第10讲　浮力 第1课时　浮力　阿基米德原理 2025年中考物理专题复习（山东）

第一部分　回归教材　基础提升 第10讲　浮力 第1课时　浮力　阿基米德原理 （人教八下P48－56；沪科八全P168－176；鲁科八下P52－58；教科八下P58－65） 浮力　阿基米德原理 浮力 定义：浸在液体中的物体受到① 的力，这个力叫做浮力.用符号F浮 表示. 方向：② ⁠. 产生原因：浮力是由于液体对物体向上和向下的③ 产生的.F浮＝ ④ ⁠. 向上　 竖直向上　 压力差　 F向上－F向下　 影响因素：物体在液体中所受浮力的大小与⑦ 和⑧ ⁠ 有关. 液体的密度　 物体排开液 体的体积　 测量：先用弹簧测力计测出物体的⑤ ，再把物体浸没在液体中，读出弹 簧测力计的示数F拉，则物体所受的浮力为F浮＝⑥ ⁠. 重力　 G－F拉　 阿基米德原理 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 ⑨ ⁠. 公式：F浮＝G排＝⑩ （适用于液体和气体） G排表示物体排开的液体所受的重力，单位为N. ρ液表示液体密度，单位为kg/m3. V排表示物体排开液体的体积，单位为m3. 变形式：求体积V排＝；求密度ρ液＝. 重力　 ρ液V排g　 1. 下面物体中不受浮力作用的是（　A　） A 2. 如图所示，将体积相同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方，则 （　D　） A. 铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大 B. 铁球受到的浮力最大，因为它处于悬浮状态 C. 铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深度最大 D. 铅球、铁球、铝球受到的浮力一样大 D 3. （多选）关于浮力的说法，不正确的是（　ABC　） A. 体积相同的木块和铁块，都全部浸没在水中，木块上升是因为受到浮力，铁 块下沉是因为不受浮力 B. 同一物体在液体内部浸没得越深，所受到的浮力越大 C. 同一物体全部浸没在不同种液体中时，它所受到的浮力一定相等 D. 浮力只与物体排开液体的体积和液体的密度有关 ABC 4. 如图所示，一个密度为ρ、棱长为a的实心正方体物块悬浮在某液体中，物块下 底面离水面的深度为H，则下列说法不正确的是（　B　） A. 物块下底面受到液体向上的压力为ρgHa2 B. 被物块所排开的液体的重力大小为ρg（H＋a）a2 C. 物块受到液体向上和向下的压力差为ρa3g D. 物块上表面受到液体向下的压力为ρg（H－a）a2 B 5. 将一圆柱形木块用细线拴在容器底部，容器中开始没有水，往容器中逐渐加水 至如图甲所示位置，在这一过程中，木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如 图乙所示，则由图乙得出的以下信息正确的有（　B　） B ①木块的重力为10 N ②木块的体积为1×10－3 m3 ③细线对容器底部的最大拉力为6 N ④木块的密度为0.6×103 kg/m3 A. ①③ B. ②④ C. ①②③ D. ②③④ 6. （2024·遂宁中考）如图所示，一小球静止在水面上.请作出图中小球受到的重 力和浮力的示意图. 7. 创新实验小组的同学设计了如图所示的实验装置“验证阿基米德原理”（ρ水 ＝1.0×103 kg/m3）. （1）物块从接触水面到刚好浸没水中这一过程中，受到水的浮力 ，水 对溢水杯底部的压强 .（均选填“变大”“变小”或“不变”） 变大　 不变　 （2）根据实验中所测的物理量可列等式 （用字母F1、F2、 F3、F4表示），从而验证了阿基米德原理. （3）若图中F2＝5 N，F3＝3 N，由实验中的数据可知，物块浸没在水中受到的 浮力为 N，物块的密度为 kg/m3. （4）小明用其他液体代替水继续实验，发现F3的示数变为2.6 N，则液体的密度 为 kg/m3. F2－F3＝F4－F1　 2　 2.5×103　 1.2×103　 8. 