内容正文:
第十单元 浮力
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第1节 浮力 阿基米德原理
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(8年8考)
1.定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对其竖直向上的力,这个力称为浮力。
2.浮力的方向: 竖直向上 。
3.产生原因:浸在液体(或气体)中的物体,其上、下表面受到液体(或气体)对它的压力不同,从而
产生了向上的压力差。
4.影响浮力大小的因素:浮力跟物体浸在液体中的 体积 及 液体的密度 有关。物体浸在液
体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越 大 。
特别提醒 ①浮力的方向只能说竖直向上,不能说“垂直向上”或“向上”;
②物体与底部紧密接触时,浸在液体中不受浮力,如:石墩、拦河坝;
③浸没在液体中的物体, 受到的浮力与物体浸没在液体中的深度无关。
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(8年8考)
1.内容:浸在液体中的物体受到向 上 的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的 重力 。
2.公式:F浮 =G排 = ρ液 gV排 ;ρ液表示液体的密度,单位是 kg/m
3;V排表示物体排开液体的体积,
单位是m3;F浮表示浮力,单位是 N。
变形式:求液体密度 ρ液 =
F浮
gV排
;求排开液体的体积 V排 =
F浮
ρ液 g
。
3.使用范围:液体和气体均适用。
特别提醒 阿基米德原理中的V排是指物体排开液体的体积,解题时一定要找准V排,可以根据题干条件
以物体为研究对象或排开的液体为研究对象,具体如下:
①以物体为研究对象,V排是指物体浸入液体中的体积。浸入包括浸没(此时V排 =V浸 =V物,如物体处于
沉底或悬浮状态)和部分浸入液体(此时V排 =V浸 <V物,如物体处于漂浮状态)
②以排开的液体为研究对象,若无液体溢出,V排是指液体上升的体积;若有部分液体溢出,V排是指液体
上升的体积和溢出部分的体积之和;若液体全部溢出,V排是指溢出部分的体积
1. (2017云南5题3分)潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力 (B )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.始终不变 D.先增大后不变
第2题图
2. (RJ八下P53图改编)如图所示,在烧杯中装满水,用手把空的饮料罐缓
慢地按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按感觉用力越 大 ,由此猜想浮力的大
小跟 物体排开液体的体积 有关。
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第3题图
3. (HK八全P176习题改编)四个不同材料制作的质量分布均匀的实心
小球A、B、C、D分别静止在水中不同位置,若四个小球质量相同,所受浮力最小
的是 D 球,若四个小球体积相同,所受浮力最小的是 A 球。(均选填“A”
“B”“C”或“D”)
4. (2019云南6题3分)2019年4月23日,在中国海军建军70周年纪念日上举行了海军
阅兵仪式,展示了中国海军的军威。如图所示是最新入列的“101南昌舰”,下列说法正确的是
(D )
第4题图
A.舰艇雷达发射和接收的是超声波
B.舰艇甲板上有凹凸不平的纹路是为了减小摩擦
C.舰艇对水的压力与水对舰艇的浮力是一对平衡力
D.舰艇上加装质量为50吨的装备,排水体积增加50m3
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方法 阿基米德原理法
受力分析
平衡法 称重法 压力差法
图示
及
公式
F浮 =G排 =ρ液gV排
F浮 =G物 =m物 g
F浮 =G物 -F拉
F浮 =F向上 -F向下
适用
范围
及注
意事
项
普遍适用的浮力计算
法,在已知物体排开
液体的体积和液体的
密度时使用
适用于漂浮和悬浮的
物体,已知物体的重
力或质量
适用于在液体中下沉
的物体,在已知物体
的重力及物体浸在液
体中时弹簧测力计的
示数时使用
已知形状规则物体的:
①上、下表面的压强及
上、下表面积;②上、下
表面所受的压力(满足
