第4节 水的浮力（高效培优讲义）科学浙教版2024八年级上册

第4节 水的浮力 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 浮力 1 一、水的浮力 1 二、探究浮力大小的影响因素 1 题型2 阿基米德原理 4 题型3 物体浮沉条件 6 一、物体浮沉条件 6 二、物体浮沉条件的应用 7 【能力培优练】 10 【链接中考】 18 【重难题型讲解】 题型1 浮力 一、水的浮力 1．浮力概念：液体(气体)对浸入其中的物体都会产生向上的浮力。 2．浮力的方向是竖直向上的。 3．浮力的施力物体：液体，浮力的受力物体：浸入液体中的物体。 4．弹簧测力计测浮力的方法：先测出物体在空气中的重力G，再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F，那么F浮＝G－F。 二、探究浮力大小的影响因素 【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关？ 【猜想与假设】（1）游泳池里越往深水区走，所受的浮力越大，由此猜想：浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积或浸没深度有关； （2）鸡蛋在纯水中会下沉，但在浓盐水中却能漂浮，由此猜想：浮力大小可能与液体的密度有关； （3）木头在水中漂浮，但铁块在水中下沉，由此猜想：浮力的大小可能与浸没在液体中的物体密度有关。 【进行实验】 实验目的 变量控制 图示 现象及分析 探究结论 探究浮力的大小与物体浸没深度的关系 同一物体浸在同一液体中，物体浸没的深度不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数相同，即浮力相同 浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关 探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系 液体的密度相同，同一物体浸入液体的体积不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计示数不同，即浮力不同，F1>F2 物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关 探究浮力的大小与液体密度的关系 同一物体浸在液体中的体积相同，液体密度不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同，即浮力不同，F2>F1 物体受到的浮力于液体的密度有关 探究浮力的大小与物体密度的关系 两个体积相同、质量不同的物体，浸入在同一液体中 甲、乙两种情况下弹簧测力计的示数差相同，即浮力相同 物体所受的浮力与物体的密度无关 【总结归纳】浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关（与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关）。在液体密度相同时，浸入液体的体积越大，物体受到的浮力越大；在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。 【典例1】（2024秋•绍兴期中）探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N，下列分析正确的是（　　） A．金属块a浸没在水中时，受到浮力的大小为0.6N B．利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系 C．利用乙、丙，可以探究浮力的大小与液体密度的关系 D．利用丙、丁，可以探究浮力的大小与物体密度的关系 跟踪训练1（2024秋•绍兴期中）如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。 （1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 N。 （2）分析图丙、丁可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度 （选填“有关”或“无关”）。 （3）分析 两图可知，浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是 kg/m3。 跟踪训练2（2024秋•湖州期中）如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和过程，其中弹簧测力计所挂的是同一金属块。 （1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 N。 （2）分析丙、丁可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度 （填“有关”或“无关”）。 （3）分析 两图可知，浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。 （4）根据上述实验，可得金属块的体积为 m3，戊图中盐水的密度是 kg/m3。 题型2 阿基米德原理 1.阿基米德原理 (1)内容：浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力； (2)公式： F浮＝G排液＝m排液g＝ρ液gV排液； (3)单位： ρ液：kg/m3，V排液：m3。 等效替换是指用与研究对象特征相同的等效对象，替换原来的对象的研究方法。