课时10.2 认识浮力--【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练（ 教科版2024）

第十章 流体中的力现象 课时10.2 认识浮力 目录 【01 学习目标】 1 【02 知识梳理】 1 知识点1：浮力 1 知识点2：浮力产生的原因 2 知识点3：浮力的测量 3 【03 问题探究】 3 问题1：判断物体是否受到浮力 3 问题2：浮力的方向及产生的原因 4 问题3：称重法测浮力的大小 4 问题4：根据浮力产生的原因计算浮力的大小 7 【04 强化训练】 8 【基础强化】 8 【能力培优】 12 2022年课程标准 物理素养 2.2.9 通过实验，认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。 物理观念：理解浮力的概念、方向及其大小。 科学思维：掌握浮力产生的原因，会对物体进行受力分析。 科学探究：学会使用弹簧测力计来测量物体在液体中所受的浮力。 科学态度与责任：增强对物理学科的兴趣和热情，树立实事求是、追求真理的科学态度。 知识点1：浮力 1. 现象探究：什么是浮力 图示 现象 放飞的氢气球飞向高空 按在水中的木块，松手后上浮 轮船浮在海面上 在水中搬石头感觉轻一点 原因 在空气中的氢气球受到空气对其向上托举的力 浸在水中的木头受到谁向上的托力 漂浮在海水中的轮船受到海水对其向上托的力 浸在水中的石头受到水对其向上托的力 结论 浸没在液体或气体中的物体会受到液体或气体对其向上托的力 2. 浮力的定义：一切浸在液体（或气体）中的物体受到竖直向上的力，这个力叫做浮力。 3. 浮力的方向：竖直向上。 无论物体的形状如何、是否运动，也无论液体（静止的液体）如何放置，浸在液体中的物体受到的浮力的方向总是竖直向上的。 4.浮力的施力物体与施力物体 （1）浮力的施力物体：液体（或气体）。 （2）浮力的受力物体：浸在液体（或气体）中的物体。 知识点2：浮力产生的原因 1. 探究：浮力产生的原因 我们以浸在液体中的长方体为研究对象探究浮力产生的原因。浸没在液体中的长方体的六个面分别受到液体对其的压力，如表所示。 位置 深度 压强 压力 图示 前、后六个面 相等 相等 F向后、F向前是一对平衡力，合力为零 左、右六个面 相等 相等 F向左、F向右是一对平衡力，合力为零 上、下两个面 上表面深度小于下表面深度 上表面所受压强小于下表面所受压强 F向下（F1）、F向上（F2） F浮=F向上-F向下 【总结归纳】浮力是因液体（或气体）对物体向上、向下压力差产生的，即：F浮=F向上-F向下 2. 两种特殊情况下浮力的计算 （1）当物体部分浸入液体中时，如图甲所示，上表面不受液体压力，则F浮=F向上 （2）若浸没在液体中的物体下表面和容器底紧密接触，如图乙所示，则液体对物体向上的压力F为零，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力，如在水里的桥墩、深陷在淤泥中的沉船等。 1.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。 2.同一物体浸没在液体的不同深度，各个表面受到的液体压强不同，但所受液体的压力差不变，因此所受浮力不变 3.由浮力产生的原因可求出浮力的大小，即F=F向上-F向下。 知识点3：浮力的测量 1. 称重法测浮力的原理 将物体浸在液体中静止时，对物体进行受力分析，如图所示，弹簧测力计拉力为F´，物体重力为G，则F浮=G-F´。因此，只要测出物体的重力G和物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F´，即可由F浮=G-F´求出物体在液体中时所受浮力的大小。 2. 称重法测浮力的步骤 （1）用弹簧测力计测出物体的重力G； （2）将挂在弹簧测力计下的物体浸在液体中，读出弹簧测力计的示数F´； （3）物体在液体中所受浮力F浮=G-F´。 注意：步骤①②若颠倒，会因物体沾带液体而产生误差。 问题1：判断物体是否受到浮力 【典例1】以下情景中没有受到浮力的物体是（　　） A．海中航行的辽宁舰 B．海中下潜的“蛟龙号” C．遨游太空的天和核心舱 D．空中上升的热气球 【答案】C 【详解】浮力指液体（或气体）对浸在其中的物体产生竖直向上托的力，故海中航行的辽宁舰、海中下潜的“蛟龙号”、 空中上升的热气球均受到浮力的作用；太空中没有空气，遨游太空的天和核心舱不受浮力的作用，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式1-1】下列事例中的人或物体没有受到浮力的是（   ） A．漂浮在死海中悠闲阅读的人 B．在大气层中缓慢上升的气球 C．在月背采样的嫦娥六号 D．校科技展中，小明放飞的“孔明灯” 【答案】C 【详解】A．漂浮在死海中的人，下表面受到水的压力，水对人上下表面有压力差，所以人受到水的浮力作用，由于浮力等于重力，所以漂浮，故A不符合题意； BD．在大气层中上升的气球和“孔明灯”在空气中，空气对其上下表面存在压力差，所以它们受到空气的浮力作用，由于浮力大于重力，所以上升，故BD不符合题意； C．月球上没有空气，所以在月背采样的嫦娥六号不受浮力，故C符合题意。 故选C。 【变式1-2】下列情景中，物体没有受到浮力的是（　　） A．在水中游泳的人 B．深入淤泥的圆柱形桥墩 C．在空是上升的热气球 D．在水中下沉的石头 【答案】B 【详解】ACD．