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第13讲浮力
| 浮力 |
定义 | 定义浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它________的力，这个力叫做浮力 |
方向 | _________ |
施力物体 | ______________ |
称重法 | 先在空气中用弹簧测力计测出______________，再把物体浸在液体中读出弹簧测力计的示数F 拉，则物体所受的浮力为F 浮=G-F 拉 |
产生 | 浸在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力____________，这就是浮力产生的原因 |
影响 | 物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的________有关，跟液体的________有关 |
说明 | ①浸在液体中的物体不一定都受到浮力.如：桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合，水对它向上的压力F 向上=0，故物体不受浮力作用；②浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力.因此，在分析物体的受力情况时，浮力和液体的压力不能同时考虑 |
. 阿基米德原理
探究阿基米德原理 | 探究 |
先用弹簧测力计测量出____和____的重力；再测量出物体完全浸没后弹簧测力计的示数；最后再测量出__________ |
分析 | 物体受到的浮力为F 浮=__________，排开水所受的重力_______.对 比两者的大小，得出实验结论 | |
实验 | 浸在液体中所受的浮力__________它排开的水所受的重力 | |
内容 | 浸在液体中的物体受到的的浮力________，浮力的大小_________它排开的液体所受的重力 | |
表达式 | F 浮 =________m 排g=._______.G 排表示排开液体所受的重力；m 排表示排开液体的质量；ρ液表示液体的密度；V 排表示排开液体的体积 | |
适用 | 适用于物体受到液体或气体的浮力 |
【提示】当物体浸没在液体里，此时V排=V物；当物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面上，此时V排＜V物.
物体的沉浮条件
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浸在液体中的物体同时受到浮力和重力的作用，物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的关系.如下：
上浮 | 下沉 | 漂浮 | 悬浮 | 沉底 |
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F 浮______G 物 | F 浮______G 物 | F 浮______G 物 | F 浮______G 物 | F 浮+F 支=G 物 |
ρ液 _____ρ物 | ρ液 _____ρ物 | ρ液 _____ρ物 | ρ液 _____ρ物 | ρ液 _____ρ物 |
物体处于动态，受到的是非平衡力 | 物体处于静止状态，受平衡力 | |||
| 浮力的应用 |
轮船 | 原理 | 物体的密度大于液体的密度，制成________的可以漂浮在液体的表面上，也增大了可以利用的浮力 |
排水量 | 轮船载重的大小用_______表示，是指轮船按照设计要求满载货物时排开水的________ | |
潜水艇 | 因浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变，所以，潜水艇受到的浮力_________，潜水艇的上浮和下沉全靠改变_________ | |
气球和飞艇 | 靠充入密度_____________空气的气体来工作的 | |
密度计 | 原理 | 根据物体__________时的受力平衡及阿基米德原理制成，用来测定液体密度的仪器 |
特点 | 浸入液体的体积越小，说明液体的密度越______ | |
命题点1阿基米德原理的应用
(2015·潍坊)如图甲所示，水平面上有一底面积为5.0×10－3m2的圆柱形薄壁容器，容器内装有质量
为0.5kg的水，现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10－5m3的物块(不吸水)放入容器中，物块漂浮在水面上，物
块浸入水中的体积为4.0×10－5m3.(g取10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小；
(2)求物块的密度；
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)，如图乙，求此时水对容器底的压强．
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解物体受到多个力而平衡的浮力计算题时，一定要对物体进行受力分析，找到力的关系式，再利用阿基米德原理解答．