在研究阿基米德原理时，用溢杯把溢出的水收集起来，再称出溢出的水的重，得到物体所受的浮力等于物体排开水的重力. 2.浮力产生的原因 浮力产生的原因：物体的上、下表面受到压力差。 【典例2】（2023秋•拱墅区校级期中）如图所示容器中，底部和侧壁分别有木塞a和b，且a、b在水中的体积相等，则（　　） A．a受到的浮力大 B．a，b受到的浮力相等 C．只有a塞受到的浮力为零 D．a，b塞受到的浮力均为零 跟踪训练1（2024秋•台州期中）将四个物体分别放入四只相同且盛满水的溢水杯中，四只小烧杯也完全相同，静止后如图所示。其中物体受到浮力最大的是（　　） A． B． C． D． 跟踪训练2（2024秋•瑞安市期中）质量相同的实心铝块A为长方体，B为梯形，C为正方形，D为圆球体，如图所示，且C的表面很光滑与容器底密闭接触，在这四种情况下（　　） A．A所受的浮力最大 B．B所受的浮力一定比A小 C．A所受的浮力最小，B、C、D浮力是一样大的 D．A、C所受的浮力都小于B，C所受的浮力为零 题型3 物体浮沉条件 一、物体浮沉条件 1．物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体的浮沉取决于 F浮和 G 的大小。(实心物体浸没在液体中) F浮<G F浮>G F浮＝G(V排液＝V物) F浮＝G(V排液<V物) ρ液<ρ物 ρ液>ρ物 ρ液＝ρ物 ρ液>ρ物 下沉 上浮 悬浮 漂浮 注意： ①上浮和下沉都是不稳定状态，是动态过程。上浮的物体最终会浮出液面，而处于漂浮状态；下沉的物体最终会沉到容器底处于静止状态； ②漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而处于平衡状态，F浮＝ G ； ③沉到水底时：F浮＋F支＝G。 二、物体浮沉条件的应用 1．物体浮沉条件的应用 (1)航天员水下模拟训练：悬浮时，F浮＝G； (2)轮船：将钢铁做成空心，增大排开液体的体积，增大浮力使F浮＝G； ①因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋，其受到的浮力不变； ②根据F浮＝ρ液gV排液，同一艘轮船从海洋行驶到江河，因为F浮不变，ρ液减小，所以 V排液变大，即船身稍下沉； (3)潜水艇：它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变自身重力来实现的； (4)密度计：利用物体浮沉条件工作的。因为F浮＝ρ液gV排液，液体密度不同，密度计排开液体的体积就不同； (5)热气球和飞艇：采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。 【典例3】（2024秋•浙江期中）2024年8月，我国自主研制的载人飞艇AS700（图1）成功实现跨省区长途飞行。图2是它的内部结构简化图，飞艇的主气囊中填充的是氦气，这是一种密度比空气小的气体，为飞艇提供了浮力。通过风机控制副气囊中的空气进出（整个过程中气艇的总体积保持不变），来改变内部气体的密度，从而实现浮沉的控制。要使飞艇下降，风机的工作状态和此时飞艇在竖直方向上的受力情况是（　　） A．充入空气，F浮总小于G总 B．充入空气，F浮总大于G总 C．释放空气，F浮总小于G总 D．释放空气，F浮总大于G总 跟踪训练1（2024秋•安吉县期中）潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，急剧下降的过程称为“掉深”。如图，某潜水艇从a处驶入低密度海水区，“掉深”到b处。与a处相比，潜水艇在b处（　　） A．受到浮力大小变小 B．受到浮力大小变大 C．排开液体重力不变 D．排开液体重力变大 跟踪训练2（2024秋•鄞州区期中）A、B、C三个物体放入水中静止时的状态如图所示，其中A、B两物体的体积相同，B、C两物体的质量相等，下列说法中正确的是（　　） A．物体A所受的浮力一定大于B所受的浮力 B．物体C所受的浮力一定小于A所受的浮力 C．物体C所受的浮力一定小于B所受的浮力 D．物体C所受的浮力一定大于A所受的浮力 【能力培优练】 1. （2025春•淳安县期中）小金将金鱼装入有水的塑料袋中，扎紧袋口（如图）。将塑料袋放入盛水的玻璃缸中（忽略塑料袋质量），这个装着水和鱼的塑料袋在玻璃缸中所处的状态是（　　） A． B． C． D． 2. （2024秋•杭州校级期中）浮力知识在生活中的应用非常广泛，下列说法正确的是（　　） A．图甲橡皮泥船漂浮在水中，受到的浮力大于总重力 B．图乙悬浮的潜水艇想要实现上浮时，需要向蓄水仓中注水 C．图丙盐水选种时，沉入水底的良种浮力大于重力 D．图丁点燃孔明灯后，内部空气密度比外部空气密度小到一定程度时孔明灯上升 3. （2024秋•义乌市期中）三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中。小球静止后状态如图所示，关于三个容器中小球受到的浮力大小判断正确的是（　　） A．F甲＞F乙＞F丙 B．F甲＜F丙＜F乙 C．F甲＞F乙＝F丙 D．F甲＜F乙＝F丙 4. （2025春•富阳区期中）潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，急剧下降的过程称为“掉深”。如图，某潜水艇从a处驶入低密度海水区，“掉深”到b处。与a处相比，潜水艇在b处（　　） A．受到浮力大小变小 B．受到浮力大小变大 C．受到浮力大小不变 D．