物体浸在液体或气体中，因为液体、气体有流动性，因此液体或气体对浸在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用，其中向上的压力大于向下的压力，这个压力差即物体受到的浮力，故ACD中的物体均受浮力作用，故A、C、D不符合题意； B．深入淤泥的圆柱形桥墩由于底面埋在淤泥下，不能与水接触，因此桥墩没有受到水对其向上的压力，故桥墩不受浮力作用，故B符合题意。 故选B。 问题2：浮力的方向及产生的原因 【典例2】如下图所示，A、B是能自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水，则下列说法错误的是（　　） A．A物体一定受浮力作用 B．B物体一定受浮力作用 C．C部分一定受浮力作用 D．D部分一定受浮力作用 【答案】D 【详解】A．由图可知，水对A物体上下表面产生了向上的压力差，故A物体一定受浮力的作用，故A正确，不符合题意； B．由图可知，B物体上表面没有受到水的压力，但下表面受到水的压力，因此水对B物体上下表面产生了向上的压力差，故B物体也受浮力的作用，故B正确，不符合题意； C．由图可知，水对C物体上下表面产生了向上的压力差，故C物体受浮力的作用，故C正确，不符合题意； D．由图可知，D物体上表面受到水的压力，但下表面没有受到水的压力，因此水对D物体上下表面没有产生压力差，故D物体不受浮力的作用，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式2-1】如图所示的甲、乙、丙三个物体，底部均与容器底紧密接触。若向容器内缓慢注水，则（　　） A．甲、乙、丙均未受到浮力 B．甲物体受到浮力 C．乙物体受到浮力 D．甲、乙、丙均受到浮力 【答案】C 【详解】甲物体为上小下大，底部均与容器底密切接触，所以下表面没有受到水竖直向上的压力，根据浮力的产生原因可知，甲物体没有受到的浮力作用；注水过程中，水没有淹没乙时，乙的上表面不受压力，但侧面会受到水的压力（合力向上），所以此过程乙一定受到浮力；丙物体为长方体，下表面跟容器的底部紧密接触，所以，长方体的下表面没有受到水竖直向上的压力，根据浮力的产生的原因可知，丙物体没有受到的浮力作用，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式2-2】如图所示，将同一个长方体按图示两种方法放置在水中，都能保持静止，对于这两种情况下列说法正确的是（　　） A．上下两表面压力差相等 B．上下两表面压强差相等 C．横放受到的浮力大 D．竖放受到的浮力大 【答案】A 【详解】长方体物块悬浮在水中，根据物体浮沉条件可知，长方体受到水的浮力不变，而浮力等于物体上下表面受到水的压力差，所以长方体物块上下表面受到水的压力差相等，所受的浮力是相同的；而长方体物块上下表面受到水的压强差，竖直放置比水平放置上下表面积小，所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等。故A正确，BCD错误。 故选A。 问题3：称重法测浮力的大小 【典例3】如图所示，在溢水杯中装满水，将挂在弹簧测力计下的铁块缓慢放到水中，从铁块下表面刚刚接触水面开始，直至铁块完全进入水中，下表面碰到杯底的过程中，下列判断正确的是（　　） A．铁块受到的浮力一直在变大 B．弹簧测力计的读数一直变小 C．弹簧测力计的读数先变小，后不变 D．溢水杯底部受到水的压强一直变小 【答案】C 【详解】A．从铁块下表面刚刚接触水面到铁块浸没在水中的过程，铁块浸在水中的体积不断变大，浮力逐渐变大；铁块浸没后继续下沉的过程中，铁块浸在水中的体积不再变化，浮力不再变化，故A错误； BC．铁块从刚开始浸入水中到刚好完全浸没在水中的过程中，铁块受到的浮力变大，根据可知，弹簧测力计的示数变小，等到物体全部浸没后，浮力不变，弹簧测力计的示数也不变，故B错误，C正确； D．因为溢水杯中装满水，所以从铁块下表面刚刚接触水面直至铁块完全进入水中的过程中水的深度不变，根据知，这个过程溢水杯底部受到水的压强不变，故D错误。 故选C。 【变式3-1】如图所示，小明将一个石块用细线挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的示数为3.8N；当把石块浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.5N，那么，这个石块的重力是 N，它浸没在水中时受到的浮力是 N。 【答案】 3.8 2.3 【详解】[1]将一个石块用细线挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的示数为3.8N，则这个石块的重力G=3.8N。 [2]它浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F=3.8N-1.5N=2.3N 【变式3-2】如图所示，用弹簧测力计测量物块在空气中所受的重力，把物块浸没在水中，发现弹簧测力计的示数变 ，表明物块受到浮力作用，该物块受到的浮力为 N。 【答案】 小 0.4 【详解】[1][2]由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计示数为1.4N，则物块所受的重力为1.4N，由图乙可知，把物块浸没在水中，弹簧测力计的示数为1.0N，弹簧测力计的示数变小，则物块受到的浮力为 问题4：根据浮力产生的原因计算浮力的大小 【典例4】如图所示，用针将重为3N的正方体小木块压入水中浸没，此木块上表面受到水的压力为10N，下表面受到水的压力为15N，则木块受到的浮力大小为 N；针对木块的压力为 N。 