2020八年級(jí)物理下冊(cè) 第十章 浮力 10.1 浮力精講精練（含解析）（新版）新人教版

專題1.1 浮力 課前預(yù)習(xí) 1. 浸在液體(或氣體)里的物體受到液體(或氣體)向上托的力。叫做_浮力_。2.浮力的方向是_豎直_向上。3.浮力產(chǎn)生的原因：浸在液體里的物體上下表面受到的壓力差。用公式表示即_ F浮F下- F上_。4. 物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就_越大_。知識(shí)點(diǎn)解讀與例題突破知識(shí)點(diǎn)1：什么是浮力當(dāng)物體浸在液體或氣體中時(shí)會(huì)受到一個(gè)向上托起的力，這個(gè)力就是浮力。注：一切浸在液體或氣體里的物體都受到豎直向上的浮力?！纠}1】如圖所示是正在水中上浮的木塊，請(qǐng)畫(huà)出木塊在水中所受重力G和浮力F浮的受力示意圖 【答案】如圖所示： 【解析】因?yàn)槲矬w在水中，所以受浮力和重力的關(guān)系，浮力方向豎直向上，重力方向豎直向下；又物體上浮，所以物體受到的浮力大于重力，作用點(diǎn)都畫(huà)在重心處. 知識(shí)點(diǎn)2：產(chǎn)生原因由于液體對(duì)物體向上和向下的壓力差產(chǎn)生的。浮力的方向總是向上的，與 重力 的方向相反。即F浮F下- F上【例題2】如圖所示，邊長(zhǎng)為20厘米的正方體木塊，其下表面距水面15厘米，試求：（1）上、下表面受到的液體的壓力差；（2）木塊排開(kāi)的水重?！敬鸢浮恳?jiàn)解析。【解析】已知： 液=1.0×103kg/m3，g=9.8N/kg，h上=0m，h下=0.15m，S 上=S 下=0.04 m2，V 排=0.2m×0.2m×0.15m=0.006 m3求：（1）F上F下 （2）G排解：（1）F上=P下S下= gh下S下=58.8NF下=P上S上= gh上S上=0NF上F下=58.8N （2）G排=g V 排=58.8N 可見(jiàn)，部分浸入液體的物體所受的浮力，也等于液體對(duì)物體向上的壓力和向下的壓力之差。知識(shí)點(diǎn)3：稱重法測(cè)浮力浮力等于物體重減去物體在液體中的彈簧秤讀數(shù)，即F浮= GF彈 注意：物體在液體中所受浮力的大小，跟它在液體中的體積有關(guān)，跟液體的密度有關(guān)。物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大?！纠}3】在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小明用彈簧測(cè)力計(jì)、圓柱體、兩個(gè)裝有適量水和鹽水的同樣的燒杯，對(duì)浸在液體中的圓柱體所受的浮力進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)裝置和每次實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題：（1）比較圖甲、乙可知：乙圖中圓柱體受到的浮力的大小為N（2）比較圖乙、丙，說(shuō)明浮力的大小與 有關(guān)（3）通過(guò)圖乙和戊的探究，不能得到浮力大小與液體密度是否有關(guān)，原因是（4）通過(guò)圖中數(shù)據(jù)可知：圓柱體的密度是 kg/m3（取g=10N/kg）【答案】（1）0.6；（2）物體排開(kāi)液體的體積；（3）沒(méi)有控制排開(kāi)液體的體積相同；（4）1.5×103【解析】（1）由圖甲知圓柱體的重力，由圖乙可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)稱重法求出圓柱體受到的浮力；（2）物體所受浮力的大小與排開(kāi)液體的體積和液體密度有關(guān)，應(yīng)用控制變量法分析圖示實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析答題；（3）探究浮力與液體密度的關(guān)系，液體的密度不同，其它量相同；（4）圖丁可知圓柱體浸沒(méi)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)稱重法求出圓柱體受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理表示出排開(kāi)水的體積即為圓柱體的體積，根據(jù)G=mg和=m/v求圓柱體的密度習(xí)題精練一、選擇題1.