沪教版九年级上册第六章 压力与压强6.4 阿基米德原理获奖ppt课件

沪教版九年级物理

第六章  压力与压强  第4节 阿基米德原理（第3课时）

精选练习  

一、夯实基础

1. 如图1所示，用手把一个圆柱体物块浸没在水中。物块的上表面受到水的压力大小为14牛，它的下表面受到水的压力大小为20牛，则物块受到的浮力大小为　 　牛，浮力的方向为　   　；若物块重为8牛，放手后这个物块将　 　(选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。

【答案】6；竖直向上；下沉。

【解析】物体受到浮力：F浮=F向上-F向下=20N-14N=6N；浮力的方向是竖直向上的；

物块重G物=8N>F浮=6N，所以放手后，这个物块将下沉。

2．有一物体漂浮在液面上，所受的力有_____和_____，因为物体静止，所以这两个力是一对________，大小是________。

【答案】重力，浮力；平衡力，相等。

【解析】物体漂浮在液面上，所受的力有重力和浮力，因为物体静止，所以这两个力是一对平衡力，大小相等。

3．质量为0.5千克的冰块漂浮在水面上，所受的浮力大小为_______牛，排开水的重力为______牛，排开水的质量为______千克。

【答案】4.9，4.9，0.5。

【解析】①质量为0.5千克的冰块漂浮在水面上，根据二力平衡条件可知，所受浮力的大小等于木块的重力，即F浮=G木=mg=0.5kg×9.8N/kg=4.9N；

②根据阿基米德原理，排开水的重力为4.9N；

排开水的质量m=G/g=4.9N/（9.8N/kg）=0.5kg。

4. 潜水艇在水面下下潜的过程中，受到的浮力_________，水对它的压强_________（以上均选填“增大”、“不变”或“减小”）。

【答案】不变，变大，。

【解析】潜水艇在水面下下潜的过程中，排开水的体积不变，根据F浮=ρ液gV排可知：受到的浮力不变；深度增加，根据p=ρgh可知：水对它的压强变大。

5. 气球能够上升，是由于受到的浮力_________自身的重力；由于空气密度越来越小，所以受的浮力也就越来越_______，当浮力_________气球的重力时，气球就能停留在空气中的某个位置。

【答案】大于，小，等于。

【解析】气球能够上升，是由于受到的浮力大于自身的重力；由于空气密度越来越小，根据

F浮=ρ液gV排可知：所以受的浮力也就越来越小，当浮力等于气球的重力时，气球就能停留在空气中的某个位置。

6. 一条船从河里开到海里，所受浮力的大小______，排开海水的体积_____。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

