第10章《浮力》10.1 浮力-2024-2025学年人教版物理八年级下册

2024-2025学年人教版物理八年级下册同步学习精讲练（新教材）第十章 浮力 10.1 浮力 目录 学习目标 1 知识导学 1 知识点01：浮力 1 知识点02：浮力产生的原因 1 知识点03：探究浮力的大小跟哪些因素有关——控制变量法 2 考点讲练 2 考点01：浮力的概念 3 考点02：浮力产生的原因 3 考点03：探究浮力大小的影响因素 4 优选真题培优练 5 1.了解浮力的概念和产生原因，理解浮力的方向是竖直向上的。 2.学习并掌握利用称重法测量浮力的大小。 3.通过实验探究和观察法了解浮力的产生和变化，知道影响浮力大小的因素，培养学生的实验操作能力和观察力。 4.结合生活实际培养学生的兴趣，通过学习过程中的合作与交流，培养学生的交流意识、合作精神。 5.培养学生的归纳总结并表达能力，同时树立学生合作意识，使学生具有积极进取与勤于思考精神，进而培养学生物理素养。 知识点01：浮力 （1）定义：浸在液体或气体里的物体受到 的力，这个力称为浮力。 （2）方向： 。 （3）施力物体： 。 知识点02：浮力产生的原因 （1）推导 如图所示，液体对上表面的压力：F1＝ ＝ ， 方向： 液体对下表面的压力F2＝ ＝ ， 方向： 因为h1 h2，所以F1 F2，因此物体总存在 的压力差。 （2）浮力产生的原因：浸在液体（气体）中的物体，其受到液体（气体）向上的压力 向下的压力，因此浮力的方向总是 的。 （3）公式：F浮＝F向上－F向下 （4）浸在水中的物体与容器底部紧密接触，且接触处无水渗入（即不受水对其有向上的压力）时，浸在水中的物体不受浮力。如图，甲 浮力，乙 浮力（填受/不受）。 知识点03：探究浮力的大小跟哪些因素有关——控制变量法 （1） 探究浮力与物体浸在液体中体积的关系（ABC）：在同一液体中，物体浸在液体中的体积越大，所受到的浮力 。 （2）探究浮力与物体浸没后深度的关系（ACD）：浮力的大小与物体浸没在同种液体中的深度 。 （3） 探究浮力与液体密度的关系（ACE）：物体排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力 。 （4）结论：物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积 ，跟液体的密度 。物体浸在液体中的体积 、液体的密度 ，物体所受浮力就越大。 考点01：浮力的概念 【例题精讲】（2024春•烟台期末）下列几种物体，不受浮力的是（　　） A．停靠在港口的我国第二艘航空母舰“山东舰” B．正在下潜的我国自主设计研发的“蛟龙号” C．正在执行巡逻任务的“歼20”战斗机 D．在太空绕地球运行的中国空间站 【巩固训练一】（2024春•平邑县期末）以下有关浮力的说法正确的是（　　） A．物体所受的浮力的方向总是与物体所受重力的方向相反 B．只有浸没在液体中的物体才受到浮力 C．将一块石块扔在水中，其沉底时一定不受浮力 D．物体受到浮力的作用时，液体对物体向上的压力小于向下的压力 【巩固训练二】（2023春•仓山区期中）“天宫课堂”上，航天员与地面共同做了一个有关浮力的实验。如图甲，同学们在地面观察到乒乓球在水中上浮，乒乓球受到的浮力方向是竖直 　 　。如图乙，在太空环境下，乒乓球并没有像在地面一样浮在水面，而是停留在了水中，浮力消失的原因是水对乒乓球各个方向的压力合力为 　 　。（由于液体存在表面张力，水对乒乓球有压强） 【巩固训练三】（2024春•中山市期末）如题图所示，小芳在某次实验中用电子秤测出烧杯和盐水的总质量为200g，接着将系好细线的小物块缓慢浸没到盐水中并保持静止（未触底，绳绷直），且盐水未溢出，此时电子秤的示数为255g。利用以上信息（g取10N/kg）能求解出的物理量是（　　） A．小物块的质量 B．小物块的体积 C．小物块的密度 D．小物块受到的浮力 考点02：浮力产生的原因 【例题精讲】（2023秋•渭滨区校级期末）如图所示，有一个重力为G的长方体浸没在液体中，其受到的浮力为F浮，液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2，下列说法不正确的是（　　） A．长方体所有表面都受到液体压力 B．长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡 C．F1、F2和F浮的大小关系是F1﹣F2＝F浮 D．若物体浸没于更深的位置，与图示位置相比，F1、F2之差不变 【巩固训练一】（2023秋•朔州期末）2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱在我国东风着陆场成功着陆，神舟十七号航天员乘组圆满完成任务。太空中物体会失重，在太空环境中还会“消失”的力学现象是（　　） ①液体的浮力； ②物体间的摩擦力； ③惯性； ④大气压。 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【巩固训练二】（2024秋•浦东新区校级月考）一木质象棋放入水中后漂浮在水面上，若将它的底部磨平后，按压到装水容器底部，使象棋底部与容器底部紧密接触，使它底部无水，松手后象棋静止在容器底部，如图所示，产生这一现象的主要原因是（　　） A．木制象棋受到的浮力大小小于重力 B．木质象棋受到的浮力大小等于重力 C．木质象棋受到的浮力大小大于重力 D．木制象棋不受浮力作用 【巩固训练三】（2024秋•浦东新区校级月考）如图所示，完全相同的a、b两个长方体，长度为h，悬浮在密度为ρ的液体中，长方体b上下表面的液体压强差为 　 　。若两长方体a、b下表面所受液体压强分别为pa、pb，则pa　 　pb，下表面所受液体的压力分别为Fa、Fb，则Fa　 　Fb（后两空选填“大于”、“等于”或“小于”）。 考点03：探究浮力大小的影响因素 【例题精讲】（2024春•南岗区校级期中）某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验，如图是其中的一次实验情景。根据图示可以知道，该同学这次操作的目的是（　　） A．探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系 B．探究物体所受浮力的大小跟排开液体体积的关系 C．探究物体所受浮力大小与液体密度的关系 D．探究阿基米德原理F浮＝G排 【巩固训练一】（2024春•江岸区期中）某同学猜想：“浸没在液体中的固体所受的浮力可能跟固体的形状有关”，于是选用烧杯、水、细线、弹簧测力计和两块橡皮泥设计实验，则这两块橡皮泥应满足的条件是（　　） A．体积不同，形状相同 B．体积相同，形状不同 C．体积相同，形状相同 D．体积不同，形状不同 【巩固训练二】（2024春•农安县期末）如图是某一小组探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验，请回答下列问题： （1）若选用的操作是①④⑤，可探究浮力的大小与 　 　的关系。 （2）请计算物体A的密度为多少？（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，请写出必要的文字说明、推导过程和计算结果） （3）另一小组在实验结束后，绘制了弹簧测力计对物体B的拉力和物体B所受浮力随浸入水中深度变化的两条图线，如图所示，分析图像可知： ①曲线 　 　（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。 【巩固训练三】（2024秋•徐汇区校级期中）如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的一些实验操作步骤。请你针对某一个探究因素，从中选择相应的实验操作步骤，并根据弹簧测力计的示数，说明你的探究结论。 ①若要探究浮力大小与液体深度的关系，相应的实验操作步骤是图（a）（c）和 　 　（选填图中的符号），可得出初步结论：浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体深度 　 　（选填“有”或“无”）关。 ②若要探究浮力大小与液体密度是否有关，相应的实验操作步骤是图 　 　（选填图中的符号），可得出初步结论：浸没在液体中的物体受到的浮力大小 　 　。 ③小组同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他们找来易拉罐、烧杯和水进行实验，实验步骤如下： 步骤一：将易拉锯开口向上放入盛水的烧杯中，它漂浮在水面上； 步骤二：将易拉罐捏瘪再放入水中，捏德的易拉罐下沉至杯底。 （ⅰ）通过分析可知，：步骤一时易拉罐受到的浮力 　 　步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （ⅱ）于是小组同学得出结论：物体受到的浮力与形状有关。 请分析他们得出错误结论的原因：　 　。 1．（2024•海淀区校级开学）以下说法，正确的是（　　） A．用力推地面上的箱子，箱子未动，因为推力小于箱子受到的摩擦力 B．提水桶时手上出现压痕，因为水桶的重力作用在手上 C．用3N的力拉着木块在水平面做匀速直线运动，木块受到的摩擦力一定为3N D．深入河底的柱形桥墩，不受浮力作用 2．（2024春•金沙县校级月考）如图所示，盛水的洗手盆底部的出水口塞着木头（密度小于水）制成的水堵头，下列说法正确的是（　　） A．水堵头受到水向下的压力的作用 B．水堵头受到水的浮力的作用 C．洗手盆A处对水堵头施加的压力的方向竖直向上 D．此时水堵头只受到水的压力和重力的作用 3．（2024春•金台区期末）取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶，将瓶底切去后，塑料瓶倒立放置，将乒乓球放入瓶中，且保持瓶口朝下，往塑料瓶里注水，乒乓球静止不动，用手掌堵住瓶口，乒乓球向上运动。演示此实验主要用于（　　） A．探究液体压强的特点 B．研究物体的沉浮条件 C．证明大气压强的存在 D．解释浮力产生的原因 4．（2024春•金牛区期末）下列情境中的物体，没有受到浮力的是（　　） A．正在下潜的“蛟龙号”潜艇 B．航行中的“辽宁号”航空母舰 C．正在升空的“圆梦号”飞艇 D．遨游太空的“天宫一号”空间站 5．（2024春•滕州市期末）如题图所示，浸没在液体中的物体，其下表面受到液体向上的压力 　 　（选填“小于”“等于”或“大于”）上表面受到液体向下的压力，这个压力差就是产生浮力的原因，浮力的大小与该物体所受重力的大小 　 　（选填“有关”或“无关”），珠江大桥的桥墩支撑着大桥与桥上川流不息的车辆的重力，则桥梁的所有桥墩受到的浮力为 　 　N。 6．（2024•宜兴市二模）小丽和小红通过实验验证“阿基米德原理”，选用了以下的实验器材：弹簧测力计、小吊桶（忽略重力）、小石块、溢水杯、细线、小烧杯、铁架台、水，她们试验操作过程如图的a、b、c所示。 （1）在图a的操作中，在测力计的下方挂一个小吊桶，小吊桶的下面再挂石块弹簧测力计示数如图a所示。在b中，小丽先向空溢水杯中注水，直到溢水口 　 　水（流出/不流出）时停止加水。 （2）将小石块浸没溢水杯中，溢出的水全部流入烧杯中，弹簧测力计的示数如图b所示，此时小石块受到的浮力为 　 　N，根据图中所测得的实验数据还可算出小石块的密度为 　 　g/cm3（结果保留1位小数）。 （3）把b图烧杯中的水全部倒入小吊桶中，此时弹簧测力计的示数如图c所示。小红把图c中的小吊桶和石块从弹簧测力计上拆下，把小石块放入装有水的小吊桶中（水不溢出），然后把小吊桶放入图c的溢水杯中，发现小吊桶处于漂浮状态，溢水杯中有水溢出，这个过程溢出的水重为 　 　N。 7．（2024•五华区校级模拟）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 　 　；若出现 　 　说明空气对浸在其中的物体有竖直向上的浮力。 8．（2023秋•文山州期末）小陈同学做探究“浮力大小与液体密度的关系”实验，他猜想浮力的大小与液体密度有关。他利用大小和材料相同的A、B两金属块，密度不相等的两种液体（密度ρ浓盐水＞ρ清水），弹簧测力计等进行实验。他先用弹簧测力计测出金属块A的重力，再将金属块A缓慢的浸入浓盐水中，让金属块A刚好完全浸没，不碰底不碰壁，记录弹簧测力计此时的示数F1，接下来的操作是 　 　；通过实验数据分析可得结论，如果出现 　 　，则说明浮力的大小与液体密度有关。 9．（2023秋•杨浦区期末）为了验证阿基米德原理，小杨设计了如图所示装置进行实验。他将一柱体缓慢浸入盛有水的溢水杯中，观察到溢水杯中水面逐渐上升，直到水面上升至溢口处，水从溢口流出，流入小烧杯中。小杨利用力传感器测量了柱体受到向上的拉力F，与小烧杯和溢出水的总重力G，并计算出柱体受到的浮力F浮与溢出水的重力G溢的大小，相关实验数据如下表。（柱体重为10牛，小烧杯重为2牛） 序号 F（牛） G（牛） F浮（牛） G溢（牛） 1 8.0 3.0 2.0 1.0 2 6.0 5.0 4.0 3.0 3 4.0 7.0 6.0 5.0 4 2.0 9.0 8.0 7.0 ①根据阿基米德原理可知：浸在液体中物体受到 　 　力的大小等于 　 　力的大小。 ②比较序号1～4中F浮与G溢的大小关系，可得初步结论：柱体浸在水中，F浮　 　G溢。 ③小杨认为实验结果与阿基米德原理内容不相符。请分析小杨的实验过程，写出小杨操作中不合理之处：　 　。 10．（2024•新县模拟）小明和小华各自做“验证阿基米德原理”实验，如图（a）所示为小明实验的示意图，图（b）所示为小华实验的部分示意图。 ①在小明的实验示意图中，弹簧测力计的示数值分别为F1、F2和量筒中水面刻度值分别为V1、V2，若满足关系式　 　时，则可以验证阿基米德原理。 ②在小华的实验示意图中，使用了溢水杯和小烧杯，如果小华接着使用电子天平成功完成实验，天平应测量　 　中水的质量m水（选填“溢水杯”或“小烧杯”），若此时图中两弹簧测力计的示数差值ΔF跟m水满足关系　 　时，则可以验证阿基米德原理。 11．（2024春•孝南区期中）小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系。他把金属块挂在弹簧测力计上，将它分别浸入水和酒精中的不同位置，如图1所示。 （1）图1中四种情况，　 　图中金属块所受到的浮力最小。 （2）做乙、丙两次实验，是为了探究浮力大小与 　 　是否有关。 （3）如图2所示，用弹簧测力计吊着金属块缓慢浸入水中，从金属块底部接触水面开始到没入水中直到接触容器底部的过程中，图3中能表示弹簧测力计示数F拉与金属块底部浸入水中深度h关系的图象是 　 　。 12．（2024春•黄浦区校级期末）为了验证阿基米德定律，给你：（1）一个铁架台，（2）一个有指针的弹簧，（3）一个金属圆筒（上有提环、下有挂钩），（4）一个小铁块，（5）一个溢水杯，（6）一个盛有水的烧杯，（7）一只小玻璃杯，（8）一根线。如图所示。 实验步骤是： 第一步：在弹簧下挂小金属圆筒，筒下吊小铁块，放在空气中，记下 　 　。 第二步：将水倒入溢水杯中，应使水面 　 　。 第三步：将铁块浸入溢水杯中，弹簧将 　 　，铁块排开的水从溢水管流到小玻璃杯中。 第四步：将流到小玻璃杯中的水，全部倒入金属圆筒中，这时弹簧 　 　。 结论 　 　。 13．（2022•乌兰浩特市校级模拟）如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图回答下列问题： （1）若选用的操作是③④，可探究浮力的大小与 　 　的关系。 （2）若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应选用的操作是 　 　（填序号）。 （3）由操作可知，物体浸没在水中时所受的浮力大小为 　 　N。 （4）由操作可知，物体的体积大小为 　 　cm3。 14．（2020•黔西南州）如图甲所示，有一体积、质量忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm，弹簧没有发生形变时的长度为10cm，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物体上表面与液面相平，此时水深24cm。（g＝10N/kg）求： （1）物体受到水的浮力。 （2）打开出水口，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的状态时，关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。 15．（2024秋•静安区校级月考）某小组同学用图示装置，研究圆柱体在水中下降的过程中弹簧测力计示数F和水对容器底部压力变化量ΔF水的变化情况。他们使圆柱体在水中缓慢下降，将水面到圆柱下表面的距离h、弹簧测力计的示数F、经计算得到的水对容器底部压力变化量ΔF水记录在下表中。 实验序号 1 2 3 4 5 6 h（米） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 F（牛） 6.8 5.6 4.4 3.2 2.6 2.6 ΔF水（牛） 1.2 2.4 3.6 4.8 5.4 5.4 （1）分析比较实验序号1和2和3和4数据中F和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：圆柱体在浸入水的过程中，　 　； （2）分析比较实验序号1和2和3和4数据中ΔF水和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：圆柱体在浸入水的过程中，　 　； （3）根据表中实验数据的特征，可以推断圆柱体高度为 　 　，请根据表中实验数据结合液体内部压力、压强知识，简述你的判断理由 　 　。 第 1 页 共 20 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年人教版物理八年级下册同步学习精讲练（新教材）第十章 浮力 10.1 浮力 目录 学习目标 1 知识导学 2 知识点01：浮力 2 知识点02：浮力产生的原因 2 知识点03：探究浮力的大小跟哪些因素有关——控制变量法 3 考点讲练 3 考点01：浮力的概念 3 考点02：浮力产生的原因 6 考点03：探究浮力大小的影响因素 8 优选真题培优练 12 1.了解浮力的概念和产生原因，理解浮力的方向是竖直向上的。 2.学习并掌握利用称重法测量浮力的大小。 3.通过实验探究和观察法了解浮力的产生和变化，知道影响浮力大小的因素，培养学生的实验操作能力和观察力。 4.结合生活实际培养学生的兴趣，通过学习过程中的合作与交流，培养学生的交流意识、合作精神。 5.培养学生的归纳总结并表达能力，同时树立学生合作意识，使学生具有积极进取与勤于思考精神，进而培养学生物理素养。 知识点01：浮力 （1）定义：浸在液体或气体里的物体受到 液体或气体向上 的力，这个力称为浮力。 （2）方向： 竖直向上 。 （3）施力物体： 液体或气体 。 知识点02：浮力产生的原因 （1）推导 如图所示，液体对上表面的压力：F1＝ p1S ＝ ρ液gh1S ， 方向： 竖直向下 液体对下表面的压力F2＝ p2S ＝ ρ液gh2S ， 方向： 竖直向上 因为h1 ＜ h2，所以F1 ＜ F2，因此物体总存在 竖直向上 的压力差。 （2）浮力产生的原因：浸在液体（气体）中的物体，其受到液体（气体）向上的压力 总大于 向下的压力，因此浮力的方向总是 竖直向上 的。 （3）公式：F浮＝F向上－F向下 （4）浸在水中的物体与容器底部紧密接触，且接触处无水渗入（即不受水对其有向上的压力）时，浸在水中的物体不受浮力。如图，甲 不受 浮力，乙 受 浮力（填受/不受）。 知识点03：探究浮力的大小跟哪些因素有关——控制变量法 （1） 探究浮力与物体浸在液体中体积的关系（ABC）：在同一液体中，物体浸在液体中的体积越大，所受到的浮力 越大 。 （2）探究浮力与物体浸没后深度的关系（ACD）：浮力的大小与物体浸没在同种液体中的深度 无关 。 （3） 探究浮力与液体密度的关系（ACE）：物体排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力 越大 。 （4）结论：物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积 有关 ，跟液体的密度 有关 。物体浸在液体中的体积 越大 、液体的密度 越大 ，物体所受浮力就越大。 考点01：浮力的概念 【例题精讲】（2024春•烟台期末）下列几种物体，不受浮力的是（　　） A．停靠在港口的我国第二艘航空母舰“山东舰” B．正在下潜的我国自主设计研发的“蛟龙号” C．正在执行巡逻任务的“歼20”战斗机 D．在太空绕地球运行的中国空间站 【思路点拨】物体浸在液体或气体中，液体或气体对物体向上的压力大于向下的压力，则物体受到向上和向下的压力差作用，这个压力差就是物体受到的浮力。 【规范解答】解：A、停靠在港口的我国第二艘航空母舰“山东舰”处于漂浮状态，因此受到浮力作用，故A错误； B、正在海水中下潜的“蛟龙号”号由于上下表面存在压强差，会形成向上的压力差，因此受到海水的浮力，故B错误； C、正在执行巡逻任务的“歼20”战斗机受空气的浮力，故C错误； D、在太空绕地球运行的中国空间站，太空中是真空，无浮力，故D正确。 故选：D。 【考点评析】解答此题的关键是明确浮力的定义，难度不大。 【巩固训练一】（2024春•平邑县期末）以下有关浮力的说法正确的是（　　） A．物体所受的浮力的方向总是与物体所受重力的方向相反 B．只有浸没在液体中的物体才受到浮力 C．将一块石块扔在水中，其沉底时一定不受浮力 D．物体受到浮力的作用时，液体对物体向上的压力小于向下的压力 【思路点拨】（1）浮力的方向总是竖直向上的； （2）浸入液体和气体中的物体都受到浮力的作用； （3）浸入液体中物体所受的浮力大小等于浸入液体中物体的上下表面的压力差，所以浮力是浸入液体中的物体下表面所受的液体压力减去上表面所受液体的压力。 【规范解答】解：A、浮力的方向总是竖直向上的，重力的方向总是竖直向下的，所以物体所受的浮力的方向总是与物体所受重力的方向相反，故A正确。 B、浸入液体和气体中的物体都受到浮力的作用，故B错误。 C、将一块石块扔在水中，其沉底时一定受浮力，故C错误。 D、浸入液体中物体所受的浮力大小等于浸入液体中物体的上下表面的压力差，所以浮力是浸入液体中的物体下表面所受的液体压力减去上表面所受液体的压力，即受到液体向上的压力大于向下的压力，故D错误。 故选：A。 【考点评析】本题考查浮力产生的原因、浮力的方向等，都是学生在学习中容易出错的地方，需要认真领会。 【巩固训练二】（2023春•仓山区期中）“天宫课堂”上，航天员与地面共同做了一个有关浮力的实验。如图甲，同学们在地面观察到乒乓球在水中上浮，乒乓球受到的浮力方向是竖直 　向上　。如图乙，在太空环境下，乒乓球并没有像在地面一样浮在水面，而是停留在了水中，浮力消失的原因是水对乒乓球各个方向的压力合力为 　零　。（由于液体存在表面张力，水对乒乓球有压强） 【思路点拨】（1）浮力产生的原因：物体受到的浮力等于液体对其上下表面压力差；浮力的方向是竖直向上的； （2）太空属于微重力环境，乒乓球所受重力几乎为零，由力的平衡条件可知，水对乒乓球的浮力几乎为零。 【规范解答】解：（1）浮力方向总是竖直向上的； （2）太空中失重状态下，乒乓球的重力为零，水也处于失重状态，所以水对放入其中的乒乓球不会产生压力的作用，水对乒乓球各个方向的压力合力为零，所以乒乓球不会受到浮力的作用。 故答案为：向上；零。 【考点评析】近年来，随着我国的宇宙空间站即将建设完成，天宫课堂必然是热门出题点，平时要多关注天宫课堂，让我们很多理论知识从“纸上谈兵”变成“眼见为实”。 【巩固训练三】（2024春•中山市期末）如题图所示，小芳在某次实验中用电子秤测出烧杯和盐水的总质量为200g，接着将系好细线的小物块缓慢浸没到盐水中并保持静止（未触底，绳绷直），且盐水未溢出，此时电子秤的示数为255g。利用以上信息（g取10N/kg）能求解出的物理量是（　　） A．小物块的质量 B．小物块的体积 C．小物块的密度 D．小物块受到的浮力 【思路点拨】根据力的相互作用可求得小物块的浮力。 【规范解答】解：盐水未溢出，根据力的相互作用，则小物块受到的浮力为 F浮＝ΔG＝（m2﹣m1）g＝（0.255kg﹣0.2kg）×10N/kg＝0.55N 因缺乏条件，无法求得小物块的质量、体积或者密度，故D正确。 故选：D。 