无法确定海底 5. （2023秋•乐清市校级期中）杭州亚运会期间，同学们在操场放飞代表希望的气球，气球在斜向上升空过程中受到空气浮力的方向是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 6. （2024秋•南湖区校级期中）劳动实践中，小明把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗，他先将一个空桶漂浮在水面上，然后将池底的鹅卵石捞出并放置在桶内，桶仍漂浮在水面（不考虑捞出过程中带出的水）。 （1）某块鹅卵石在水池底部时，它受到的浮力 （填“大于”“小于”或“等于”）它的重力。 （2）全部鹅卵石捞出放置在桶内时，水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会 （填“上升”“下降”或“不变”）。 7. （2024秋•乐清市校级期中）某科学小组为验证阿基米德原理选用相关器材进行实验，器材如下：弹簧测力计、溢水杯、小水桶、小石块和水、细线（体积忽略不计）。 （1）实验步骤如图1所示，甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。若 成立（用已测得的物理量表示），则可以验证阿基米德原理； （2）实验过程中，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，出现这结果的原因可能是什么？（写出一条即可） ； （3）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2所示。向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中，A、B示数的变化量 （选填“相等”或“不相等”）； （4）比较两种实验方案，改进后的优点是 。 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 8. （2024秋•衢州校级期中）今年国庆期间我市东方恒太广场上大型广告气球随风飘扬，于是小科画了右图气球所受的浮力，其中正确的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 9. （2024秋•永嘉县校级期中）甲、乙、丙、丁四个形状体积都相同而材料不同的球体，它们在水中静止的情况如图所示，其中所受浮力相等的球是（　　） A．只有甲和乙 B．甲、乙和丙 C．丙和丁 D．甲、乙、丙和丁 10. （2024秋•绍兴期中）某科学小组制作如图所示的潜水艇模型，以下说法正确的的是（　　） A．潜水艇在水面下匀速下潜时，受到的浮力小于重力 B．潜水艇工作原理是改变自身体积 C．潜水艇漂浮在水面上时浮力大于重力 D．若想让潜水艇上浮，需要向左压注射器活塞 11. （2024秋•浙江期中）在学习《水的浮力》后，小J参加的项目学习小组为了更好说明浮力形成的原因，设计了如图所示装置。小J将该仪器浸没在水中后，以下仪器上、下和左、右橡皮膜形变方向和程度符合浮力形成原因的是（　　） A． B． C． D． 12. （2024秋•上城区校级期中）如图甲所示，高为1m的均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定速度下降，直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图象。若不计水的阻力，则下列说法正确的是（　　） A．石料受到的重力为900N B．石料刚好浸没时所受的浮力为900N C．石料的体积为0.05m3 D．石料的密度为1.8×103kg/m3 13. （2024秋•江北区校级期中）如图所示，台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯，一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没在水中，剪掉细绳以后，木块上浮至静止，下列说法正确的是（　　） A．剪断细线前，木块所受的浮力等于木块的重力 B．剪断细线前，托盘受到的压力等于烧杯与水的重力之和 C．剪断细线后，水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量 D．剪断细线后，托盘受到压力的变小 14. （2024秋•诸暨市校级期中）用弹簧测力计称得容器和水的总重为5N（如图甲），将体积为10cm3的物体A全部投入水中，弹簧测力计的示数T1为0.4N（如图乙）.若将容器、水和浸投水中的物体A用弹簧测力计一起称量（如图丙），弹簧测力计的示数为T2，则（　　） A．浸没水中的物体A所受浮力为0.5N B．浸没水中的物体A所受浮力为0.4N C．弹簧测力计的示数T2为5.5N D．弹簧测力计的示数T2为5.1N 15. （2024秋•嵊州市期末）当海水的温度及所含盐分变化时，可能会导致海水密度发生突变，在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层。在如图所示的情形中，若有潜艇潜航至此水域时，就会急速下沉，发生“掉深”事故，危及潜艇安全。下列说法正确的是（　　） A．潜艇在高密度水层中悬浮时，所受浮力大于其重力 B．潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时，所受浮力不变 C．潜艇遇“掉深”进行自救时，需快速排出潜艇水箱中的水 D．潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程，所受浮力不变 16. （2024秋•南湖区期末）肺活量是身体机能的重要指标之一，它是指一个人做最大吸气后，再做最大呼气所呼出气体的体积，单位是毫升（mL）。如图是一种测定肺活量的实用方法，图中的A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒（圆筒壁体积忽略不计），测量前排尽其中的空气（即测量前筒内充满水）。