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人教版(2024)八年级下册(2024)第1节 浮力练习
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这是一份人教版(2024)八年级下册(2024)第1节 浮力练习,文件包含专题16浮力原卷版docx、专题16浮力解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共41页, 欢迎下载使用。
第十章 浮力
专题16.浮力
1.物理观念:了解浮力的概念和产生原因,理解浮力的方向是竖直向上的。
2.科学思维:知道力的合成和平衡力的条件,会运用控制变量法解决疑难。
3.科学探究:(1)学习并掌握利用称重法测量浮力的大小。
(2)通过探究影响浮力大小的因素,培养学生的发现问题、提出问题、猜想能力、设计实验以及归纳总结等能力。
4.培养学生的归纳总结并表达能力,同时树立学生合作意识,使学生具有积极进取与勤于思考精神,进而培养学生物理素养。
知识点1.浮力的概念及产生的原因
1. 定义:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上的力,这个力称为浮力。
(1)方向:竖直向上。
(2)施力物体:液体或气体。
2. 浮力产生的原因:
(1)浮力产生的原因:浸在液体(气体)中的物体,其受到液体(气体)向上的压力总大于向下的压力,这个压力差就等于浮力。即F浮=F向上-F向下
特别注意:在分析物体在液体里受力时,浮力等于两个压力之差,那么说物体受到浮力了,就不要再说还受两个压力了。
3.浮力示意图画法:用带箭头的线段表示物体所受到的力。线段起点表示力的作用点;线段长度表示力的大小;箭头表示力的方向。浮力的方向总是竖直向上.浮力的作用点一般画在重心上。
知识点2.浮力的测量(称重法测浮力)
1. 器材:弹簧测力计、铝块、烧杯、水、细线。
2. 测量过程:
①用弹簧测力计测出铝块在空气中的重力G;
②用弹簧测力计测出铝块浸在水中的拉力F拉;
③计算铝块受到的浮力
对铝块浸在水中进行受力分析(如上图)可知,物体在竖直方向受到竖直向下的重力G和竖直向上的拉力和浮力,根据同一直线上二力的合成知:铝快受到向上的合力为F合=F拉+F浮
铝快受到向下的力为重力G
据二力平衡可得:F合=G
即F合=F拉+F浮=G
所以
知识点3.探究影响浮力大小因素的实验
说明:1.比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
2.比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
3.比较图C和图D可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
4.图E中物体受到浮力大小为0.8N。
5.比较图C和E可知,水对杯底部的压强大于酒精对杯底部的压强。
结论:物体在液体中所受的浮力大小,跟它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大 、液体的密度越大,物体所受浮力就越大。
浸在水中的物体与容器底部紧密接触,且接触处无水渗入时,物体是否受到浮力存在模糊认识
浸在水中的物体与容器底部紧密接触,且接触处无水渗入(即不受水对其有向上的压力)时,如图,甲不受浮力,乙受浮力。
甲物体形状规则,左右前后受到水的压力合力为0,上表面受到水的压力,但下表面不受水的压力,整体而言物体受到的压力差为负值,这时我们说物体不受浮力,但物体整体而言受水向下的压力作用,也受容器底向上的支持力作用,当然也受重力,这样的三个力使物体保持静止状态。
乙物体形状不规则,上表面受到水的压力,侧面整体受到向上的压力不为0,所以乙物体受到浮力。这时物体乙能保持静止的原因是它受到向上的浮力、竖直向下的重力、向上的支持力三个力作用,三力合力为0。
考查角度1. 浮力与浮力产生的原因(含作图)
1. 浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)向上托的力。叫做浮力。
2.浮力的方向是竖直向上。
3.浮力产生的原因:浸在液体里的物体上下表面受到的压力差。用公式表示即
F浮=F下- F上。
4. 关于浮力的两个特殊位置
①如图甲所示,当物体部分浸入液体时,物体的上表面不受液体的作用,则F浮=F向上。
②如图乙所示,当物体浸没在液体中,并且物体的下表面与容器底部紧密接触时,物体的下表面不受液体的作用,即F浮为0,此时物体不受浮力的作用。如:水中的桥墩、陷在淤泥中的物体等都不受浮力的作用。沉底的物体,下表面不与容器底密合时受到浮力。