【考点评析】此题考查了浮力的认识，难度适中。 考点02：浮力产生的原因 【例题精讲】（2023秋•渭滨区校级期末）如图所示，有一个重力为G的长方体浸没在液体中，其受到的浮力为F浮，液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2，下列说法不正确的是（　　） A．长方体所有表面都受到液体压力 B．长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡 C．F1、F2和F浮的大小关系是F1﹣F2＝F浮 D．若物体浸没于更深的位置，与图示位置相比，F1、F2之差不变 【思路点拨】（1）液体内部存在压强； （2）根据液体压强特点分析，相同深度液体向各个方向的压强相等； （3）物体受到液体（或气体）对它的上、下表面的压力的合力，这个合力就叫浮力。 【规范解答】解：A、因为液体内部存在压强，所以长方体各表面都受到液体的压力，故A正确。 B、根据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知，长方体浸没在液体中时，它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡，则长方体两个相对的侧面所受液体的压力同时作用在长方体上，且大小相等、方向相反、作用在同一条直线上是一对平衡力，故B正确。 C、根据浮力产生的原因可知，浮力等于物体上下表面的压力差，即浮力为：F2﹣F1＝F浮，故C错误。 D、若物体浸没于更深的位置，但上下表面的深度差不变，所以受到的压强差不变，受力面积不变，受到的压力差不变，即F1、F2之差不变，故D正确。 故选：C。 【考点评析】本题考查了浮力产生的原因、液体压强的存在及其特点，是一道基础题，难度不大。 【巩固训练一】（2023秋•朔州期末）2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱在我国东风着陆场成功着陆，神舟十七号航天员乘组圆满完成任务。太空中物体会失重，在太空环境中还会“消失”的力学现象是（　　） ①液体的浮力； ②物体间的摩擦力； ③惯性； ④大气压。 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【思路点拨】（1）太空中的物体处于失重状态； （2）物体间的摩擦力是跟物体间的压力和接触面的粗糙程度有关； （3）一切物体在任何情况下都具有惯性； （4）太空中没有空气。 【规范解答】解：①太空中的物体处于失重状态，液体的重力为零，液体对其中的物体的压强为零、压力为零，物体在液体中静止后其下表面不受液体的压力，所以液体的浮力会消失，①符合题意； ②物体间的摩擦力是跟物体间的压力和接触面的粗糙程度有关，与重力无关，故摩擦力不会消失，②不符合题意； ③惯性是物体的性质，一切物体在任何情况下都具有惯性，所以惯性不会消失，③不符合题意； ④太空中没有空气，所以大气压会消失，④符合题意。 综上所述，①④会消失，②③不会消失，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选：C。 【考点评析】本题考查了失重环境下的一些物理现象，掌握有关知识的基本特点是解题的关键。 【巩固训练二】（2024秋•浦东新区校级月考）一木质象棋放入水中后漂浮在水面上，若将它的底部磨平后，按压到装水容器底部，使象棋底部与容器底部紧密接触，使它底部无水，松手后象棋静止在容器底部，如图所示，产生这一现象的主要原因是（　　） A．木制象棋受到的浮力大小小于重力 B．木质象棋受到的浮力大小等于重力 C．木质象棋受到的浮力大小大于重力 D．木制象棋不受浮力作用 【思路点拨】浮力产生的原因是液体（或气体）对物体上下表面的压力差。 【规范解答】解：因为浮力产生的原因是液体或气体对物体上下表面的压力差，而此题中的象棋上面受水的压力，而下面隔离了水，没有了水的压力，侧面受到的浮力小于象棋的重力，因此浮不起来。 故选：A。 【考点评析】本题考查了浮力产生的原因，属于基础题。 【巩固训练三】（2024秋•浦东新区校级月考）如图所示，完全相同的a、b两个长方体，长度为h，悬浮在密度为ρ的液体中，长方体b上下表面的液体压强差为 　ρgh　。若两长方体a、b下表面所受液体压强分别为pa、pb，则pa　小于　pb，下表面所受液体的压力分别为Fa、Fb，则Fa　大于　Fb（后两空选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【思路点拨】根据液体压强的公式p＝ρgh可计算长方体上下表面的液体压强差；同样利用液体压强的公式，结合浮力的表达式F浮＝F向上﹣F向下，可进行分析与比较。 【规范解答】解：由图可知，长方体b上表面的压强为p上＝ρgh上， 下表面的压强为p下＝ρg（h上+h）， 上下表面的压强差为： Δp＝p下﹣p上＝ρg（h上+h）﹣ρgh上＝ρgh； 由p＝ρgh可知，当液体密度相同，液体压强大小与深度成正比，由图可知，长方体b下表面的深度大于a下表面的深度，故b下表面所受液体压强大于a下表面的压强，即pa小于pb。 因为物体a上表面的深度比物体b上表面的深度大，且表面积也大，由公式F＝pS＝ρghS得，物体a的上表面受到的压力大，又因为两长方体相同，故它们浸在液体中的体积相同，都悬浮在同种液体中，所以受到的浮力相同，由F浮＝F向上﹣F向下得，因为a的上表面受到的压力大，所以下表面受到的压力也一定是大的，只有这样才能保证a和b上下表面的压力差相同，即浮力相同。 故答案为：ρgh；小于；大于。 【考点评析】本题主要考查液体压强公式的运用、浮力的计算，能将压强与浮力相结合进行分析，是解答本题的关键。 考点03：探究浮力大小的影响因素 【例题精讲】（2024春•南岗区校级期中）某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验，如图是其中的一次实验情景。根据图示可以知道，该同学这次操作的目的是（　　） A．探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系 B．探究物体所受浮力的大小跟排开液体体积的关系 C．探究物体所受浮力大小与液体密度的关系 D．探究阿基米德原理F浮＝G排 【思路点拨】根据控制变量法进行分析。 【规范解答】解：如图所示，物体排开液体体积相同，深度相同，液体密度不同，故探究的是物体所受浮力大小与液体密度的关系，故C正确，ABD错误。 故选：C。 【考点评析】灵活运转控制变量法是解题关键。 【巩固训练一】（2024春•江岸区期中）某同学猜想：“浸没在液体中的固体所受的浮力可能跟固体的形状有关”，于是选用烧杯、水、细线、弹簧测力计和两块橡皮泥设计实验，则这两块橡皮泥应满足的条件是（　　） A．体积不同，形状相同 B．体积相同，形状不同 C．体积相同，形状相同 D．体积不同，形状不同 【思路点拨】要浸没在液体中的固体所受的浮力跟固体的形状的关系，要控制液体密度和排开液体的体积不变。 【规范解答】解：要探究浮力与物体形状的关系，需保持液体密度和排开液体的体积不变，所以应该选用体积相同，形状不同的橡皮泥，故ACD错误，B正确。 故选：B。 【考点评析】本题考查了影响浮力大小的因素，实验中应用控制变量法，注意控制好变量。 【巩固训练二】（2024春•农安县期末）如图是某一小组探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验，请回答下列问题： （1）若选用的操作是①④⑤，可探究浮力的大小与 　液体的密度　的关系。 （2）请计算物体A的密度为多少？（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，请写出必要的文字说明、推导过程和计算结果） （3）另一小组在实验结束后，绘制了弹簧测力计对物体B的拉力和物体B所受浮力随浸入水中深度变化的两条图线，如图所示，分析图像可知： ①曲线 　a　（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＝　2×103　kg/m3。 