1．(2015·济南)将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中，放手后发现：实心球沉入水底，而乒乓球浮出水面．如图所示，比较实心球和乒乓球没入水中时受到的浮力大小．则( )
A．实心球受到的浮力大
C．它们受到的浮力一样大
B．乒乓球受到的浮力大
D．不能确定
第1题图 第2题图
2．(2015·安顺)如图所示，在跳水运动员身体全部入水后继续下沉过程中，所受的浮力________，受到水的压强________(填“增大”“减小”或“不变”)．
3．(2015·贵港)如图所示，用细绳系住3×10－4m3的物体A，使它竖直下垂且全部浸入水中静止，此时绳子的拉力是1.5N，容器和水的总质量是0.7kg，容器与水平桌面的接触面积是100cm2.ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，求：
(1)物体A受到的浮力；
(2)物体A的密度；
(3)容器对桌面的压强．
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命题点2物体的浮沉条件
(2015·娄底)6月1日，由南京驶往重庆的“东方之星”旅游客轮突遇龙卷风发生翻沉．经过多方营
救，截至6月3日，已有14人获救．其中，张辉依靠救生圏在湍急的江水中漂流了10多个小时，终于在我省岳阳获救．张辉在江水中漂流时，他与救生圏的总重力________(填“大于”“等于”或“小于”)所受总浮力．
点拨：解题应注意挖掘题中关键信息．当题中出现“静止”“漂浮”“悬浮”“不动”等关键词时，则表明物体处于平衡状态，其受平衡力作用．不能盲目地利用阿基米德原理计算浮力的大小，而应先判断物体的浮沉状态，再计算与分析浮力的大小．
4．(2015·来宾)把体积为2×10－3到的浮力大小分别为( )
m3、重为12N的物块放入水中，g取10N/kg，当它静止时所处的状态及受
A．漂浮，F 浮＝20 NB．漂浮，F 浮＝12 N
C．沉底，F 浮＝20 ND．沉底，F 浮＝12 N
5．(2015·郴州)如图所示，a、b 是两种物质质量与体积的关系图像，分别用a、b 两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体，浸没在水中．松手稳定后( )
A．乙漂浮，乙受到的浮力小 B．甲漂浮，甲受到的浮力大
C．乙下沉，甲受到的浮力大 D．甲下沉，乙受到的浮力大
6．(2015·汕尾)用手将一重为5 N 的物体全部压入水中，物体排开的水重8 N．此时物体受到的浮力为________N．放手后物体将________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”)，待物体静止时所受浮力为________N.
命题点3 浮力的应用
(2015·广东)如图所示为一种自制简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，用它来测量
液体密度时，该密度计________(填“悬浮”“漂浮”或“下沉”)在被测液体中．将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2 的两个烧杯中，可以判断：ρ1________ρ2.若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2，则m1________m2.(后两空填“<”“＝”或“>”)
点拨：密度计在各种液体中均能直立漂浮，故有F 浮＝G 密度计，m 排＝m 密度计，即密度计在液体中受到的浮力、排开液体的质量是一定的．由公式F 浮＝ρ 液gV 排或m 排＝ρ 液V 排可知，密度计排开液体的体积V 排越小，表明该液体的密度ρ 液越大．
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7．(2015·平凉)如图所示是世界上最大的豪华渡轮之一“海洋魅力”号，长361m、宽66m，排水量达22.5万吨，满载时吃水深度达30m，可以搭载6320名游客，则满载时船底受到的海水压强约为________Pa，船受到的浮力约为________N．当客人下船后，船受到的浮力________(填“变大”“不变”或“变小”)．(ρ海水＝1000 kg/m3、g＝10N/kg)
第7题图 第8题图
8．(2015·聊城)潜水艇对保卫我国的南海起着重要的作用．如图所示，潜水艇在水中处于悬浮状态，此时其所受浮力与重力的大小关系为：F浮________(填“＞”“＜”或“＝”)G.当压缩空气将水舱中的水排出一部分时，潜水艇将________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”)．
9．(2014·枣庄)在物理课造船比赛中，把橡皮泥捏成碗形，可以漂浮在水面上，这是利用________的办法增大排开水的体积，从而增大可以利用的浮力．某同学用质量20g的橡皮泥做成的船能漂浮在水面上，此时橡皮泥排开水的质量________g.