5.浮力示意图要求
(1)要做到“三定二标”:定作用点、定方向、定长度,标箭头和力的符号。
(2)用实心小圆点标出作用点:浮力的作用点一般画在重心上。
(3)用箭头标出力的方向:浮力的方向竖直向上。
(4)用英文字母标出力的符号:如浮力用符号F浮表示。
【例题1】如图所示,重为8N的长方体木块悬浮在液体中,两个相对的侧面所受液体的压力合力为 N。如果上表面受到液体压力F1=5N,则下表面受到液体压力F2= N。
考查角度2. 称重法求浮力
称重法测浮力基本思路:浮力等于物体重减去物体在液体中的弹簧秤读数,即F浮= G—F弹
【例题2】如图所示,用弹簧测力计测物体受到的浮力,由图(a)可知,物体受到的重力为 牛;如图(b),当部分浸入水中时,物体受到的浮力为 牛;若如图(c)所示将物体全部浸没在水中,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
考查角度3. 探究浮力大小与哪些因素有关
解决浮力的大小跟哪些因素有关的探究实验基本思路样例
【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关?
【猜想与假设】
(1)浮力的大小可能跟物体浸在液体中的深度、体积有关。
(2)浮力的大小可能跟液体的密度有关。
(3)浮力的大小可能跟物体的密度有关。
【设计实验】取弹簧测力计、体积相同的铁球和铜球、盛有相同体积盐水和水的烧杯,利用称重法测量不同情况下铁球或铜球受到的浮力,来验证猜想。
【进行实验与收集数据】
(1)探究浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度的关系
按下图所示,测出铁球的重力和浸没在相同液体中的不同深度时弹簧测力计的拉力,并记录在表格中。
实验结果:
(2)探究浮力的大小跟物体浸在液体中的体积的关系
按下图所示,测出铁球的重力和浸在相同液体中体积不同时弹簧测力计的拉力,并记录在表格中。
实验结果:
(3)探究浮力的大小跟液体的密度的关系
按下图所示,测出铁球的重力和浸没在密度不同的液体中时弹簧测力计的拉力,并记录在表格中。(注意铁球浸没的深度相同)
实验结果:
(4)探究浮力的大小跟物体的密度的关系
按下图所示,分别测出体积相同的铜球和铁球的重力以及浸没在水中时弹簧测力计的拉力,并记录在表格中。(注意浸没的深度相同)
实验结果:
【实验结论】物体在液体中所受的浮力的大小,跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
【注意事项】(1)在探究过程中,应注意沿竖直方向拉弹簧测力计,并且物体不能与容器底部或侧壁相接触。
(2)读数时,应等弹簧测力计示数稳定后再读数。
(3)实验时烧杯内的液体体积要适中,应以能浸没物体又不溢出液体为准。
(4)探究过程中,把物体浸入液体时要缓慢,以免溅出液体。
【例题3】如图所示,是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验和实验过程中弹簧测力计的示数,。
(1)金属块A浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)分析乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与 有关,分析丙、丁两图实验数据可得:浮力大小跟物体浸没在水中的深度 (选填“有关”或“无关”);分析 两图可知,浮力大小跟液体密度有关;
(3)由图中数据可算出金属块A的密度是 ,盐水的密度是 ;
(4)在测完密度后,小明把A竖直放入一个底面积为20cm2且足够高的柱形容器(质量不计)底部,A的高度为20cm,并将柱形容器放在水平桌面上,然后向容器内缓慢倒入水,A始终直立,当水对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为2∶3时,水槽内水的体积为 。
1. 以下事例中没有受到浮力的物体是( )
A.遨游的空间站 B.航行的福建舰 C.下潜的“奋斗者”号 D.上升的热气球
2. 探究浮力实验时,小青将重为6N的长方体铝块浸在水中,如图所示,铝块上表面刚好与水面相平,此时弹簧测力计示数为2.8N,长方体铝块下表面受水的压力为( )
A.8.8NB.2.8NC.3.2ND.6N
3.如图是某同学进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时其中的一次实验情景。根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( )
