八年级下物理课件专题技能训练九2浮力与密度的测量_沪粤版

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第九章 浮力与升力 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 —— 1．(中考·北京)小京利用铝块、细线、量筒和适量的水测量 一个形状不规则的小蜡块的密度。如图所示的四个图是 小京正确测量过程的示意图。图中V0、V1、V2、V3分别 是量筒中水面所对应的示数。已知水的密度为ρ水，利用图 中测量出的物理量和ρ水计算小蜡块的密度，写出小蜡块密 度的表达式：______________。 ρ蜡＝ρ水 1 0 2 3V V V V  返回2题点拨 返回 点拨： 由甲、乙两图可知蜡块漂浮时排开水的体积为V1－V0， 丙、丁两图利用悬重法测量蜡块的体积为V2－V3，由漂浮特 点知m物＝m排，则ρ水V排＝ρ蜡V蜡，ρ水(V1－V0)＝ρ蜡(V2－V3)， ρ蜡＝ρ水 。1 0 2 3V V V V  2．(巢湖模拟)小月在装修时，发现木匠师傅用车床做出了如 图甲所示的底面不规则的实心柱体木块，她发现该柱体 可以直立漂浮于水中(木块不吸水)，于是她利用天平、刻 度尺、一大烧杯和适量水，按如下的实验步骤测出了柱 体的底面积。已知水的密度为1.0×103 kg/m3。 (1)将天平放在________桌面上，然后将游码移至标尺的 __________处，观察指针指示如图乙所示，则应将平衡 螺母向________(填“左”或“右”)调。 (2)把柱体放在天平左盘，通过添加砝码并调节游码，天平 再次平衡时，所加砝码和游码位置如图丙所示，柱体的 质量为________g。 水平 零刻线 右 42 (3)用刻度尺测出柱体的高度8.00 cm，再把该柱体直立漂浮 于烧杯的水中，并在水面处做上记号，标上1 g/cm3，如图 丁所示；再用刻度尺测出柱体露出水面的高度为2.00 cm ，由此她测出了该柱体的密度为________g/cm3。 (4)小月还用了理论推导的方法把柱体制成了密度计，通过计 算，她应该在柱体记号的上方________cm的位置上标出 0.8 g/cm3的密度刻线。 0.75 1.5 返回3题点拨 点拨： (1)使用天平测量物体质量之前要进行调平，平衡螺母 相对于指针的调节规律是“左偏右调，右偏左调”。(2)天平 平衡时，物体的质量等于砝码质量加游码在标尺上所对的 刻度值。(3)根据柱体直立漂浮于烧杯的水中，利用F浮＝G 可求得该柱体的密度。(4)根据密度计放在液体里漂浮时浸 入的体积判断出密度计标记的位置即可。 返回 3．(中考·福建A)小明要测量木块的密度。实验器材有：木 块、弹簧测力计(0～5 N)、底部固定有滑轮的水槽、细 线及足量的水。(g取10 N/kg) (1)先用弹簧测力计测木块的重力， 如图甲，示数为______N；2.4 再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来，接着往水槽 倒入适量的水，使木块浸没在水中，如图乙，木块在水中 静止时测力计示数为1.6 N。木块的体积为________m3，密 度 为 _ _ _ _ _ _ _ _ k g / m 3 。 本 实 验 中 滑 轮 的 作 用 是 ___________________。 (2)小明分析发现，如果把水换成其他液体，测力计的示数就 会不同，于是他把测力计的刻度改成相应的密度值，将该 4×10－4 0.6×103 改变力的方向 装置改装为测量液体密度的“密度计”。原测力计的1.0 N 刻度处应标注为__________kg/m3，该“密度计”的刻度分 布______(填“均匀”或“不均匀”)。 (3)若要增大这种“密度计”的最大测量值，可以采取的方法 有________________________________________________ ____________________________ (写出一种即可)。 0.85×103 均匀 换用更大量程的弹簧测力计(或换用体积更小的木块 或换用密度更大的物块等) 返回4题点拨 点拨： (1)明确弹簧测力计的分度值，再根据指针指示来读数； (2)图乙中使用的是定滑轮，可以改变力的方向，不能省力， 所以弹簧测力计的示数即为对木块的拉力，根据二力平衡知 识可知F浮＝G＋F拉求出浮力；根据F浮＝ρ水gV排求出木块的 体积；根据G＝mg＝ρ木gV求出木块的密度；根据F浮＝G＋F 拉求出当测力计的示数为1 N时，所受浮力， 然后利用F浮＝ρgV排可求得液体的密度，根据F浮＝G＋F示 和F浮＝ρ液gV排推导出ρ液与F示的关系，分析得出结论。