【答案】不变，变小。

【解析】船从河里开到海里，都是漂浮，所受浮力的大小都等于船的总重力，是不变的；

根据F浮=ρ液gV排可知：因为海水＞水，所以排开海水的体积变小。

7．甲、乙两容器盛有密度不同的液体，将同一小球先后放入两容器中，静止后两容器液体深度相同，如图2所示。下列判断正确的是（    ）                           

A．甲容器中的液体密度较大          B．乙容器中的液体密度较大

C．乙容器中液体对底部的压强较大    D．甲容器中小球受到的浮力较大

【答案】A

【解析】同一小球，放入不同液体中漂浮或悬浮，根据二力平衡条件可知，浮力都等于重力，因此在两种不同液体中，小球受到的浮力相等，故D错误；

根据F浮＝ρ水gV排，由于小球在甲液体中V排比较小，因此甲液体密度大，故A正确，B错误；

根据p＝ρgh可知，深度相同，则甲液体对容器底的压强大，故C错误，因此正确答案为A。    

8． 测量液体密度的仪器叫密度计，现将同一支密度计分别放入装有甲、乙两种液体的容器中，如图3所示，则（  ）

A．密度计在甲液体中所受的浮力较大      B．密度计在乙液体中所受的浮力较大

C．甲液体的密度较大                    D．乙液体的密度较大

【答案】D

【解析】A与B．密度计在甲、乙液体中都为漂浮，其所受浮力和重力为一对平衡力，大小相等，故AB不符合题意；

C与D．根据F浮＝ρ水gV排，小球在乙液体中V排比较小，因此乙液体密度大，故D正确，C错误；

故选D。

9.  2018年12月8日，载人潜水器支持母船——“深海一号”顺利下水，这是我国自主设计建造的第一艘大吨位深海载人潜水器专业母船。如图4所示，船长90.2米、型宽16.8米，设计吃水5.8米、型深8.3米，设计续航力超过12000海里，满载时排水量10000吨，可在全球无限航区执行下潜作业．则该船满载时受到的浮力为　 　牛，浮力的方向是　 　，卸去船上的货物后船受到的浮力将　   （选填“不变”、“变大”、“变小”）．                                        

【答案】9.8×107；竖直向上；变小。

【解析】轮船是浮体，根据二力平衡条件可知：轮船受到的浮力等于自身的重力，

 F浮=G船= m船g =107千克×9.8牛/千克=9.8×107牛；浮力的方向是竖直向上的；

卸去船上的货物后，船自身的重力变小，浮力也变小。

10. 为了航行安全，远洋轮的船体需标有国际航行载重线，即轮船满载时的“吃水线”。如图5所示，是某船满载时在不同水域、季节时的“吃水线”，其中FW为在淡水中航行时的“吃水线”，A、B则为夏、冬两季在海水中航行时的“吃水线”。

① 若该船在不同水域、季节航行时，水（海水）面正好与“吃水线”相平，则下列对于该船装载货物的质量的判断中，正确是：　      。

a 在“FW”处所装载的货物质量最大。

b 在“A”处所装载的货物质量最大。

c 在“B”处所装载的货物质量最大。

d 在“FW”、“A”、“B”三处所装载的货物质量一样大。

② 该船在冬季海水航行时的“吃水线”是图6中的　  （选填“A”、“B”），判断的理由是：    。

【答案】①D；②B；冬季温度低，海水的密度变大，满载时浮力相等，根据阿基米德原理，货船排开水的体积变小。

【解析】（1）“吃水线”是轮船满载时液面的对应线，在海洋中航行时都是漂浮，所以在“FW”、“A”、“B”三处所装载的货物质量一样大。

（2）根据二力平衡条件，轮船受到的浮力：F浮=G船，轮船受到的重力G船不变，则轮船受到的浮力不变；根据F浮=ρ液gV排可知：由于冬天海水的密度高，所以排开海水的体积更小，下边的B“吃水线”是“冬季海水中航行时的吃水线”。

二、巩固提高

11. 浸在水中的物体为什么会受到向上的浮力呢？如图5所示，某实验小组为探究这个问题，在玻璃圆筒的两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜，将其浸没在水中。

（1）当玻璃圆筒沿水平方向放置时，由于同一液体在同一深度处向各个方向的压强　　　　，且受力面积相等，所以水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向左和F向右大小相等，水平方向上的合力为0。 

（2）当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向上大于F向下，竖直方向上的合力不为0，方向　　　　　　。 

（3）结合（1）、（2）可知浮力产生的原因是                             　。 

【答案】（1）相等；（2）竖直向上；（3）液体对物体上、下两个表面存在压力差。

【解析】（1）当玻璃圆筒沿水平方向放置时，由于同一液体在同一深度处向各个方向的压强相等，且受力面积相等，所以水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向左和F向右大小相等，水平方向上的合力为0。 

（2）当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向上大于F向下，竖直方向上的合力不为0，方向竖直向上。 

（3）结合（1）、（2）可知浮力产生的原因是液体对物体上、下两个表面存在压力差。

12. 物理研究通常会用建立模型的方法来解释或解决问题。在研究浮力知识时，就可以将一定形状的物体作为模型，根据液体内部压强的大小和方向的知识，来解释浮力产生的原因，并以此推导阿基米德原理。现有浸没在液体中的正方体、圆柱体、球体和圆锥体，可供选择作为模型，如图5（a）（b）（c）和（d）所示。