【答案】 5 2 【详解】[1]浮力产生的原因是物体在液体或气体中上下表面的压力差， 所以木块受到的浮力F浮=F向上-F向下=15N-10N=5N [2]小木块受到重力、压力和浮力，重力和压力的合力的大小与浮力的大小相等， 针对木块的压力为F压=F浮-G=5N-3N=2N 【变式4-1】一个物体挂在竖直放置的弹簧测力计的挂钩上，静止时弹簧测力计的示数是3N，若将物体浸入水中，静止时弹簧测力计的示数为1.8N。由此可知物体重为 N，水对物体的浮力是 N，水对物体上下表面的压力差是 N。 【答案】 3 1.2 1.2 【详解】[1]在空气中静止时弹簧测力计的示数是物体的重力，根据题意知道，物体重为3N。 [2]水对物体的浮力 [3]根据浮力产生的原因知道，水对物体上下表面的压力差是 【变式4-2】如图所示，重为7牛的金属块A静止在水面下，弹簧测力计的示数为4牛，则金属块A所受浮力为 牛。剪断连接金属块的细线，金属块下沉过程中，其上表面受到水的压强将 ，水对金属块向上、向下的压力差将 。（后两空选填“变大”“变小”“不变”） 【答案】 3 变大 不变 【详解】[1]金属块静止在水面下，根据称重法可知，金属块受到的浮力为 [2]剪断连接金属块的细线，金属块下沉，金属块上表面浸在水中的深度h变大，根据可知，其上表面受到水的压强变大。 [3]金属块下沉时，金属块排开水的体积不变，根据阿基米德原理可知，金属块受到的浮力大小不变，由浮力产生的原因可知，物体受到向上和向下的压力差将不变。 【基础强化】 1．关于浮力，下列说法正确的是（　　） A．浸在气体中的物体不受浮力 B．浸入液体中的物体受到了浮力，浮力产生的原因为液体对物体上、下表面的压力差 C．在不同液体中物体受到的浮力的方向不同 D．在液体中上升的物体受浮力，下降的物体不受浮力 【答案】B 【详解】A．阿基米德原理既适用于液体又适用于气体，因此浸在液体或气体中的物体都受浮力，故A错误； B．浸在液体中的物体受到各个方向的压力，由于上下表面存在高度差，因此只有受到竖直向上的压力与竖直向下的压力无法抵消，即上下表面的压力差等于浮力，故B正确； C．浮力的方向始终是竖直向上的，故C错误； D．浸在液体中的物体会受到液体对它施加的竖直向上的浮力，与物体的浮沉情况无关，所以不管在液体中上升的物体，还是下降的物体都受浮力的作用，故D错误。 故选B。 2．如图所示各情景中，物体没有受到浮力的是（　　） A．立在河水中的桥墩 B．悬停在水中的鸡蛋 C．航行中的“辽宁号” D．浮在空中的热气球 【答案】A 【详解】A．由图可知，圆柱形桥墩的下底面埋在地下，其下底面与河底紧密接触，桥墩没有受到水向上的压力，所以桥墩不受浮力作用，故A符合题意； B．悬停在水中的鸡蛋，受到的浮力等于重力，故B不符合题意； C．航行中的“辽宁号”，漂浮在水面上，物体受到水向上的压力，即受到的浮力，故C不符合题意； D．浮在空中的热气球，浸没在空气中，受到空气的浮力，故D不符合题意。 故选A。 3．如图下列利用气球进行的实验中，解释错误的是（　　） A．甲图：气球左右两边的形变不同——说明压力的作用效果与受力面积有关 B．乙图：向后喷气，气球前进——是由于气球受到惯性 C．丙图：对气球充气，绑住气球口，气球飘起来了——是因为气球受到浮力的作用 D．丁图：左球挤右球，两球都变形了——说明力的作用是相互的 【答案】B 【详解】A．压力作用效果与压力大小和受力面积都有关系，在压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显，所以气球左右两边的形变不同，故A正确，不符合题意； B．向后喷气，给气体一个向后的力，由于物体间力的作用是相互的，气体给气球一个向前的力，所以气球前进，故B错误，符合题意； C．对气球充气，绑住气球口，气球的体积变大，排开的空气的体积变大，受到的浮力变大，当浮力大于重力时，气球飘起来了，故C正确，不符合题意； D．左球挤右球，两球都变形了，两球都受到对方的力，说明力的作用是相互的，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．如图中的四个“飞天”的场景，使他们能在空中运行的原因并不相同，主要依靠空气浮力而“飞天”的是（    ） A．升空的汽艇 B．飞行的飞机 C．邀游的“天宫一号” D．升空的火箭 【答案】A 【详解】A．气艇里的气体密度比空气小，同体积的气体重力小于排开周围空气的重力，则所受浮力大于自身重力，因此是依靠浮力升空的，故A符合题意； B．飞机的机翼上凸下平，起飞时机翼上表面空气流速大、压强小，下表面空气流速小、压强大，产生向上的升力，故B不符合题意； C．邀游的“天宫一号”，是由于地球对“天空一号”的引力而运动，故C不符合题意； D．火箭起飞时，发动机向下喷出气体，气体给火箭一个向上的反作用力，从而使火箭获得向上的动力，故D不符合题意。 故选A。 5．有一轻质柱形容器置于水平地面上，容器内盛有重力为10牛的水。若将重为5牛的物块浸入水中（水不溢出），物块受到的浮力为3牛，则放入物块后，水对容器底部的压力为（　　） A．可能为15牛 B．一定为15牛 C．可能为12牛 D．一定为13牛 【答案】D 【详解】因为是轻质柱形容器置于水平地面上，容器的质量忽略不计，则放入物块后水不溢出，则水的质量不变，水的重力不变；由于重为5牛的物块浸入水中（水不溢出），物块受到的浮力为3牛，由力的相互性知道，物体对水的作用力也是3N，故水对容器底部的压力为 故D符合题意ABC不符合题意。 