【思路点拨】（1）由①、④和①、⑤分别求出物体在水和盐水中的浮力，又V排相同，可得知浮力大小与液体密度的关系； （2）根据①、②的测力计示数由F浮＝G﹣F计算出浮力的大小，由阿基米德原理公式算出物体的体积，然后根据ρ计算出物体A的密度； （3）①物体浸没前所受浮力随深度的增加而增大，当完全浸没后，所受浮力将不变； ②由图像知，当深度增加，拉力和浮力都不再变化时，说明物体完全浸没其浮力等于拉力，由称重法F浮＝G﹣F表示出浮力与重力的关系，由V＝V排，G＝mg＝ρBgV和F浮＝ρ水gV排算出物体B的密度。 【规范解答】解：（1）由①④⑤知物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，由称重法F浮＝G﹣F知浮力不同，故可探究浮力的大小与液体密度的关系； （2）物体浸没在水中时受到的浮力为F浮水＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N， 由F浮＝ρ液gV排知物体的体积为： V＝V排1×104m3， 物体A的密度为： ρA4×103kg/m3； （3）①完全浸没前，深度越大，物体排开水的体积越大，所受浮力越大；完全浸没后，排开水的体积不变，所受的浮力不变，所以浮力随深度的变化是先变大后不变，应为a；则b是拉力随深度的变化情况； ②由图像知，当深度增加，拉力和浮力都不再变化时，说明物体完全浸没其浮力等于拉力，由称重法F浮＝G﹣F知G＝F浮+F＝2F浮， 由V＝V排，G＝mg＝ρBgV和F浮＝ρ水gV排知ρBgV＝ρBgV排＝2ρ水gV排， 物体B的密度： ρB＝2ρ水＝2×103kg/m3。 故答案为：（1）液体的密度；（2）物体A的密度为4×103kg/m3；（3）①a；②2×103。 【考点评析】此题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了称重法浮力的计算，阿基米德原理、密度公式及控制变量法的应用，同时还考查了有关图像的分析，综合性较强。 【巩固训练三】（2024秋•徐汇区校级期中）如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的一些实验操作步骤。请你针对某一个探究因素，从中选择相应的实验操作步骤，并根据弹簧测力计的示数，说明你的探究结论。 ①若要探究浮力大小与液体深度的关系，相应的实验操作步骤是图（a）（c）和 　（d）　（选填图中的符号），可得出初步结论：浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体深度 　无　（选填“有”或“无”）关。 ②若要探究浮力大小与液体密度是否有关，相应的实验操作步骤是图 　（a）（d）（e）　（选填图中的符号），可得出初步结论：浸没在液体中的物体受到的浮力大小 　与液体密度有关　。 ③小组同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他们找来易拉罐、烧杯和水进行实验，实验步骤如下： 步骤一：将易拉锯开口向上放入盛水的烧杯中，它漂浮在水面上； 步骤二：将易拉罐捏瘪再放入水中，捏德的易拉罐下沉至杯底。 （ⅰ）通过分析可知，：步骤一时易拉罐受到的浮力 　大于　步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （ⅱ）于是小组同学得出结论：物体受到的浮力与形状有关。 请分析他们得出错误结论的原因：　没有控制变量，易拉罐的形状改变导致排开水的体积也发生了变化　。 【思路点拨】（1）浮力大小与液体密度、排开液体的体积有关，探究与深度关系，必须控制液体密度、排开液体的体积相同，据此分析，浮力与物体浸没在液体中的深度无关； （2）根据控制变量法分析； （3）根据浮沉条件分析浮力； 要探究物体受到的浮力与其形状的关系，应控制液体的密度及物体排开液体的体积相同，据此分析。 【规范解答】解：①若要探究浮力大小与液体深度的关系，因为浮力大小与液体密度、排开液体的体积有关，故必须液体密度、排开液体的体积相同，相应的实验操作步骤是图（a）（c）和（d），而弹簧测力计的示数不变，浮力大小不变，可得出初步结论：浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体深度无关。 ②若要探究浮力大小与液体密度是否有关，应控制排开液体的体积相同，相应的实验操作步骤是图（a）（d）和（e），可得出初步结论：浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体密度有关。 ③（ⅰ）通过分析可知，步骤一时漂浮，浮力等于重力，而下沉时浮力小于重力，故步骤一时易拉罐受到的浮力大于步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力； （ⅱ）探究物体受到的浮力与其形状的关系，应控制液体的密度及物体排开液体的体积相同，由于压瘪后排开液体的体积减小，故不符合控制变量法，得出错误结论。 故答案为：①（d）；无； ②（a）（d）（e）；与液体密度有关；③大于；没有控制变量，易拉罐的形状改变导致排开水的体积也发生了变化。 【考点评析】本题探究“影响浮力大小的因素”实验，利用控制变量法结合称重法，进行分析。 1．（2024•海淀区校级开学）以下说法，正确的是（　　） A．用力推地面上的箱子，箱子未动，因为推力小于箱子受到的摩擦力 B．提水桶时手上出现压痕，因为水桶的重力作用在手上 C．用3N的力拉着木块在水平面做匀速直线运动，木块受到的摩擦力一定为3N D．深入河底的柱形桥墩，不受浮力作用 【思路点拨】（1）当物体处于静止状态时，物体受平衡力，一对平衡力的大小相等； （2）力的作用是相互的，两个相互作用力的大小相等； （3）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上 （4）浮力产生的原因，上下表面的压力差。 【规范解答】解：A．用力推地面上的箱子，箱子未动，处于平衡状态，推力与箱子受到的摩擦力是一对平衡力，大小相等，故A错误； B．手提水桶时手上出现压痕，是由于手提水桶时，手也受到水桶的作用力的缘故，而水桶受到的重力作用在水桶上，故B错误； C．用3N的水平拉力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力等于3N；如果用3N的斜向上的拉力，拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力小于3N，故C错误； D．根据浮力产生的原因可知，浮力是上下表面的压力差，因此深入河底的柱形桥墩，下表面不受水的压力，因此不受浮力作用，故D正确。 故选：D。 【考点评析】此题考查了浮力产生的原因、力和运动的关系、摩擦力大小，以及压力与重力的区别等，涉及到的知识点多，综合性强，但总体难度不大，熟练掌握相关基础知识即可正确解答。 2．（2024春•金沙县校级月考）如图所示，盛水的洗手盆底部的出水口塞着木头（密度小于水）制成的水堵头，下列说法正确的是（　　） A．水堵头受到水向下的压力的作用 B．水堵头受到水的浮力的作用 C．洗手盆A处对水堵头施加的压力的方向竖直向上 D．此时水堵头只受到水的压力和重力的作用 【思路点拨】（1）浸没在液体中的物体，液体对物体向上的压强大于向下的压强，向上的压力大于向下的压力，物体受到向上和向下的压力差的作用，这个压力差是物体受到的浮力（适用于气体），浮力的方向总是竖直向上的。 （2）处于平衡状态的物体受到的力是平衡力。 【规范解答】解：AB、洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头，受到水向下的压力，但水堵头的下表面没有水，没有受到水向上的压力，所以水堵头不受浮力，故A正确、B错误； C、A处对水堵头施加的压力方向竖直向下，故C错误； D、此时水堵头除受到水的压力和重力的作用外，还受到一个支持力作用，否则其无法保持平衡，故D错误。 故选：A。 【考点评析】本题考查了浮力与浮力的产生原因、平衡状态的判断，属于基础题目，难度不大。 3．