底面积为500 cm2的薄壁柱形容器内装有深度为26 cm的水，将其竖直放在水平 桌面上，把体积为2.5×10－3 m3、重10 N的木块A放入水中后，再在木块A的上方 放一正方体B，平衡时，正方体B恰好没入水中，如图甲所示.已知正方体B的棱 长为10 cm，g取10 N/kg.求： （1）正方体B受到的浮力. 解：（1）已知正方体B的棱长为10 cm，正方体B排开水的体积V排＝VB＝ （10 cm）3＝103 cm3＝1×10－3 m3，由F浮＝ρ液V排g可知，B受到的浮力F浮B＝ρ水V排g＝1.0×103 kg/m3×1×10－3 m3×10 N/kg＝10 N. （2）正方体B对木块A的压力. 解：（2）利用F浮＝ρ液V排g可知，A受到的浮力F浮A＝ρ水VAg＝1.0×103 kg/m3×2.5×10－3 m3×10 N/kg＝25 N，对木块A进行受力分析可知，F浮A＝GA＋F压，所以正方体B对木块A的压力F压＝F浮A－GA＝25 N－10 N＝15 N. （3）若将正方体B放入水中，如图乙所示，则此时水对容器底部的压强是多少？ 解：（3）由图乙知，将正方体B放入水中，B沉底，A漂浮，A所受的浮力等于自身的重力，此时A排开水的体积V排A'＝＝＝＝1×10－3 m3.A和B排开水的总体积V＝V排A'＋VB＝1×10－3 m3＋1×10－3 m3 ＝2×10－3 m3.A和B放入水中后，容器内水面上升的高度h1＝＝＝0.04 m，水的高度h＝h1＋h2＝0.04 m＋26×10－2 m＝0.3 m， 此时水对容器底部的压强是p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m＝3×103 Pa. 　浮力的计算 计算浮力的常用方法 方法 依据 公式 应用条件 压力 差法 浮力产生 的原因 F浮＝F向上－F向下 已知或可计算出液体对 物体上、下表面的压力 方法 依据 公式 应用条件 称重法 浮力的测量 F浮＝G－F拉 已知物体的重力和物体 浸在液体中时所受的拉 力 原理法 阿基米德 原理 F浮＝G排＝m排g＝ ρ液V排g 已知液体的密度和物体 排开液体的体积或质量 平衡法 物体的浮 沉条件 F浮＝G物＝m物g＝ ρ物V物g 物体处于漂浮或悬浮 状态 【例1－1】　一个正方体铁块重45 N，浸没在水下某深度时，悬挂铁块的弹簧测 力计示数为30 N，下底面受到的压力为20 N，则此时铁块受 到的浮力是 N，上底面受到的压力是 N；当铁块下降到另一位置时， 上底面受到的压力增大至30 N，此时下底面受到的压力是 N；当物块浸入 水中时，测力计示数为 N. 15　 5　 45　 40　 【例1－2】　用浮筒打捞海底沉船时，将充满海水的浮筒竖直下沉至沉船位置与 沉船绑定，向筒内充气将海水全部排出后，浮筒所受浮力大于重力，可对沉船提 供向上的拉力.空浮筒总体积为800 m3，质量为1.5×105 kg.已知海水的密度ρ＝ 1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg，忽略浮筒体积变化和筒内气体质量.则浸没的浮筒 所受的浮力为 N；打捞时，用4个这样充满气体的浮筒，恰能使重为 3.4×107 N的沉船匀速上升，则这艘船受到的浮力为 N. （上升过程 中，浮筒和沉船均未露出水面，不计海水阻力） 8×106　 8×106　 【例1－3】　如图所示，水平地面上有一底面积为200 cm2、不计质量的薄壁盛 水柱形容器，内有质量为600 g、体积为1×10－3 m3、质量分布均匀且不吸水的物 体A，则物体A所受的浮力大小为 N；若剪断绳子，待物体A静止后水对容 器底的压强变化了 Pa.（ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg） 10　 200　 　探究浮力的大小与哪些因素有关 1. 实验器材：弹簧测力计、烧杯、物块、细线、不同密度的液体（水、盐水）. 2. 实验步骤 （1）用弹簧测力计吊着同一物体，使物体浸入 液体中的 ⁠不 同，具体实验操作如图A、B、C、D所示.