2025年中考物理专题复习-10 浮力（精讲）

专题10 浮力 培优1 浮力 2 培优2 浮力的计算方法 7 培优3 阿基米德原理 14 培优4 物体的浮沉条件及应用 22 培优1 浮力 一、浮力 1．浮力定义：一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力. （1）方向：总是竖直向上. （2）施力物体：液体(或气体) （3）称重法测浮力：F浮=G－F拉. （4）产生原因： ① 表述：液(气)体对物体向上、向下的压力差即为浮力; ② 公式：F浮=F向上－F向下 拓展：液体对物体产生的浮力与物体对液体产生的压力是一对相互作用力. 2．阿基米德原理内容：浸在液体(气体)中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力. （1）公式：F浮=G排=ρ液gV排. ① 物体排开液体的体积V排就是指物体浸在液体中部分的体积； ② ρ液是液体的密度，而非物体的密度，V排是物体排开液体的体积，而非物体的体积； ③ 从公式可知：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关. （2）适用条件：液体（或气体）. 拓展：当物体全部浸没在液体中时，物体排开液体的体积等于物体的体积；当物体只有一部分浸没在液体中时，物体排开液体的体积等于物体浸没在液体中的体积. 二、物体的浮沉条件及其应用 物体的浮沉条件：(先假设物体浸没在液体中) （1）比较物体的重力和所受浮力的大小： ① F浮 < G，下沉；②F浮＝G，悬浮或漂浮；③ F浮>G，上浮. （2）比较物体的密度和液体的密度的大小： ① ρ物>ρ液，下沉；②ρ物＝ρ液，悬浮；③ρ物< ρ液，上浮. （3）浮沉条件的应用： ①轮船：采用空心的办法使船漂浮在水面上以增大轮船排开水的体积； ②潜水艇：靠改变自身的重力来实现上浮和下潜； ③气球和飞艇：靠充入密度比空气小的氢气、氦气或热空气来实现升空. ④密度计：利用物体的漂浮条件来进行工作。刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大. 【例1】（2025•青岛模拟）如图所示，洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头，则水堵头　　 A．没有受到水的压力，但受到水的浮力 B．没有受到水的压力，也没有受到水的浮力 C．受到水的压力，没有受到水的浮力 D．受到水的压力，也受到水的浮力 【答案】 【分析】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。 【解答】解：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，故错误，正确； 故选：。 【例2】（2025•成都模拟）如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验，所用的物块和物块体积不同，但质量相同。下列结论正确的是　　 A．甲图中物块受到的浮力比乙图中的大 B．对比甲、乙可以得出结论：同一物体浸入水中的深度越深，所受浮力越大 C．对比乙、丙可以得出结论：在同种液体中，物体体积越大，所受浮力越大 D．对比丙、丁可以得出结论：同一物体浸没在密度越大的液体中，所受浮力越大 【答案】 【分析】物体浸在水中，根据受力情况可知：，据此分析每个选项。 【解答】解：假设物块受到的重力为； 、金属块浸没在水中，受到的浮力为：，故错误； 、根据可知：金属在甲中受到的浮力为：，所以利用甲、乙，可以得出同一物体浸入水中排开液体体积越大，所受浮力越大的结论，故错误； 、乙和丙中，和的体积不同，都浸没在同一液体中，和排开液体的体积也不同，没有控制排开液体的体积相同，所以，利用乙、丙，不能得出“在同种液体中，物体体积越大，所受浮力越大”的结论，故错误； 、根据可知：塑料块在水中受到的浮力大，所以利用丙、丁，可以初步得出同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大的结论，故正确。 故选：。 