① 请判断，图5中的_________不适合作为模型推导阿基米德原理。（填写图序）

② 若液体的密度为ρ，请从图5中选择一个作为模型，要求：

（a）将所选的模型填入________；（在答题纸的相应位置作答）

（b）在图中添注所需的物理量（用字母表示），运用液体内部压强等知识，推导阿基米德原理。____

【答案】①c、d。②（a）或（b），（b）推导正确。

【解析】 ① 推导阿基米德原理，应该用柱形物体，所以图5中的c、d不适合作为模型推导阿基米德原理。而（a）或（b）均可以。

② 如图6所示，运用模型b进行推导。

根据液体内部压强公式p=ρgh和F= pS可求上表面受到的压力：F上=ρgh1S，方向竖直向下；

下表面受到的压力：F下=ρgh2S，方向竖直向上；

根据浮力产生的原因可知：圆柱体受到液体的浮力就是上、下表面的压力差：

F浮=⊿F=ρgh2S-ρgh1S=ρghS=ρgV排   即F浮=ρgV排   

13. 竖直浸没在水中的长方体金属块，上、下表面受到水的压力分别为7牛、10牛，该金属块受到的浮力为        牛。已知酒精的密度小于水的密度，现将该金属块浸没在酒精中，则跟其浸没在水中相比，该金属块受到的浮力        ，其受到重力和浮力的合力        （后两格均选填“变大”、“不变”或“变小”）。

【答案】3；变小；变大。

【解析】浮力的大小等于物体上、下表面的压力差，即F浮=F1-F2= 10牛-7牛=3牛；

根据F浮＝ρ液gV排可知：因为排开液体的体积相同，ρ水＞ρ酒精，所以金属块在酒精中受到的浮力变小；

其受到重力和浮力的合力F合=G-F浮变大。

14. 质量为0.5千克的木块漂浮在酒精液面上，它所受到的浮力为_____牛，排开酒精的重力为_____牛。若该木块同样漂浮在水面上，则它排开水的质量_____0.5千克，排开水的体积____500厘米3（均选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】4.9； 4.9；等于；等于。

【解析】因为木块漂浮在酒精液面，所以它所受到的浮力为F浮=G木=m木g=0.5kg×9.8N/kg=4.9N；

根据阿基米德原理，排开酒精的重力为：G排=F浮= 4.9N；

若该木块同样漂浮在水面上，则它所受到的浮力仍等于木块的重力，即4.9N，排开水的质量等于排开酒精的质量，即0.5千克，

V排水=m水／ρ水=0.5千克/1.0×103千克/米3= 5×10-4米3 =500厘米3。

15.  2020年4月22日，在中国海军成立71周年纪念日前夕，075型两栖攻击舰的2号舰在上海某造船厂正式下水。如图所示，这艘两栖攻击舰长约235米，宽约36米，排水量约为3.5×104吨，是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰。下列说法正确的是：___________；理由是：_____________。