A. 探究浮力与液体质量的关系 B. 探究浮力与液体体积的关系
C. 探究浮力与液体密度的关系 D. 探究浮力与液体深度的关系
4. 在“测量浮力大小”的实验中,由图甲可知金属块受到的重力是______N,现将金属块完全浸没到水中,弹簧测力计的示数变为如图乙所示,则金属块受到水的浮力是______N。
5. 一实心铜块挂在弹簧测力计上,在空气中称时,弹簧测力计的示数是4.8N,把它一半浸入水中称时,弹簧测力计的示数为2.6N,则铜块全部浸入水中受到的浮力是 牛,方向 。两个物体分别挂在两个完全相同的弹簧测力计下,将它们同时浸没在同一杯水中,两个弹簧测力计的示数减小值相同,那么这两个物体必有相同的 (填物理量)。
6. 如图所示,容器中盛有水,用细线吊着一个实心铁块静止在水中。请在图中画出铁块所受力的示意图。
7. 如图所示,小球悬浮在水中,作出小球受到的重力与浮力的示意图。
8. 探究“影响浮力大小的因素”时,小红做了如图所示的实验。请根据她的实验探究,回答下列问题:
(1)比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的________有关。
(2)比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的________有关。
(3)比较图C和________可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)图E中物体受到浮力大小为________N。
(5)比较图C和E可知,水对杯底部的压强_____(选填“大于”“小于”或“等于”)酒精对杯底部的压强。
9. 如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)通过甲、丙、丁三个图进行比较,说明浮力的大小与 无关。
(2)乙图中物体受到的浮力是 。
(3)比较 三个图可得出结论:浮力的大小与液体密度有关。
(4)他还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,于是找来橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一,将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二,将橡皮泥捏成“碗状”再放入盛水的烧杯中,让它漂浮在水面上。
通过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力 (填“大于”、“小于”或“等于”)第二次橡皮泥受到的浮力;
小明得到的结论是:物体受到的浮力大小与其形状有关,他得出错误结论的原因是 。
10. 李静同学进行了如图所示的实验:她先测量出容器中水深为20cm,然后将一挂在弹簧测力计下的长方体物块缓慢地浸入水中(完全浸没时水不会溢出)。实验过程中,并测量出对应情况下容器中水的深度h,实验数据如表:
(g取10N/kg,)
(1)物块的重力是多大?
(2)在物块完全浸入水中时,其受到的浮力为多大?
1.(2022广西北部湾)在“天宫课堂”中,航天员王亚平展示了“浮力消失”的实验。在中国空间站微重力环境中,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在中国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,乒乓球的质量为零
B. 图甲中,水所受的重力几乎为零,因此“浮力消失”
C. 图乙中,乒乓球上浮时所受的浮力小于所受的重力
D. 图乙中,乒乓球上浮时水对容器底部的压强变大
2. (2024山东青岛)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
3.浸在液体中物体一定受到浮力吗?老师做了如图所示的实验:取一只去底的矿泉水透明塑料瓶,瓶口朝下,瓶口略小于乒乓球。放入乒乓球,往塑料瓶里面注水,发现有水从塑料瓶口漏出,乒乓球没有浮起,出现这一现象的原因: ;用瓶塞(或手)堵住漏水的瓶口,一段时间后你能观察的现象: 。
4. (2023江苏扬州) 如图,作出漂浮在水面上的物体所受的重力和浮力的示意图。
5. (2024贵州省)如图甲所示,将两实心正方体金属块A和B(mA=mB,VA
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