(3) 要增大这种“密度计”的最大测量值，可以从弹簧测力计的 量程、木块的体积、密度等角度考虑可以采取的方法。 返回 4．(中考·漳州)在“测量药瓶玻璃的密度”实验中，提供的器材 有：天平、量筒、薄玻璃药瓶(可放入量 筒中)、水、细长铁丝。 (1)首先把天平放在水平桌面上，然后将__________移到 称量标尺左端的“0”刻度线上，若发现指针的偏转情况 如图甲所示，应将天平的平衡螺母向______(填“右”或 “左”)调，直至指针尖对准分度标尺的中央刻度线。 游码 左 (2)用已调节好的天平测量空瓶的质量，当天平平衡时，右盘 中砝码质量和称量标尺上游码的示数值如图乙所示，空瓶 的质量m＝________g。 (3)不使用天平，利用其余的器材，请设计一个方案测量空瓶 的质量并写出质量表达式：___________________________ ___________________________________________________ ______________________________。(水的密度用ρ水表示) 12 在量筒中装入适量的水，记下示 数V1，把空药瓶轻轻放入量筒中，空瓶在水中漂浮，记下示 数V2，质量表达式m＝ρ水(V2－V1) (4)请设计一个方案测量空瓶的玻璃体积并写出体积表达式： ___________________________________________________ ___________________________________________________ ________________________。 (5)若测出空瓶的玻璃体积为5 cm3，请根据(2)中天平测出的 空瓶质量，计算玻璃的密度ρ＝______g/cm3。 在量筒中装入适量的水，记下示数V3；把空药瓶放入 量筒中，用细铁丝把空药瓶压入水中浸没，记下示数 V4，体积表达式V＝V4－V3 2.4 返回 5．(芜湖二模)某课外活动小组进行测量一块橡皮密度的实 验，他们设计了两种方案： (1)方案一：将天平放在水平桌面上，当游码归零后发现 指针静止时的指向如图甲，此时 应将平衡螺母向________调节。 2 —— 右 测量中，天平平衡时所加砝码和游码位置如图乙所示， 测 出 橡 皮 的 体 积 为 1 0 c m 3 ， 则 该 橡 皮 密 度 为 __________kg/m3。 (2)方案二：把橡皮挂在图丙所示的测力计下；测出橡皮重 力G；再将橡皮浸没水中，读出测力计示数F。已知水的 密 度 为 ρ 水 ， 则 橡 皮 密 度 的 表 达 式 可 表 示 为 ρ 橡 ＝ _________(用所测得的物理量和已知量表示)。 1.66×103 G G F  水 实验小组经分析发现该方案不能准确测得橡皮密度，理由 是________________________________________________ ____________________________________________。 橡皮的重力小于弹簧测力计的分度值，测量出橡皮的 重力不准确，进而测出的橡皮的密度不准确 返回6题点拨 点拨： (1)天平使用前必须进行调节，调节原则是：“左偏右调” “右偏左调”；被测物体的质量等于砝码的总质量与游码所对 刻度之和；知道橡皮的体积，利用密度公式计算其密度；(2) 知道橡皮重力，利用G＝mg求其质量；利用称重法求出橡皮 受到的浮力，利用阿基米德原理求橡皮排开水的体积(橡皮的 体积)，再利用密度公式求其密度； 根据(1)测量的橡皮的质量，求出其重力，和弹簧测力计的分 度值比较得出重力测量是否准确，得出答案。 返回 6．(中考·黄石)测算不溶于水的新型合金材料密度： (1)小明拿来一个弹簧测力计，如图a所示在没有挂重物 时，已产生______N的读数，应将指针向______(填“ 上”或“下”)移动，进行调零。 (2)小磊将材料用细丝线悬挂在弹簧测力 计下，静止时弹簧测力计示数如图b， 大小为__________N。再将材料全部4.2 0.2 上 浸入水中，静止时弹簧测力计示数如图c，由此，小磊得出 材料在水中受到的浮力F浮＝______N。 (3)若取g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3，可以计算出材料的 质量m＝________kg，体积V＝__________m3(用科学记数 法表示)，并由此算出材料的密度ρ＝________kg/m3。 (4)小明提出若取g＝9.8 N/kg会使测量结果更准确，而小磊认 为无影响。你认为______(填“小明”或“小磊”)的说法正确。