（2019山東臨沂）被譽(yù)為“新世界七大奇跡”的港珠澳大橋（如圖）由“水上橋面”和“海底隧道”兩部分組成，其中海底隧道長(zhǎng)5.7km，設(shè)計(jì)時(shí)速100km/h，隧道洞壁采用了讓人視覺(jué)舒適的新型裝飾材料。下列說(shuō)法正確的是（）A. 水中的橋墩不受海水的浮力B. 橋面上行駛的汽車(chē)相對(duì)燈桿靜止C. 通過(guò)海底隧道最少需要34.2minD. 光在裝飾材料上發(fā)生鏡面反射【答案】A【解析】A橋墩下面沒(méi)有水，水不會(huì)對(duì)橋墩產(chǎn)生向上的壓力，不會(huì)產(chǎn)生浮力。故A正確。B汽車(chē)行駛時(shí)，汽車(chē)和燈桿之間距離發(fā)生的變化，所以以燈桿為參照物，汽車(chē)是運(yùn)動(dòng)的。故B錯(cuò)誤。Ct=0.057h=3.42min，故C錯(cuò)誤。D隧道洞壁采用了讓人視覺(jué)舒適的新型裝飾材料，說(shuō)明人看隧道壁不會(huì)刺眼，所以隧道洞壁發(fā)生漫反射。故D錯(cuò)誤。2.浮力產(chǎn)生的原因是由于 （）A液體（或氣體）對(duì)物體有壓力 B液體（或氣體）對(duì)物體有壓力差 C液體（或氣體）有質(zhì)量 D物體對(duì)液體（或氣體）有壓力 【答案】B【解析】液體（或氣體）對(duì)物體上下表面有壓力差示浮力產(chǎn)生的原因。3.一正方體浸沒(méi)在水中，上表面與水面相平，關(guān)于它下列說(shuō)法中正確的是（ ）A它的上、下表面都受到水的壓強(qiáng)，其中上表面受的壓強(qiáng)較大 B它的上、下表面都受到水的壓力，兩表面受的壓力相等 C它的上表面受的壓力向上，下表面受的壓力向下 D它的下表面受的壓強(qiáng)較大，下表面受的壓力向上【答案】D 【解析】一正方體浸沒(méi)在水中，上表面與水面相平。上表面受到水的壓強(qiáng)為0，受到水的壓力也為0，下表面收到水的壓強(qiáng)可以利用液體壓強(qiáng)公式求出，受到向上的壓力可以利用壓強(qiáng)公式P=F/S求出。二、填空題4.浮力的大小由和來(lái)決定，與物體的密度關(guān)，與物體的體積關(guān)，與物體浸沒(méi)在液體中的深度關(guān)【答案】液體的種類 排開(kāi)液體的體積，無(wú)，無(wú)，無(wú)?！窘馕觥扛×Φ拇笮∮梢后w密度和排開(kāi)液體體積來(lái)決定，與物體的密度無(wú)關(guān)，與物體的體積無(wú)關(guān)，與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)5.有一邊長(zhǎng)為10cm正方體浸沒(méi)在水中，上表面離水面20cm，水對(duì)上表面的壓強(qiáng)為 Pa，水對(duì)上表面產(chǎn)生的壓力為 N, 水對(duì)下表面的壓強(qiáng)為 Pa，水對(duì)下表面產(chǎn)生的壓力為 N，物體受到的浮力為 N.【答案】 1.96×10319.6. 2.94×103。29.4。9.8?！窘馕觥浚?）由液體壓強(qiáng)公式P=gh得，水對(duì)這個(gè)長(zhǎng)方體上表面的壓強(qiáng)為P1=水g h1=1.96×103Pa則水對(duì)這個(gè)長(zhǎng)方體上表面的壓力F1=P1S=液gh1S=19.6N水對(duì)這個(gè)長(zhǎng)方體下表面的壓強(qiáng)為：P2=液gh2=2.94×103Pa則水對(duì)這個(gè)長(zhǎng)方體下表面的壓力F2=P2S=液gh2S=29.4N（2）長(zhǎng)方體在水中所受壓力的合力（上下壓力差）即浮力為F=F2F1=29.4N-19.6N=9.8N三、作圖題6水中正在上浮的乒乓球，畫(huà)出所受的重力G和浮力F的示意圖【答案】如圖所示：【解析】因?yàn)槠古仪蛟谒?，所以乒乓球受浮力和重力的作用，浮力方向豎直向上，重力方向豎直向下；又因?yàn)槠古仪蛘谏细?，所以乒乓球受到的浮力大于重力，則表示浮力的線段長(zhǎng)度要長(zhǎng)一些，力的作用點(diǎn)都畫(huà)在重心處。