（2024春•金台区期末）取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶，将瓶底切去后，塑料瓶倒立放置，将乒乓球放入瓶中，且保持瓶口朝下，往塑料瓶里注水，乒乓球静止不动，用手掌堵住瓶口，乒乓球向上运动。演示此实验主要用于（　　） A．探究液体压强的特点 B．研究物体的沉浮条件 C．证明大气压强的存在 D．解释浮力产生的原因 【思路点拨】浮力产生的原因：物体受到向上的压力大于向下的压力，存在压力差产生了浮力。 【规范解答】解：往塑料瓶里注水，乒乓球下表面受到的压力为0，上表面受到的水的压力不为0，受到的合力方向向下，乒乓球静止不动；用手掌堵住瓶口，乒乓球浸没水中，因为乒乓球受到的浮力（上下表面产生了压力差）大于重力，乒乓球将向上运动，所以演示此实验主要用于解释浮力产生的原因。 故选：D。 【考点评析】本题考查了浮力产生的原因、物体的浮沉条件，平时要多动手实验，利用所学知识分析，多积累。 4．（2024春•金牛区期末）下列情境中的物体，没有受到浮力的是（　　） A．正在下潜的“蛟龙号”潜艇 B．航行中的“辽宁号”航空母舰 C．正在升空的“圆梦号”飞艇 D．遨游太空的“天宫一号”空间站 【思路点拨】根据浮力的定义判断：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）竖直向上托起的力叫浮力。 【规范解答】解：A、下潜的“蛟龙号”潜艇浸没在水中，受到水的浮力，故A不符合题意； B、航行的航母“辽宁舰”，能浮在海水面上，就是因为受到的浮力等于重力，故C不符合题意； C、升空的“圆梦号”飞艇，受到空气的浮力，飞艇之所以上升，就是因为受到的浮力大于重力，故C不符合题意； D、太空中没有空气，故遨游的“天宫一号”不受浮力，故D符合题意。 故选：D。 【考点评析】本题考查学生对浮力产生原因的理解，难度不大，属于基础知识。 5．（2024春•滕州市期末）如题图所示，浸没在液体中的物体，其下表面受到液体向上的压力 　大于　（选填“小于”“等于”或“大于”）上表面受到液体向下的压力，这个压力差就是产生浮力的原因，浮力的大小与该物体所受重力的大小 　无关　（选填“有关”或“无关”），珠江大桥的桥墩支撑着大桥与桥上川流不息的车辆的重力，则桥梁的所有桥墩受到的浮力为 　0　N。 【思路点拨】利用压力、压强的公式求浸在液体中的正方体受到的液体对它产生的压力，分析所受压力的合力，从而得到浮力产生的原因，进而可得桥墩受到的浮力大小。 【规范解答】解：据相同深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知，物体浸没在液体中时，它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡，即可以相互抵消； 而物体上、下表面所受的液体压力是不同的， 设上表面所处的深度为h1，下表面所处的深度为h2。 则上表面受到的压强为p向下＝ρ液gh1，受到的压力为F向下＝p向下S＝ρ液gh1S； 下表面受到的压强为p向上＝ρ液gh2，受到的压力为F向上＝P向上S＝ρ液gh2S。 因为h1＜h2， 所以F向上＞F向下， 则液体对物体产生向上的压力和向下的压力不相等，压力差就产生了浮力，即F浮＝F向上﹣F向下； 浮力的大小与该物体所受重力的大小无关。 由图可知，大桥的桥墩浸在河床中，桥墩下表面没有受到水的压力的作用，因此没有压力差，所以也就没有浮力，即它在水中受到的浮力是0N。 故答案为：大于；无关；0。 【考点评析】此题综合考查学生对浮力产生的原因，实际主要考查液体产生的压力、压强的计算。 6．（2024•宜兴市二模）小丽和小红通过实验验证“阿基米德原理”，选用了以下的实验器材：弹簧测力计、小吊桶（忽略重力）、小石块、溢水杯、细线、小烧杯、铁架台、水，她们试验操作过程如图的a、b、c所示。 （1）在图a的操作中，在测力计的下方挂一个小吊桶，小吊桶的下面再挂石块弹簧测力计示数如图a所示。在b中，小丽先向空溢水杯中注水，直到溢水口 　流出　水（流出/不流出）时停止加水。 （2）将小石块浸没溢水杯中，溢出的水全部流入烧杯中，弹簧测力计的示数如图b所示，此时小石块受到的浮力为 　0.4　N，根据图中所测得的实验数据还可算出小石块的密度为 　7.5　g/cm3（结果保留1位小数）。 （3）把b图烧杯中的水全部倒入小吊桶中，此时弹簧测力计的示数如图c所示。小红把图c中的小吊桶和石块从弹簧测力计上拆下，把小石块放入装有水的小吊桶中（水不溢出），然后把小吊桶放入图c的溢水杯中，发现小吊桶处于漂浮状态，溢水杯中有水溢出，这个过程溢出的水重为 　3　N。 【思路点拨】（1）先向溢水杯中注水，若直到溢水口不流出水，则不能保证溢水杯是满的，故实验中应加水直到溢水口流出时停止加水，目的是使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平； （2）分别读出图a、图b、图c中弹簧测力计的示数，根据称重法测量浮力； 根据密度公式算出排开水的体积，石块的体积就等于排开水的体积，根据G＝mg算出石块的质量，用密度公式算出石块的密度； （3）漂浮时浮力等于重力，由阿基米德原理算出排开液体的重力；根据溢水杯对铁架台的压力等于溢水杯及溢水杯中水的总重与小石块受到的浮力之和分别表示出拆下小桶和石块前后溢水杯对铁架台的压力，比较两表达式得出两次的压力关系。 【规范解答】（1）在图a的操作中，在测力计的下方挂一个小桶，小桶的下面再挂石块，在b中，小丽先向溢水杯中注水，若直到溢水口不流出水，则不能保证溢水杯是满的，故实验中应加水直到溢水口流出时停止加水，目的是使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平； （2）因小桶的质量不计，弹簧测力计的分度值为0.2N，图a中，测力计的示数即小石块的重力G＝3N， 将小石块浸没溢水杯中，溢出的水全部流入烧杯中时，弹簧测力计的示数为F＝2.6N， 由称重法测浮力，此时小石块浸没在水中受到的浮力为： F浮＝G﹣F＝3N﹣2.6N＝0.4N； 因为小石块浸没在水中，根据阿基米德原理小石块的体积即排开水的体积为： V＝V排4×10﹣5m3， 由G＝mg可知，小石块的质量为： m0.3kg， 小石块的密度为： ρ7.5×103kg/m3＝7.5g/cm3； （3）图c没有拆之前，溢水杯对铁架台的压力等于溢水杯及溢水杯中水的总重与小石块受到的浮力之和： F压＝G杯+G水+F浮＝G杯+G水+0.4N……② 小红把图c中的小吊桶和石块从弹簧测力计上拆下，把小石块放入装有水的小吊桶中（水不溢出），然后把小吊桶放入图c的溢水杯中，小吊桶处于漂浮状态，溢水杯中有水溢出，由漂浮的特点，此时小桶（质量不计）受到的浮力等于小石块和图b中排出液体的重力： F浮'＝G+G排， 与图b中小石块受到的浮力相比，浮力增大了： ΔF浮＝F浮'﹣F浮＝G+G排﹣F浮……③ 将①代入③得 ΔF浮＝F浮'﹣F浮＝G+G排﹣F浮＝G﹣F浮﹣F浮＝G＝3N， 即与图b中小石块受到的浮力相比，浮力增大了3N，根据阿基原理可知，此时排开的水重为3N，即这个过程排出的水重为：G排'＝3N。 故答案为：（1）流出；（2）0.4；7.5；（3）3。 【考点评析】本题是一道综合题，综合考查了学生的实验和计算分析能力，理解力的合成和阿基米德原理是解答本题的关键。 7．（2024•五华区校级模拟）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。 【思路点拨】气球所受浮力增大时，物体对天平左盘的压力变小。 【规范解答】解：为验证空气对浸在其中的物体有竖直向上的浮力，需在质量不变的前提下，相瘪气球内充气，使其受到空气的浮力，故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；气球所受浮力增大时，物体对天平左盘的压力变小，会出现右盘下沉，说明空气对浸在其中的物体有竖直向上的浮力。 故答案为：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。 【考点评析】本题考查浮力的影响因素的探究，控制质量不变是关键。 8．（2023秋•文山州期末）小陈同学做探究“浮力大小与液体密度的关系”实验，他猜想浮力的大小与液体密度有关。他利用大小和材料相同的A、B两金属块，密度不相等的两种液体（密度ρ浓盐水＞ρ清水），弹簧测力计等进行实验。