【解析】“高效課堂”1.3.3 浮力的計算之阿基米德原理提升版-2023-2024學年浙教版科學八年級上冊

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“高效課堂”1.3.3浮力的計算之阿基米德原理（提升版）--2023-2024學年浙教版科學八年級上冊

一、單選題

1．（2022八上·杭州期中）甲、乙兩個金屬塊密度之比為1：3，質(zhì)量之比是2：3，把甲浸沒在水中，把乙浸沒在酒精中，則甲、乙兩金屬塊受到的浮力之比為（ρ酒精=0.8×103千克/米3）（）

A．5：18B．5：8C．2：1D．5：2

【答案】D

【知識點】密度公式的應用；阿基米德原理

【解析】【分析】已知兩金屬塊的密度比、質(zhì)量比，計算出體積比，從而得到排開液體的體積比；再由阿基米德原理計算它們受到的浮力比?！窘獯稹考住⒁覂蓚€金屬塊密度之比為1：3，質(zhì)量之比是2：3，

由得，

甲、乙兩金屬塊的體積之比為：；

金屬塊浸沒在液體中，V排=V金，

由阿基米德原理可得兩金屬塊受到的浮力之比：。

故選D。

2．（2022八上·杭州期中）水平桌面上三個完全相同的容器內(nèi)裝有適量的水，將A、B、C三個體積相同的小球分別放入容器內(nèi)，小球靜止后如圖所示，此時三個容器內(nèi)水面高度相同以下說法不正確的是（）

A．小球受到的浮力大小FA＜FB＜FC

B．容器對桌面的壓力大小FA＝FB＝FC

C．小球的質(zhì)量大小mA＜mB＜mC

D．容器底部受到的液體壓強大小pA＞pB＞pC

【答案】D

【知識點】阿基米德原理；物體的浮沉條件及其應用；液體壓強計算公式的應用

【解析】【分析】（1）根據(jù)阿基米德原理可知，物體受到的浮力等于物體排開液體的重力由圖得出A、B、C三個小球排開水的體積關系，根據(jù)阿基米德原理即可判斷物體受到的浮力大小關系；

（2）根據(jù)阿基米德原理可知，物體受到的浮力等于物體排開液體的重力；

（3）根據(jù)阿基米德原理可知，物體受到的浮力等于物體排開液體的重力，即可得出質(zhì)量關系；

（4）利用p=ρ液gh判斷容器底受到水的壓強關系。【解答】由題知，A、B、C三個小球的體積相同；

A由圖可知，A、B、C三個小球排開水的體積關系為VA排＜VB排＜VC排，根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，浮力的大小關系為：FA＜FB＜FC，故A正確不合題意；

B因小球分別處于漂浮或懸浮狀態(tài)，則浮力等于自身重力，由阿基米德原理可知，物體受到的浮力等于排開液體的重力，即說明容器中小球的重力等于小球排開水的重力，即可以理解為，容器中小球的重力補充了它排開的水的重力，能看出三個容器內(nèi)總重力相等；由于容器相同，所以三個容器對桌面的壓力關系為F甲=F乙=F丙，故B正確不合題意；

C由圖可知，A、B漂浮，C懸浮，則由浮沉條件可知：GA=FA，GB=FB，GC=FC，

由于FA＜FB＜FC，則GA＜GB＜GC；所以，mA＜mB＜mC，故C正確不合題意；

D小球靜止時，三個容器內(nèi)水面高度相同，即h相同，水的密度一定，根據(jù)p=液ρgh可知，容器底受到水的壓強關系為pA=pB=pC，故D錯誤符合題意。

故選D。

3．在探究“物體所受浮力的大小跟它排開液體的重力的關系”時，具體設計的實驗操作步驟如圖所示。為方便操作和減小測量誤差，最合理的操作步驟應該是()

A．甲、乙、丙、丁B．乙、甲、丙、丁

C．乙、甲、丁、丙D．丁、甲、乙、丙

【答案】D

【知識點】阿基米德原理

【解析】【分析】根據(jù)探究浮力與排開液體重力的關系的實驗過程、現(xiàn)象和設計思路分析判斷。

【解答】①在實驗過程中，物體受到的浮力F浮=G-F拉，即要測量物體的重力和它浸沒在水中時測力計的拉力。物體一旦沾水會使其重力變大，因此應該先測重力后測拉力，即甲在乙的前面。

