10.2阿基米德原理

第十章浮力 第2 节 阿基米德原理 材考点梳理 一、探究浮力大小与排开液体所受重力的关系 1 实验器材：石块、铝块、铁块、溢水杯、小桶、测力计、水、盐水等。 2 注意事项： （1）溢水杯中必须要装满水（斜放的烧杯相当于溢水杯）。 （2）物块浸入水中时，不能碰到杯底或杯壁。 （3）确保物体排开的水全部流入小桶。 3 实验步骤： （1）用弹簧测力计测分别测出小石块和小桶的重力G 石、G 桶。 （2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，测出拉力的大小F 示。 （3）让溢出的水全部流入小桶，并测出小桶和水的总重G 总。 （4）算出F 浮=G－F 示和G 排= G 总- G 桶，并比较。 （5）换用其它液体重复实验。 4 实验结论：F 浮=G 排。 物体所受浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。 二、阿基米德原理 1 内容：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。 2 表达式：F 浮 = G 排 =ρ 液V 排g 3 适用条件：液体（或气体）： 4 对原理的理解： （1）浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、 浸没的深度等均无关。 （2）“浸在”的几种情况： 浸没时，V 排=V 物。 B 部分浸入：V 排<V 物 。 重难点突破 1．（2023 四川内江）浸在液体中的物体受到的浮力，方向是_______，浮力的大小等于它排开的液体所受 到的_______力。 2．（2023·湖北宜昌）如图重为05 的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中，鸡蛋受到的浮力是 ，若再 往玻璃杯中加盐，鸡蛋受到的浮力将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 3．（2023·湖南益阳）某一木块的体积为100m3，所受的重力为08，漂浮在水面上静止时受到的浮力为 。 用手将木块压住使它浸没在水中，木块受到的浮力为 （g 取10/kg）。 4．（2023·湖南常德）一实心铁球质量为158g，则该实心铁球的体积为 m3；为使铁球能悬浮于水中， 我们将实心铁球制成空心铁球，则空心部分体积为 m3（ρ 铁＝79×103kg/m3）。 5．（2023 湖南郴州）重为5 的实心物体挂在弹簧测力计下，物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数为3， 此时物体受到的浮力为 ，物体的密度是 。（g 取10/kg） 6．（2023 山东烟台）某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系，进行了下面的实验，如 图所示： （1）实验过程中，利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小？哪些能够计算出物体排开液体的重力 大小？(用图中的序号表示) （2）通过实验数据可以发现，浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系？ （3）为了使结论具有普遍性，该小组还应该进行怎样的操作？ （4）另外一个小组进行实验后，发现浮力大小与物体排开液体重力不相等，在排除误差因素的情况下， 出现这个结果的原因可能是什么？（写出一条即可） 7．（2023·黑龙江牡丹江）学习了阿基米德原理，小明想到一种只用弹簧测力计测量金属块密度的方法。 先用弹簧测力计测出金属块的重力是 ，再把金属块浸没到水中，静止时，弹簧测力计的示数是 。 求： （1）金属块浸没在水中受到的浮力； （2）金属块的体积； （3）金属块的密度。 参考答 1【答】竖直向上 重 【解析】根据阿基米德原理可知，浸在液体中的物体受到一个竖直向上的力的作用，这个力叫做浮力，浮 力的大小等于排开的液体所受的重力。 2【答】 05 不变 【解析】[1]鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中，鸡蛋受到的浮力F 浮=G=05 [2]若再往玻璃杯中加盐，盐水的密度变大，鸡蛋仍然处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，鸡蛋的重力不 变，浮力不变。 3【答】 08 1 【解析】[1]木块漂浮在水面上静止时受到的浮力F 浮=G=08 [2]用手将木块压住使它浸没在水中，木块受到的浮力为F′浮=ρ 水gV 排=ρ 水gV=1×103kg/m3×10/kg×100×10- 6m3=1 4【答】 2 138 【解析】[1]一实心铁球质量为158g，密度ρ 铁＝79×103kg/m3＝79g/m3，则该实心铁球的体积为 [2]根据物体悬浮于水中时，物体的平均密度等于水的密度，则空心铁球的总体积为 ，则空心体积为 5【答】 2 【解析】[1]此时物体受到的浮力为F 浮=G-F=5-3=2 [2]物体浸没在水中，物体的体积 ，物体的密度 6【答】（1）②③，①④；（2）浮力大小与排开液体的重力相等；（3）见解析；（4）见解析 【解析】（1）实验过程中，利用步骤②③的测量数据，用称重法能够计算出物体所受的浮力大小。利用 步骤①④的测量数据，能够计算出物体排开液体的重力大小。 （2）如图所示，物块重力为20，测力计对物块的拉力为15，则物块受到的浮力为 空桶重力为05，桶和液体的总重力为1，则排开的液体的重力为 根据 可得浮力大小与排开液体的重力相等。 （3）为了使结论具有普遍性，该小组还应该更换不同物块在不同的液体里多实验几次，通过分析实验数 据，最终得出结论。 （4）根据题意，发现浮力大小与物体排开液体重力不相等，原因可能是在弹簧测力计拉着物块浸入液体 前，溢水杯中液体没有装满，导致测量到的排开液体重力偏小；还有可能是物块在浸入液体后和容器底接 触到了，导致测得的浮力偏大。 7【答】（1）01；（2） ；（3） 【解析】（1）金属块受到的浮力 （2）根据阿基米德原理，金属块完全浸没在水中时，排开的水的体积 因金属块浸没在水中，故金属块的体积 （3）根据G=mg，金属块的质量 金属块的密度