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物理八年级下册10.1 浮力一课一练
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•知识点1 浮力产生的原因
•知识点2 探究影响浮力大小因素的实验
•作业 巩固训练
知识点1
浮力产生的原因
1、浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上的托力叫做浮力。
2、浮力的产生原因:物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力。
3、浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。
【典例1-1】(2023秋•黄浦区期末)如图所示,用细绳吊着柱体浸没在水中,柱体所受浮力为F浮,柱体上、下表面受到水的压力分别为F向下、F向上,下列关系式一定成立的是( )
A.F浮<F向下B.F浮<F向上C.F浮>F向下D.F浮>F向上
【典例1-2】(2023春•浑南区月考)(多选)下列情形与其对应的解释正确的是( )
A.图甲中高原地区要用高压锅煮饭,是因为高原地区气压高,水的沸点高
B.图乙中乒乓球浸没在水中,不能向上浮,是因为它不受浮力
C.将图丙中的自制气压计,从山脚拿到山顶的过程中,玻璃管中液面会上升
D.如图丁所示,水对A点的压强小于水对B点的压强
【典例1-3】(2023秋•长宁区期末)用细绳吊着某金属块并将其浸在水中,分别在图(a)、(b)、(c)所示位置保持静止,若金属块所受的拉力分别为F1、F2和F3,则F1 F2
F3,若液体对其上、下表面的压力差分别为ΔF1、ΔF2和ΔF3,则ΔF1 ΔF2。(均选填“>”“=”或“<”)
【变式1-1】(2023春•江汉区月考)如图所示,有一个重力为G的长方体浸没在液体中,其受到的浮力为F浮,液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2,下列说法不正确的是( )
A.长方体所有表面都受到液体压力
B.长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡
C.F1、F2和F浮的大小关系是F1﹣F2=F浮
D.若物体浸没于更深的位置,与图示位置相比,F1、F2之差不变
【变式1-2】(2023春•高唐县期末)如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验说明了浮力的方向 ,浮力产生的原因是物体上下表面受到的 。
【变式1-3】如图所示,游泳时手和脚向后划水,人会向前运动。推动人向前运动的力的施力物体是 ,此现象说明力的作用是 ,人在水中 (不受/受)浮力。
知识点2
探究影响浮力大小因素的实验
1、实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究影响浮力大小的因素。
(2)实验原理:F浮=G-F读。
(3)实验方法:称重法、控制变量法。
2、实验器材:弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块。
(1)弹簧测力计:测量拉力。
(2)细线:连接实验器材。
(3)小石块、金属块:实验对象。
(4)水、盐水:改变液体密度。
(5)烧杯:盛装液体。
3、实验步骤
步骤①用弹簧测力计测量石块在空气中的重力。
步骤②把石块慢慢浸入水中,直至石块完全没入水中,并观察弹簧测力计读数变化。
步骤③把水换成盐水,重复步骤②。
步骤④把小石块换成金属块重复上面三个步骤。
步骤⑤记录数据,整理器材。
4、实验结论及应用
(1)浮力大小跟浸入液体(水)中的体积有关。
(2)浸入液体中的体积一定时,浮力大小跟物体所在深度无关。
(3)比较步骤二、三可知,浸入液体中的体积一定时,浮力大小跟液体密度有关,密度大的浮力大。
【典例2-1】(2023•东西湖区模拟)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N,若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )
A.物体A的密度为3.2×103kg/m3
B.实验乙中,物体A受到的拉力为1.0N
C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
D.实验丁中,容器底部受到物体A的压力等于0.3N