观察各图中弹簧测力计的示数和物体 浸入水中的体积，可以得到结论：浮力的大小与物体浸在液体中的 ⁠有 关.物体的重力G＝ N，B图中物体受到的浮力F浮＝ N. 同一　 体积　 体积　 4　 0.4　 （2）用弹簧测力计吊着同一物体，使物体浸没在盐水中，如图F，通过与 图 中的实验现象进行对比分析，可以得到结论：浮力的大小与 ⁠ 有关. （3）用弹簧测力计吊着同一物体，使物体 在同种液体中的 ⁠深 度处，即对比图中 ，可以得到结论：浮力的大小与物体浸没在液体 中的深度 .小明根据实验A、B、C、D，得出浮力的大小与深度有关， 且深度越深浮力越大.得出该错误结论的原因是： ⁠ ⁠. A、E　 液体 的密度　 浸没　 不同　 A、D、E　 无关　 没有控制物体排开液体的体 积相同　 3. 实验结论：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.物体浸在液体中的体积越 、液体的密度 越 ，所受浮力越大. 4. 反思交流 （1）实验中主要运用的科学实验方法是 ⁠. （2）由图D可知，物体浸没在水中时，受到的浮力为 N，物体的体积 为 m3，物体的密度为 kg/m3. （3）实验中所用盐水的密度是 kg/m3. 体积　 密度　 大　 大　 控制变量法　 1　 1×10－4　 4×103　 1.2×103　 5. 实验延伸 实验结束后，小明用另一物块B悬挂在弹簧测力计下，将物块B缓慢浸没在上述实 验所使用的盐水中，如图甲所示，绘制了弹簧测力计对物体B的拉力、物体B所受 浮力随浸入盐水中深度变化的两条图线，如图乙所示，分析图像可知： ①图线 （选填“a”或“b”）描述的是物体B所受浮力的变化情况. ②物体B的密度ρB＝ kg/m3. a　 2.4×103　 　探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 1. 实验器材：弹簧测力计、物块、小桶、溢水杯、水、细线. 2. 实验步骤 如图1所示，小明按照下面的实验步骤依次进行实验： a.测出铝块的重力F1. b.把铝块浸没在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数F2. c.测出小桶和溢出水的总重力F3. d.测出空桶的重力F4 . （1）为方便操作和减小测量误差，最合理的操作步骤应该是 ⁠. （2）结合图中数据，通过计算得出：F浮＝ N，G排＝ N，F 浮 G排（选填“＞”“＝”或“＜”）.造成这种结果的原因可能是 ⁠ （选填字母）. A. 向溢水杯中注水过少，水面没有达到溢水杯口就进行步骤b的操作 B. 在向溢水杯中注满水时，当杯口仍有水在滴出时就将小桶放在杯口下，然后 进行步骤b的操作 dabc　 0.2　 0.25　 ＜　 B　 （3）纠正错误后，小明做了三次实验，实验数据如下表所示： 实验次数 1 2 3 物重F1/N 0.6 1.1 3.0 空桶重F4/N 0.1 0.1 0.1 拉力F2/N 0.3 0.6 2.0 桶与水重F3/N 0.3 0.6 1.1 浮力F浮/N 0.3 0.5 1.0 排开水重G排/N 0.2 0.5 1.0 1.0 将表格中的数据补充完整.小明发现第一组数据与其他组数据反映的规律明显不 符.为了得出结论，他将第一组数据中的桶与水重F3改为0.4 N，排开水重G排改 为0.3 N. 请你评价他的这种做法： .针对此实验数据，你的做法 是： ⁠. （4）分析实验数据后，可以得出F浮 G排. 不正确　 分析出错误的原因，纠正错误后重新实验　 ＝　 3. 实验结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小 ⁠它排开的液体所 受的重力. 4. 实验延伸 （1）如图2所示，小张将装满水的溢水杯放在升降台P上，用升降台调节溢水杯 的高度.当小明逐渐调高升降台，发现随着物体浸入水中的体积越来越大，测力 计M的示数 （选填“增大”“减小”或“不变”）.