八年级物理下册第十章浮力基础知识必备(新版)新人教版

1畅游学海敢搏风浪誓教金榜题名。决战高考，改变命运。凌风破浪击长空，擎天揽日跃龙门浮力考点一浮力1．定义：浸在液体中的物体受到向上的力，浮力的方向竖直向上。2．产生浮力的原因：浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，这就是浮力产生的原因。3．决定浮力大小的因素：物体在液体中所受浮力的大小，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，浮力就越大。考点二阿基米德原理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的重力。这就是著名的阿基米德原理。2．浮力公式：F浮＝G排，根据G排=m排g=ρ液gV排还可以推导公式F浮＝ρ液gV排。3．F浮＝G排＝ρ液gV排中物理量及单位：F浮表示浮力，单位为N；G排表示排开液体的重力，单位为N，ρ液表示液体密度，单位为kg/m3；V排表示排开液体的体积，单位为m3。4．公式的适用范围：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。考点三物体的浮沉条件及应用1．物体的浮沉条件：物体在液体中处于什么状态，主要取决于物体所受的浮力和重力的大小关系，也可由物体的密度和液体的密度的大小关系来判断：（1）当物体浸没在液体中时，它的浮或沉决定于它所受到的浮力和重力的大小关系。①当F浮G物时，物体上浮；②当F浮G物时，物体下沉；③当F浮=G物时，物体悬浮；（2）当物体部分浸在液体中时，若F浮=G物，物体漂浮。2．浮力的应用（1）密度计（2）盐水选种（3）潜水艇（4）气球和飞艇（5）轮船3．计算浮力方法：①称量法：F浮=G-F（用弹簧测力计测浮力）。②力差法：F浮=F向上-F向下（用浮力产生的原因求浮力）③漂浮、悬浮时，F浮=G（二力平衡求浮力）；2④F浮=G排或F浮=ρ液gV排（阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）【典例1】在甲、乙两个完全相同的玻璃缸中装满水，缸中水面分别漂浮着一只玩具鸭，如图所示．设甲、乙两缸底受到水的压强分别为p甲、p乙，两只玩具鸭受到的浮力分别为F甲、F乙，下列判断正确的是（）A．p甲＞p乙B．p甲＜p乙C．F甲＞F乙D．F甲＜F乙【典例2】如图所示，把同一个玩具分别放入水、盐水中，若在水中所受浮力为Fa，在盐水中所受浮力为Fb，则两次浮力的大小关系为（）A．FaFbB．Fa=FbC．FaFbD．无法比较【答案】C【解析】由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知，在物体排开液体的体积相同的情况下，液体的密度越大，受到的浮力越大。因为水的密度小于盐水的密度，所以，FaFb。故选C【典例3】某同学为验证漂浮在水面上的木块受到的浮力大小是否符合阿基米德原理，他进行了如图所示的实验。3（1）分析图中提供的信息，可知图丁中木块所受浮力大小为N。（2）根据图乙和图戊两次测量的目的是间接测量。【答案】（1）1.2，（2）木块排开水所受重力【解析】阿基米德原理内容：浸在液体或气体中的物体所受浮力大小等于物体排开液体或气体所受重力大小，根据物体漂浮条件，当物体在液体中漂浮时，物体所受浮力大小等于物体重力大小，由图甲可得物体重力为1.2N，故图丁中木块所受浮力大小为1.2N。图乙是测量空烧杯的重力，戊图是测量木块排开水和烧杯的总重力，故两次测量只差就是木块排开水的重力，即图乙和图戊两次测量的目的是间接测量木块排开水所受重力。【典例4】如图所示为一种自制简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，用它来测量液体密度时，该密度计在被测液体中（选填“悬浮”、“漂浮”或“下沉”）。将其分别放入装有液体密度为1和2的两个烧杯中，可以判断：12。若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2，则m1m2。（后两空选“”、“=”或“”）4【典例5】在进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，同学们提出了如下的猜想：A：可能与物体浸没在液体中的深度有关；B：可能与物体的密度有关；C：可能与液体的密度有关；D：可能与物体浸在液体中的体积有关。为了验证上述猜想，小明选用了物块甲和乙（甲和乙的体积相等但密度不同）、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等器材，做了如图所示的实验。（1）分析比较实验①⑤，可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是N；（2）分析比较实验①④⑤，可以验证猜想是错误的；（3）分析比较实验①⑤与②⑥，可以验证猜想是错误的；（4）分析比较实验，可以验证猜想D是正确的。（5）分析比较实验可得：浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。（6）综合以上分析，得出最后的实验结论是：浸在液体中的物体所受浮力的大小与有关。（7）在进行实验⑥⑦过程中，也运用了控制变量法，保持了不变，进行探究、验证。【答案】（1）2；（2）A；（3）B；（4）③④；（5）⑥⑦（6）液体的密度、物体排开液体的体积；（7）排开液体的体积。