②物體排開水的重力G排=G總-G桶，即要測桶和排開水的總重力以及空桶的重力。小桶一旦進水會使空桶的重力偏大，因此應該先測空桶再測總重力，即丁在丙的前面；

③因為將物體浸沒水中時，就需要將小桶放在溢水杯下，所以需要先測出空桶的重力，再進行物體重力的測量。

那么正確的實驗順序應該為：丁、甲、乙、丙。

故選D。

4．（2022八上·婺城期末）甲、乙、丙、丁是四個體積、形狀相同而材質(zhì)不同的小球。把它們放入水中靜止后的情況如圖所示，則它們在水中所受浮力相等的是（）

A．甲和乙B．乙和丙C．丙和丁D．甲和丁

【答案】C

【知識點】阿基米德原理

【解析】【分析】根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析判斷。

【解答】根據(jù)圖片可知，排開水的體積大小依次為：V甲F鋁。

鋁塊和鐵塊都浸沒在水中，排開水的體積V鋁>V鐵，阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它們受到的浮力F鋁>F鐵。

那么三者受到的浮力F木>F鋁>F鐵。

則浮力最小的是鐵塊。

故選C。

6．（2023八上·紹興期中）如圖所示，三個體積相同而材料不同的球A、B、C，分別靜止在水中，A漂浮，B懸浮，C沉底。以下說法錯誤的是（）

A．A球所受浮力最大

B．B球密度等于液體密度

C．C球所受水的壓強最大

D．C球在豎直方向上受到的力的個數(shù)最多

【答案】A

【知識點】阿基米德原理；物體的浮沉條件及其應用；液體壓強計算公式的應用

【解析】【分析】（1）根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排比較浮力的大??；

（2）根據(jù)浮沉條件分析；

（3）根據(jù)液體壓強公式p=ρ液gh判斷；

（4）對三個球進行受力分析即可。

【解答】A.根據(jù)圖片可知，排開液體的體積VAF3；

（4）根據(jù)圖片可知，物體浸沒在水中受到的浮力為1N，

則物體的體積為：；

則物體的密度為：.

14．（2023八上·婺城期末）在探究“浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，小科用彈簧測力計掛著一實心圓柱體緩慢地浸入液體中不同深度，溢出的液體浸入小桶內(nèi)，彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。甲、乙、丙、丁中液體均為水，戊中液體為酒精。請根據(jù)圖示信息回答：

（1）通過比較圖兩次實驗現(xiàn)象，可以得出物體所受浮力大小與浸沒深度無關。

（2）通過比較圖丁、戊兩次實驗現(xiàn)象，可以得出的結論是。

（3）如果要進一步驗證阿基米德原理，除圖中實驗步驟外，還需要的操作是。

（4）根據(jù)圖中信息，可以算出圓柱體的密度為kg/m3（g=10N/kg）。

【答案】（1）丙、丁

（2）在排開液體體積相同的情況下，液體的密度越大，物體受到的浮力也越大（物體受到的浮力大小與液體密度有關，合理即可）

（3）用彈簧測力計分別測出空桶、溢出水后桶和水的總重力（或測出排開水的重力），并與浮力進行比較）

（4）1.5×103

【知識點】密度公式的應用；阿基米德原理；浮力大小的計算

【解析】【分析】（1）根據(jù)控制變量法的要求選擇對照實驗；

（2）根據(jù)圖片，分析丁、戊實驗中哪個因素相同，哪個因素不同，根據(jù)控制變量法的要求描述結論；

（3）根據(jù)阿基米德原理F浮力=G排分析解答。

（4）利用甲和丁圖，根據(jù)F浮力=G-F拉計算出圓柱體浸沒時受到的浮力，再根據(jù)阿基米德原理計算出圓柱體的體積，最后根據(jù)計算它的密度。

【解答】（1）探究浮力大小與深度的關系時，需要控制液體密度和排開液體體積相同，只改變深度，故選實驗丙和丁。

（2）丁和戊中，圓柱體全部浸沒，則排開液體體積相等，二者的液體密度不同，而測力計的示數(shù)不同，那么得到：在排開液體體積相同的情況下，液體的密度越大，物體受到的浮力也越大。

（3）根據(jù)阿基米德原理F浮力=G排可知，驗證阿基米德原理，關鍵是測出浮力和排開水的重力。根據(jù)圖片甲和乙等，利用F浮力=G-F拉可計算出浮力，但是需要再測出空桶的重力和溢出水和空桶的總重力，根據(jù)G排=G總-G桶計算出排開水的重力即可。

（4）根據(jù)甲和丁可知，物體浸沒水中受到浮力；F浮力=G-F拉=6N-2N=4N；

則圓柱體的體積：；

那么圓柱體的密度：。

四、解答題

15．（2023八上·南潯期末）在科學實踐活動中，某活動小組想要用橡皮泥做“船”浮在水面上，并探究橡皮泥“船”的裝載能力。他們用一塊體積為20cm3的橡皮泥做成一只“船”，放入水中漂浮，試著向其中添加物體，發(fā)現(xiàn)最多只能裝載25g的物體，如圖所示。查閱資料知道橡皮泥的密度為1.5×103kg/m3。已知水的密度為1.0×103kg/m3。求：