当物体浸没时，弹 簧测力计M的示数变化量为ΔFM，弹簧测力计N的示数变化量为 ΔFN，它们的大小关系是ΔFM ΔFN（选填“＞”“＝”或 “＜”），从而可以证明F浮＝G排. 等于　 减小　 ＝　 （2）小张又进一步深入探究：将注满水的溢水杯放在电子秤上，如图3甲所示， 电子秤示数为m1，将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没，待杯中水停止外溢时， 如图3乙所示，其示数为m2，若m1 m2（选填“＞”“＜”或“＝”），则 可以验证阿基米德原理. ＝　 1. 【科技成就】（2024·枣庄，6，2分）我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚 纳海沟万米深处多次成功坐底，标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水 平.“奋斗者”号在水面以下下潜过程中，受到的（　C　） A. 压强增大，浮力增大 B. 压强不变，浮力增大 C. 压强增大，浮力不变 D. 压强不变，浮力不变 C 1　阿基米德原理的理解及应用 1 2 3 4 5 6 7 8 2. （2023·济南，9，2分）把一块石头和一个西红柿同时放入水中，它们静止时 西红柿漂在水面上，而石头沉入了水底，如图所示.石头和西红柿在水中受到的 浮力的大小相比较（　A　） A. 石头受到的浮力更大些 B. 西红柿受到的浮力更大些 C. 石头和西红柿受到的浮力一样大 D. 无法比较石头和西红柿受到的浮力大小 A 1 2 3 4 5 6 7 8 3. （2024·枣庄，19，3分）如图甲所示，使圆柱体缓慢下降，直至其全部没入水 中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所 示.则圆柱体受到的重力是 N，圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的 压强是 Pa，圆柱体受到的最大浮力是 N. （g取10 N/kg，忽略圆 柱体下降过程中液面高度的变化，ρ水＝1.0×103 kg/m3） 2.0　 1 000　 0.5　 1 2 3 4 5 6 7 8 4. （2022·济宁，13，2分）小明利用托盘天平、量筒和水测量一颗新鲜杏的密 度，收集的实验数据如下表所示，则杏的密度ρ＝ g/cm3，杏在水中受到 的浮力F浮＝ N. （g取10 N/kg） 步骤 ①用托盘天平测 杏的质量 ②向量筒中倒入适量水， 读示数 ③将杏放入量筒中，读 示数 数据 21.2 g 40 mL 60 mL 1.06　 0.2　 1 2 3 4 5 6 7 8 5. （2024·济宁，21，4 分）小明测量某金属块的密度时，用托盘天平测量金属 块的质量，平衡时右盘中的砝码情况和游码在标尺上的位置如图（a）所示；用 量筒和水测量金属块的体积，相关信息如图（b）所示.求：（取g＝10 N/kg） （1）金属块在水中所受浮力的大小. 解：（1）金属块的体积V＝60 mL－40 mL＝20 mL＝20 cm3＝2×10－5 m3，根据阿基米德原理 知，浮力为F浮＝ρ水V排g＝1.0×103 kg/m3×2× 10－5 m3×10 N/kg＝0.2 N. 1 2 3 4 5 6 7 8 （2）金属块的密度. 解：（2）据图可知，此天平标尺的分度值是0.2 g，故此时金属块的质量是m＝50 g＋20 g＋10 g＋ 5 g＋1.6 g＝86.6 g＝0.086 6 kg， 其密度为ρ＝＝＝4.33×103 kg/m3. 1 2 3 4 5 6 7 8 6. （2023·枣庄，31，8分）用弹簧测力计挂着一个长方体金属块，沿竖直方向缓 慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中，直至完全浸没（水未溢出），如图 甲所示.通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关 系，如图乙所示.