【例3】（2025•泸州一模）如图甲所示，小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触，然后将其缓慢拉出水面，弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙，取，则　　 A．圆柱体的重力 B．圆柱体受到的最大浮力 C．圆柱体上表面未拉出水面之前，水对圆柱体压力的合力不变 D．圆柱体下表面未拉出水面之前，容器对桌面压强不变 【答案】 【分析】（1）由图乙知，当上升高度大于时，圆柱体离开水面，弹簧测力计示数，此时圆柱体处于空气中，根据得出圆柱体的重力； （2）由图乙知，圆柱体上升高度在时，圆柱体浸没在水中，此时圆柱体受到的浮力最大，根据称重法求出圆柱体受到的最大浮力； （3）根据浮力的大小分析； （4）根据压强计算公式分析压强的变化。 【解答】解：．由图乙知，当上升高度大于时，圆柱体脱离水面，弹簧测力计示数，此时圆柱体处于空气中，圆柱体的重力：，故错误； ．由图乙知，圆柱体上升高度在时，圆柱体浸没在水中，此时圆柱体受到的浮力最大，由称重法可知，圆柱体受到的最大浮力：，故错误； ．圆柱体上表面未拉出水面之前，圆柱体排开液体的体积不变，圆柱体受到的浮力不变，则水对圆柱体压力的合力不变，故正确； ．圆柱体下表面未拉出水面之前，容器对桌面压强发生变化，根据可知，容器对桌面压强变化，故错误。 故选：。 【例4】（2025•金山区二模）重为10牛的物体浸没在水中，受到水向下的压力为12牛、向上的压力为16.9牛，则物体受到的浮力大小为　 　 牛，浮力方向为　　 。当物体在水底静止时，物体受到的重力和浮力的合力大小为　　 牛。 【答案】4.9；竖直向上；5.1。 【分析】①浮力大小等于物体受到向上和向下的压力差。 ②浮力是液体对浸入其中物体对液体压力的反作用力，而这种反作用力始终指向物体并垂直于物体所在的液面； ③在同一直线上方向相反的两个力，合力大小等于这个两个力的差。 【解答】解：①浸在液体中的物体受到的浮力，为上下表面受到液体对它的压力差，故； ②浸在液体中的物体受到的重力是竖直向下，浮力一定是竖直向上； ③物体受到的重力和浮力的合力。 故答案为：4.9；竖直向上；5.1。 【例5】（2025•连云港模拟）重为10牛的物块用细线挂在弹簧测力计挂钩上，当物块浸没在水中静止时测力计示数如图所示，则物块所受的浮力大小为 　 　 。逐渐增大物块浸没在水中的深度，其上表面受到水的压强将 　　 （选填“增大”、“减小”或“不变” ，弹簧测力计示数将 　　 （选填“增大”、“减小”或“不变” 。 【答案】7.6；增大；不变。 【分析】（1）根据称重法，，可计算物块浸没在水中时受到的浮力； （2）根据进行分析； （3）增大物块浸没的深度，因为全部浸没，，根据可分析浮力变化情况，根据称重法，进行分析。 【解答】解：弹簧测力计的分度值为，其示数为，物块所受浮力： ； 它的上表面受到水的压强：可得，逐渐增大物块浸没在水中的深度，其上表面受到水的压强将增大；因为全部浸没，，根据可知，它所受浮力的大小不变，根据称重法，弹簧测力计示数将不变。 故答案为：7.6；增大；不变。 培优2 浮力的计算方法 一、压力差法：（浮力产生的原因） 液体对物体下表面向上的压力为F向上，对物体上表面向下的压力为F向下，则物体所受的浮力为F浮＝F向上－F向下，这种方法称为压力差法。 二、称重法：（常见于实验题） 先用弹簧测力计称出物体在空气中受到的重力G，再读出物体浸入液体中时弹簧测力计的示数F，两次的示数差就是物体受到的浮力，这种计算浮力的方法称为称重法，公式为F浮＝G－F。 三、公式法：（阿基米德原理） 根据阿基米德原理可知，浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力，这种方法称为公式法，其公式为F浮＝G排液＝ρ液gV排。 四、二力平衡法：（漂浮或悬浮） 当物体在液体悬浮或者漂浮时，此时处于静止状态。在竖直方向上，物体受到向下的重力和向上的浮力，它们是一对平衡力，重力的大小等于浮力的大小，这种方法称为二力平衡法，公式为F浮＝G。 五、受力分析法：（物体受3个力及以上） 当物体受到多个力时，仍处于平衡状态，可以根据多个力平衡列方程求解。 