命题点探究影响浮力大小的因素
探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验，是中考考查的热点，考查的形式是：在题目中提出多个因素，如物体的密度、体积、重力，液体的密度、深度，以及物体排开液体的体积等，要求利用控制变量法设计实验或概括实验结论，在分析过程往往要应用称重法和阿基米德原理．
(2015·襄阳)某同学为验证漂浮在水面上的木块受到的浮力大小是否符合阿基米德原理，他进行了如
图所示的实验．
(1)分析图中提供的信息，可知图丁中木块所受浮力大小为________N.(2)根据图乙和图戊两次测量的目的是间接测量____________________．
影响浮力大小的因素有多个，故在探究时利用控制变量法，物体在液体中所受的浮力大小通过称重法计算得出．
(3)根据图乙和图戊测量结果可知木块排开水所受的重力为________N，由此可知漂浮在水面上的木块受到的浮力大小________(填“符合”或“不符合”)阿基米德原理．
一、选择题
1．(2014·成都)关于物体所受的浮力，下列说法中正确的是（ ）
A．漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大
B．物体的密度越大，受到的浮力越小
C．物体排开水的体积越大，受到的浮力越大
D．浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
2．(2015·福州)2015年3月19日，我国首次用水下机器人在南海3000 m深的海底插上国旗．若不计海水密
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度的变化及水的阻力，机器人在下潜过程中（ ）
A．受到的重力逐渐减小 B．受到海水的浮力逐渐减小
C．受到的浮力大于重力 D．受到海水的压强逐渐增大
3．(2015·兰州)液体沸腾时，液体内部会产生大量气泡．在液体中不断上升、变大．对于气泡所受压强和浮力的变化情况(气泡未露出液面时)，以下说法正确的是（ ）
A．压强变小，浮力变小 B．压强不变，浮力不变
C．压强变大，浮力不变 D．压强变小，浮力变大
4．(2015·内江)密度为0.8×103kg/m3的实心木块，轻放于足够深的水中，木块静止后，浸入水中的体积与木块体积之比为（ ）
A．4∶5 B．4∶1 C．1∶4 D．1∶1
5．(2015·滨州)测量液体密度的仪器叫密度计，将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值(图甲)．图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中，由图中现象可以判断（ ）
A．密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大
B．密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大
C．乙烧杯中液体的密度较大
D．丙烧杯中液体的密度较大
6．(2015·汕尾)两个完全相同的容器中，分别盛有甲、乙两种液体，将完全相同的两个小球分别放入容器中，当两球静止时液面相平，球所处的位置如图所示．设甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为p甲和p乙，则它们的关系是（ ）
A．p甲<p乙B．p甲>p乙 C．p甲＝p乙D．无法确定
第6题图 第7题图
7．(2015·德阳)如图所示，将盛有适量水的容器放在水平桌面上，然后把系在弹簧测力计下的铁块慢慢地浸入水中(水未溢出)，观察铁块从刚开始浸入水中到完全浸在水中的实验现象，并对一些物理量做出了如下判断：①铁块受到的浮力变大；②弹簧测力计的示数变小；③桌面受到的压力变大；④水对容器底部的压强变大．其中正确的是（ ）
A．①② B．①②③ C．①②③④D．①②④
二、填空题
8．如图所示，我国自行研制的飞艇悬浮在青奥会赛场上空，成为北京奥运会的一道亮丽的风景．图中飞艇自重1.2×104N，所携设备重8000 N，则其受到空气的浮力为________N.
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第8题图 第9题图
9．(2015·连云港)皮划艇是一项水上运动项目．如图所示，某次比赛中，两运动员的总质量为145kg，双人划艇的质量为15kg，则该划艇静止时所受的浮力大小为________N，排开水的体积为________m3.(取g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3)
10．(2015·荆州)2014年9月26日，引江济汉工程正式通水通航，工程有67km黄金航道、500m3/s的最高流量，已成为中国现代最大的人工运河．一艘排水量100t的货船在航道通行时，船上装有质量为10t的货物，该船满载时受到的浮力为________N；距离水面1.5m下的船体位置受到的水的压强为________Pa.(g＝10N/kg) 11．(2015·恩施)大家都知道“曹冲称象”的方法，如图所示．我们来分享小曹冲所运用的智慧：
(1)用物理知识解释“称象”的原理，前后两次水面正对记号说明：________________．
(2)要推出“象重等于石头重”的结论，必须附上的关键推理依据是：________________．
三、作图与实验探究题
12．(2015·东营)如图所示，小球悬浮在水中，请在图中画出小球所受浮力和重力的示意图．
13．(2015·福州)小华在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中，做了如图所示的实验：
(1)比较甲和乙可知，物体受到的浮力F浮＝________．(用图中的物理量符号表示)
(2)分析乙和丙可知，弹簧测力计测得拉力大小关系是：F1________(填“>”“＝”或“<”)F2.