【典例2-2】(2023春•宁国市期中)小芳同学在探究“浮力大小的影响因素”时,用弹簧测力计、小石块、烧杯、小桶等进行实验操作,如图所示a、b、c、d是四个步骤示意图。设四个图中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4,由四个图中 两个图的弹簧测力计的读数可以求出小石块受到的浮力为 ;如果关系式 成立,就可以得到著名的阿基米德原理。
【典例2-3】(2023春•胶州市月考)如图示,小海在做“探究影响浮力大小因素”实验。
(1)分析a、b、c,说明浮力大小与 有关。
(2)为探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用图 的装置来进行操作。
(3)物体浸没在盐水中所受浮力的大小为 。
(4)物体的密度为 kg/m3,盐水的密度是 kg/m3。(g=10N/kg)
(5)如图,溢水杯盛满密度为ρ1的液体时,把实心物块放入杯中,物块漂浮,溢出的液体质量为m1;溢水杯盛满密度为ρ2的液体时,把同一物块放入杯中,物块沉底,溢出的液体质量为m2。物块的密度为 。
【变式2-1】(2023春•安乡县期末)如图所示,小聪用一个长方体铝块探究影响浮力大小的因素。他先后将该铝块会平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,比较弹簧测力计示数大小。该实验探究的是下列哪个因素对浮力大小的影响( )
A.液体的密度B.物体的形状
C.物体排开液体的体积D.物体浸入液体的深度
【变式2-2】(2023秋•长宁区校级期中)如图所示是小李同学做“验证阿基米德原理”实验的情景,该实验的目的是为了定量研究浸没在水中的物体所受浮力大小与
的关系。实验过程中用 来表示物体所受浮力大小,用量筒中液面的两次示数差(V2﹣V1)来表示 。若阿基米德原理成立,则实验中各物理量之间应满足的关系式为 (ρ水表示水的密度,各物理量用符号表示)。
【变式2-3】(2023秋•昌平区期末)小京同学想探究浮力大小与液体密度、排开液体的体积是否有关,做了如甲、乙、丙、丁图所示的实验。请根据图中给出的信息,回答下列问题:
(1)物体A浸没在水中所受浮力为 N。
(2)根据图甲、图 和图丁可知,浮力的大小与液体密度有关。完成实验之后,小京发现根据这些实验及数据,还可以测出盐水的密度。
(3)已知水的密度为1.0×103kg/m3,则丁图中所用盐水的密度是 kg/m3。
1.(2023春•秀英区月考)以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.遨游太空的“天宫一号” B.空中上升的热气球
C.海上航行的“辽宁号” D.海中下潜的“蛟龙”号
2.(2023春•江油市期中)下列关于浮力的说法正确的是( )
A.浮力都是由水产生的
B.在不同的液体中,浮力的方向会不同
C.只有固体才能受到浮力的作用
D.浮力的方向与重力的方向相反
3.(2023春•思明区校级期中)某天,晓琳用细线绑住一个近似于长方形的小石块,并将它竖直悬置于一桶水中。当小石块浸没在水中时,她发现手受到的绳子的拉力变小了,这是因为( )
A.小石块的质量变小了
B.小石块所受到的重力消失了
C.小石块的上下表面存在压力差
D.小石块对水有压力
4.(2023春•西乡塘区校级月考)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,浮力为8N,上表面受到液体的压力为5N。下列说法正确的是( )
A.上表面所在深度为5cm
B.下表面受到液体的压力为13N
C.正方体上下表面受到液体的压强差一定为零
D.将液体换成水,正方体最终漂浮,其上下表面受到水的压力差变大
5.(2023春•香坊区校级月考)如图所示,洗手盆底部的出水口寒着橡胶制成的水堵头,则正确的是( )
A.水堵头不受水的压力作用,但受到水的浮力作用
B.水堵头不受水的压力作用,也不受水的浮力作用
C.水堵头受水的压力作用,不受水的浮力作用
D.此时水堵头受到非平衡力的作用
6.(2023春•临澧县期末)如图所示,同一物体以两种方法浸入水中,其向上、向下的压力差F甲和F乙的关系为( )
A.F甲<F乙B.F甲>F乙
C.F甲=F乙D.条件不足,无法确定
7.(2023春•桥西区校级期中)如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则下列说法中错误的是( )
A.A物体一定受浮力的作用
B.B物体一定受浮力的作用
C.C物体一定不受浮力的作用
D.D物体一定不受浮力的作用
8.(2023春•启东市月考)小雨用器材探究“圆锥形物体所受浮力大小与哪些因素有关”实验中,如图F,用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面,开始缓慢没入水中描绘的弹簧测力计示数F与圆锥形物体的浸入水中深度h的变化关系图像与图乙中相符合的是(已知物体高2cm)( )
