人教版八年级物理下册第十章浮力知识点+单元测试题及答案.docx
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人教版八年级物理下册第十章浮力知识点+单元测试题及答案
人教版八年级物理下册第十章浮力知识点+单元测试题及答案
第十章浮力
一、浮力
1:
浮力:
一切浸在液体或气体里的物体,都受到液体或气体对它竖直向上的力,这个力叫浮力。
浮力产生的原因:
浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。
浮力方向:
总是竖直向上的。
施力物体:
液(气)体
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。
2.方向:
竖直向上
3.阿基米德原理公式:
4.从阿基米德原理可知:
浮力的只决定于液体的密度、物体排开液体的体积(物体浸入液体的体积),与物体的形状、密度、质量、体积、及在液体的深度、运动状态无关。
适用条件:
液体(或气体)
三、物体的浮沉条件及应用
⑴前提条件:
物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
物体运动状态
物体运动方向
力的关系
V排与V物
密度关系
下沉
向下
F浮 V排=V物 ρ液<ρ物 悬浮 静止在液体内部 F浮=G物 ρ物=ρ液 上浮 向上 F浮>G物 ρ液>ρ物 漂浮 静止在液体表面 F浮=G物 V排 ρ物>ρ液 沉底 静止在液体底部 G物=F浮+N V排=V物 ρ液<ρ物 ⑵说明: ①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。 ②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为2/3ρ。 分析: F浮 =G则: ρ液V排g=ρ物Vgρ物=(V排/V)·ρ物=2/3ρ液 ③悬浮与漂浮的比较 相同: F浮 =G不同: 悬浮ρ液=ρ物;V排=V物 漂浮ρ液>ρ物;V排 ④判断物体浮沉(状态)有两种方法: 比较F浮 与G或比较ρ液与ρ物。 ⑤物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为: ρ物=Gρ/(G-F)。 ⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。 漂浮问题“五规律”: 一: 物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力; 二: 同一物体在不同液体里,所受浮力相同; 三: 同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小; 四: 漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几; 即: V排: V物=ρ物: ρ液 五: 将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。 四、物体的浮沉条件的应用: 1.浮力的应用 1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。 轮船从河里驶入海里,由于水的密度变大,轮船浸入水的体积会变小,所以会上浮一些,但是受到的浮力不变(始终等于轮船所受的重力)。 排水量: 轮船满载时排开水的质量。 单位: 吨(t),由排水量m可计算出: 排开液体的体积V排=m/p;排开液体的重力G排=mg;轮船受到的浮力F浮 =mg,轮船和货物共重G=mg。 2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。 3)气球和飞艇是靠充入密度小于的气体来改变浮力。 4)密度计是漂浮在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。 2、浮力的计算: 1)压力差法: F浮=F向上-F向下 2)称量法: F浮=G物-F拉(当题目中出现弹簧测力计条件时,一般选用此方法) 3)漂浮悬浮法: F浮=G物 4)阿基米德法: F浮=G排=ρ液gV排(当题目中出现体积条件时,一般选用此方法) 浮力单元测试题 一、选择题 1.用弹簧测力计测出一个物体重为4N,然后将该物体浸没在水中,这时弹簧测力计的示数变为3N,则该物体在水中受到的浮力是() A.7NB.4NC.3ND.1N 2.关于物体所受浮力的大小叙述正确的是() A.液体的密度越大,受到的浮力越大 B.排开液体的重力越大,受到的浮力越大 C.浸没在液体中的深度越深,受到的浮力越大 D.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大 3.关于物体沉浮条件及应用实例,下列分析合理的是() A.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同 B.轮船从长江驶入东海,吃水深度变大 C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现的 D.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉 4.水平桌面上的烧杯内装有一定量的水,轻轻放入一个小球后,从烧杯中溢出100g的水,则下列判断正确的是(g取10N/kg)() A.小球所受浮力可能等于1N B.水对烧杯底的压强一定增大 C.小球的质量可能小于100g D.小球的体积一定等于100cm3 5.甲、乙两实心球静止在液体中,如图所示: (1)若甲、乙体积相同,甲、乙所受浮力大小是() A.F甲>F乙B.F甲<F乙C.F甲=F乙D.无法判断 (2)若甲、乙质量相同,甲、乙所受浮力大小是() A.F甲>F乙B.F甲<F乙C.F甲=F乙D.无法判断 6.如图所示,台秤上放一个盛水的烧杯,一个弹簧测力计吊着一个金属块且金属块刚好完全浸没在水中。 现将金属块从水中匀速提起直至刚离开水面的过程中,下列说法错误的是() A.烧杯底部的压强逐渐减小B.弹簧测力计的示数逐渐变大 C.金属块所受浮力逐渐减小D.台秤的示数逐渐增大 7.潜水器从刚好浸没时开始下潜到返回水面合计10分钟,显示器上分别显示全过程深度曲线和速度图象如图所示,下列对潜水器分析正确的是() A.在1~3分钟,受到水的压强逐渐减小 B.在1~3分钟,受到水的浮力逐渐变大 C.在4~6分钟,都是处于水下静止状态 D.在6~8分钟,都是处于受力平衡状态 8.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12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N。 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.5NB.7NC.14ND.12N 9.用细绳连在一起的气球和铁块,恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内如图所示位置,若用力向下轻轻拨动一下铁块,则气球和铁块的浮沉情况及水对容器底部的压强将() A.下沉,变小B.下沉,变大C.上浮,变小D.悬浮,不变 10.如图所示,质量相等的A、B、C三个小球,放在同一液体中,结果A球漂浮,B球悬浮,C球下沉到容器底部,下列说法中正确的是() A.