测量时，小嘉同学吸足空气，再通过B尽量将空气呼出，呼出的空气通过导管进入A内，使A浮起。已知：圆筒质量为200g，横截面积为200cm2，筒底浮出水面的高度为H为16cm，大气压强为1.0×105Pa。 初中学生肺活量标准对照表 等第 男生 女生 优秀 3700﹣3940mL 2800﹣2900mL 良好 3200﹣3450mL 2500﹣2650mL 及格 2000﹣3080mL 1500﹣2400mL （1）请求出此时开口薄壁圆筒排开水的体积。 （2）请通过计算来判断小嘉同学（男生）的肺活量指标等第。 17. （2024秋•鄞州区校级期末）钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具，其主要由鱼钩、铅坠、浮漂（7颗相同浮子）构成，该钓具各部分参数如表所示。假如垂钓时，浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上，漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上，为浮子的理想状态（忽略鱼线弯曲造成的影响，即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用）。如图乙所示，某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时，鱼饵的质量为1.5×10﹣3kg，体积为1×10﹣6m3，沉到水底后未与塘底紧密接触，有4颗浮子浸没在水下、有3颗浮子漂浮在水面上，且浮子处于理想状态。取ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，则： 名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线 质量m/kg 4×10﹣4 9×10﹣4 4×10﹣4 不计 体积V/m3 8×10﹣7 1×10﹣7 不计 不计 （1）浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大？ （2）当鱼饵静止在水平塘底时，鱼饵受到的支持力为多大？ （3）当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，浮子仍处于理想状态，水面下浸没的浮子有多少颗？ 18. （2023秋•海曙区校级期末）气体的密度与压强有关。为测量实验室内空气的密度，小明在实验室按如图所示步骤进行实验： ①如图甲，将一打足气的足球，放入装满水的容器中，测得溢出水的体积为426毫升。 ②如图乙，将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中，用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒，同时调整量筒的位置，当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时，停止排气。共排气10次。 ③如图丙，拔除气针和乳胶管，把排气后的足球放入装满水的容器中，测得溢出水的体积为420毫升。 （1）图乙中，当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气，其目的是 。 （2）图丙中，足球受到的浮力？ （3）根据测得的数据，计算实验室中空气的密度？ 19. （2020秋•拱墅区期末）2019年12月17日，由我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰（如图甲），正式交付海军。该舰标准排水量（满载时排开的水的质量）为50000吨，航母上搭载的歼——15舰载机每架质量为25吨。海水的密度取1.0×103千克/米3，g＝10牛/千克。求： （1）在标准排水量时，航母所受的浮力为 牛。 （2）当1架歼﹣15舰载机飞离航母后（如图乙），航母排开海水的体积会减小多少？ 【链接中考】 20. （2024•浙江）运河中一艘货船因偏离航道搁浅（如图）。为使该货船能回到航道继续航行，下列措施一定不可行的是（　　） A．借助浮筒使船上浮 B．将货船拖回到航道 C．清除货船底部淤泥 D．将货物搬到甲板上 21. （2023•衢州）小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关，与物体浸入液体的深度无关”的结论，下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是（　　） ①测力计挂着浸在水中的铁块，慢慢下移，在铁块浸没前测力计示数逐渐变小 ②测力计挂着浸没在水中的铁块，让铁块再下移一段距离测力计示数不变 ③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中，均漂浮在水面上 ④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中，均漂浮在水面上 A．只有②③ B．只有②④ C．只有②③④ D．①②③④ 22. （2023•湖州）现将一杯子和木块（不吸水，密度为0.6×103千克/米3）以两种方式放入同一容器中（容器内水的质量保持不变）。如图所示，图1杯子开口向上，浮在水面上。图2杯子倒扣（里面充满水），木块紧贴杯底，一起悬浮在水中。两种情况下（　　） A．木块所受浮力的大小相同 B．杯子所受浮力的大小相同 C．容器内水的深度相同 D．