A．此军舰受到的浮力一直不变

B．此军舰满载时受到的浮力约为3.43×104N

C．此军舰从长江驶入东海后，船体会下沉一些

D．直升机从军舰上飞走后，军舰所受浮力减小

【答案】D，因为军舰始终漂浮在水面上，浮力和重力相等，当升机从军舰上飞走后，军舰的总重力减小，相应的浮力也减小。

【解析】因为军舰始终漂浮在水面上，浮力和总重力（包括舰自重、物资重等）是平衡力，大小始终相等。

A．军舰漂浮在海面上，根据二力平衡条件可知，所受浮力的大小等于军舰的总重力，当起降直升机时，舰艇的重力会发生改变，因此浮力也会随之改变，所以A错误。

B. 此军舰满载时受到的浮力约为F浮=G=mg=3.5kg×107千克×9.8N/kg=3.43×108N；所以B错误。

C．东海的海水密度要大于长江的江水密度，根据F浮＝ρ水gV排，因为军舰漂浮在水面，浮力不变，当液体的密度变大时，排开液体的体积减小，船体会上浮一些，故C错误；

D．因为军舰始终漂浮在水面上，浮力和重力相等，当升机从军舰上飞走后，军舰的总重力减小，相应的浮力也减小，故D正确。

理由是因为军舰始终漂浮在水面上，浮力和重力相等，当升机从军舰上飞走后，军舰的总重力减小，相应的浮力也减小。

16．甲、乙两只完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水，将一只鸡蛋先后放入其中，当鸡蛋静止时，两杯中液面相平，鸡蛋所处的位置如图8所示。则下列说法正确的是（    ）

A．鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大   

B．鸡蛋在甲杯中排开液体的质量较大

C．乙杯底部所受液体的压强较大   

D．甲杯底部所受液体的压强较大

【答案】 C。

【解析】读图可知，鸡蛋在甲杯中悬浮，在乙杯中漂浮，由浮沉条件可知，它们此时所受的浮力都等于自身的重力，即浮力相同，因此所排开液体的质量也相同，故A、B错误；

     鸡蛋在甲杯中悬浮，表明盐水的密度等于鸡蛋的密度；在乙杯中漂浮，表明盐水的密度大于鸡蛋的密度；所以甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度。

又因为两杯中液面相平，由公式p=ρgh可知，乙杯底部所受液体的压强较大，故C正确；

由公式F=pS可知，两杯底面积相同，乙杯底部所受液体的压强较大，故乙杯底部所受液体的压力较大，故D错误。

    故选C。

17. 将同一密度计放入甲、乙两种不同的液体中，静止后如图10甲、乙所示，则（    ）

A . 甲液体中密度计受到的浮力大        B . 乙液体的密度大

C . 乙液体中密度计受到的浮力大        D . 甲液体的密度大

【答案】D。

【解析】①同一密度计漂浮在甲、乙两种不同液体中，根据二力平衡条件知，所受浮力等于密度计自身的重力，并且是不变的，即F浮=G计。

②根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知：F浮相同，因为V排甲＜V排乙，所以液体的密度关系为ρ甲＞ρ乙。

所以选D。

18. 如图8所示，一木块漂浮在水面上，已知木块排开水的体积为2×10-2米3。求：

①木块受到的浮力大小F浮；

②木块受到的重力大小G木。

【答案】①196牛；②196牛。

【解析】①F浮＝ρ水gV排＝1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×2×10-2米3＝196牛。

②∵木块漂浮在水面上

∴木块所受的浮力和重力是一对平衡力

∴G木＝F浮＝196牛。

19．如图9所示，薄壁圆柱形容器置于水平地面，容器的底面积是2×10-2m2，容器高0.2m，内盛0.1m深的水。均匀实心正方体A物块（不吸水），其体积为2.5×10-3m3。试求：