【解析】（1）实验①得到物体重力，实验⑤得到物体在液体中的拉力，可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是F浮=G-F示=3.0N-1.0N=2N；（2）实验①④可以计算得到刚刚浸没在水中的物体受到的浮力为2N，实验①⑤可以计算得到浸没更深时，物体受到的浮力仍为2N，可见浸没在液体中的物体受到的浮力与浸没的深度无关，可以验证猜想A是错误的；（3）实验①⑤可以得到甲物体浸没在水中受到的浮力大小为2N，实验②⑥可以计算得到乙物体浸没水5中相同深度受到的浮力也为2N，说明物体受到的浮力大小与物体的密度无关，与排开液体的体积有关，可以验证猜想B是错误的；（4）实验③甲物体浸在液体中一部分，受到浮力1N，实验④甲物体完全浸没在液体中，受到浮力2N，可以验证物体受到浮力大小与浸在液体中的体积有关。猜想D是正确的。（5）实验⑥是乙物体完全浸没在水中，受到浮力为2N，实验⑦是乙物体完全浸没在盐水中，受到浮力2.4N，可得：浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。（6）综合以上分析，得出最后的实验结论是：浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度、物体排开液体的体积有关。（7）在进行实验⑥⑦过程中，也运用了控制变量法，保持排开液体的体积不变，液体的密度变化，受到的浮力不同，说明浮力与液体的密度有关。1．探究浮力的大小跟哪些因素有关实验注意事项：（1）弹簧测力计的读数：使用弹簧测力计时要看清量程和分度值。（2）浮力大小的测量：用称重法计算浮力，F浮=G-G液。（3）控制变量法的应用：①用测力计提着同一物体，让不同体积浸入同种液体的目的是研究浮力大小与物体排开液体体积的关系。②用测力计提着同一物体，让它分别浸没于不同的液体中的目的是研究浮力与排开液体密度的关系。（4）多次实验的目的：选用了不同液体并进行了多次实验的目的一次实验具有偶然性，多次实验更为严密。小明在学习过浮力问题后对液面的升降问题产生疑问：容器中盛有纯水，水面上浮有纯冰，当冰熔化后液面将如何变化？若冰块中含有铁块漂浮在水面上，冰溶化后液面如何？有什么规律吗？【辨析】我们可以用“状态法”来进行分析：所谓“状态法”，就是对变化前后液体中的物体所处的状态进行比较来判断液面的升降。那么如何用“状态法”快速判断液面升降问题？规律：若变化前后液体中的物体都处于漂浮、悬浮状态，而无沉底物体出现，则液面不变；若液体中的物体，在变化前无沉底物体，而变化后有沉底物体出现，则液面下降；若液体中的物体，在变化前有沉底物体，而变化后无沉底物体出现，则液面升高。理论推导：6设液体中的物体的总重为G，变化前后在液体中所受的总浮力分别为F浮、F浮′．若变化前后均无沉底物体出现，由物体浮沉条件知F浮′＝F浮＝G，ρ液gV排′＝ρ液gV排，则V排′＝V排，液面不变．若变化前无沉底物体，变化后有沉低物体，由物体浮沉条件知F浮＝G，F浮′＜G，则F浮′＜F浮，即ρ液gV排′＜ρ液gV排，V排′＜V排，故液面下降．若变化前有沉底物体，变化后无沉低物体，由物体浮沉条件知F浮＜G，F浮′＝G，则F浮′＞F浮，即ρ液gV排′＞ρ液gV排，V排′＞V排，故液面上升。一、选择题1．浮力产生的原因是由于（）A．液体（或气体）对物体有压力B．液体（或气体）对物体有压力差C．液体（或气体）有质量D．物体对液体（或气体）有压力2．两个物体分别挂在弹簧测力计上，将它们同时浸没到水中，发现两个弹簧测力计的示数不为零，但减小值相同．由此可以判断（）A．两个物体一定处在液体中相同深度B．两物体所受的浮力相同C．在水中时，弹簧测力计示数是相同的D．在空气中，弹簧测力计示数是相同的3．如图所示，体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况，此时甲、乙、丙三个物体所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙，则下面关系正确的是（）A．F甲＞F乙＞F丙B．F甲＜F乙＜F丙C．F甲=F乙=F丙D．F甲=F乙＞F丙二、填空题1．如图所示，浸没在水中小球所受浮力的方向应为图中的方向（选填序号），这是因为．72．如图所示三个体积相同的实心球体在液体中静止，那么球所受到的浮力最小，球所受到的浮力最大，与液体密度相同的是球，三球中密度最小的是球．3．小华同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥，将它分别置于甲、乙两杯液体中观察到静止时的情形如图所示，铅笔在甲杯液体中受到的浮力在乙杯液体中受到的浮力；甲杯液体的密度乙杯液体的密度．（选填“大于”、“小于”或“等于”）三、综合题1．如图所示，将体积为0.001m3的密度均匀正方体木块，放入盛有水的烧杯中．待木块静止时，其下表面距水面0.06m，求：（1）木块受到的浮力大小；（2）试着推导ρ木=ρ水．2．如图甲所示，水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器，容器中装有质量为0.5kg的水．现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3．（g取10N/kg，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3）（1）求物块受到的浮力大小；（2）求物块的密度；8（3）用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中（水未溢出）如图乙，求此时水对容器底的压强．3．如图所示的密度计，根据它浸入液体的深度就可以从刻度上读出液体的密度值，并且它的刻度是下大上小，你能说出其中的道理吗？一、选择题1．B；2．B；3．C；二、填空题2．（1）物块受到的浮力大小为0.4N；（2）物块的密度为0.8×103kg/m3；（3）此时水对容器底的压强1.1×103Pa．3．密度计正常使用时，在不同液体中均应处于漂浮状态，根据浮沉条件可知，浮力都应等于其自身重力，因其自身重力不变，所以浮力大小应该也不变，则根据V排=可知浮力相同，当所测液体密度较大时，其排开的液体的体积就小些，密度计就会上浮一些，所以密度计上的刻度是下大上小的．