A. B.
C. D.
9.(2023春•光泽县期中)浸入液体中的物体,通常要受到液体对它竖直向上的力,浮力的施力物体是 ,浮力的方向是 。
10.(2023春•喀什地区期末)如图所示,当向两端开口的容器内注水时,乒乓球 (填“会”或“不会”)浮起来,因为球的上下表面 (填“受”或“不受”)到液体向上的压力差。
11.(2023春•沧州期末)如图所示的圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互 ,其下表面受到液体向上的压力比上表面受到液体向下的压力 ,这就是浸没在液体中的物体受到浮力的原因。
12.(2023春•浑南区月考)如图所示,用细绳将一个重为5N的长方体系在容器底部,若长方体所受浮力为8N,则绳对长方体的拉力为 N,如果长方体上表面受到水的压力为7N,则长方体下表面受到水的压力为 N。
13.(2023春•广水市期中)为探究浮力大小与哪些因素有关,小高设计了如图所示的实验,请回答:
(1)物块a完全浸没水中受到的浮力是 N;
(2)比较b、c两图可知,物体浸在水中的体积越大,受到的浮力 ;
(3)比较图 和图e可知,物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(4)分析c、d两次实验,说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟 无关。
14.(2023春•东丽区校级期中)某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。其中,铜块和铝块的体积相等。
(1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是 N;
(2)由①③④⑤四个步骤可知,浮力的大小与 有关,与 无关;
(3)比较①④⑦三幅图可得出的结论是浮力的大小跟 有关;
(4)要探究物体所受浮力的大小是否与物体的密度有关,应选取①④和 进行对比分析。
15.(2023春•江汉区月考)小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的烧杯,分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(g取10N/kg)
(1)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与 有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用 三图装置来进行操作;选用甲丁戊三图可探究浮力大小与 有无关系;
(3)对比乙图,丙图水对烧杯底部的压力增加了 N;
(4)用图示实验数据测出盐水的密度是 kg/m3;
(5)在乙图中画出正方体物块受到的浮力的三要素。
16.(2023春•江夏区校级月考)如图所示,为了探究浮力的大小,某同学将一个挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中,分别记下圆柱体下表面所处的深度h、弹簧测力计相应的示数F,并将实验数据记录在下表中。
(1)如图是第2次实验的情景,金属块的重力为 N,此时金属块所受浮力的大小为 N。
(2)分析表中第4次和第5次实验数据,说明浸没在液体中的物体受到的浮力大小与深度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)第6次实验中,金属块所受浮力的大小为 N,容器底对金属块的支持力大小为 N。
17.(2023秋•丰台区期末)如图是验证阿基米德原理的实验步骤示意图,依次读出甲、乙、丙、丁图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。
(1)物块受到的浮力F浮= 。
(2)物块排开的液体受到的重力G排液= 。
(3)若F1﹣F2 F4﹣F3,则说明本次实验结果符合阿基米德原理。(选填“=”或“≠”)
18.(2023秋•宝山区期中)如图所示,某同学做“探究浮力大小与物体的形状是否有关”的实验:
【问题】浮力大小与物体的形状是否有关?
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
(1)如图(a),用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为 牛;
(2)如图(b),将一块橡皮泥浸没在水中,读出弹簧测力计的示数为 牛;
(3)如图(c),将同一块橡皮泥捏成实心五边体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
(4)如图(d),将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
①图(b)中橡皮泥受到的浮力大小为 牛;
②由以上实验可知,浮力大小与物体的形状 (选填“有关”或“无关”)。
【交流】
③本实验在其它因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为 ;
④在第(4)步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小 (选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与 无关;
⑤若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋替代弹簧测力计,能否完成本实验? (选填“能”或“不能”)。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/cm
0
4
8
10
12
16
F/N
6.75
5.75
4.75
4.25
4.25
2.00
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