【例6】（多选）（2020•北京一模）物体悬浮在水中，其上表面与水面平行，如图所示，水对物体竖直向下的压力为，竖直向上的压力为则下列选项正确的是　　 A．与合力等于受到的浮力 B．与的合力大小等于零 C．与的合力大小等于受到的重力大小 D．受到水作用力的合力大小等于零 【答案】 【分析】浮力产生的原因是：物体上下表面受到液体的压力不同，压力差的大小就是浮力的大小。 【解答】解：物体上下表面受到液体的压力不同，压力差的大小就是浮力的大小。 物体处于静止状态，其竖直方向受到了重力、上表面的压力和下表面的压力，在这三个力的作用下处于平衡状态，与的合力（即受到的浮力）大小等于物体受到的重力的大小。 故选：。 【例7】（2025•樟树市校级模拟）南野物理学习小组做“探究物体所受浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验时，如图所示进行相关步骤：先测出物块的重力，如图甲所示，再将物块缓慢浸入装满水的溢水杯中，不碰到容器底和容器壁，当物块完全浸没后，弹簧测力计示数如图乙，小桶中溢出水的深度为。，取请回答： （1）在物块缓慢浸入水中的过程中，电子秤的示数将 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变” ； （2）完全浸没后，物块所受的浮力是多少？ （3）图乙中，小桶的桶底受到的水的压强是多少？ 【答案】（1）不变； （2）完全浸没后，物块所受的浮力是； （3）图乙中，小桶的桶底受到的水的压强是。 【分析】（1）铝块受到的浮力等于排开水的重力； （2）根据称重法测浮力的关系式求出完全浸没后物块所受的浮力； （3）根据算出图乙中小桶的桶底受到的水的压强。 【解答】解：（1）由于溢水杯中装满水，铝块浸没在水中静止时，根据阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开水的重力，铝块对水的压力大小与浮力相等，所以溢水杯对电子秤的压力不变，即电子秤示数不变； （2）由图知物体的重力为：，物体浸没后弹簧测力计的示数为， 完全浸没后，物块所受的浮力是： ； （3）图乙中，小桶中水的深度为：， 桶底受到的水的压强是： 。 故答案为：（1）不变； （2）完全浸没后，物块所受的浮力是； （3）图乙中，小桶的桶底受到的水的压强是。 【例8】（2025•南沙区一模）把体积相同的物块和分别轻轻放入装满水的杯里，用干燥的小烧杯收集溢出的水。两物体静止后状态如图1所示。 （1）经测量甲杯中水的质量是，乙杯中水的质量是，则物块在水中受到的浮力是 　 　 。 （2）用“”代替物块，在图2中画出物块受力示意图。 （3）由物块的浮沉情况可判断：　　 的密度较大。（选填“物块”“物块” （4）计算出物块的密度是 　　。 【答案】（1）3；（2）见解答；（3）物块；（4）0.75。 【分析】（1）根据阿基米德原理分析浮力； （2）根据静止受力平衡画图； （3）根据浮沉条件分析物体密度与液体密度的关系，进行比较； （4）根据阿基米德原理和密度公式列方程计算的密度。 【解答】解：（1）根据阿基米德原理知，浮力等于排开液体的重力，即； （2）漂浮，浮力等于重力，为，静止受力平衡，如图所示： （3）漂浮，密度小于水的密度，而沉底，密度大于水的密度，故的密度小于的密度； （4）体积相同的物块和，根据可得：； 浸没后的浮力等于排开液体的重力，由阿基米德原理可得：； 解得。 故答案为：（1）3；（2）见解答；（3）物块；（4）0.75。 【例9】（2025•滨海新区模拟）喜欢篆刻的津津有一块练习用的印章石料，他想知道这块石料的密度。于是他找来一个小烧杯和一个柱形桶（两者均为薄壁容器）。它们的底面积分别为、，如图所示，装有石料的小烧杯漂浮在水面上，待小烧杯水平稳定后，测出桶中水面高度为和小烧杯浸入水中深度为；再将石料从小烧杯中取出，轻轻放入水中沉底静止后，小烧杯水平漂浮，测出桶中水面高度为和小烧杯浸入水中深度为。已知水的密度为，请对下列问题作答： （1）如图所示情况，桶底所受水的压力为多大？ （2）装有石料的小烧杯漂浮在水面上时，水对桶底的压强为；将石料从小烧杯中取出放入水中后，水对桶底的压强为，和部个大？请推理论证； （3）求出石料的密度。 