2026八年级物理下册第9章压强和浮力9.4浮力第2课时阿基米德原理习题课件新版苏科版

第九章压强和浮力四、浮力第2课时阿基米德原理1．在学习“阿基米德原理”时，可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究。请你完成下列任务。【实验探究】通过图甲、乙、丙和丁所示的实验，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，由实验可得结论：____________，这就是阿基米德原理。F浮＝G排【理论探究】第一步：建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究，如图戊所示；第二步：理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理；请你写出推导过程，提示：推导过程中所用物理量需要设定(可在图戊中标出)；设长方体的底面积为S、高为h，液体密度为ρ，长方体上、下表面所处的深度及受力情况如图所示。

根据液体压强公式p＝ρgh可知，液体对长方体下表面的压强大于上表面的压强。根据F＝pS可知，液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力，两者之差即为浮力，即F浮＝F2－F1＝ρgh2S－ρgh1S＝ρg(h2－h1)S＝ρghS＝ρgV排＝m排g＝G排。【原理应用】水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器，内装质量为m的液体；现将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中，圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸入(与容器底接触但不密合)，整个过程液体未溢出；金属圆柱体静止时所受浮力F浮＝____________。返回(1)物块受到的浮力；(2)物块受到的重力；【解】物块受到的重力G＝F浮＋F拉＝7.5N＋4.5N＝12N。(3)物块的密度；(4)打开阀门让水缓慢流出，当细线拉力为7N时，物块排开水的体积。返回3.甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则它们所受浮力相等的是(

)A．甲和乙B．乙和丙C．丙和丁D．甲、乙、丙C返回4.潜水艇从高密度海水区驶入低密度海水区，如果不采取措施就会急剧下沉造成灾难性后果，急剧下降的过程称为“掉深”。如图，某潜水艇从a处驶入低密度海水区，“掉深”到b处。与a处相比，潜水艇在b处(

)A．受到浮力大小变小

B．

受到浮力大小变大C．排开液体重力不变

D．

排开液体重力变大A返回5．某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材，进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是(g取10N/kg)(

)A．石块在水中受到的浮力方向竖直向下

B．石块在盐水中受到的浮力大小为0.8NC．石块浸没在水中时，排开水的体积为1.2×10－4m3D．盐水的密度为1.2×103kg/m3【答案】D返回6．如图甲所示，高为10cm的长方体金属块在细绳竖直向上的拉力的作用下，从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处，图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像。分析可知：该金属块重力为______N，浸没在水中时受到的浮力为______N，该金属块的密度是________kg/m3。(g取10N/kg)54202.7×103返回【点方法】分析“浮力”图像，要将物体的位置与力的变化对应起来，物体的三个位置：物体在液体外，对应的弹簧测力计的示数等于物体受到的重力；物体全部在液体中，对应的弹簧测力计的示数最小，可计算出最大浮力；部分在液体中，对应的弹簧测力计的示数逐渐变大或变小。7.如图，一个平底薄壁容器中装有一定量的水，放置在水平桌面上，在水面上方用细线吊着一个高度为10cm、底面积为5cm2的圆柱形铁块，其底部与水面齐平，铁块竖直匀速下降，5s后铁块浸没(水未溢出)，此时铁块受到的浮力为________N；在下降过程中，水对容器底部的压强________(填“变大”“变小”或“不变”)；若第2s内和第3s内铁块增加的浮力分别为ΔF1、ΔF2，则ΔF1________(填“＜”“＝”或“＞”)ΔF2。(g取10N/kg)0.5变大＞【点拨】圆柱形铁块浸没在水中时，排开水的体积V排＝V＝Sh＝5cm2×10cm＝50cm3＝5×10－5m3，铁块受到的浮力F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×5×10－5m3×10N/kg＝0.5N。铁块在下降过程中，排开水的体积变大，水面会上升，即水的深度变大，水对容器底部的压强变大。容器的形状上大下小，且铁块竖直匀速下降，则水面上升的速度变慢，所以第2s内水面上升的高度大于第3s内水面上升的高度，则第2s内铁块浸入水中体积的增加量ΔV排大于第3s内浸入水中体积的增加量ΔV排′，故ΔV排＞ΔV排′，根据ΔF浮＝ρ液ΔV排g可知，第2s内和第3s内铁块增加的浮力关系为ΔF1＞ΔF2。返回8.科技创新助力中国发展，中国桥梁建设领先世界。小德对桥梁建造产生了浓厚的兴趣，想探究桥墩对河底压力与水深度的关系。他找来底面积为0.01m2的圆柱体，放在水平地面的压力传感器上，如图甲所示，示数为100N。考虑不方便测量圆柱体对河底的压力，于是将圆柱体挂在拉力传感器下方，缓慢向下放至刚好与容器底部接触，如图乙所示。向容器内加水，记录传感器示数F和水的深度h，并画出如图丙所示的图像。(g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3)求：(1)圆柱体的质量。(2)圆柱体的密度。(3)取走拉力传感器，圆柱体浸没在水中时对容器底部的压强。返回9.某小组设计了水箱自动控制进水装置，如图所示。水箱内的圆柱形金属控制棒用不可伸长的细线悬挂在力传感器下面，并始终浸在水中，通过它对力传感器拉力的大小触发开关，控制水泵自动进水。用水时，水箱内水位降低，当到达最低水位时，力传感器所受拉力等于F1，触发开关，水泵开始持续向水箱注水；当水位到达最高水位时，力传感器所受拉力等于F2，再次触发开关，水泵停止向水箱注水。若进水过程中同时用水，相同时间内进水量大于出水量。已知控制棒的质量为m，水的密度为ρ水。【点拨】由题意知，控制棒始终浸在水中，控制棒受重力、浮力和拉力。当水位到达最高水位时，力传感器所受拉力等于F2，由F浮＝ρ水V排g可知，此时控制棒排开水的体积最大，水的密度不变，则此时控制棒受到的浮力最大。控制棒处于静止状态，受平衡力，则F浮max＝G－F2，控制棒的重力不变，受到的浮力最大，则此时拉力最小。水位由最低到达最高时，控制棒排开水的体积变化量最大，水的密度不变，由ΔF浮＝ρ液ΔV排g知，控制棒受到的浮力的变化量最大。最低水位时，浮力最小，且F浮min＝G－F1＝mg－F1，最高水位时浮力最大，且F浮max＝G－F2＝mg－F2，则浮力的最大变化量ΔF浮＝F浮max－F浮min＝(mg－F2)－(mg－F1)＝F1－F2，故B错误。由题意知，最低水位时拉力为F1，此时控制棒受拉力最大，水泵启动进水。最高水位时拉力为F2，此时控制棒受拉力最小，水泵停止进水，即进水过程中拉力从F1逐渐减小到F2。若进水过程中同时用水，相同时间内进水量大于出水量，所以进水时水位是上升的，因此拉力是从F1减小到F2。如果水泵停止进水后(拉力已达到F2)，开始用水，水位下降，拉力从F2逐渐增大到F1，此过程中水箱并未进水(水泵未启动)，但拉力却是处于F1和F2之间。因此，拉力在F1和F2之间时，可能是正在进水(拉力从F1减小到F2)，也可能正在用水(拉力从F2增大到F1)，故C错