木块对杯子底部力的大小相同 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4节 水的浮力 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 浮力 1 一、水的浮力 1 二、探究浮力大小的影响因素 1 题型2 阿基米德原理 6 题型3 物体浮沉条件 8 一、物体浮沉条件 8 二、物体浮沉条件的应用 9 【能力培优练】 12 【链接中考】 26 【重难题型讲解】 题型1 浮力 一、水的浮力 1．浮力概念：液体(气体)对浸入其中的物体都会产生向上的浮力。 2．浮力的方向是竖直向上的。 3．浮力的施力物体：液体，浮力的受力物体：浸入液体中的物体。 4．弹簧测力计测浮力的方法：先测出物体在空气中的重力G，再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F，那么F浮＝G－F。 二、探究浮力大小的影响因素 【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关？ 【猜想与假设】（1）游泳池里越往深水区走，所受的浮力越大，由此猜想：浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积或浸没深度有关； （2）鸡蛋在纯水中会下沉，但在浓盐水中却能漂浮，由此猜想：浮力大小可能与液体的密度有关； （3）木头在水中漂浮，但铁块在水中下沉，由此猜想：浮力的大小可能与浸没在液体中的物体密度有关。 【进行实验】 实验目的 变量控制 图示 现象及分析 探究结论 探究浮力的大小与物体浸没深度的关系 同一物体浸在同一液体中，物体浸没的深度不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数相同，即浮力相同 浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关 探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系 液体的密度相同，同一物体浸入液体的体积不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计示数不同，即浮力不同，F1>F2 物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关 探究浮力的大小与液体密度的关系 同一物体浸在液体中的体积相同，液体密度不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同，即浮力不同，F2>F1 物体受到的浮力于液体的密度有关 探究浮力的大小与物体密度的关系 两个体积相同、质量不同的物体，浸入在同一液体中 甲、乙两种情况下弹簧测力计的示数差相同，即浮力相同 物体所受的浮力与物体的密度无关 【总结归纳】浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关（与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关）。在液体密度相同时，浸入液体的体积越大，物体受到的浮力越大；在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。 【典例1】（2024秋•绍兴期中）探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N，下列分析正确的是（　　） A．金属块a浸没在水中时，受到浮力的大小为0.6N B．利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系 C．利用乙、丙，可以探究浮力的大小与液体密度的关系 D．利用丙、丁，可以探究浮力的大小与物体密度的关系 【解答】解：A、由图乙知，金属块浸没在水中，弹簧测力计的示数为1.0N，所以金属块a受到的浮力为F浮＝G﹣F示＝1.6N﹣1.0N＝0.6N，故A正确； B、图甲、乙比较知，金属块a浸入水中，排开水的体积不同，所以可探究的是浮力与物体排开液体的体积的关系，故B错误； C、图乙、丙比较知，体积不同的金属块a与塑料块b，浸没在水中，所以可探究的是浮力大小与物体排开液体体积的关系，故C错误； D、图丙、丁比较知，塑料块b浸没在水及酒精中，弹簧测力计的示数不同，说明塑料块所受的浮力不同，所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系，而不是探究浮力的大小与物体密度的关系，故D错误。 故选：A。 跟踪训练1（2024秋•绍兴期中）如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。 （1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 N。 （2）分析图丙、丁可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度 （选填“有关”或“无关”）。 （3）分析 两图可知，浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是 kg/m3。 