故选D。 6．一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如下图所示。图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】鸡蛋悬浮在液体中，此时鸡蛋上、下表面受到的压力不同，这个压力差就是鸡蛋所受浮力，因此浮力的方向总是竖直向上的，所以正确。 故选C。 7．如图所示，将正方体A用细线悬挂浸没在水中，若细线对正方体的拉力为F1，其上表面受到的液体压力为F2，下表面受到的液体压力为F3，该正方体所受浮力为F浮，则下列说法正确的是（　　）    A．F浮＝F1 B．F浮＝F3 C．F浮＝F3﹣F2 D．F浮＝F2+F3 【答案】C 【详解】浮力产生的原因就是浸在液体中的物体受到的向上和向下的压力差，因此，该正方体所受浮力为 F浮＝F3﹣F2 故ABD错误，故C正确。 故选C。 8．浮力就是由于物体上下表面受到的 产生的，其大小为 。 【答案】 压力差 【详解】[1][2]由浮力产生的原因可知，浮力是由液体对物体向上和向下的压力差而产生的； 如果物体受到向上的压力为F向上，受到向下的压力为F向下，物体受到的浮力大小为F浮=F向上-F向下。 9．无论是液体还是气体，对浸入其中的物体都有 的作用力，这个作用力叫做浮力，施力物体是 。 【答案】 竖直向上 液体/气体 【详解】[1][2]物体浸在液体或气体中，液体或气体对物体产生的向上的压力与向下的压力不相等，实际上，这两个压力的合力就是液体或气体对物体施加的向上托的作用，这个力习惯上称为浮力。方向与物体受到的向上的压力方向一致，总是竖直向上的，浮力的施力物体是液体或气体。 10．小明将空矿泉水瓶在中部切开，拧去瓶盖，把瓶嘴（口）倒放在桌面上，放入一个乒乓球在瓶颈处静止，如图所示，现向瓶内快速倒满水，他发现乒乓球静止在原处，瓶嘴有水缓慢流出，此时乒乓球所受瓶颈的支持力 （选填“小于”“等于”或“大于”）乒乓球的重力。若加上瓶盖并拧紧，瓶嘴内水面会上升，当到达瓶颈处与乒乓球下表面接触时，乒乓球迅速向上浮起，这是因为乒乓球受到 的作用。 【答案】 大于 浮力 【详解】[1]当水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出时，乒乓球上表面受到水竖直向下的压力，下表面由于没有水，不受水的压力，此时乒乓球还受重力和瓶颈对它的支持力，乒乓球静止在原处，受力平衡，根据力的平衡知识可知，此时乒乓球受到的水向下的压力、瓶颈对乒乓球的支持力和乒乓球的重力之间的大小关系为。所以此时乒乓球所受瓶颈的支持力大于乒乓球的重力。 [2]若加上瓶盖并拧紧，水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流到乒乓球的下面，瓶嘴内水面会上升，当到达瓶颈处与乒乓球下表面接触时，乒乓球下表面会受到水的压力，由浮力产生的原因可知，此时乒乓球会受到浮力，因浮力大于重力乒乓球将上浮。 11．我们在从岸边向深水中走时，会觉得自己慢慢变轻了，说明人体在水中受到了 力的作用。浸在液体中的物体，受到液体对它的一种向 （选填“上”或“下”）的托力作用，这种力叫做浮力，浮力的方向总是 。 【答案】 浮 上 竖直向上 【详解】[1][2][3]根据浮力的定义可知，浸在液体中的物体，都会受到液体对它的一种向上的托力作用，这种力被称为浮力，浮力的方向总是竖直向上的，人从岸边走向深水中时感到自己变轻了就是因为人体浸入到水中受到了水的人体的浮力的作用。 【能力培优】 12．如图所示，浸没在液体中的圆柱体，上表面受到液体的压力为，下表面受到液体的压力为，所受浮力为；则下列大小关系判断一定正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据浮力产生的原因可得，浸没在液体中的圆柱体所受浮力为F浮=F向上﹣F向下。所以，F向下一定小于F向上，F浮小于F向上，F浮可能大于、等于，也可能小于F向下，故ACD错误，B正确。 故选B。 13．如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力为5N，下表面受到液体的压力为13N。下列说法错误的是（　　） A．正方体受到的浮力为8N B．正方体上表面受到的压强为800Pa C．物体受到竖直向上的浮力 D．液体对物体下表面的压强为Pa 【答案】B 【详解】AC．由浮力产生的原因知道，正方体受到的向上的浮力，且大小是 故AC正确，不符合题意； B．正方体上、下表面积 正方体上表面受到的压强 B错误，符合题意； D．液体对物体下表面的压强为 故D正确，不符合题意。 故选B。 14．如图所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，弹簧测力计挂一个实心铁块其示数为。将铁块缓慢浸没入水中（未接触溢水杯），若溢出的水全部流入小烧杯，弹簧测力计的示数为，下列判断正确的是（　　） A．铁块受到的浮力 B．小烧杯中的水重 C．两次实验中，水对溢水杯底的压强 D．两次实验中，溢水杯对桌面的压力 【答案】D 【详解】A．F1为铁块浸没水中前的拉力，等于铁块的重力，F2为铁块浸没水中后的拉力，根据称重法测浮力可知，铁块受到的浮力为 F浮=F1-F2 故A错误； B．根据阿基米德原理可知，铁块所受浮力等于排开水的重力，所以小烧杯中水的重力即排开水的重力为 G=F浮=F1-F2 故B错误； C．