如果三个小球都是空心的,则它们的体积可能相等 B.如果三个小球的材料相同,则A、B两球一定是空心的 C.如果三个小球都是空心的,则它们所受浮力的大小关系为FA>FB>FC D.如果三个小球都是实心的,则它们密度的大小关系为ρA>ρB>ρC 二、填空题 11.一只质量是790g的实心铁球放入水中受到的浮力是____N,放入水银中静止后受到的浮力是____N。 (ρ铁=7.9×103kg/m3,g取10N/kg) 12.一同学在岸上最多只能搬得起质量为30kg的鹅卵石。 如果鹅卵石的密度是2.5×103kg/m3,则该同学在水中最多能搬得起质量为____kg的鹅卵石(石头不露出水面)。 这时石头受到的浮力是_______N。 (ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg) 13.彤彤过生日时,妈妈送给她一个内有“生日快乐”字样的小水晶球。 彤彤想知道小水晶球的密度,于是她找来量筒、小玻璃杯和水,用如图所示的步骤测量出小水晶球的密度。 由图可知: 水晶球的体积是____cm3,水晶球的质量是____g,水晶球的密度是____g/cm3。 14.一个竖直悬挂在水中的圆柱体,上表面受到水的压力为6N,下表面受到水的压力为14N,则这个物体受到水的浮力为 N. 15.一重物挂在弹簧测力计下,弹簧测力计示数为2N,将重物浸没在水中,弹簧测力计示数为1.2N,此时重物所受浮力为 N;若改变重物浸没在水中的深度,重物所受浮力大小 . 16.一个物体重15N,体积为1dm3,如果将它浸没在水中,它受到的浮力是 N,物体在水中将 (填“上浮”、“下沉”、或“悬浮”),若下沉,沉到水底时对底部的压力是 N. 17.一块质量为100g的冰块漂浮在水中,盛放在大烧杯内,如图所示,则冰块受到的浮力为 N 18.如图所示,密度为0.6×103kg/m3、边长为10cm的正方体木块静止在某液体的表面上时,刚好有一半的体积露出液面,则液体的密度为 kg/m3,此时木块的下表面受到液体向上的压力为 N. 三、作图题 19.如图所示,作出烧杯中小球静止在水面上时所受力的示意图。 四、实验探究题 20.如图所示,为了验证“阿基米德原理”,某同学做了如下实验: (1)如图甲所示,在弹簧的下端挂一个小桶,小桶的下面吊一个石块,记下弹簧伸长后下端到达的位置O,将此时弹簧对小桶的拉力记为F1,小桶与石块的总重记为G,则F1____(填“>”“<”或“=”)G。 (2)如图乙所示,在溢水杯中盛满水,当石块浸没在水中时,排出的水便流到旁边的小水杯中,将排出的水的重力记为G排。 (3)如图丙所示,把小杯中的水全部倒入弹簧下方的小桶中,弹簧的下端又会到达原来的位置O,将此时弹簧对小桶的拉力记为F2,则F2____(填“>”“<”或“=”)F1。 (4)通过对图丙中小桶和石块的受力分析,请推导石块受到的浮力F浮与排出水的重力G排之间的关系: ______________________________________________________。 (要求写出推导过程) 18.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。 (1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,塞入金属丝的目的是使吸管能_______在液体中。 (2)将吸管放到水中的情景如图a所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图b所示,浸入的长度为h,ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液____ρ水(填“=”“>”或“<”),h与ρ水、ρ液及H的关系式是h=_______________。 (3)小明根据图a在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。 结果发现: 1.1刻度线是在1.0刻度线的____(填“上”或“下”)方,相邻刻线的间距____________(填“均匀”或“不均匀”)。 (4)为检验刻度误差,小明取来食用油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量,但操作时却出现了图c所示的情形,这让他很扫兴,难道实验就此终止了吗? 根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试: ___________________________ 五、计算题 19.把一个体积为17.8cm3的空心铜球放入水中,它恰好处于悬浮状态。 已知铜的密度是8.9×103kg/m3,g取10N/kg,求: (1)空心铜球的重力。 (2)铜球空心部分的体积。 20.图甲是修建造码头时,用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景。 图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象。 求: (取水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg) (1)长方体A的高度。 (2)长方体A浸没在水中后受到的浮力。 (3)长方体A的密度。 答案: 1---4DBAA 5. (1)A (2)C 6----10DCDAB 11.17.9 12.50200 13.10303 14.7.5×103 15. 16. 17. (1)=(3)=(4)F1=G,F2=G+G排-F浮,且F1=F2,所以F浮=G排 18. (1)漂浮 (2)>ρ水H/ρ液(3)下不均匀(4)向容器中加油(或换用细长的容器) 19.解: (1)空心铜球悬浮在水中: V排=V=17.8cm3=17.8×10-6m3,F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×17.8×10-6m3=0.178N,小球悬浮时,浮力等于其重力,G=F浮=0.178N (2)由ρ= 得,铜球的实心部分的体积: V实= = = = =2×10-6m3=2cm3,铜球中空心部分的体积: V空=V-V实=17.8cm3-2cm3=15.8cm3 20.解: (1)由图乙可知,长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间t=15s-10s=5s,根据v= 可得,长方体A的高度s=vt=0.3m/s×5s=1.5m (2)由图乙可知,前10s钢绳的拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,所以拉力与重力是一对平衡力,则G=F=3×104N;10~15s,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到完全浸没,由图可知,当A完全浸入水中时,拉力F′=1×104N,所以长方体受到的浮力F浮=G-F′=3×104N-1×104N=2×104N (3)根据F浮=ρ水gV排可得,A的体积V=V排= = =2m3,所以A的密度ρ= = = =1.5×103kg/m3
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