【解答】解：（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，则金属块的重力为G＝4.8N；金属块浸没在水中时受到的浮力F浮＝G﹣F水＝4.8N﹣2.8N＝2N； （2）分析丙、丁可知，当金属块完全浸没在水中后排开水的体积相同，在水中的深度不同，弹簧测力计示数相同，浮力的大小相同，则浮力的大小与深度无关； （3）要探究浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关，就要让液体密度不同，其他条件相同，对比图示，应用丁、戊两图分析； 金属块浸没在水中时受到的浮力F浮＝2N； 由F浮＝ρ液gV排得，金属块的体积V＝V排2×10﹣4m3， 金属块浸没在盐水中时受到的浮力F浮′＝G﹣F盐水＝4.8N﹣2.4N＝2.4N， 则盐水的密度为ρ盐水1.2×103kg/m3。 故答案为：（1）2；（2）无关；（3）丁、戊；1.2×103。 跟踪训练2（2024秋•湖州期中）如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和过程，其中弹簧测力计所挂的是同一金属块。 （1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 N。 （2）分析丙、丁可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度 （填“有关”或“无关”）。 （3）分析 两图可知，浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。 （4）根据上述实验，可得金属块的体积为 m3，戊图中盐水的密度是 kg/m3。 【解答】解：（1）簧测力计的分度值为0.2N，则金属块的重力为G＝4.8N；金属块浸没在水中时受到的浮力F浮＝G﹣F水＝4.8N﹣2.8N＝2N； （2）分析丙、丁两图，当金属块完全浸没在水中后，金属块的深度不同，但测量力计示数相同，根据称重法测浮力F浮＝G﹣F可知，丙、丁两图金属块所受浮力的大小相同，故得出当金属块浸没在水中后，所受浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。 （3）要探究浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度的关系，需要控制物体排开液体的体积不变，改变液体的密度，分析图丁、戊可知：浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。 （4）金属块浸没在水中受到的浮力F水＝2N，金属块的体积等于金属块浸没在水中时排开水的体积： ； 由图甲戊知，金属块浸没在盐水中受到的浮力： F盐水＝G﹣F戊＝4.8N﹣2.4N＝2.4N， 金属块在水中和在盐水中排开液体的体积相等，盐水的密度： 。 故答案为：（1）2；（2）无关；（3）丁、戊；（4）2×10﹣4；1.2×103。 题型2 阿基米德原理 1.阿基米德原理 (1)内容：浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力； (2)公式： F浮＝G排液＝m排液g＝ρ液gV排液； (3)单位： ρ液：kg/m3，V排液：m3。 注意：阿基米德原理只是浮力的计算公式，不是浮力产生的原因。 等效替换是指用与研究对象特征相同的等效对象，替换原来的对象的研究方法。在研究阿基米德原理时，用溢杯把溢出的水收集起来，再称出溢出的水的重，得到物体所受的浮力等于物体排开水的重力. 2.浮力产生的原因 浮力产生的原因：物体的上、下表面受到压力差。 【典例2】（2023秋•拱墅区校级期中）如图所示容器中，底部和侧壁分别有木塞a和b，且a、b在水中的体积相等，则（　　） A．a受到的浮力大 B．a，b受到的浮力相等 C．只有a塞受到的浮力为零 D．a，b塞受到的浮力均为零 【解答】解：根据图示可知，a木塞在瓶底，a木塞底部不接触液体，即底部不受液体压力的作用，故a木塞不受浮力；b木塞在侧壁，一部分下表面和上表面浸在水中，故b木塞受到的浮力不为零。 故选：C。 跟踪训练1（2024秋•台州期中）将四个物体分别放入四只相同且盛满水的溢水杯中，四只小烧杯也完全相同，静止后如图所示。其中物体受到浮力最大的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：由图可知：V甲排＜V乙排＜V丙排＜V丁排， 由ρ和G＝mg得： G排＝ρ水V排g： G甲排＜G乙排＜G丙排＜G丁排； 由阿基米德原理可知：物体所受浮力的大小与排开液体的重力相等， 则受到的浮力关系为：F甲浮＜F乙浮＜F丙浮＜G丁浮。 故选：D。 跟踪训练2（2024秋•瑞安市期中）质量相同的实心铝块A为长方体，B为梯形，C为正方形，D为圆球体，如图所示，且C的表面很光滑与容器底密闭接触，在这四种情况下（　　） A．A所受的浮力最大 B．B所受的浮力一定比A小 C．A所受的浮力最小，B、C、D浮力是一样大的 D．A、C所受的浮力都小于B，C所受的浮力为零 【解答】解：（1）C的表面很光滑与容器底密闭接触，则C不受浮力，其受浮力为零，C错误； （2）由题意知，质量相同的四个实心铝块，由ρ可知，四个铝块的体积相同； BD都是全部浸没，由F浮＝ρ水gV排可知，BD受浮力相等，A部分浸没，所以A受到的浮力小于BD受到的浮力，AB错误，D正确。 故选：D。 题型3 物体浮沉条件 一、物体浮沉条件 1．物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体的浮沉取决于 F浮和 G 的大小。(实心物体浸没在液体中) F浮<G F浮>G F浮＝G(V排液＝V物) F浮＝G(V排液<V物) ρ液<ρ物 ρ液>ρ物 ρ液＝ρ物 ρ液>ρ物 下沉 上浮 悬浮 漂浮 注意： ①上浮和下沉都是不稳定状态，是动态过程。上浮的物体最终会浮出液面，而处于漂浮状态；下沉的物体最终会沉到容器底处于静止状态； ②漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而处于平衡状态，F浮＝ G ； ③沉到水底时：F浮＋F支＝G。 