甲、乙液面相平，且液体均为水，根据p=ρgh可知，水对溢水杯底部的压强相等，故C错误； D．溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和。铁块浸没在水中后，水面高度不变，水对杯底的压强不变，根据F=pS可知，水对杯底的压力不变，溢水杯的重力不变，所以溢水杯对桌面的压力不变，即F甲=F乙，故D正确。 故选D。 15．小明做了如图所示的三次测量，已知水的密度为1.0×103kg/m3，则关于实验下列说法正确的是（　　） A．图甲中，物体的下表面刚好接触水面，所受浮力为3N B．图乙中，物体完全浸没在水中，所受浮力为2N C．图丙中，盐水的密度是1.8×103kg/m3 D．计算可得，此物体的体积是1.0×10-4m3 【答案】D 【详解】A．图甲中，物体的下表面刚好接触水面，物体没有浸入水中，所受浮力为零，故A错误； B．图乙中，物体完全浸没在水中，所受浮力为 F浮=G-F1=3N-2N=1N 故B错误； CD．物体的体积 物体在盐水中受到的浮力 F浮盐=G-F2=3N-1.8N=1.2N 盐水的密度 故D正确，C错误。 故选D。 16．如图所示，一弹簧上端与物块相连接，下端固定在容器底部。已知物块所受重力大小为5牛，弹簧受到物体给它的力大小为3N，则物体所受的浮力大小（　　）    A．可能为8牛 B．一定为8牛 C．一定为2牛 D．可能为3牛 【答案】A 【详解】由题意可知G物=5N，对物体受力分析可知，其受到重力、浮力以及弹簧对其的弹力作用。当物体压着弹簧时，弹簧对物体的力表现为支持力，方向向上，大小为3N，此时物体受到向下的重力、向上的浮力和支持力作用，受力平衡可得 则此时物体所受的浮力大小为 当物体向上拉着弹簧时，弹簧对物体的力表现为拉力，方向向下，大小为3N，此时物体受到向上的浮力、向下的重力和拉力作用，受力平衡可得 则此时物体所受的浮力大小为 所以物体受到的浮力可能为2N或者8N。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 17．如图所示，用弹簧测力计悬挂着圆柱体缓慢浸入水中，从圆柱体的底部接触水面开始到完全没入水中（但未接触容器底部）的过程中，能正确表示弹簧测力计的示数与圆柱体浸入水中深度的关系的图像是（    ）      A．  B．  C．   D．   【答案】C 【详解】从圆柱体的底部接触水面开始到刚好完全没入水中，圆柱体排开水的体积变大，圆柱体浸没水中后继续下降，圆柱体排开水的体积不变，即从圆柱体的底部接触水面开始到完全没入水中但未接触容器底部的过程中，圆柱体排开水的体积先变大后不变，根据阿基米德原理可知，圆柱体在水中受到的浮力先变大后不变，根据称重法可知，弹簧测力计示数先变小后不变，能正确表示弹簧测力计的示数F与圆柱体浸入水中深度的关系的图像是C图，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 18．如图所示是认识浮力的探究实验。 (1)将物体悬挂在弹簧测力计下端时，如图甲所示，物重 N。 (2)当用手向上托物体时，如图乙所示，手对物体向上的托力 N。 (3)当物体浸入水中后，如图丙。将图丙与图甲、乙对照，说明水对物体也有向上的托力，即浮力。水对物体的浮力 N。 (4)实验建立浮力概念的物理方法是 。 【答案】(1)4；(2)2；(3)1；(4)类比法 【详解】（1）图甲中，将物体悬挂在弹簧测力计下，此时弹簧测力计测的是物体的重力，物重等于弹簧测力计的示数，即G=4N。 （2）图乙中，弹簧测力计的示数为2N，与甲图相比，测力计示数减小了4N-2N=2N，弹簧测力计减小的示数即为手对物体向上托的力，则手对物体向上的托力为F=2N。 （3）将丙实验与甲、乙实验对照，说明水对重物产生了向上的托力，即浮力，在图丙中，弹簧测力计的示数为3N，则水对物体的浮力 （4）本实验中，手托重物时测力计的示数减小，说明手对重物有向上的托力，把重物浸入液体中，测力计的示数也减小，通过类比的方法可知，液体对重物也有向上的托力（即浮力），所以实验建立浮力概念的物理方法是类比法。 19．用弹簧测力计在空气中称一个铁块，测得重20N；当把这个铁块的一部分浸在水中时，弹簧测力计的示数为16N，这时铁块受到的浮力是 N。若将铁块浸没在水中，铁块受到的浮力是10N，这时弹簧测力计的示数为 N。 【答案】 4 10 【详解】[1]根据称重法可得，物体受到的浮力为 [2]若将铁块浸没在水中，铁块受到的浮力是10N，根据称重法可得，弹簧测力计的示数为 20．一切浸入液体中的物体都要受到液体对它向上的 。一个重力为5N的圆柱体，将它浸没水中时排开的水受到的重力为1.6N，则物体受到的浮力为 N，若将一个正方体竖直悬挂在水中，正方体上表面受到水的压力为5N，下表面受到水的压力为12N，这个正方体受到水的浮力为 N。 【答案】 浮力 1.6 7 【详解】[1]一切浸入液体中的物体都要受到液体对它向上的浮力，浮力是由于浸在液体中的物体上下表面受到压力差而产生的。 [2]由阿基米德原理可知，浸在水中的物体受到的浮力等于它排开液体的重力，将圆柱体浸没水中，排开的水受到的重力为1.6N时，则物体受到的浮力为1.6N。 [3]这个正方体受到水的浮力 21．用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块始终未与容器接触）。物块下放过程中，弹簧测力计示数下与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。