(3)通过乙和丁的探究，不能得到浮力大小与液体密度的关系，其原因是__________________________________不同．
四、计算题
14．(2015·咸宁)一个圆柱形容器放在水平桌面上，如图甲所示，容器中立放着一个均匀实心圆柱体M.现慢慢向容器口中加水，加入的水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图丙所示．在整个过程中无水溢出，M的底面始终与容器中的水面平行．当加入的水等于3kg时，物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm，如图乙所示．(已知ρ水＝1.0×103kg/m3)求：
(1)圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度h；
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(2)圆柱体M的密度ρ；
(3)圆柱体容器的内底面积S.
15．(2015·安顺)小虎家买了一个既美观又实用的茶几，茶几的中间是一个鱼缸．茶几摆放在客厅水平地面上，如图所示．其部分参数如下表所示．
茶几及鱼缸净重/kg | 28 |
最大容水质量/ kg | 120 |
鱼缸深度/m | 0.5 |
支撑柱/个 | 4 |
每个支撑柱与地接触面积/m2 | 0.01 |
(1)鱼缸中注满水时，求鱼缸底部受到水的压强p1；此时茶几对地面的压强p2.
(2)小虎的爸爸买回一重为50N的实心塑胶鱼的艺术品，发现其恰能悬浮在鱼缸里的水中，求塑胶鱼的体积V.
第13讲浮力
考点解读
考点1向上竖直向上 液体或气体 物体重力G不同体积 密度
考点2物体空小桶 排开水和小桶的总重 G物－F拉G排＝G－G桶等于 向上 等于 G排ρ液V排g 考点3＞＜ ＝ ＝ ＞ ＜ ＞ ＝ ＜
考点4空心排水量 质量 不变 自身的重力 小于 漂浮 大
各个击破
例1(1)物块受的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4.0×10－5m3＝0.4N；
(2)物块受的重力与浮力是一对平衡力F浮＝G物＝ρ物gV物
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物块的密度ρ 物＝ | ＝ | ＝0.8×103kg/m3； |
(3)设未放入物块时，容器中水深为h，物块完全浸没在水中时，水位上升Δhm水＝ρ水V水＝ρ水Sh
∴h＝ | ＝ | ＝ | ＝0.1 m |
V 水＝S·Δh∴Δh＝ | ＝0.01 m | ||
水对容器底的压强p＝ρ水g(h＋Δh)＝1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m＋0.01m)＝1.1×103Pa.
题组训练1.A2.不变增大
3.(1)物体所受的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10－4m3＝3N；(2)由于物体处于静止状态，受力平衡，则GA＝F浮＋F拉＝3N＋1.5N＝4.5N，
质量mA＝ | ＝ | ＝0.45 kg，物体的密度ρA＝ | ＝ | ＝1.5×103kg/m3； |
(3)容器内水和容器的重力G′＝m′g＝0.7kg×10N/kg＝7N， 桌面受到的压力F＝G′＋F浮＝7N＋3N＝10N，
容器对桌面的压强p＝＝ ＝1000 Pa.
例2等于
题组训练4.B5.A6.8上浮5
例3漂浮<＝
题组训练7.3×1052.25×109变小8.＝上浮 9.制成空心20
实验突破
例(1)1.2(2)木块排开水所受的重力
拓展训练(3)1.2符合
整合集训
1．C2.D3.D4.A5.D6.B7.C8.2×1049.1600 0.16 10.1061.5×10411.(1)排水体积相同(2)漂浮时浮力等于重力
12.
13.(1)G－F1(2)< (3)物体排开液体的体积
14.(1)h＝ | ＝ | ＝0.06 m； |
(2)∵F浮＝ρ水gV排＝ρ水gS×0.06m
F浮＝GM＝ρMVMg＝ρMgS×(0.06m＋0.04m)
∴ρM＝ρ水＝0.6×103kg/m3；
(3)S＝ | ＝ | ＝0.1 m2. |
15.(1)水对鱼缸底的压强p1＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5 m＝5×103Pa，茶几对地面的压力F＝G总＝(120kg＋28kg)×10 N/kg＝1480 N，
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茶几对地面的压强p2＝F/S＝1480 N/(4×0.01 m2)＝3.7×104Pa；
(2)浮力F浮＝G＝50N，
塑胶鱼的体积V＝F浮/(ρg)＝50N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)＝5×10－3m3.
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