二、物体浮沉条件的应用 1．物体浮沉条件的应用 (1)航天员水下模拟训练：悬浮时，F浮＝G； (2)轮船：将钢铁做成空心，增大排开液体的体积，增大浮力使F浮＝G； ①因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋，其受到的浮力不变； ②根据F浮＝ρ液gV排液，同一艘轮船从海洋行驶到江河，因为F浮不变，ρ液减小，所以 V排液变大，即船身稍下沉； (3)潜水艇：它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变自身重力来实现的； (4)密度计：利用物体浮沉条件工作的。因为F浮＝ρ液gV排液，液体密度不同，密度计排开液体的体积就不同； (5)热气球和飞艇：采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。 【典例3】（2024秋•浙江期中）2024年8月，我国自主研制的载人飞艇AS700（图1）成功实现跨省区长途飞行。图2是它的内部结构简化图，飞艇的主气囊中填充的是氦气，这是一种密度比空气小的气体，为飞艇提供了浮力。通过风机控制副气囊中的空气进出（整个过程中气艇的总体积保持不变），来改变内部气体的密度，从而实现浮沉的控制。要使飞艇下降，风机的工作状态和此时飞艇在竖直方向上的受力情况是（　　） A．充入空气，F浮总小于G总 B．充入空气，F浮总大于G总 C．释放空气，F浮总小于G总 D．释放空气，F浮总大于G总 【解答】解：根据物体的浮沉条件可知，要使飞艇下降，使得自身的重力变大，则需要向副气囊中充入空气，使密度变大，飞艇受到的重力变大，当大于其受到的总浮力即可实现下降，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 跟踪训练1（2024秋•安吉县期中）潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，急剧下降的过程称为“掉深”。如图，某潜水艇从a处驶入低密度海水区，“掉深”到b处。与a处相比，潜水艇在b处（　　） A．受到浮力大小变小 B．受到浮力大小变大 C．排开液体重力不变 D．排开液体重力变大 【解答】解：某潜水艇从a处高密度海水区驶入b处低密度海水区时，由于V排不变，海水密度减小，由F浮＝G排＝ρ液gV排可知其受到的浮力减小、其排开液体的重力减小，故A正确。 故选：A。 跟踪训练2（2024秋•鄞州区期中）A、B、C三个物体放入水中静止时的状态如图所示，其中A、B两物体的体积相同，B、C两物体的质量相等，下列说法中正确的是（　　） A．物体A所受的浮力一定大于B所受的浮力 B．物体C所受的浮力一定小于A所受的浮力 C．物体C所受的浮力一定小于B所受的浮力 D．物体C所受的浮力一定大于A所受的浮力 【解答】解：A、由图可知，A漂浮，B悬浮，则V排A＜VA，V排B＝VB， 由于A与B体积相同，则：V排A＜V排B； 根据F浮＝ρgV排可知：F浮A＜F浮B；故A错误； BCD、放入水中静止后，B悬浮，C沉底， 根据浮沉条件可知：F浮B＝GB，F浮C＜GC； 已知B、C质量相等，则：GB＝GC； 所以，F浮B＞F浮C， 由于F浮A＜F浮B；F浮B＞F浮C。 所以，B物体所受浮力一定是最大的，A、C的浮力大小关系无法比较，故BD错误，C正确。 故选：C。 【能力培优练】 1. （2025春•淳安县期中）小金将金鱼装入有水的塑料袋中，扎紧袋口（如图）。将塑料袋放入盛水的玻璃缸中（忽略塑料袋质量），这个装着水和鱼的塑料袋在玻璃缸中所处的状态是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：由图知，金鱼悬浮在袋内的水中，金鱼的平均密度等于水的密度，不计塑料袋质量和体积时，只有当袋中水和鱼的总体积等于排开水的体积V排时，袋内水和金鱼的总重力才等于受到的浮力，才能处于静止状态（漂浮状态），即此时袋内外液面应相平，故B正确。 故选：B。 2. （2024秋•杭州校级期中）浮力知识在生活中的应用非常广泛，下列说法正确的是（　　） A．图甲橡皮泥船漂浮在水中，受到的浮力大于总重力 B．图乙悬浮的潜水艇想要实现上浮时，需要向蓄水仓中注水 C．图丙盐水选种时，沉入水底的良种浮力大于重力 D．图丁点燃孔明灯后，内部空气密度比外部空气密度小到一定程度时孔明灯上升 【解答】解：A．根据物体浮沉条件可知，当橡皮泥船漂浮在水面上时，受到的浮力等于总重力，故A错误； B．潜水艇是通过改变自身重力来实现浮沉的，悬浮的潜水艇想要实现上浮时，应当减小其重力，故应将悬停在水中的潜水艇水舱里的水排出一部分，当重力小于受到的浮力时，潜水艇上浮，故B错误； C．根据物体的浮沉条件可知，沉入水底的良种浮力小于其自身的重力，故C错误； D．加热孔明灯内部空气，内部空气的密度比外部空气的密度小到一定程度，则孔明灯受到的浮力会大于自身重力，则孔明灯向上升，故D正确。 故选：D。 3. （2024秋•义乌市期中）三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中。小球静止后状态如图所示，关于三个容器中小球受到的浮力大小判断正确的是（　　） A．F甲＞F乙＞F丙 B．F甲＜F丙＜F乙 C．F甲＞F乙＝F丙 D．F甲＜F乙＝F丙 【解答】解：由图知，小球在甲容器中下沉，浮力小于其重力； 小球在乙容器中漂浮，在丙容器中悬浮，所以小球所受的浮力与自身的重力相等， 已知三个完全相同的小球，则其重力相等；所以小球受到的浮力大小关系是F甲＜F乙＝F丙。 故选：D。 4. （2025春•富阳区期中）潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，急剧下降的过程称为“掉深”。