提示：结果均用题中给出的物理量符号表示。 【答案】（1）如图所示情况，桶底所受水的压力为。 （2）装有石料的小烧杯漂浮时，根据阿基米德原理，小烧杯和石料整体排开的水的重力等于它们的总重力，此时水面高度为。将石料取出放入水中后，小烧杯仍漂浮，其排开水的重力等于小烧杯重力；而石料沉底，石料排开的水的体积等于石料自身的体积。因为石料在小烧杯中时，整体排开的水的体积更大（包含了石料沉底时排开的水以及小烧杯因石料重力而多排开的水），即。根据液体压强公可得，； （3）石料的密度。 【分析】根据压力计算公式为：（其中为压强，为作用面积）可计算桶底受到水的压力。 根据液体压强的公式，比较压强的大小。 根据阿基米德原理以及密度的计算公式求出液体的密度。 【解答】解：（1）桶底所受水的压力根据液体压力公式，可得桶底所受水的压力为：。 （2）装有石料的小烧杯漂浮时，根据阿基米德原理，小烧杯和石料整体排开的水的重力等于它们的总重力，此时水面高度为。将石料取出放入水中后，小烧杯仍漂浮，其排开水的重力等于小烧杯重力；而石料沉底，石料排开的水的体积等于石料自身的体积。因为石料在小烧杯中时，整体排开的水的体积更大（包含了石料沉底时排开的水以及小烧杯因石料重力而多排开的水），即。根据液体压强公可得，。 （3）装有石料的小烧杯漂浮时，， 小烧杯单独漂浮时，， 则石料的重力。 石料放入水中沉底后，桶中水面高度变化量△， 石料的体积：△△； 则石块的密度为：。 答：（1）如图所示情况，桶底所受水的压力为。 （2）装有石料的小烧杯漂浮时，根据阿基米德原理，小烧杯和石料整体排开的水的重力等于它们的总重力，此时水面高度为。将石料取出放入水中后，小烧杯仍漂浮，其排开水的重力等于小烧杯重力；而石料沉底，石料排开的水的体积等于石料自身的体积。因为石料在小烧杯中时，整体排开的水的体积更大（包含了石料沉底时排开的水以及小烧杯因石料重力而多排开的水），即。根据液体压强公可得，； （3）石料的密度。 【例10】（2025•安康模拟）我国在海底沉管隧道技术方面取得了多项世界纪录和突破。某海底沉管隧道示意图如图所示，隧道由多个如图所示的巨型钢壳沉管组成。（海水密度取，取 （1）安装沉管时，先将两端密封，由于其整体密度小于海水密度，所以沉管 　 　 （选填“会”或“不会” 浮在海面，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底，当密封沉管灌水下沉到海底后，将其下半部分埋入海底的泥沙中，再将灌入其中的海水全部抽出，此时空心密封沉管 　　 （选填“会”或“不会” 受到浮力。 （2）海底沉管隧道建设最大水深达，则沉管至少要能承受多大的海水压强？ （3）由钢壳混凝土结构组成的某节沉管制成后质量为6万吨，要使沉管沉入海底，内部压载水箱至少需要向沉管内注入多少万吨的海水？ 【答案】（1）会；不会； （2）海底沉管隧道建设最大水深达，则沉管至少要能承受的海水压强； （3）要使沉管沉入海底，内部压载水箱至少需要向沉管内注入2万吨的海水。 【分析】（1）根据物体的浮沉条件分析解答； 根据浮力产生的原因分析沉管受到的浮力情况； （2）根据求出沉管受到水的压强； （3）根据阿基米德原理求出密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时受到的浮力，根据求出沉管的重力，根据力的平衡条件求出注入海水的重力，根据求出注入海水的质量。 【解答】解：（1）安装沉管时，先将两端密封，由于其整体密度小于海水密度，所以沉管会漂浮在海面； 沉管的下半部分埋入海底的泥沙中，由于沉管的下半部分没有水，则沉管不会受到浮力的作用； （2）沉管至少要能承受的海水压强为：； （3）沉管刚好浸没海水中时，排开海水的体积：， 受到的浮力：， 由，所以排开的水的质量为： ， 沉管恰好悬浮时，沉管内注入海水的质量最小， 由可得，注入海水的质量： 万吨。 答：（1）会；不会； （2）海底沉管隧道建设最大水深达，则沉管至少要能承受的海水压强； （3）要使沉管沉入海底，内部压载水箱至少需要向沉管内注入2万吨的海水。 培优3 阿基米德原理 一、探究浮力大小与排开液体所受重力的关系 1.实验步骤 （1）①用测力计测出物体所受的重力F1。