中如图甲，图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象，则下列说法中错误的是（　　）

A．物体的体积是400cm3 

B．物体受到的最大浮力是4N 

C．物体的密度是2.25×103kg/m3 

D．物体刚浸没时下表面受到水的压力是5N

【例题8】将一石块挂在弹簧测力计的挂钩上，测力计的示数为14N，当将该石块完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数为10N，g＝10N/kg，水的密度为1×103kg/m3。求：

（1）该石块浸没在水中时受到的浮力；

（2）该石块的体积；

（3）该石块的密度。

【变式练习8】如图甲，将一个石块挂在弹簧测力计下端，称得石块的重为4N，如图乙，将石块浸没在水中，弹簧测力计的示数为2N，将石块浸没到另一种液体中时，弹簧测力计的示数为1.8N。计算：（g＝10N/kg）

（1）石块浸没在水中时，受到水的浮力。

（2）石块的密度。

（3）另一种液体的密度。

【例题9】有一正方体物块A，它的体积为V＝0.4×10﹣3m3，用弹簧测力计测出此物块A的重力为G＝10N，如图甲所示，然后将物块A浸没在水中，如图乙所示，g取10N/kg。求：

（1）物块A浸没在水中时受到的浮力的大小；

（2）物块A浸没在水中时弹簧测力计的示数。

【变式练习9】如图所示，弹簧测力计下面挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降（其底面始终与水面平行），使其逐渐浸没入水中某一深度处。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象。已知ρ水＝1.0×103kg/m3。求：

（1）圆柱体浸没时受到的浮力；

（2）圆柱体的密度。

三、浮力大小影响因素：

由阿基米德原理F浮 = G排 = ρ液g V排可知：

（1）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；

（2）而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关；

【例题10】探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N．下列分析正确的是（　　）

A.金属块a浸没在水中时，受到浮力的大小为0.3N

B.利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系

C.利用乙、丙，可以探究浮力的大小与物体密度的关系

D.利用丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系

【变式练习10】小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验，其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是（　　）

A.铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为1N

B.由甲、乙、戊三图可探究浮力大小与液体密度的关系

C.由甲、乙、丁三图可知，物体浸入液体的深度越深，所受浮力越大

D.再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体，可探究浮力大小与物体质量的关系

【例题11】在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，小明先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块缓慢浸入水中不同深度及某种液体中，步骤如图A、B、C、D、E、F所示（液体均未溢出）。并将其示数记录在表中。已知水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。

（1）步骤A中，弹簧测力计的示数为　  　N。

（2）做步骤C时，物体受到的浮力为　  　N。

（3）分析比较步骤A、B、C、D可知：浮力大小与物体　               　有关。

（4）分析比较步骤A、E、F可知：浮力的大小还与　                  　有关。

（5）分析比较步骤　              　可知：浮力的大小与物体所处的深度无关。

（6）步骤C和F中，物体受到的浮力大小关系怎样？（回答“C大”、“F大”或“相等”）

（7）根据实验数据及已知数据，能否计算获得F步骤中液体的密度？如果能，请写出结果；如果不能，请说明还缺少的条件。

【变式练习11】如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。

（1）如图甲，物体重　 　N．如图乙，把物体浸没在水中时，受到的浮力大小为　 　N。

（2）分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得：物体受浮力的大小与　          　有关。

（3）分析数据可知，物体A的密度为　         　kg/m3。

（4）若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关，应选择图中　 　（填字母）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。