小磊 2.0 0.42 2.0×10－4 2.1×103 返回 7．(中考·无锡)小明想测量一枚生鸡蛋的密度，他的方案是： 先使鸡蛋在盐水中悬浮，然后测出盐水的密度ρ盐水，则 ρ鸡蛋＝ρ盐水。 3 —— (1)小明使鸡蛋在盐水中悬浮的操作步骤如下： 步骤一：将鸡蛋放入空烧杯，慢慢加水，浸没沉在杯底的 鸡蛋，如图a； 步骤二：向水中加盐，用玻璃棒慢慢搅拌，使鸡蛋逐渐上 浮，直至漂浮在盐水面上，如图b； 步骤三：用胶头滴管滴加水，用玻璃棒慢慢搅拌，使漂浮 的鸡蛋逐渐下沉，直至悬浮在盐水中，如图c。 对上述实验中鸡蛋所受浮力大小的分析，正确的是________。 A．步骤一中鸡蛋所受的浮力始终不变 B．鸡蛋处于图c状态时所受的浮力等于重力 C．鸡蛋处于图a状态时所受浮力比图b状态时大 D．鸡蛋从图b状态变为图c状态的过程中，所受浮力增大 B (2)小明取来天平、量筒和小烧杯，测量图c烧杯中盐水的密 度 ， 他 将 天 平 放 在 水 平 台 面 上 ， 如 图 乙 ， 此 时 应 ________________________________，使指针对准分度盘 中央的刻度线，天平调节好后，测量步骤如下： 步骤一：如图丙，在小烧杯中倒入适量盐水，用天平测出 小烧杯和盐水的总质量为m1； 步骤二：如图丁，把小烧杯中一部分盐水倒入量筒，测出 将游码归零，并向右调节平衡螺母 量筒中盐水的体积为V； 步骤三：测出小烧杯和杯中剩余盐水的质量m＝38.8 g。 ①则m1＝________g，V＝________cm3，小明所测盐水的密 度ρ盐水＝____________kg/m3； ②若小明没有对图乙的天平进行调节，就按照上述步骤进行 测量，则测得的盐水密度__________。(填“偏大”“不变” 或“偏小”) 80.4 40 1.04×103 不变 返回8题点拨 点拨： (1)步骤一中，慢慢向杯中加水的过程中，鸡蛋排开水的 体积逐渐增大，所受浮力逐渐增大，直至完全浸没，所受浮 力保持不变，故A错误；图C中，鸡蛋处于悬浮状态，所受浮 力等于重力，故B正确；a图中，鸡蛋所受浮力小于重力，b 图中，鸡蛋所受浮力等于重力，所以a图状态时所受浮力比b 图状态时所受浮力小，故C错误；b、c两图中，鸡蛋所受 浮力均等于重力，大小相等，故D错误。 (2)由图乙可知，游码没归零，所以此时应将游码归零，并向 右调节平衡螺母，使天平在水平位置平衡；①由图丙可知， 烧杯和盐水的总质量m1＝50 g＋20 g＋10 g＋0.4 g＝80.4 g； 由图丁可知，盐水的体积V＝ 40 mL＝40 cm3；剩余盐水的 质量m＝38.8 g，则量筒中盐水的质量m′＝m1－m＝80.4 g－ 38.8 g＝41.6 g，则盐水密度ρ盐水＝ ＝ ＝1.04 g/cm3＝m V  3 41.6g 40cm 1.04×103 kg/m3； ②图乙中游码所在的位置为0.6 g，若没有 对图乙的天平进行调节，则所测两次质量值均比实际值大 0.6 g，但两次测量值之差即盐水的质量不变，所以测得的盐 水密度不变。 返回 4 —— 8．(中考·十堰)在探究影响浮力大小因素的实验中，同学们 提出了如下猜想： 猜想1：浮力大小与物体排开 液体的体积有关； 猜想2：浮力大小与液体的密度有关； 猜想3：浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关。 (1)实验中物体浸没在水中时受到的浮力为______N。 (2)分析实验B、C可知猜想1是正确的，可以得到在同种液体 中物体排开液体的体积越大，受到的浮力________。比较 实验__________可知，浮力大小还与液体的密度有关。 (3)图中F3＝________N，液体的密度ρ液＝__________kg/m3。 (ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) (4)实验所用的科学研究方法是_____________。 3 越大 A、D、E 7 1.2×103 控制变量法 返回9题点拨 点拨： (1)由图A可知物体的重力G＝10 N；由图C可知，物体浸 没在水中时，物体受到的拉力为F＝7 N；则物体浸没在水中 受到的浮力F浮＝G－F＝10 N－7 N＝3 N；(2)观察实验B、C 可知，物体排开液体的体积不同，由测力计的示数可知，所 受浮力不同，且排开液体的体积越大，所受浮力越大；要探 究浮力的大小与液体的密度有关，应使物体排开液体的体积 相同，液体的密度不同；观察可知，实验D、E中，物体排开 液体的体积相同，而液体的密度不同，故要探究浮力的大小 与液体的密度的关系，应选择实验A、D、E；(3)浮力大小与 物体浸没在液体中的深度无关，观察实验C、D可知，物体浸 没在同种液体中的深度不同，浮力相同，所以F3＝F2＝7 N； 由图A、C知，浸没在水中时的浮力F浮＝10 N－7 N＝3 N； 由图A、E知， 浸没在液体中时的浮力F浮′＝10 N－6.4 N＝3.6 N；由F浮＝ ρ水gV排得物体的体积V＝V排＝ ＝ ＝ 3×10－4 m3，液体的密度ρ液体＝ ＝ ＝ 1.2×103 kg/m3；(4)该实验探究浮力大小与多个因素的关系， 用到了控制变量法。 