其中一个即可)
5.[阿基米德原理法|HK八全P175习题改编]将王冠浸没在水中时排开水的质量为40g,则这顶王
冠在水中受到的浮力为 0.4 N,若将王冠轻放入酒精中,浸没时排开酒精的重力为
0.32 N。(g取10N/kg,ρ水 =1.0g/cm
3,ρ酒精 =0.8g/cm
3)
6.[平衡法|HK八全P181习题改编]某型号航空母舰满载时排水量达73500t,则满载时所受的浮
力是 7.35×108 N;它从河里驶入海里时,它的浮力 不变 (选填“变大”“变小”或“不
变”)。(g取10N/kg)
7.[压力差法|RJ八下P50素材改编]一个棱长为10cm的正方体浸没在水中,下表面距水面30cm,
则物体上表面受到水的压力是 20 N,物体下表面受到水的压力是 30 N,物体受到的浮力
是 10 N。(ρ水 =1.0g/cm
3,g取10N/kg)
47
第十单元 浮力
8.[称重法|RJ八下P50习题改编]小明用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力
计的示数为3.0N。他将物体浸没在水中,弹簧测力计的示数变为2.0N,则浮力的大小是
1.0 N,方向为竖直 向上 。若将物体继续向下移动(未触底),则弹簧测力计的示数大小
不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
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(8年7
考,近7年连续考查)
1.[物体浸入液体,排开液体全部溢出]将一物体
放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时溢水杯中
溢出了100cm3的水,则物体排开水的体积为
1×10-4 m3,物体所受的浮力为 1 N。(ρ水
=1.0×103kg/m3,g取10N/kg
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变式训练
先在溢水杯中装满水(水面与溢水口齐
平),水深为10cm,水的质量为5kg,再放
入一重6N的木块,溢出的水全部用小烧
杯接住(如图所示),则木块浸入水中的体
积为 6×10-4 m3,小烧杯中水的重力为
6 N。(ρ水 =1.0×10
3kg/m3,g取
10N/kg)
第1题变式训练图 第2题变式训练图
2.[物体浸没,无液体溢出]一个体积为 1×
10-3m3的铁球全部浸没在水中,它受到水对
它的浮力为 10 N。(ρ水 =1.0×10
3kg/m3,
g取10N/kg
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变式训练
如图所示,将一物块放入装有水的容器
中,容器的底面积为400cm2,放入物块
前水的深度为15cm,放入物块后,物块
刚好浸没,液面增加了5cm,物块排开
水的体积为 2000 cm3,受到的浮力
为 20 N。
3.[物体浸入液体,无液体溢出]如图所示,将一
正方体物块放入装有水的圆柱形容器中,容
器的底面积为400cm2,放入物块前水的深度
为15cm,物块静止时液面比放入前升高了
2cm,物块受到的浮力为 8 N;水对容器底
增加的压力为 8 N。(ρ水 =1.0×
103kg/m3,g取10N/kg)
第3题图
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殏 变式训练
在平静的池水中漂浮着一个实心木球,木
球的体积为4dm3,露出水面的体积为总体
积的
1
4,那么木球受到的浮力为 30 N。
木球的密度为 0.75×103 kg/m3。
4.[物体浸没,排开液体部分溢出]如图甲所示,
将一个底面积为300cm2的薄壁柱形溢水杯
置于水平桌面上,倒入深度h1=6cm的水,此
时水面离溢水口的竖直距离h2=2cm。再将
一铝块缓慢放入水中,当铝块下沉在杯中后
(图乙),从溢水杯中溢出了200g的水。则铝
块排开水的体积是 800 cm3,铝块受到的
浮力为 8 N。(ρ水 =1.0×10
3kg/m3,g取
10N/kg)
甲
乙
第4
题图
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众相原创 赋能中考 云南物理
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5.(2024昆明五华区模拟)为验证空气对浸在其
中的物体有竖直向上的浮力,李成同学利用