（1）水对容器底部的压强为多少？

（2）水受到的重力是多少？

（3）将A物块缓慢浸入水中，当水对容器底部的压强最大时，A物块的密度范围？

【答案】（1）980帕； （2）19.6N；（3）ρ物≥0.8103千克/米3。

【解析】(1) p=ρgh=1.0103千克/米3 9.8牛/千克0.1米=980帕      

(2) G=F= ps=980Pa×2×10-2m2=19.6 N

（或G=mg=ρshg=1.0103kg/m3 2×10-2m2×0.1m 9.8N/ kg=19.6 N）

(3)当水充满容器时，水对容器底部的压强最大，所以排开水的体积为

V排=sh=2×10-2m2×0.1m=2×10-3m3        

当物块漂浮时，密度最小，根据 F浮=G   ρ水gV排= ρ物V物g  

          1.0103kg/m3 2×10-3m3= ρ物×2.5×10-3m3

解得：ρ物=0.8103千克/米3，即物块的密度为0.8103千克/米3时，水刚好满，水对容器底部的压强最大；故物块密度范围ρ物≥0.8103千克/米3  

20．为研究物块浸入水中时，物块的密度对其在水中最终状态的影响，某小组同学选用若干体积相同、密度不同的实心物块和足够的水进行实验。实验中他们分别将物块A、B、C和D浸入水中，待其最终静止，并将此时观察到的实验现象记录如图6（a）、（b）、（c）和（d）。已知物块密度跟水密度的情况是ρA>ρ水>ρB>ρC>ρD。

① 分析比较图6中（a）和（b）或（a）和（c）或（a）和（d）现象及相关条件，可得出的初步结论是：当物块密度大于水的密度时，物块最终静止在容器底部；____________。

② 分析比较图6中的_____现象及相关条件，可得出的初步结论是：当物块漂浮在水中时，_____。

【答案】①当物块密度小于水的密度时，物块在水中最终漂浮。②（b）和（c）和（d）； 体积相同的物块密度越小，其浸入水中的体积越小。

【解析】① 分析比较图6中（a）和（b）或（a）和（c）或（a）和（d）现象及相关条件，可得出的初步结论是：当物块密度大于水的密度时，物块最终静止在容器底部；当物块密度小于水的密度时，物块在水中最终漂浮。

② 当物块漂浮在水中时，是图中（b）和（c）和（d）的三次实验，发现体积相同的物块密度越小，其浸入水中的体积也越小。所以结论为：当物块漂浮在水中时，体积相同的物块密度越小，其浸入水中的体积越小。

21. 为了探究漂浮在液面上的物块浸入液体的体积V浸与物块密度ρ物、液体密度ρ液的关系，某小组同学选取体积V物相同、ρ物不同的物块进行实验，测出其漂浮在水和酒精液面上时浸入液体的体积V浸，相关数据记录在表一、表二中。

①分析比较表一或表二中ρ物、V浸的数据及相关条件，可得出的初步结论是：漂浮在液面上的物块，当               时，                            。

②分析比较实验序号       中ρ液、V浸的数据及相关条件，可得出的初步结论是：         。

③进一步分析实验序号2与4中的数据及相关条件，可得出的合理猜想是：漂浮在液面上体积相同的物块，当                        时，V浸是相同的。

【答案】（1）ρ物越大；V浸越大；②1、4或2、5或3、6；漂浮在液面上体积相同的物块，当ρ物相同时，ρ液越小，V浸越大；③ρ物与ρ液的比值相同。

【解析】①分析比较表一或表二中ρ物、V浸的数据及相关条件，可以看出，物体的密度越大，其浸入液体中的体积也越大，故可得出的初步结论是：漂浮在液面上体积相同的物块，当ρ物越大时，V浸越大。

②分析比较实验序号1、4或2、5或3、6中ρ物、V浸的数据及相关条件，可以看出，当物体的密度、体积相同时，液体的密度越小，物体排开液体的体积越大。故可得出的初步结论是：漂浮在液面上体积相同的物块，当ρ物相同时，ρ液越小，V浸越大；

③进一步分析实验序号2和4中的数据及相关条件，可以看出，物体密度与液体密度不相等，但是排开液体的体积相等，进一步分析会发现：物体密度与液体密度的比值都是1：2，这时它们在液体中排开液体的体积是相同的。因此，得出的合理猜想是：漂浮在液面上体积相同的物块，当ρ物与ρ液的比值相同时，V浸是相同的。

①解答本题的关键是要熟练掌握控制变量法的运用，充分搞清各个量之间的关系，在表述结论时，一定要注意结论的严密性。

②对照表中的数据，明确各个量的含义，根据控制变量法，对各个量之间的关系做出分析，最后找出相应的量之间的关系，并得出普遍性的规律。