（已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）物块重力； （2）物块完全浸没在水中时受到的浮力； （3）物块刚好浸没时，水对物块下表面的压强。 【答案】（1）8N；（2）4N；（3）400Pa 【详解】解（1）由图像可知，弹簧测力计的最大示数，此时物块未浸入水中，物块重力等于最大示数，即G=F最大=8N （2）由图像可知，物块浸没在水中时弹簧测力计的示数为4N，由称重法可知，物块完全浸没在水中时受到的浮力 （3）由图像可知，实心物块刚浸没时下表面所处的深度h=4cm=0.04m 则实心物块刚浸没时下表面受到的液体压强 答：（1）物块重力为8N。 （2）物块完全浸没在水中时受到的浮力为4N。 （3）物块刚好浸没时，水对物块下表面的压强为400Pa。 22．如右图所示，一个棱长为10cm的正方体浸没在水中，上表面受到水向下的压力F1=5N，下表面受到水向上的压F2=15N力。求：（g取10N/kg） (1)该正方体所受浮力的大小； (2)正方体下表面距离水面的深度。 【答案】(1)10N (2)15cm 【详解】（1）由浮力产生的原因可得，正方体受到的浮力为 （2）由题意得，正方体下表面的面积为 水对正方体下表面的压强为 由可得，正方体下表面到水面的距离为 23．科学思维；图甲是小张探究浮力产生原因的实验装置。它是由容器A和B构成的连通器，A的底面积为，B的底面积为，B容器底的中间部分有一个面积为的方形孔。现将棱长为10cm、质量为0.5kg的正方体木块放在B容器中，且木块紧密覆盖住容器底的方形孔，然后向B容器缓慢注入13cm深的水（如图乙所示），发现木块没有上浮，静止在B容器底部。（，g取） (1)求图乙中木块上表面受到水的压强； (2)小张向A容器内注水，当水位到达22.5cm时（如图丙），木块恰好开始向上运动。请通过计算分析木块所受浮力产生的原因。 【答案】(1) (2)见解析 【详解】（1）木块上表面所处的深度 木块上表面受到B容器中水的压强为 （2）方形孔在A容器中的深度为 木块下表面受到A容器中水的压强为 木块下表面受到A容器中水的压力为 木块上表面受到B容器中水的压力为 则木块上、下表面所受的压力差为 木块恰好开始向上运动时，木块对B容器底部的压力为零，此时木块所受的浮力为 所以，，说明木块所受的浮力等于其上、下表面的压力差。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十章 流体中的力现象 课时10.2 认识浮力 目录 【01 学习目标】 1 【02 知识梳理】 1 知识点1：浮力 1 知识点2：浮力产生的原因 2 知识点3：浮力的测量 3 【03 问题探究】 3 问题1：判断物体是否受到浮力 3 问题2：浮力的方向及产生的原因 4 问题3：称重法测浮力的大小 4 问题4：根据浮力产生的原因计算浮力的大小 5 【04 强化训练】 6 【基础强化】 6 【能力培优】 8 2022年课程标准 物理素养 2.2.9 通过实验，认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。 物理观念：理解浮力的概念、方向及其大小。 科学思维：掌握浮力产生的原因，会对物体进行受力分析。 科学探究：学会使用弹簧测力计来测量物体在液体中所受的浮力。 科学态度与责任：增强对物理学科的兴趣和热情，树立实事求是、追求真理的科学态度。 知识点1：浮力 1. 现象探究：什么是浮力 图示 现象 放飞的氢气球飞向高空 按在水中的木块，松手后上浮 轮船浮在海面上 在水中搬石头感觉轻一点 原因 在空气中的氢气球受到空气对其向上托举的力 浸在水中的木头受到谁向上的托力 漂浮在海水中的轮船受到海水对其向上托的力 浸在水中的石头受到水对其向上托的力 结论 浸没在液体或气体中的物体会受到液体或气体对其向上托的力 2. 浮力的定义：一切浸在液体（或气体）中的物体受到竖直向上的力，这个力叫做浮力。 3. 浮力的方向：竖直向上。 无论物体的形状如何、是否运动，也无论液体（静止的液体）如何放置，浸在液体中的物体受到的浮力的方向总是竖直向上的。 4.浮力的施力物体与施力物体 （1）浮力的施力物体：液体（或气体）。 （2）浮力的受力物体：浸在液体（或气体）中的物体。 知识点2：浮力产生的原因 1. 探究：浮力产生的原因 我们以浸在液体中的长方体为研究对象探究浮力产生的原因。浸没在液体中的长方体的六个面分别受到液体对其的压力，如表所示。 位置 深度 压强 压力 图示 前、后六个面 相等 相等 F向后、F向前是一对平衡力，合力为零 左、右六个面 相等 相等 F向左、F向右是一对平衡力，合力为零 上、下两个面 上表面深度小于下表面深度 上表面所受压强小于下表面所受压强 F向下（F1）、F向上（F2） F浮=F向上-F向下 【总结归纳】浮力是因液体（或气体）对物体向上、向下压力差产生的，即：F浮=F向上-F向下 2. 两种特殊情况下浮力的计算 （1）当物体部分浸入液体中时，如图甲所示，上表面不受液体压力，则F浮=F向上 （2）若浸没在液体中的物体下表面和容器底紧密接触，如图乙所示，则液体对物体向上的压力F为零，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力，如在水里的桥墩、深陷在淤泥中的沉船等。 1.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。 2.同一物体浸没在液体的不同深度，各个表面受到的液体压强不同，但所受液体的压力差不变，因此所受浮力不变 3.