②测出空桶的重力F2；③将物体浸没在盛满水的溢水杯中，测出拉力的大小F3；④用弹簧测力计测出小桶和排开水的总重力F4； 计算出F浮＝F1－F3；G排＝F4－F2。 2.实验结论 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，即。 3.误差分析 （1）若先将物体放入水中测浮力，再测物体的重力，由于物体沾水会使所测重力偏大，则所测浮力偏大； （2）先测桶和排开液体的重力，再测桶的重力，所测桶沾水重力偏大，所测排开液体的重力偏小。 （3）物块在浸入前，水面要与溢水口相平，若水面不与溢水口相平，不会影响浮力的大小，但会导致排到小桶内的水小于物块排开的水的体积，最终会得出物体所受浮力大于排开的液体所受重力的错误结论。 （4）实验中换用大小不同的物块，不同的液体，进行多次测量，是为了使实验结论更具有普遍性。 二、阿基米德原理 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：，其中为液体的密度，单位是kg/m3 ，为排开液体的体积，单位m3。 3.对公式的理解 （1）是物体排开液体的体积，不一定等于物体的体积。 （2）浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关。 （3）阿基米德原理也适用于气体。 【例11】（2025•渝中区二模）如图所示，水平桌面上有底面积为，高的轻质柱形容器，底部放置密度为，边长为的正方体。在距离水平桌面高的天花板上通过一长为的细线悬挂重为，边长为的正方体，且在的正上方。缓慢向容器中加水，当恰好漂浮时（还未接触到，水对容器底部的压强为　 　 。继续向容器中加水，当细绳拉力刚好为0时，底部受到的液体压力为　　。 【答案】500；14。 【分析】（1）根据正方体的棱长计算的体积，由密度公式计算的质量，据此计算的重力；当恰好漂浮时，根据漂浮的条件可知此时受到的浮力，由阿基米德原理计算排开水的体积，计算浸在水中的深度；根据液体压强公式计算水对容器底部的压强； （2）当细绳拉力刚好为0时，的总重力等于总浮力，根据阿基米德原理计算排开水的体积，由此计算底部在水中的深度，根据液体压强公式和压强计算公式计算底部受到的液体压力。 【解答】解：（1）正方体的边长为，体积为：， 正方体的质量为：， 正方体的重力大小为：， 当恰好漂浮时，根据漂浮的条件可知此时受到的浮力，， 由阿基米德原理可得，此时排开水的体积：， 浸在水中的深度，， 由题意可知，此时水的深度：， 容器底部所受水的压强：； （2）正方体的边长为，体积为：， 正方体的重力大小为：， 当细绳拉力为0时，、整体处于漂浮综合体，浮力等于总重力，所以此时的浮力为； 根据阿基米德原理知，、作为整体，共排开水的体积： ， 排开水的体积：， 根据体积公式知，浸入水中的深度为： ； 此时底部到水面的距离； 根据液体的压强公式知，底部受到水的压强大小： ， 水对的底部的压力： 压。 故答案为：500；14。 【例12】（2025•九龙坡区校级模拟）如图甲所示，正方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力随时间变化的图像，取。根据图像信息，下列判断正确的是　　 A．该金属块重力的大小为 B．浸没在水中的金属块受到的浮力大小是 C．在至时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大 D．该金属块的密度是 【答案】 【分析】分析图乙，从，即图中的段，绳子拉力较小且大小不变，说明该时间段金属块浸没水中；从，即图中的段，绳子拉力逐渐增大，说明该时间段金属块逐渐露出水面；从，即图中的段，绳子拉力较大且不变，说明该时间段金属块脱离水面。 （1）当金属块完全露出液面，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，即为图中的段，据此求出金属块重。 （2）当金属块未露出液面时，拉力等于重力减去浮力，据此求金属块受到的浮力，再根据阿基米德原理求金属块排开水的体积（金属块的体积）； （3）首先判断在至时间段内绳子拉力的大小变化，再利用公式判断浮力的变化； （4）根据可得金属块的体积，最后利用密度公式求金属块的密度。 