以下实验器材:
天平(带砝码),充足气的排球,套扎在气针尾
端的瘪气球(气针尾端与气球接触部分密封
完好)。
李成同学将排球、瘪气球放到天平左盘,调平
衡,接下来他将进行的操作是 将气针头插
入排球的气门内,使气球膨胀再放回天平左
盘 ;若出现 右盘下沉 ,说明空气对浸在
其中的物体有竖直向上的浮力。
第5题图
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(2022版课标要求必做实验,2018.21)
例1 小明在探究“影响浮力大小的因素”时,依次做了如图1所示的实验。
图1
证据与解释
(1)应适当选用体积较 大 的物体,因为体积越大,排开液体的体积变化越大,浮力变化越大,
实验现象越明显。
(2)实验前,手拿着弹簧测力计的 吊环 (选填“外壳”或“吊环”),使弹簧测力计在 竖直 方
向静止,观察指针位置,进行调零;图A中弹簧测力计的读数为 4 N。(真实做实验细节注意点)
(3)比较图1A、B、C三次实验可得:物体浸入水中的体积越大,受到的浮力越 大 ,这说明浮力
的大小与 物体排开液体的体积 有关。
(4)比较图1A、D、E三次实验可得:物体浸没在水中的不同深度时,物体所受的浮力 相同 。
(5)比较图1A、 E、F 三次实验可得:浮力的大小与液体的密度有关。
交流合作,评估反思
(6)(方案设计能力考查)同组的小华同学对比图1中A、B、C三次实验,得出“物体浸入液体越
深,所受液体的浮力就越大”的结论,你认为该说法 错误 (选填“错误”或“正确”),原因是两
次实验没有控制物体 排开液体的体积 (选填“质量”“体积”或“排开液体的体积”)相同。
(7)如图2所示是根据实验A、B、C、D、E绘制的弹簧测力计示数F、物体受到的浮力F浮与物体下
表面所处深度h的关系图像。
图2
67
第十单元 浮力
①图2中表示弹簧测力计示数F与物体下表面所处深度h变化关系的图线是 b ,表示物体受
到的浮力F浮随h变化关系的图线是 a 。(均选填“a”或“b”)
②由图像可知,同一个物体从开始浸入某一种液体到完全浸入的过程中,弹簧测力计的示数不断
变小 ,物体受到的浮力逐渐 变大 ;当物体浸没在液体中后不断下降的过程中(未触底),
弹簧测力计的示数 不变 ,物体所受到的浮力 不变 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
实验创新迁移
(8)(装置改进)一旁的老师看完该同学的实验操作后,建议用如图3所示的装置进行探究实验。
将弹簧测力计固定在铁架台上,通过调节烧杯底座的高度来改变物块浸入液体中的体积,与图1
装置相比,该装置的优点是 弹簧测力计示数稳定,便于读数 。
图3
图4
(9)(创新方案)小华猜想浮力的大小可能还与物体的密度有关,于是在实验室找到两把相同的
电子拉力计,设计了如下的实验:先将体积 相同 (选填“相同”或“不同”)的实心铜块和铝块
挂在左右电子拉力计下,并同时按清零键使示数均显示为零,如图4;将整个横杆调低(保持水
平),直到铜块和铝块均浸没在水中,此时左右拉力计显示的示数为负数,但其绝对值F左 =F右,可
以得出浮力的大小与物体的密度 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(10)(创新方案)(2024广安改编)小明还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,他
找来薄铁片、烧杯和水进行实验。实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底。
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)第二次铁片受
到的浮力;小明得出:物体受到的浮力与其形状有关。小明得出错误结论的原因是 他只关注了
铁片形状的改变,忽视了排开液体的体积对浮力大小的影响 。
(11)(2022年版课标推荐实验器材)实验结束后,小明很好奇物体所受浮力大小与液体对容器底
部的压力有什么关系。于是他用电子秤、若干大小相同的带孔玻璃珠(质量均为50g)进行实验,
将装有一定量水的容器放在电子秤上,在测力计下悬挂不同数量的玻璃珠,分别浸没在水中(玻
璃珠不触底),如图5所示,收集的相关数据如下表;通过表中数据可知,第2次实验中两颗玻璃珠
所受浮力大小为 0.4 N。分析1~6组的数据可以得出结论:其他条件一定时, 物体所受浮
力大小等于液体对容器底部压力大小的变化量 。(g取10N/kg)
图5
实验次数 1 2 3 4 5 6