7如圖所示是正在水中上浮的木塊，請(qǐng)畫(huà)出木塊在水中所受重力G和浮力F浮的受力示意圖 【答案】如圖所示： 【解析】因?yàn)槲矬w在水中，所以受浮力和重力的關(guān)系，浮力方向豎直向上，重力方向豎直向下；又物體上浮，所以物體受到的浮力大于重力，作用點(diǎn)都畫(huà)在重心處. 8（2019湖北宜昌）如圖所示，兩個(gè)大小相等的物體浸沒(méi)在水中，一個(gè)懸浮，一個(gè)下沉。請(qǐng)畫(huà)出懸浮物體所受重力示意圖；畫(huà)出下沉物體所受浮力、重力示意圖。（注意：整個(gè)作圖過(guò)程中大小相等的力線段長(zhǎng)度相等，大小不同的力用線段長(zhǎng)短區(qū)別）【答案】如圖所示：【解析】物體懸浮，浮力等于重力；物體下沉，浮力小于重力；據(jù)此根據(jù)力的示意圖的畫(huà)法畫(huà)出相關(guān)各力的示意圖。（1）物體懸浮時(shí)，浮力等于重力。過(guò)物體重心畫(huà)一條帶箭頭的豎直向下的有向線段，用G表示，注意線段的長(zhǎng)度應(yīng)與表示浮力的線段長(zhǎng)度相等；（2）物體下沉?xí)r，浮力小于重力，過(guò)物體的重心分別沿豎直向下和豎直向上的方向畫(huà)一條有向線段，并分別用G和F浮 表示，注意表示重力的線段長(zhǎng)度較長(zhǎng)。9（2019貴州黔東南）如圖所示，用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛著物體靜止在水中，請(qǐng)畫(huà)出此時(shí)物體受到力的示意圖?！敬鸢浮咳鐖D所示：【解析】由圖可知，用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛著物體靜止在水中，受的浮力、拉力和重力的作用，重力從重心豎直向下畫(huà)，浮力、拉力從重心豎直向上畫(huà)，標(biāo)出符號(hào)，浮力與拉力之和等于重力。10.如圖所示，乒乓球漂浮在水面上，請(qǐng)畫(huà)出乒乓球受到的重力G和浮力F浮的示意圖?！敬鸢浮咳鐖D所示：【解析】根據(jù)乒乓球漂浮在水面上，則可判斷乒乓球受到的浮力與重力是一對(duì)平衡力，浮力方向豎直向上，重力方向豎直向下，浮力大小等于重力，作用點(diǎn)在球重心上；根據(jù)力的示意圖的做法，用一條帶箭頭的線段把浮力和重力的大小、方向、作用點(diǎn)分別表示出來(lái)。乒乓球所受浮力的方向是豎直向上的，從重心開(kāi)始豎直向上畫(huà)一條帶箭頭的線段表示出浮力，并標(biāo)出F??；乒乓球的重力與浮力大小相等，方向相等，作用點(diǎn)都在重心，同理做出重力的示意圖。四、實(shí)驗(yàn)探究題11（2019上海）某小組同學(xué)在“探究物體在液體中所受向上的力與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)中，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著一個(gè)圓柱體，測(cè)力計(jì)示數(shù)為F0現(xiàn)將圓柱體懸空放置在一個(gè)燒杯中，倒入液體A，圓柱體的下表面到液面的深度為h，記錄下此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F以及F0和F的差為F接著，將液體A替換為液體B，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)如下表一、二所示。表一 液體A（A0.8×103千克/米3）實(shí)驗(yàn)序號(hào)h（厘米）F（牛）F（牛）138.51.52673395.54.541255表二液體B（B1.0×103千克/米3）實(shí)驗(yàn)序號(hào)h（厘米）F（牛）F（牛）538.51.2667.62.4796.43.681264根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與2與3或5與6與7的數(shù)據(jù)，分析比較彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與圓柱體的下表面到液面的深度h的大小關(guān)系，可得出的初步結(jié)論是：同一物體在同種液體中， 。