他先用弹簧测力计测出金属块A的重力，再将金属块A缓慢的浸入浓盐水中，让金属块A刚好完全浸没，不碰底不碰壁，记录弹簧测力计此时的示数F1，接下来的操作是 　用弹簧测力计测出金属块B的重力，再将金属块B缓慢的浸入清水中，让金属块B刚好完全浸没，不碰底不碰壁，记录弹簧测力计此时的示数F2　；通过实验数据分析可得结论，如果出现 　F1≠F2　，则说明浮力的大小与液体密度有关。 【思路点拨】利用控制变量法进行分析。 【规范解答】解：探究“浮力大小与液体密度的关系”实验，控制其它条件相同，只改变液体的密度，大小和材料相同的A、B两金属块的重力相同，用弹簧测力计测出金属块A的重力，再将金属块A缓慢的浸入浓盐水中，让金属块A刚好完全浸没，不碰底不碰壁，记录弹簧测力计此时的示数F1，此时A受到的浮力为FA＝G﹣F1； 接下来，用弹簧测力计测出金属块B的重力，再将金属块B缓慢的浸入清水中，让金属块B刚好完全浸没，不碰底不碰壁，记录弹簧测力计此时的示数F2，则B受到的浮力为FB＝G﹣F2； 若出现F1≠F2，则两个金属块受到的浮力不同，说明浮力的大小与液体密度有关。 故答案为：用弹簧测力计测出金属块B的重力，再将金属块B缓慢的浸入清水中，让金属块B刚好完全浸没，不碰底不碰壁，记录弹簧测力计此时的示数F2；F1≠F2。 【考点评析】本题考查浮力的影响因素，掌握控制变量法是解题关键。 9．（2023秋•杨浦区期末）为了验证阿基米德原理，小杨设计了如图所示装置进行实验。他将一柱体缓慢浸入盛有水的溢水杯中，观察到溢水杯中水面逐渐上升，直到水面上升至溢口处，水从溢口流出，流入小烧杯中。小杨利用力传感器测量了柱体受到向上的拉力F，与小烧杯和溢出水的总重力G，并计算出柱体受到的浮力F浮与溢出水的重力G溢的大小，相关实验数据如下表。（柱体重为10牛，小烧杯重为2牛） 序号 F（牛） G（牛） F浮（牛） G溢（牛） 1 8.0 3.0 2.0 1.0 2 6.0 5.0 4.0 3.0 3 4.0 7.0 6.0 5.0 4 2.0 9.0 8.0 7.0 ①根据阿基米德原理可知：浸在液体中物体受到 　浮　力的大小等于 　排开液体重　力的大小。 ②比较序号1～4中F浮与G溢的大小关系，可得初步结论：柱体浸在水中，F浮　＞　G溢。 ③小杨认为实验结果与阿基米德原理内容不相符。请分析小杨的实验过程，写出小杨操作中不合理之处：　溢水杯在使用前未装满水　。 【思路点拨】利用溢水杯排水，应该在使用之前装满水；浸在液体中物体所受浮力大小等于排开液体的重力；由图中表格数据，可知浮力与溢出水的重力关系。 【规范解答】解：（1）根据阿基米德原理可知，浸在液体中物体所受浮力大小等于排开液体的重力； （2）由序号数据可知，物体所受浮力大于溢出水的重力。 （3）由题干可知，溢水杯在使用之前未装满水，导致溢出水的重力偏小，导致物体所受浮力大于溢出水的重力。 故答案为：①浮；排开液体重； ②＞； ③溢水杯在使用前未装满水。 【考点评析】本题考查阿基米德原理的实验步骤，考察了学生的分析、理解能力。 10．（2024•新县模拟）小明和小华各自做“验证阿基米德原理”实验，如图（a）所示为小明实验的示意图，图（b）所示为小华实验的部分示意图。 ①在小明的实验示意图中，弹簧测力计的示数值分别为F1、F2和量筒中水面刻度值分别为V1、V2，若满足关系式　F1﹣F2＝ρ水（V2﹣V1）g　时，则可以验证阿基米德原理。 ②在小华的实验示意图中，使用了溢水杯和小烧杯，如果小华接着使用电子天平成功完成实验，天平应测量　小烧杯　中水的质量m水（选填“溢水杯”或“小烧杯”），若此时图中两弹簧测力计的示数差值ΔF跟m水满足关系　ΔF＝m水g　时，则可以验证阿基米德原理。 【思路点拨】（1）研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时：利用称重法测量金属块受到的浮力，利用排水法得出金属块排开水的体积，求出排开水的重，通过比较得出结论； （2）研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时，需要用电子天平测量出小烧杯中溢出水的质量，根据G＝mg算出溢出水的重力，比较两弹簧测力计的示数差值ΔF跟G水的关系。 【规范解答】解：①物体受到的浮力大小等于物体的重力减掉浸没水中时弹簧测力计的示数，即F浮＝F1﹣F2； 量筒中水面两次示数差（V2﹣V1）表示金属块排开水的体积，根据ρ和G＝mg可得，金属块排开水所受重力的表达式为G排＝m排g＝ρ水gV排＝ρ水g（V2﹣V1），实验中若F1﹣F2＝ρ水g（V2﹣V1）则可以验证阿基米德原理； ②研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时，需要用电子天平测量出小烧杯中溢出水的质量，根据G＝mg知溢出水的重力G水＝m水g，比较两弹簧测力计的示数差值ΔF跟G水的关系，若ΔF＝m水g则可以验证阿基米德原理； 故答案为：①F1﹣ F2＝ρ水（V2﹣V1）g；②小烧杯；ΔF＝m水g。 【考点评析】本题考查了学生对称重法测浮力、排水法测体积以及密度公式和重力公式的了解与掌握，考查学生的设计实验能力，知道实验的原理和方法是解决本题的关键。 11．（2024春•孝南区期中）小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系。他把金属块挂在弹簧测力计上，将它分别浸入水和酒精中的不同位置，如图1所示。 （1）图1中四种情况，　甲　图中金属块所受到的浮力最小。 （2）做乙、丙两次实验，是为了探究浮力大小与 　深度　是否有关。 （3）如图2所示，用弹簧测力计吊着金属块缓慢浸入水中，从金属块底部接触水面开始到没入水中直到接触容器底部的过程中，图3中能表示弹簧测力计示数F拉与金属块底部浸入水中深度h关系的图象是 　C　。 【思路点拨】（1）根据称重法测浮力，F浮＝G﹣F示，由测力计示数分析； （2）探究金属块浸没在液体中时，受到的浮力与深度无关，要控制排开液体的体积相同和排开液体的密度相同； （3）根据称重法测浮力，F浮＝G﹣F示，物体在浸没前，随排开水的体积增大，受到的浮力变大，浸没后，受到的浮力不变，据此分析。 【规范解答】解：（1）根据称重法测浮力，F浮＝G﹣F示，F示＝G﹣F浮，甲测力计示数最大，故上述四种情况，甲图中金属块所受到的浮力最小； （2）探究金属块浸没在液体中时，受到的浮力与深度无关，要控制排开液体的体积相同和排开液体的密度相同，故做乙、丙两次实验，是为了探究金属块浸没在液体中时，受到的浮力与深度是否有关； （3）根据称重法测浮力，F浮＝G﹣F示，物体在浸没前，根据阿基米德原理，随排开水的体积增大，受到的浮力变大，故测力计示数变小，浸没后，受到浮力不变，测力计示数不变，故图3中能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图象是C； 故答案为：（1）甲；（2）深度；（3）C。 【考点评析】本题的目的就是考查学生对探究影响浮力大小因素的实验，还有学生对控制变量法应用的灵活程度。控制变量法在实验探究中经常用到，所以我们一定要掌握好。 12．（2024春•黄浦区校级期末）为了验证阿基米德定律，给你：（1）一个铁架台，（2）一个有指针的弹簧，（3）一个金属圆筒（上有提环、下有挂钩），（4）一个小铁块，（5）一个溢水杯，（6）一个盛有水的烧杯，（7）一只小玻璃杯，（8）一根线。如图所示。 实验步骤是： 第一步：在弹簧下挂小金属圆筒，筒下吊小铁块，放在空气中，记下 　指针的位置　。 第二步：将水倒入溢水杯中，应使水面 　与溢水杯出水口相平　。 第三步：将铁块浸入溢水杯中，弹簧将 　缩短　，铁块排开的水从溢水管流到小玻璃杯中。 第四步：将流到小玻璃杯中的水，全部倒入金属圆筒中，这时弹簧 　将恢复到第一步所记的位置　。 结论 　F浮＝G排　。 【思路点拨】阿基米德原理的内容是：浸在液体中的物体受到的浮力等于排开的液体受到的重力。先利用称重法测出物体受到的浮力，再测出排开的液体受到的重力，两者比较大小得到结论。据此设计实验过程。 【规范解答】解： 验证阿基米德原理的实验步骤是：第一步：在弹簧下挂小金属圆筒，筒下吊小铁块。