浸没玻璃珠的个数 0 2 3 4 5 6
测力计示数F/N 0 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
电子秤示数m/g 200 240 260 280 300 320
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众相原创 赋能中考 云南物理
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(2021.22)
例2 某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图6所示的步骤,探究浮力的大
小与排开液体所受重力的关系。
图6
证据与解释
(1)在测量小石块的重力前,应将弹簧测力计在竖直方向 调零 。
(2)比较甲、丙可知,小石块所受的浮力为 1.4 N。
(3)比较 乙、丁 两次实验可知,小石块排开水所受的重力为 1.4 N。
(4)由以上实验可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 它排开所受的重力 。
交流合作,评估反思
(5)实验中如果先测量小桶和排开水的总重力,再测量小桶的重力,会使测量出的排开水的重力
比实际值偏 小 。
(6)以下实验过程中的操作,会影响探究结果的是 A 。
A.溢水杯内未盛满水 B.小桶内有少量水 C.石块未浸没在水中
(7)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理
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的是 A 。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将小石块换成体积与其不同的铁块进行实验
实验创新迁移
(8)(2021云南22题节选)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢
水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图7所示。
图7
①向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 变小 ,B的示
数逐渐 变大 ,且A、B示数的变化量 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
②比较两种实验方案,改进后的优点是 BC (多选)。
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
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第十单元 浮力
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(知识拓展)
例3 [利用漂浮求质量,G物 =G排—缺天平]某小组尝试测量不规则小物块的密度,如图8所示,他
们做了如下的操作:(ρ水 =1.0g/cm
3)
图8
(1)向量筒内倒入适量的水,记下水的体积V1为20mL;
(2)将小物块轻轻放入量筒内,稳定后水面上升至V2为36mL;
(3)再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中时,水面上升至V3为40mL。
①求质量:由甲、乙两图可以得出物体的质量 m= 16 g;
②求体积:由甲、丙两图可以得出物体的体积V= 20 cm3;
③求密度:由ρ=mV可以得出物体的密度ρ= 0.8 g/cm
3。
例4 [利用浸没求体积,V物 =V排—缺量筒]小红利用电子秤、杯子和水测出了土豆的密度。测量过
程如下:
①把土豆放在水平放置的电子秤上,电子秤示数为m1;
②取下土豆,将装有适量水的杯子放在电子秤上,电子秤示数为m2;
③将用细线系好的土豆缓缓浸没在水中,水未溢出且土豆不触碰杯底,电子秤示数为m3;
④土豆受到的浮力F浮 = (m3-m2)g ,土豆的体积V土豆 = ,根据ρ=
m
V可得出土豆的
密度ρ= 。(用m1、m2、m3和ρ水表示)
例5 [双缺型]创新小组自制简易“浸没式液体密度计”,过程为:①将一实心小球悬挂在弹簧测力
计下方,示数如图9甲所示;②将小球浸没在水中,弹簧测力计示数如图9乙所示;③将小球浸没
在某未知液体中,弹簧测力计示数如图9丙所示。(ρ水 =1.0×10
3kg/m3,g取10N/kg)则:
甲
乙
丙
图9
(1)根据图9甲、乙可知实心小球浸没在水中受到的浮力为 1 N,实心小球的体积V球为 1× m
3,
实心小球的密度为 5×103 kg/m3;
(2)结合(1),根据图9甲、丙可知小球在未知液体中的浮力为 2 N,根据F浮 =ρ液 gV排可知未
知液体的密度为 2×103 kg/m3。
97
云南物理
考点2 流体压强与流速的关系
液体 气体 小 大 小 小 大 上
溯源对点练
1.B 2.液化 小于 3.上升 减小 4.等于 相平
5.越低 升高 6.172 小 7.快 小 8.靠拢 小
9.变小 大气压 10.A
第十单元 浮力
第1节 浮力 阿基米德原理
(,)-./0123
竖直向上 体积 液体的密度 大 上 重力
ρ液gV排
F浮
gV排
F浮
ρ液g
溯源对点练
1.B 2.大 物体排开液体的体积 3.D A 4.D
5.0.4 0.32 6.7.35×108 不变 7.20 30 10
8.1.0 向上 不变
4,)567&819:
1.1×10-4 1 【变式训练】6×10-4 6
2.10 【变式训练】2000 20
3.8 8 【变式训练】30 0.75×103
4.800 8
5.将气针头插入排球的气门内,使气球膨胀再放回天平
左盘 右盘下沉
<,)=:7>?1@A
例1 (1)大 (2)吊环 竖直 4
(3)大 物体排开液体的体积
(4)相同 (5)E、F (6)错误 排开液体的体积
(7)①b a ②变小 变大 不变 不变
(8)弹簧测力计示数稳定,便于读数 (9)相同 无关
(10)小于 他只关注了铁片形状的改变,忽视了排开
液体的体积对浮力大小的影响
(11)0.4 物体所受浮力大小等于液体对容器底部压
力大小的变化量
例2 (1)调零 (2)1.4 (3)乙、丁 1.4
(4)它排开的水所受的重力 (5)小 (6)A (7)A
(8)①变小 变大 相等 ②BC
例3 16 20 0.8
例4 (m3-m2)g
m3-m2
ρ水
m1
m3-m2
ρ水
例5 (1)1 1×10-4 5×103 (2)2 2×103
第2节 物体的浮沉条件及应用
(,)-./0123
考点1 物体的浮沉条件
> < = = = > < > < = = <
=
考点2 浮沉条件的应用
自身的重力 小于 等于
溯源对点练
1.< > = 2.变小 大于
4,)567&819:
1.A 2.B 3.上浮 大于 4.A
5.(1)= (2)增大 不变 变大 (3)减小
6.C 7.AB
8.B 【解析】由图可知,一个物块在液体中漂浮,一个物
块在液体中悬浮,根据物体的浮沉条件可知,物块受
到的浮力都等于自身的重力,由于两个物块是完全相
同的,所以两个物块受到的浮力相等,根据阿基米德
原理可知,两个物块排开液体受到的重力相等,根据G
=mg可知,两个物块排开液体的质量相等,故 B正
确;由第一幅图可知,物块漂浮在液体中,根据浮力产
生的原因可知,物块底部受到液体的压力等于物块受
到的浮力,由第二幅图可知,物块悬浮在液体中,根据
浮力产生的原因可知,物块底部受到液体的压力等于
物块受到的浮力与物块上表面受到液体的压力之和,
由于物块受到的浮力相等,所以第一幅图中物块底部
受到的压力小于第二幅图中物块底部受到的压力,即
两物块底部受到的压力不相等,故 A错误;根据物体
的浮沉条件可知,第一幅图中物块的密度小于液体的
密度,第二幅图中物块的密度等于液体的密度,所以
第一幅图中液体的密度大于第二幅图中液体的密度,
而液体的深度相同,所以第一幅图中液体对烧杯底部
的压强大于第二幅图中液体对烧杯底部的压强,故 C
错误;由图可知,第一幅图中液体的体积大于第二幅
图中液体的体积,由以上分析可知,第一幅图中液体
的密度大于第二幅图中液体的密度,由ρ=mV可知,第
一幅图中液体的质量大于第二幅图中液体的质量,根
据G=mg可知,第一幅图中液体的重力大于第二幅图
中液体的重力,由于烧杯对桌面的压力等于烧杯和液
体的总重力,所以第一幅图中烧杯对桌面的压力大于
第二幅图中烧杯对桌面的压力,两个烧杯与桌面的接
触面积相等,由p=FS可知,第一幅图中烧杯对桌面的
压强大于第二幅图中烧杯对桌面的压强,故 D错误。
故选B。
9.BD 【解析】甲图中的橘子在水中处于漂浮状态,根据
物体的浮沉条件可知,橘子所受浮力等于重力,故 A
错误;乙图中的橘子处于沉底状态,受到的浮力小于
自身的重力;由于乙中的橘子的重力小于甲中橘子的
重力,所以甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力
大,故B正确;橘子剥皮后的重力变小,
水和杯子的重
7