【解答】解：、当金属块完全露出水面时，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，由图象中的段可知，该金属块重力为，故错误； ．当金属块浸没在水中时，由图象中的段可知，此时绳子的拉力，则浸没在水中时金属块受到的浮力为，故错误； ．由图象中的段可知，在至时间段绳子的拉力逐渐变大，而金属块的重力不变，则由可知，金属块受到的浮力逐渐变小，故错误； ．金属块浸没在水中时，由可得金属块的体积：， 由得金属块的密度为： ，故正确。 故选：。 【例13】（2025•莱西市一模）水平桌面上放有甲、乙两个都装有水的相同容器，现把两个形状和体积都相同的实心小球分别缓慢放入两容器中，两小球静止时水面恰好相平，如图所示，这时　　 A．两小球排开水的质量相等 B．放入乙容器中的小球密度较大 C．两容器底部受到水的压力相等 D．甲容器底部受到水的压强小于乙容器底部受到水的压强 【答案】 【分析】两个物体放入水中后，一个悬浮，一个漂浮， （1）由图可知两物体排开水的体积不同，根据阿基米德原理可知即可判断浮力大小，根据阿基米德原理和判断出两小球排开液体质量的关系； （2）根据浮沉条件的判断甲、乙两球密度的关系； （3）根据液体内部压强的特点分析判断即可；根据判断出两容器底部受到液体压力的关系。 【解答】解：、甲、乙两个容器中的两个物体，形状和体积都相同，由图可知：甲容器中的物体排开水的体积大于乙容器中的物体排开水的体积，根据阿基米德原理可知，甲受的浮力大于乙所受的浮力，根据阿基米德原理知甲排开水的重力大于乙排开水的重力，根据知甲排开水的质量大于乙排开水的质量，故不符合题意； 、甲中小球悬浮，则密度等于水的密度，乙中小球漂浮，则密度小于水的密度，所以甲中小球密度较大，故不符合题意； 、两小球静止时水面恰好相平，即水的深度相同，根据可知甲容器底部受到水的压强等于乙容器底部受到水的压强，容器底面积相同，根据可知两容器底部受到水的压力相等，故符合题意，不符合题意。 故选：。 【例14】（2025•济阳区一模）国产动画片《哪吒》以其深刻的教育意义和搞笑的经典台词，深得国内外观众的喜爱。下列对其所涉及到的物理知识分析正确的是　　 A．哪吒从海水深处慢慢走回到岸边的过程中，所受浮力不变 B．当哪吒撞向对面的妖怪时，妖怪后退了几步，说明力可以改变物体的运动状态 C．“人心中的成见是一座大山，任你怎么努力也休想搬动”地面上的大山受到的重力与山对地面的压力是一对平衡力 D．水中哪吒的倒影是光的折射形成的 【答案】 【分析】（1）根据阿基米德原理分析； （2）根据力可以改变物体的运动状态或形状分析； （3）平衡力必须大小相等、方向相反、作用在同一物体上、同一直线上； （4）倒影是光的反射形成的。 【解答】解：、哪吒从海水深处慢慢走回到岸边的过程中，浸入的体积减小，根据阿基米德原理知，所受浮力减小，故错误； ．当哪吒撞向对面的妖怪时，对妖怪施加了力，妖怪后退了几步，运动状态改变，则说明力可以改变物体的运动状态，故正确； ．地面上的大山受到的重力与山对地面的压力作用在不同物体上，故不是一对平衡力，故错误； ．水中哪吒的倒影是光的反射射形成的，故错误。 故选：。 【例15】（2025•同安区模拟）如图甲所示，圆柱体上表面固定一根细杆（细杆的质量、体积均不计），现将竖直向下匀速浸入水中，直至刚好触底（水未溢出），此过程细杆对圆柱体的作用力与时间的关系图像如图乙所示。下列判断正确的是　　 A．圆柱体浸没时受到的浮力 B．圆柱体的密度为 C．第圆柱体完全浸没 D．圆柱体的重力是 【答案】 【分析】（1）根据没有浸入时的拉力等于重力，结合浸没时压力向下，根据平衡条件分析浮力； （2）第圆柱体受到的弹力为0，说明浮力等于重力，恰好漂浮分析； （3）由阿基米德原理和列方程计算物体的密度。 【解答】解：、没有浸入时的拉力等于重力，为；根据图像，第杆子的弹力为0，说明浮力等于重力，恰好漂浮，而后续需要压力增大，说明浮力继续增大，因而没有浸没，浸没时施加了向下的压力，故浮力；故错误； 、由阿基米德原理可得：；物体的重力为，根据可得：； 浸没时，解得，故正确。 故选：。 培优4 物体的浮沉条件及应用 一、物体的浮沉条件及最终状态 1.