（1）將這塊橡皮泥浸沒在水中時所受的浮力為多少？

（2）這只橡皮泥“船”裝載最多物體時受到的浮力為多少？

【答案】（1）解：已知

=1.0×103kg/m3x10N/kgx2.0×10-5m3=0.2N

解：m=ρ.V=1.5g/cm3x20cm3=30g

G橡皮泥=0.3N

（2）=0.3N+0.25N=0.55N

【知識點】阿基米德原理；物體的浮沉條件及其應用

【解析】【分析】

①阿基米德原理：浸在液體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力，即：F浮=G排液=ρ液gV排液。

②本題考查物體的浮沉條件：

①當物體重力大于物體所受的浮力時，物體下沉，直至沉底，此時物體和液體的密度關系是ρ物>ρ液；

②當物體重力等于物體所受的浮力時，物體浸沒時為懸浮，此時物體和液體的密度關系是ρ物=ρ液；

③當物體重力等于物體所受的浮力時，物體未浸沒時為漂浮，此時物體和液體的密度關系是ρ物F鋁。

鋁塊和鐵塊都浸沒在水中，排開水的體積V鋁>V鐵，阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它們受到的浮力F鋁>F鐵。

那么三者受到的浮力F木>F鋁>F鐵。

則浮力最小的是鐵塊。

故選C。

6．【答案】A

【知識點】阿基米德原理；物體的浮沉條件及其應用；液體壓強計算公式的應用

【解析】【分析】（1）根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排比較浮力的大小；

（2）根據(jù)浮沉條件分析；

（3）根據(jù)液體壓強公式p=ρ液gh判斷；

（4）對三個球進行受力分析即可。

【解答】A.根據(jù)圖片可知，排開液體的體積VAF3；

（4）根據(jù)圖片可知，物體浸沒在水中受到的浮力為1N，

則物體的體積為：；

則物體的密度為：.

14．【答案】（1）丙、丁

（2）在排開液體體積相同的情況下，液體的密度越大，物體受到的浮力也越大（物體受到的浮力大小與液體密度有關，合理即可）

（3）用彈簧測力計分別測出空桶、溢出水后桶和水的總重力（或測出排開水的重力），并與浮力進行比較）

（4）1.5×103

【知識點】密度公式的應用；阿基米德原理；浮力大小的計算

【解析】【分析】（1）根據(jù)控制變量法的要求選擇對照實驗；

（2）根據(jù)圖片，分析丁、戊實驗中哪個因素相同，哪個因素不同，根據(jù)控制變量法的要求描述結論；

（3）根據(jù)阿基米德原理F浮力=G排分析解答。

（4）利用甲和丁圖，根據(jù)F浮力=G-F拉計算出圓柱體浸沒時受到的浮力，再根據(jù)阿基米德原理計算出圓柱體的體積，最后根據(jù)計算它的密度。

【解答】（1）探究浮力大小與深度的關系時，需要控制液體密度和排開液體體積相同，只改變深度，故選實驗丙和丁。

（2）丁和戊中，圓柱體全部浸沒，則排開液體體積相等，二者的液體密度不同，而測力計的示數(shù)不同，那么得到：在排開液體體積相同的情況下，液體的密度越大，物體受到的浮力也越大。

（3）根據(jù)阿基米德原理F浮力=G排可知，驗證阿基米德原理，關鍵是測出浮力和排開水的重力。根據(jù)圖片甲和乙等，利用F浮力=G-F拉可計算出浮力，但是需要再測出空桶的重力和溢出水和空桶的總重力，根據(jù)G排=G總-G桶計算出排開水的重力即可。

（4）根據(jù)甲和丁可知，物體浸沒水中受到浮力；F浮力=G-F拉=6N-2N=4N；

則圓柱體的體積：；

那么圓柱體的密度：。

15．【答案】（1）解：已知

=1.0×103kg/m3x10N/kgx2.0×10-5m3=0.2N

解：m=ρ.V=1.5g/cm3x20cm3=30g

G橡皮泥=0.3N

（2）=0.3N+0.25N=0.55N

【知識點】阿基米德原理；物體的浮沉條件及其應用

【解析】【分析】

①阿基米德原理：浸在液體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力，即：F浮=G排液=ρ液gV排液。

②本題考查物體的浮沉條件：

①當物體重力大于物體所受的浮力時，物體下沉，直至沉底，此時物體和液體的密度關系是ρ物>ρ液；

②當物體重力等于物體所受的浮力時，物體浸沒時為懸浮，此時物體和液體的密度關系是ρ物=ρ液；

③當物體重力等于物體所受的浮力時，物體未浸沒時為漂浮，此時物體和液體的密度關系是ρ物<ρ液；

④當物體重力小于物體所受的浮力時，物體上浮，直至漂浮，此時物體和液體的密度關系是ρ物<ρ液；

【解答】

（1）利用阿基米德原理進行計算。

（2）利用物體漂浮時，浮力等于重力進行計算。

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