放在空气中，记下指针的位置； 第二步：将水倒入溢水杯中，应使水面与溢水杯出水口相平； 第三步：将铁块浸入溢水杯中，弹簧将缩短。铁块排开的水从溢水管流到小玻璃杯中； 第四步：将流到小玻璃杯中的水，全部倒入金属圆筒中，这时弹簧将恢复到第一步所记的位置。 比较实验数据可知：F浮＝G排，这就验证了阿基米德定律。 故答案为：指针的位置；与溢水杯出水口相平；缩短；将恢复到第一步所记的位置；F浮＝G排。 【考点评析】此题考查的是阿基米德原理的验证过程，在操作时要注意：①溢水杯中的水要倒满；②溢出的水必须全部收集到小桶。否则会造成较大的测量误差。 13．（2022•乌兰浩特市校级模拟）如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图回答下列问题： （1）若选用的操作是③④，可探究浮力的大小与 　液体密度　的关系。 （2）若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应选用的操作是 　②③　（填序号）。 （3）由操作可知，物体浸没在水中时所受的浮力大小为 　1　N。 （4）由操作可知，物体的体积大小为 　100　cm3。 【思路点拨】（1）分析图示情景，应用控制变量法分析答题。 （2）探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应控制液体密度相同而物体排开液体的体积不同，分析图示情景，然后找出符合要求的实验序号。 （3）物体浸没在水中时，物体的重力与弹簧测力计示数之差是物体受到的浮力。 （4）由浮力公式的变形公式求出物体浸没在水中时排开水的体积，即物体的体积。 【规范解答】解：（1）由图示可知，在实验③④中，物体排开液体的体积相同，液体种类不同，液体密度不同，物体受到的浮力不同，因此由实验③④，可探究浮力的大小与液体密度的关系。 （2）探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应控制液体密度相同而物体排开液体的体积不同，由图示实验可知，实验②③符合要求。 （3）由图①所示可知物体的重力G＝4N，由图③所示可知，弹簧测力计的拉力F＝3N，物体浸没在水中时受到的浮力： F浮＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N。 （4）物体浸没在水中时受到的浮力F浮＝ρ水gV排， 则物体体积V＝V排1×10﹣4m3＝100cm3； 故答案为：（1）液体密度；（2）②③；（3）1；（4）100。 【考点评析】本题难度不大，熟练应用控制变量法、分析清楚图示实验情景是正确解题的关键。 14．（2020•黔西南州）如图甲所示，有一体积、质量忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm，弹簧没有发生形变时的长度为10cm，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物体上表面与液面相平，此时水深24cm。（g＝10N/kg）求： （1）物体受到水的浮力。 （2）打开出水口，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的状态时，关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。 【思路点拨】（1）物体刚好完全浸没在水中，物体排开水的体积等于物体的体积，利用阿基米德原理即可求出物体受到水的浮力； （2）当弹簧处于没有发生形变的状态时，此时物体漂浮，浮力等于物体自身的重力，利用阿基米德原理求出物体浸入水中的深度，进而得出此时水的深度，再根据Δp＝ρgΔh求出容器底部受到的水的压强差。 【规范解答】解：（1）物块刚好完全浸没在水中，则有：V排＝V物＝（0.1 m）3＝1×10﹣3m3， 物体所受的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N； （2）由图甲可知，当物体上表面与液面齐平时，物体上表面距容器底的距离为h＝24cm，弹簧伸长的长度：ΔL＝24cm﹣10cm﹣10cm＝4cm， 由图乙可知，此时弹簧对物体的拉力为F拉＝4N， 木块的重力：G物＝F浮﹣F拉＝10N﹣4N＝6N， 当弹簧处于没有发生形变的自然状态时，L弹簧＝10cm， 此时物体受的浮力：F浮'＝G物＝6N， 由F浮＝ρ水gV排可得，物体排开水的体积： V排'6×10﹣4m3， 物体浸入水中的深度：h浸0.06m； 此时水的深度：h'＝L弹簧+h浸＝0.1m+0.06m＝0.16m； 放水前后水对容器底部压强的变化量： Δp＝p﹣p'＝ρ水g（h﹣h'）＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.24m﹣0.16m）＝800Pa。 答：（1）物体受到水的浮力为10N； （2）放水前后水对容器底部压强的变化量为800Pa。 【考点评析】本题考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理公式、物体浮沉条件的理解与掌握，求出弹簧处于没有发生形变的状态时水的深度是关键。 15．（2024秋•静安区校级月考）某小组同学用图示装置，研究圆柱体在水中下降的过程中弹簧测力计示数F和水对容器底部压力变化量ΔF水的变化情况。他们使圆柱体在水中缓慢下降，将水面到圆柱下表面的距离h、弹簧测力计的示数F、经计算得到的水对容器底部压力变化量ΔF水记录在下表中。 实验序号 1 2 3 4 5 6 h（米） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 F（牛） 6.8 5.6 4.4 3.2 2.6 2.6 ΔF水（牛） 1.2 2.4 3.6 4.8 5.4 5.4 （1）分析比较实验序号1和2和3和4数据中F和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：圆柱体在浸入水的过程中，　h增大F减小　； （2）分析比较实验序号1和2和3和4数据中ΔF水和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：圆柱体在浸入水的过程中，　ΔF水与h成正比　； （3）根据表中实验数据的特征，可以推断圆柱体高度为 　0.45m　，请根据表中实验数据结合液体内部压力、压强知识，简述你的判断理由 　物物体浸入水的过程中，ΔF水＝F浮＝S物hρ水g，所以ΔF水与h成正比，当h＝0.1m时，ΔF水＝1.2N，即可求出ΔF水＝5.4N时，对应的物体的高度　。 【思路点拨】①根据表格中的数据，分析比较实验序号1、2、3与4数据中F和h的关系可以看出，圆柱体没有全部浸入以前，测力计示数F随圆柱体下表面到液面的距离h的增大而减小；浸没后h变化，F不变； ②根据表中数据，实验序号1、2、3与4数据中ΔF水和h的关系及相关条件可以看出，在圆柱体浸入水的过程中，ΔF与h的成正比，浸没后h变化，ΔF不变； ③物体在浸入水中的过程中受到的浮力等于水对容器底部压力的变化量F浮＝ΔF水＝S物hρ水g，即ΔF水与高度成正比，浸入时ΔF水＝5.4N，可知对应物体高度。 【规范解答】解：①分析比较实验序号1、2、3与4数据中F和h的关系可以看出，圆柱体浸入液体中的深度小于圆柱体的高，即圆柱体没有全部浸入以前，测力计示数F随圆柱体下表面到液面的距离h的增大而减小； ②在物体浸没前ΔF水＝F浮＝V排ρ水g＝Shρ水g，所以ΔF水与h成正比， （3）物体浸入过程中ΔF水＝F浮＝V排ρ水g＝Shρ水g，所以，ΔF水与浸入高度h成正比，当h＝0.1m时，ΔF水1.2N，可知当物体刚好浸没时ΔF水＝5.4N，此时的高度h＝0.45m，即物体的高度为0.45m。 故本题答案为：（1）h增大F减小；（2）ΔF水与h成正比；（3）0.45；物体在浸入过程中，ΔF水＝F浮＝V排ρ水g＝Shρ水g，所以，ΔF水与浸入高h成正比，当h＝0.1m时，ΔF水1.2N，即可求ΔF水＝5.4N对应的物体的高度 【考点评析】本题考查了作用力和反作用力及影响浮力大小的因素。 第 1 页 共 20 页 学科网（北京）股份有限公司 $$