物体的浮沉条件 上浮 漂浮 悬浮 下沉 沉底 示意图 F浮与G物的关系 F浮＞G物 F浮=G物 F浮=G物 F浮＜G物 F浮=G物－F支 V排与V物的关系 V排=V物 V排＜V物 V排=V物 V排=V物 V排=V物 ρ液与ρ物的关系 ρ液＞ρ物 ρ液＞ρ物 ρ液=ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液＜ρ物 运动状态和受力情况 动态，受非平衡力作用 静态，受平衡力作用 静态，受平衡力作用 动态，受非平衡力作用 静态，受平衡力作用 说明 上浮是个过程，漂浮是上浮的最终状态 悬浮是个状态 下沉是个过程，沉底是下沉的最终状态 2.物体的浮沉条件的理解 （1）物体的浮沉取决于浮力F浮和重力G物的大小关系。 （2）悬浮状态：物体浸没在液体中，且只受到浮力和重力，可以在液体内部任意位置静止。 （3）漂浮状态：物体的一部分浸人液体中，且只受到浮力和重力，可以在液面任意位置静止。 二、浮力的应用 1.轮船 （1）原理：利用空心法，即把密度比水大的钢铁制成空心的，能使它排开更多的水，增大可利用的浮力，从而漂浮在水面上。 （2）轮船的排水量：表示轮船的大小，指轮船装满货物时排开水的质量，等于船和货物的总质量。 例如若一艘轮船的排水量是10000t，则轮船的浮力F浮=G排=m排g=1×107kg×10N/kg=108N。 （3）吃水深度：轮船在密度大的水域中吃水深度浅（吃水线低）。在密度小的水域中，吃水深度深（吃水线高）。 例如，当轮船由海中驶入河中时，浮力不变，吃水深度变大。 2.潜水艇 潜水艇是靠改变自身的重力实现上浮或下潜的。浸没在水中的潜水艇排开的水的体积是始终不变的，所以潜水艇所受的浮力始终不变。若要下沉，可吸水F浮＜G。若要上浮，可排水，使F浮＞G。 3.热气球 气球和飞艇里充入的是密度小于空气的气体。火焰对球内的空气加热，使球内空气的密度小于外界空气的密度，气球受到的浮力大于受到的重力，热气球升入空中。 4.密度计 （1）用途：测量液体密度的仪器。 （2）原理：密度计放在液体中都是漂浮的，因此受到的浮力始终等于它受到的重力且不变，F浮=G。 （3）刻度特点：根据F浮=G排=ρ液g V排可知，液体的密度较大时，V排较小，密度计露出液面的体积就会大些，反之就小，因此从上至下刻度值是逐渐增大的，但刻度不均匀（均匀、不均匀），上疏下密。（疏、密） 【例16】（2025•潮南区模拟）如图所示，两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球沉底；放入乙液体中，两球静止时的情况如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．小球A的质量大于小球B的质量 B．甲液体的密度小于乙液体的密度 C．小球A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中的浮力 D．甲液体对容器底的压强等于乙液体对容器底的压强 【答案】B 【分析】（1）根据两小球在乙液体中的状态，利用物体浮沉条件得出其密度关系，再利用密度公式判断其质量大小； （2）根据两个小球的浮沉情况及物体的浮沉条件，可判断出物体密度和液体密度的大小关系，物体漂浮，则物体密度小于液体密度；物体下沉，则物体密度大于液体密度。 （3）根据浮沉条件分析小球A受到的浮力的大小关系； （4）根据液体压强公式p＝ρgh分析解答。 【解答】解： A、在乙液体中，A漂浮，则A的密度小于乙液体的密度；B下沉，B的密度大于乙液体的密度；比较可知，A的密度小于B的密度；两个小球的体积相同，根据m＝ρV可知，A的质量小于B的质量，故A错误； B、A、B实心小球在甲液体中均下沉，则甲液体的密度均小于两个小球的密度，由A项解答可知，乙液体的密度大于A的密度，所以甲液体的密度小于乙液体的密度，故B错误； C、由图可知，在甲液体中A球下沉，则GA＞F浮甲，在乙液中A漂浮，GA＝F浮乙，所以F浮甲＜F浮乙，故C错误； D、甲液体的密度小于乙液体的密度，两容器中液面相平，根据p＝ρgh可知，甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强，故D错误。 故选：B。 