F g 浮 水 3 3 3 1 10 kg / m 10 / kg N N  ' g F V 浮 排 4 3 3.6 10 / kg 3 10 N N m  返回 9．小明用一根粗细均匀两端开口的薄玻璃管、薄橡皮膜、 刻度尺、烧杯和水(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3)， 来测量某种液体的密度。实验过程如下： ①将玻璃管的一段用细线扎好； ②将玻璃管扎有薄膜的一端逐渐插入装有水的烧杯中； ③往玻璃管内缓慢加入待测液体直到薄膜变平为止(如图 所示)，测出薄膜到水面和液面的距离分别为h1和h2； ④计算待测液体的密度ρ液。 回答下列问题： (1)小明将玻璃管扎有薄膜的一端插入水中，薄膜向上凸起， 说明______________________；玻璃管浸入水中越深，薄 膜向上凸起程度________(填“越大”“越小”或“不变”)； (2)收集实验数据； 液体内部有向上的压强 越大 (3)待测液体的密度ρ液＝________kg/m3； (4)若要增大该装置的测量范围，请你给出一条合理化建议 ________________________； (5)已知玻璃管的横截面积为5 cm2，质量为20 g，厚度忽略不 计。当薄膜变平后小明松开手，玻璃管将________(填“向 上”或“向下”)运动；玻璃管静止后，薄膜到水面的距离为 ________cm。 1.2×103 用密度更大的液体代替水 向下 10 返回10题点拨 点拨： (1)液体内部压强的特点：液体内部存在各个方向的压 强，压强的大小和深度有关，深度越大，压强越大；(2)橡 皮膜受到液体的压强是通过橡皮膜凹凸程度来体现的，橡 皮膜凹凸程度越大，说明橡皮膜受到液体的压强越大；(3) 往玻璃管内缓慢地加入待测液体直到薄膜变平，说明玻璃 管内外压强相等，根据薄膜到水面和液面的距离分别为h1和 h2，利用液体压强公式可求得液体的密度；(4)根据F浮＝ ρ液gV排分析解答增大该装置的测量范围的方法。(5)分别 求出玻璃管受到的重力和浮力，然后根据物体浮沉条件 确定玻璃管的运动方向；再根据玻璃管静止后，F浮＝G ＝ρgV排，求得排开水的体积，然后即可求得薄膜到水面 的距离。 返回 10．(中考·常州)小明来到素有“中国死海”之称的新疆达坂城盐 湖游玩，看到游客能漂浮在湖面，便利用随身携带的砝码 盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖 中盐水的密度。(g取10 N/kg)各步骤如图所示。 ①取一根细线与铁皮罐等高， 通过对折细线找到铁皮罐 一半高度位置，并做记号；②在铁皮罐内加入适量沙石并加 盖密封，使之漂浮时一半浸入水中；③在铁皮罐上加砝码， 直至铁皮罐恰好浸没在水中；④将该铁皮罐放入盐水中，加 砝码，直至铁皮罐恰好浸没在盐水中。问： (1)铁皮罐的体积有多大？ (2)铁皮罐和沙石的总重有多大？ (3)盐水的密度有多大？ 解：(1)由图②可知：一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1＝ ρ水V排1g＝ρ水× V罐g，在铁皮罐上加砝码铁皮罐恰好 浸没在水中，受到的浮力F浮2＝ρ水V排2g＝ρ水×V罐g， 又知F浮1＝G罐，F浮2＝G罐＋G砝码1，则F浮2－F浮1＝ G砝码1，即ρ水×V罐g－ρ水× V罐g＝G砝码1，则V罐＝ ＝ ＝ ＝ ＝ 1×10－3 m3； 1 2 1 2 12 g G  砝码 水 12m g g 砝码 水 12m  砝码 水 3 3 2 0.5 1.0 10 kg / kg m   (2)由于铁皮罐漂浮在水面上，则G罐＝F浮1＝ ρ水gV罐＝5 N； (3)将该铁皮罐放入盐水中并加砝码，铁皮罐恰好浸没在盐水 中，则根据漂浮条件可得：F浮3＝G罐＋G砝码2，即： ρ盐水V罐g＝G罐＋G砝码2，则ρ盐水＝ ＝ ＝ ＝1.2×103 kg/m3。 1 2 2G G V g  砝码罐 罐 2G m g V g  砝码罐 罐 3 3 5 (0.5kg 0.2kg) 10 / kg 1 10 m 10 / kg N N N      返回