由浮力产生的原因可求出浮力的大小，即F=F向上-F向下。 知识点3：浮力的测量 1. 称重法测浮力的原理 将物体浸在液体中静止时，对物体进行受力分析，如图所示，弹簧测力计拉力为F´，物体重力为G，则F浮=G-F´。因此，只要测出物体的重力G和物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F´，即可由F浮=G-F´求出物体在液体中时所受浮力的大小。 2. 称重法测浮力的步骤 （1）用弹簧测力计测出物体的重力G； （2）将挂在弹簧测力计下的物体浸在液体中，读出弹簧测力计的示数F´； （3）物体在液体中所受浮力F浮=G-F´。 注意：步骤①②若颠倒，会因物体沾带液体而产生误差。 问题1：判断物体是否受到浮力 【典例1】以下情景中没有受到浮力的物体是（　　） A．海中航行的辽宁舰 B．海中下潜的“蛟龙号” C．遨游太空的天和核心舱 D．空中上升的热气球 【变式1-1】下列事例中的人或物体没有受到浮力的是（   ） A．漂浮在死海中悠闲阅读的人 B．在大气层中缓慢上升的气球 C．在月背采样的嫦娥六号 D．校科技展中，小明放飞的“孔明灯” 【变式1-2】下列情景中，物体没有受到浮力的是（　　） A．在水中游泳的人 B．深入淤泥的圆柱形桥墩 C．在空是上升的热气球 D．在水中下沉的石头 问题2：浮力的方向及产生的原因 【典例2】如下图所示，A、B是能自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水，则下列说法错误的是（　　） A．A物体一定受浮力作用 B．B物体一定受浮力作用 C．C部分一定受浮力作用 D．D部分一定受浮力作用 【变式2-1】如图所示的甲、乙、丙三个物体，底部均与容器底紧密接触。若向容器内缓慢注水，则（　　） A．甲、乙、丙均未受到浮力 B．甲物体受到浮力 C．乙物体受到浮力 D．甲、乙、丙均受到浮力 【变式2-2】如图所示，将同一个长方体按图示两种方法放置在水中，都能保持静止，对于这两种情况下列说法正确的是（　　） A．上下两表面压力差相等 B．上下两表面压强差相等 C．横放受到的浮力大 D．竖放受到的浮力大 问题3：称重法测浮力的大小 【典例3】如图所示，在溢水杯中装满水，将挂在弹簧测力计下的铁块缓慢放到水中，从铁块下表面刚刚接触水面开始，直至铁块完全进入水中，下表面碰到杯底的过程中，下列判断正确的是（　　） A．铁块受到的浮力一直在变大 B．弹簧测力计的读数一直变小 C．弹簧测力计的读数先变小，后不变 D．溢水杯底部受到水的压强一直变小 【变式3-1】如图所示，小明将一个石块用细线挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的示数为3.8N；当把石块浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.5N，那么，这个石块的重力是 N，它浸没在水中时受到的浮力是 N。 【变式3-2】如图所示，用弹簧测力计测量物块在空气中所受的重力，把物块浸没在水中，发现弹簧测力计的示数变 ，表明物块受到浮力作用，该物块受到的浮力为 N。 问题4：根据浮力产生的原因计算浮力的大小 【典例4】如图所示，用针将重为3N的正方体小木块压入水中浸没，此木块上表面受到水的压力为10N，下表面受到水的压力为15N，则木块受到的浮力大小为 N；针对木块的压力为 N。 【变式4-1】一个物体挂在竖直放置的弹簧测力计的挂钩上，静止时弹簧测力计的示数是3N，若将物体浸入水中，静止时弹簧测力计的示数为1.8N。由此可知物体重为 N，水对物体的浮力是 N，水对物体上下表面的压力差是 N。 【变式4-2】如图所示，重为7牛的金属块A静止在水面下，弹簧测力计的示数为4牛，则金属块A所受浮力为 牛。剪断连接金属块的细线，金属块下沉过程中，其上表面受到水的压强将 ，水对金属块向上、向下的压力差将 。（后两空选填“变大”“变小”“不变”） 【基础强化】 1．关于浮力，下列说法正确的是（　　） A．浸在气体中的物体不受浮力 B．浸入液体中的物体受到了浮力，浮力产生的原因为液体对物体上、下表面的压力差 C．在不同液体中物体受到的浮力的方向不同 D．在液体中上升的物体受浮力，下降的物体不受浮力 2．如图所示各情景中，物体没有受到浮力的是（　　） A．立在河水中的桥墩 B．悬停在水中的鸡蛋 C．航行中的“辽宁号” D．浮在空中的热气球 3．如图下列利用气球进行的实验中，解释错误的是（　　） A．甲图：气球左右两边的形变不同——说明压力的作用效果与受力面积有关 B．乙图：向后喷气，气球前进——是由于气球受到惯性 C．丙图：对气球充气，绑住气球口，气球飘起来了——是因为气球受到浮力的作用 D．丁图：左球挤右球，两球都变形了——说明力的作用是相互的 4．如图中的四个“飞天”的场景，使他们能在空中运行的原因并不相同，主要依靠空气浮力而“飞天”的是（    ） A．升空的汽艇 B．飞行的飞机 C．邀游的“天宫一号” D．升空的火箭 5．有一轻质柱形容器置于水平地面上，容器内盛有重力为10牛的水。若将重为5牛的物块浸入水中（水不溢出），物块受到的浮力为3牛，则放入物块后，水对容器底部的压力为（　　） A．可能为15牛 B．一定为15牛 C．可能为12牛 D．一定为13牛 6．一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如下图所示。