【例17】（2025•平城区校级模拟）2024年10月下旬，在南海某海域，辽宁舰、山东舰编队首次开展双航母编队演练，锤炼提升航母编队体系作战能力，如图是舰载机起飞的场景。下列有关说法正确的是　　 A．舰载机起飞后，航空母舰底部受到海水的压强变大 B．航空母舰受到的浮力等于它排开的水所受的重力 C．航空母舰能漂浮在水面上是因为它受到的总重力小于它受到的浮力 D．航空母舰能漂浮在水面上说明航空母舰所用钢材的密度比海水的密度小 【答案】 【分析】（1）根据阿基米德原理分析排开的水的体积的变化和船体的变化； 根据液体内部压强计算公式分析压强的大小变化； （2）根据阿基米德原理分析； （3）物体漂浮时受到的浮力等于自身的重力； （4）采用空心的办法可以增大排开海水的体积，利用可分析浮力的变化。 【解答】解：、航空母舰始终处于漂浮状态，根据物体浮沉条件可知，此时的浮力等于重力； 当舰载机起飞后，航空母舰的总重力减小，那么它受到的浮力也会减小；根据，当浮力减小时，海水密度和不变，那么排开水的体积会减小，即航空母舰会上浮一些，其底部所处的深度减小，根据液体压强公式可知，航空母舰底部受到海水的压强变小，故错误； 、根据阿基米德原理知航空母舰受到的浮力等于它排开的水所受的重力，故正确； 、根据浮沉条件知航空母舰能漂浮在水面上是因为它受到的总重力等于它受到的浮力，故错误； 、航空母舰是用密度大于水的钢材做成空心的，增大了排开海水的体积，根据可知，可以增大舰船受到的浮力，从而实现漂浮，故错误。 故选：。 【例18】（2025•怀化一模）如图是中国辽宁舰和山东舰编队首次开展双航母编队演练。以下关于航母巡航过程描述正确的是　　 A．两艘航母航行时不能靠得太近，因为流体中流速越大的位置压强越大 B．停在航母甲板上的舰载机受到的支持力和甲板所受压力是一对平衡力 C．当多架舰载机起飞离开航母甲板后，航母所受浮力增大 D．当多架舰载机起飞离开航母甲板后，航母舰体底部所受海水压强减小 【答案】 【分析】（1）流体流速大的地方压强小，流速小的地方压强大； （2）平衡力的条件：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； （3）物体漂浮时受到的浮力等于自身的重力； （4）根据阿基米德原理分析排开的水的体积的变化和船体的变化；根据液体内部压强计算公式分析压强的大小变化。 【解答】解：、流体中流速越大的位置，压强越小，故错误； 、舰载机所受甲板对它的支持力和它受到重力是一对平衡力，故错误； 、航母漂浮时，所受浮力等于它的重力，当多架舰载机起飞离开航母甲板后，航母总重力减小，所以所受浮力减小，其排开液体的体积减小，航母会上浮一些，航母舰体底部所处深度减小，根据知航母舰体底部所受海水压强减小。故错误，正确。 故选：。 【例19】（2025•榆社县一模）小明帮妈妈洗水果时，发现不同的水果在水中静止时所处的位置不同，如图所示。下列关于三种水果的说法正确的是　　 A．苹果和青枣受到的浮力一样大 B．葡萄下沉过程中，受到水的压强不变 C．葡萄的密度大于青枣的密度 D．青枣受到的重力小于它排开水受到的重力 【答案】 【分析】（1）物体的浮沉条件：①当时，物体上浮； ②当时，物体漂浮或悬浮；③当时，物体下沉或沉底； （2）根据液体压强公式分析水的压强变化。 【解答】解：、由图可知，苹果和青枣在水中静止处于漂浮状态，苹果排开的水的体积大于青枣排开的水的体积，根据阿基米德原理可知，苹果受到的浮力大于青枣受到的浮力，故错误； 、葡萄在下沉过程中，深度不断增加，根据液体压强公式可知：葡萄所受水的压强不断增大，故错误； 、葡萄沉底，根据物体浮沉条件可知，葡萄的密度大于水的密度；青枣漂浮，青枣的密度小于水的密度，所以葡萄的密度大于青枣的密度，故正确； 、青枣漂浮，根据阿基米德原理和物体浮沉条件可知，青枣受到的重力等于它排开水受到的重力，故错误。 故选：。 【例20】（2025•陵水县一模）小红的塑料玩具船漂浮在水盆中，说明　　 A．浮力大于重力 B．浮力等于重力 C．浮力小于重力 D．塑料密度大于水的密度 【答案】 【分析】物体漂浮时，受到的浮力等于重力，物体密度小于液体密度。 【解答】解：小红的塑料玩具船漂浮在水盆中，物体处于漂浮状态时，受到的浮力等于重力，塑料密度小于水的密度，故错误，正确。 故选：。 学科网（北京）股份有限公司 $$