根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與2與3或5與6與7的數(shù)據(jù)，分析比較F與圓柱體的下表面到液面的深度h的大小關(guān)系，可得出的初步結(jié)論是：同一物體在同種液體中， 。根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與5或2與6或3與7的數(shù)據(jù)，分析比較F與圓柱體的下表面到液面的深度h的大小關(guān)系，可得出的初步結(jié)論是 。本實(shí)驗(yàn)中，圓柱體的重力為 牛，高度為 厘米?！敬鸢浮繌椈蓽y(cè)力計(jì)示數(shù)F隨圓柱體的下表面到液面的深度增大而減??；F與圓柱體的下表面到液面的深度h成正比；同一物體在不同液體中，圓柱體的下表面到液面的深度h不變時(shí)，液體密度越大，F(xiàn)越大；10.0；10.0?！窘馕觥扛鶕?jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與2與3或5與6與7的數(shù)據(jù)，分析比較彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與圓柱體的下表面到液面的深度h的大小關(guān)系，可得出的初步結(jié)論是：同一物體在同種液體中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨圓柱體的下表面到液面的深度增大而減??；縱向比較表一序號(hào)1與2與3或表二序號(hào)5與6與7的數(shù)據(jù)，可知，圓柱體的下表面到液面的深度h為原來(lái)的幾倍，F(xiàn)也為原來(lái)的幾倍，可得出的初步結(jié)論是：同一物體在同種液體中，F(xiàn)與圓柱體的下表面到液面的深度h成正比；A1.0×103kg/m3B0.8×103kg/m3，根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與5或2與6或3與7的數(shù)據(jù)，可得出的初步結(jié)論是：同一物體在不同液體中，圓柱體的下表面到液面的深度h不變時(shí)，液體密度越大，F(xiàn)越大；F0G，根據(jù)稱重法測(cè)浮力，F(xiàn)F0F，故本實(shí)驗(yàn)中，圓柱體的重力為：GF+F1.5N+8.5N10.0N；由，比較表一序號(hào)1與2與3或表二序號(hào)5與6與7的數(shù)據(jù)，可知同一物體在同種液體中，F(xiàn)與圓柱體的下表面到液面的深度h成正比；但序號(hào)4與8實(shí)驗(yàn)不符合這個(gè)規(guī)律；根據(jù)阿基米德原理，F(xiàn)浮液gV排，在物體沒(méi)有浸沒(méi)時(shí)，F(xiàn)浮液gSh，故受到的浮力與圓柱體的下表面到液面的深度h成正比，浸沒(méi)在液體中的物體受到的浮力與深度無(wú)關(guān)，說(shuō)明4與8這兩中情況下，圓柱體已浸沒(méi)在液體中了，由阿基米德原理：1、4兩次實(shí)驗(yàn)受到的浮力之比為：，h×3cm10cm。即圓柱體的高度為10.0厘米。五、綜合能力題12.如圖所示，設(shè)想有一個(gè)高為H，上、下底面積為S的長(zhǎng)方體浸沒(méi)在密度為的液體中，設(shè)長(zhǎng)方體上表面在液體中的深度為h 1，下表面在液體中的深度為h 2，該長(zhǎng)方體上、下表面受到液體的壓強(qiáng)可用公式p=gh(為液體密度，h為深度)來(lái)計(jì)算，試推導(dǎo)出長(zhǎng)方體上、下表面在液體中所受壓力差FgHS. 【答案】見(jiàn)解析?！窘馕觥浚?）由液體壓強(qiáng)公式P=gh得，液體對(duì)這個(gè)長(zhǎng)方體上表面的壓強(qiáng)為P1=液g h1則液體對(duì)這個(gè)長(zhǎng)方體上表面的壓力F1=P1S=液gh1S；液體對(duì)這個(gè)長(zhǎng)方體下表面的壓強(qiáng)為：P2=液gh2，則液體對(duì)這個(gè)長(zhǎng)方體下表面的壓力F2=P2S=液gh2S（2）長(zhǎng)方體在液體中所受壓力的合力（上下壓力差）F=F2F1=液gh2S液gh1S=液gS（h2h1）=液gSH其合力的方向是豎直向上.9