图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，将正方体A用细线悬挂浸没在水中，若细线对正方体的拉力为F1，其上表面受到的液体压力为F2，下表面受到的液体压力为F3，该正方体所受浮力为F浮，则下列说法正确的是（　　）    A．F浮＝F1 B．F浮＝F3 C．F浮＝F3﹣F2 D．F浮＝F2+F3 8．浮力就是由于物体上下表面受到的 产生的，其大小为 。 9．无论是液体还是气体，对浸入其中的物体都有 的作用力，这个作用力叫做浮力，施力物体是 。 10．小明将空矿泉水瓶在中部切开，拧去瓶盖，把瓶嘴（口）倒放在桌面上，放入一个乒乓球在瓶颈处静止，如图所示，现向瓶内快速倒满水，他发现乒乓球静止在原处，瓶嘴有水缓慢流出，此时乒乓球所受瓶颈的支持力 （选填“小于”“等于”或“大于”）乒乓球的重力。若加上瓶盖并拧紧，瓶嘴内水面会上升，当到达瓶颈处与乒乓球下表面接触时，乒乓球迅速向上浮起，这是因为乒乓球受到 的作用。 11．我们在从岸边向深水中走时，会觉得自己慢慢变轻了，说明人体在水中受到了 力的作用。浸在液体中的物体，受到液体对它的一种向 （选填“上”或“下”）的托力作用，这种力叫做浮力，浮力的方向总是 。 【能力培优】 12．如图所示，浸没在液体中的圆柱体，上表面受到液体的压力为，下表面受到液体的压力为，所受浮力为；则下列大小关系判断一定正确的是（　　） A． B． C． D． 13．如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力为5N，下表面受到液体的压力为13N。下列说法错误的是（　　） A．正方体受到的浮力为8N B．正方体上表面受到的压强为800Pa C．物体受到竖直向上的浮力 D．液体对物体下表面的压强为Pa 14．如图所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，弹簧测力计挂一个实心铁块其示数为。将铁块缓慢浸没入水中（未接触溢水杯），若溢出的水全部流入小烧杯，弹簧测力计的示数为，下列判断正确的是（　　） A．铁块受到的浮力 B．小烧杯中的水重 C．两次实验中，水对溢水杯底的压强 D．两次实验中，溢水杯对桌面的压力 15．小明做了如图所示的三次测量，已知水的密度为1.0×103kg/m3，则关于实验下列说法正确的是（　　） A．图甲中，物体的下表面刚好接触水面，所受浮力为3N B．图乙中，物体完全浸没在水中，所受浮力为2N C．图丙中，盐水的密度是1.8×103kg/m3 D．计算可得，此物体的体积是1.0×10-4m3 16．如图所示，一弹簧上端与物块相连接，下端固定在容器底部。已知物块所受重力大小为5牛，弹簧受到物体给它的力大小为3N，则物体所受的浮力大小（　　）    A．可能为8牛 B．一定为8牛 C．一定为2牛 D．可能为3牛 17．如图所示，用弹簧测力计悬挂着圆柱体缓慢浸入水中，从圆柱体的底部接触水面开始到完全没入水中（但未接触容器底部）的过程中，能正确表示弹簧测力计的示数与圆柱体浸入水中深度的关系的图像是（    ）      A．  B．  C．   D．   18．如图所示是认识浮力的探究实验。 (1)将物体悬挂在弹簧测力计下端时，如图甲所示，物重 N。 (2)当用手向上托物体时，如图乙所示，手对物体向上的托力 N。 (3)当物体浸入水中后，如图丙。将图丙与图甲、乙对照，说明水对物体也有向上的托力，即浮力。水对物体的浮力 N。 (4)实验建立浮力概念的物理方法是 。 19．用弹簧测力计在空气中称一个铁块，测得重20N；当把这个铁块的一部分浸在水中时，弹簧测力计的示数为16N，这时铁块受到的浮力是 N。若将铁块浸没在水中，铁块受到的浮力是10N，这时弹簧测力计的示数为 N。 20．一切浸入液体中的物体都要受到液体对它向上的 。一个重力为5N的圆柱体，将它浸没水中时排开的水受到的重力为1.6N，则物体受到的浮力为 N，若将一个正方体竖直悬挂在水中，正方体上表面受到水的压力为5N，下表面受到水的压力为12N，这个正方体受到水的浮力为 N。 21．用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块始终未与容器接触）。物块下放过程中，弹簧测力计示数下与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。（已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）物块重力； （2）物块完全浸没在水中时受到的浮力； （3）物块刚好浸没时，水对物块下表面的压强。 22．如右图所示，一个棱长为10cm的正方体浸没在水中，上表面受到水向下的压力F1=5N，下表面受到水向上的压F2=15N力。求：（g取10N/kg） (1)该正方体所受浮力的大小； (2)正方体下表面距离水面的深度。 23．科学思维；图甲是小张探究浮力产生原因的实验装置。它是由容器A和B构成的连通器，A的底面积为，B的底面积为，B容器底的中间部分有一个面积为的方形孔。现将棱长为10cm、质量为0.5kg的正方体木块放在B容器中，且木块紧密覆盖住容器底的方形孔，然后向B容器缓慢注入13cm深的水（如图乙所示），发现木块没有上浮，静止在B容器底部。（，g取） (1)求图乙中木块上表面受到水的压强； (2)小张向A容器内注水，当水位到达22.5cm时（如图丙），木块恰好开始向上运动。请通过计算分析木块所受浮力产生的原因。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$