已知金属块的质量为0.4 kg，容器的底面积与金属块的底面积之 比为5∶1，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg.求： （1）金属块所受的重力. 解：（1）由题意可得，金属块受到的重力为 G＝mg＝0.4 kg×10 N/kg＝4 N. 1 2 3 4 5 6 7 8 （2）金属块的下表面浸入水中的深度为2 cm时，弹簧测力计的示数. 解：（2）由题图乙可知，当h＝2 cm时，金属块排开水的体积V排＝20×10－6 m3，此时金属块受到的浮力为F浮＝ρ水V排g＝1.0×103 kg/m3×20×10－6 m3×10 N/kg＝0.2 N. 弹簧测力计的示数为F拉＝G－F浮＝4 N－0.2 N＝3.8 N. （3）金属块刚浸没时，金属块底部受到水的压强. 解：（3）由题图乙可知，当h＝5 cm时，金属块刚好浸没，即金属块的高度为5 cm，此时金属块底部受到水的压强为p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10－2 m＝500 Pa. 1 2 3 4 5 6 7 8 （4）金属块浸没后与金属块浸入之前比较，水对容器底部的压强增加了多少？ 解：（4）金属块的底面积为S金＝＝＝10 cm2，容器的底面积为S＝5S金 ＝5×10 cm2＝50 cm2，增加的压力等于水对金属块的浮力，则ΔF＝F浮'＝ρ水V排 'g＝1.0×103 kg/m3×50×10－6 m3×10 N/kg＝0.5 N，水对容器底部增加的压强 为Δp＝＝＝100 Pa. 1 2 3 4 5 6 7 8 7. （2024·菏泽，22，5分）物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的 实验中，用同一金属块依次进行如下操作： 2　探究浮力大小与哪些因素有关 1 2 3 4 5 6 7 8 根据上述实验步骤，回答下列问题： （1）步骤A中金属块重 N. （2）步骤B中金属块受到的浮力为 N. （3）分析 三个步骤的数据，初步得出浮力大小与液体密度有关. （4）若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精，测力计的示数 ⁠ 1.6 N（选填“大于”“小于”或“等于”）. （5）结合已学知识，根据步骤A、C，计算出金属块的体积为 m3 （ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）. 2.6　 0.4　 A、C、D　 大 于　 1.0×10－4　 1 2 3 4 5 6 7 8 8. 【开放性试题】（2023·烟台，23，8分）某实验小组为了研究浮力大小与物体 排开液体重力的关系，进行了下面的实验，如图所示. （1）实验过程中，利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小？哪些步骤能 够计算出物体排开液体的重力大小？（用图中的序号表示） （1）②③　①④ 3　探究浮力大小与排开液体所受重力的关系 1 2 3 4 5 6 7 8 （2）通过实验数据可以发现，浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什 么关系？ （2）浮力大小与排开液体的重力相等. 1 2 3 4 5 6 7 8 （3）为了使结论具有普遍性，该小组还应该进行怎样的操作？ （3）为了使结论具有普遍性，该小组 还应该更换不同物块在不同的液体里 多实验几次，通过分析实验数据，最 终得出结论. 1 2 3 4 5 6 7 8 （4）另外一个小组进行实验后，发现浮力大小与物体排开液体重力不相等，在 排除误差因素的情况下，出现这个结果的原因可能是什么？（写出一条即可） （4）根据题意，发现浮力大小与物体排 开液体重力不相等，原因可能是在弹簧测 力计拉着物块浸入液体前，溢水杯中液体 没有装满，导致测量到的排开液体重力偏 小；还有可能是物块在浸入液体后和容器 底接触到了，导致测得的浮力偏大. 1 2 3 4 5 6 7 8 $$