第九章 第三节　阿基米德原理 学案 （学生版+ 答案版）2024-2025学年物理沪科版八年级全一册

第三节　阿基米德原理 探究浮力的大小 1．实验过程 甲：测出空桶的 ． 乙：测出物体所受重力G. 丙：将物体慢慢浸入水中，溢出的水流入小桶，记下测力计的示数F. 丁：测出 所受的重力． 2．分析：F浮＝G－F＝3.8 N－2.4 N＝1.4 N，G排＝G桶＋水－G桶＝2.6 N－1.2 N＝1.4 N，F浮＝G排． 3．结论：浸入液体中的物体，受到液体 向上的浮力，浮力大小 它排开液体所受的重力． 阿基米德原理 1．内容：浸入液体中的物体所受浮力的 等于物体 所受重力的大小． 2．表达式：F浮＝ ． 3．变形公式：F浮＝G排＝m排g＝ ． V排是指物体排开液体的体积，当物体部分浸入液体时，V排等于物体液面以下部分的体积，V排＜V物；当物体浸没在液体中时，V排等于物体的体积，V排＝V物． 4．适用范围：阿基米德原理对气体也适用． 探究浮力的大小 典例1 [2024·菏泽三模]某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系．(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)． 典例1图 (1)如图所示的四个实验步骤，最科学合理的实验顺序是 ．根据图中的实验数据可求出石块的密度为 kg/m3. (2)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验，由实验数据得出F浮 (填“＞”“＜”或“＝”)G排，从而验证了阿基米德原理的正确性． (3)图丁中，小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯)，液体对杯底的压强 (填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”)． (4)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验，则图 步骤中可不使用弹簧测力计． (5)其中一个同学每次进行图甲步骤时，都忘记将溢水杯中液体装满，其他步骤无误，因而他会得出F浮 (填“＞”“＜”或“＝”)G排(小桶中液体所受重力)的结论． 研究阿基米德原理，即探究F浮和G排的关系．(1)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力，实验中应先测量空桶的重，然后再测出石块的重力，并直接浸入水中观察测力计的示数，可以求出浮力大小，最后测排出的水和小桶的总重；因为浸没V物＝V排，由阿基米德原理变形公式F浮＝ρ水V排g可得小石块的体积，用小石块重力求出其质量，最后运用密度公式算出其密度；(2)根据乙、丙得出排开水的重力，由甲、丁两图得出物体受到的浮力，由以上步骤可初步得出结论；(3)小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯)，溢水杯中水的深度不变，根据公式p＝ρgh可知水对溢水杯底的压强情况；(4)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验，此物体会漂浮在液面上，物体受到的浮力等于物体在甲图中的重力；(5)如果溢水杯中液体装满，则G排偏小． 变式 [2024·淄博一模]小红设计了如图甲所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”． 变式图 (1)如图甲中①②③④这四个步骤中，实验的最佳顺序是 (填写编号)． (2)图②中物体A受到的浮力是 N. (3)以下情况会影响实验结论的是 (填“A”或“B”)． A．图②中水面未到达溢水杯的溢水口 B．图②中物体未全部浸没在水中 (4)将图②中的水换成酒精(ρ酒精＝0.8×103 kg/m3)物体受到的浮力 (填“变大”“变小”或“不变”)． 测力计A/N 测力计B/N 电子秤/g 第一次 1.00 0.02 500 第二次 0.60 0.42 第三次 0 0.62 540 (5)探究完浮力的大小跟哪些因素有关，小丽和小杨用如图乙所示的实验装置做了一个课外实验．他们将溢水杯放在电子秤上，向溢水杯中加满水，在表格中记录下弹簧测力计A、B及电子秤的第一次实验数据．然后他们将物体缓慢下降，当物体的部分体积浸在水中时，记录下第二次实验数据．最后他们剪断系在物体上的细线，将物体缓慢沉入水底后，记录下第三次的实验数据． ①观察并分析第二次和第三次两图，可知 ... ...