如图，某潜水艇从a处驶入低密度海水区，“掉深”到b处。与a处相比，潜水艇在b处（　　） A．受到浮力大小变小 B．受到浮力大小变大 C．受到浮力大小不变 D．无法确定海底 【解答】解：某潜水艇从a处高密度海水区驶入b处低密度海水区时，由于V排不变，海水密度减小，由F浮＝G排＝ρ液gV排可知其受到的浮力减小其排开液体的重力减小，故A正确。 故选：A。 5. （2023秋•乐清市校级期中）杭州亚运会期间，同学们在操场放飞代表希望的气球，气球在斜向上升空过程中受到空气浮力的方向是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 【解答】解：浮力方向竖直向上，由图可知，气球在斜向上升空过程中受到空气浮力的方向是F3。 故选：C。 6. （2024秋•南湖区校级期中）劳动实践中，小明把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗，他先将一个空桶漂浮在水面上，然后将池底的鹅卵石捞出并放置在桶内，桶仍漂浮在水面（不考虑捞出过程中带出的水）。 （1）某块鹅卵石在水池底部时，它受到的浮力 （填“大于”“小于”或“等于”）它的重力。 （2）全部鹅卵石捞出放置在桶内时，水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会 （填“上升”“下降”或“不变”）。 【解答】解：（1）某块鹅卵石在水池底部时，它受到的浮力小于它的重力； （2）鹅卵石捞出前沉底，浮力小于重力，即F浮1＜G，将鹅卵石捞出放置在桶内时，鹅卵石与小桶都处于漂浮状态，此时鹅卵石的浮力等于重力，即F浮2＝G，所以F浮1＜F浮2，即鹅卵石捞出放置在桶内时鹅卵石的浮力变大，根据F浮＝ρ液gV排知排开水的体积变大，水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升。 故答案为：（1）小于；（2）上升。 7. （2024秋•乐清市校级期中）某科学小组为验证阿基米德原理选用相关器材进行实验，器材如下：弹簧测力计、溢水杯、小水桶、小石块和水、细线（体积忽略不计）。 （1）实验步骤如图1所示，甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。若 成立（用已测得的物理量表示），则可以验证阿基米德原理； （2）实验过程中，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，出现这结果的原因可能是什么？（写出一条即可） ； （3）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2所示。向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中，A、B示数的变化量 （选填“相等”或“不相等”）； （4）比较两种实验方案，改进后的优点是 。 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 【解答】解：（1）根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于排开液体所受的重力，即当：F1﹣F3＝F4﹣F2，公式正立，即说明阿基米德原理成立。 （2）实验中若溢水杯中的水没有装满，则浮力大小与物体排开液体重力不相等。 （3）图2中A弹簧测力计示数的变化量表示的是浮力，B弹簧测力计示数的变化量表示的是排开水的重力，根据阿基米德原理可知，A、B示数的变化量相等。 （4）A．测力计A的示数变化量才表示的是物体受到的浮力，故A不符合题意； B．实验器材生活化，且测力计不用人为拉住，测力计固定，示数更稳定，故B符合题意； C．能同步观察测力计A，B示数的变化，得到浮力与排开液体重力的关系，故C符合题意。 故选BC。 故答案为：（1）F1﹣F3＝F4﹣F2；（2）溢水杯中的水没有装满；（3）相等；（4）BC。 8. （2024秋•衢州校级期中）今年国庆期间我市东方恒太广场上大型广告气球随风飘扬，于是小科画了右图气球所受的浮力，其中正确的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 【解答】解：气球受到的浮力方向是竖直向上的，故正确的是F2。 故选：B。 9. （2024秋•永嘉县校级期中）甲、乙、丙、丁四个形状体积都相同而材料不同的球体，它们在水中静止的情况如图所示，其中所受浮力相等的球是（　　） A．只有甲和乙 B．甲、乙和丙 C．丙和丁 D．甲、乙、丙和丁 【解答】解：甲、乙、丙、丁四个形状体积都相同， 由图知，四个球排开水的体积： V甲＜V乙＜V丙＝V丁， 根据F浮＝ρ水v排g可知， 四个球受到的浮力： F甲＜F乙＜F丙＝F丁。 故选：C。 10. （2024秋•绍兴期中）某科学小组制作如图所示的潜水艇模型，以下说法正确的的是（　　） A．潜水艇在水面下匀速下潜时，受到的浮力小于重力 B．潜水艇工作原理是改变自身体积 C．潜水艇漂浮在水面上时浮力大于重力 D．若想让潜水艇上浮，需要向左压注射器活塞 【解答】解：A．根据二力平衡的条件可知：潜水器在水面下匀速下潜，受到浮力与重力二力平衡，大小相等，即浮力等于重力，故A错误； B．潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的，不是依靠改变自身的体积来实现浮沉的，故B错误； C．潜水艇漂浮在水面上时受到平衡力的作用，浮力等于重力，故C错误； D．如果潜水艇需要上浮，则浮力要大于重力，需要减小潜水艇的重力，所以需要向左压注射器活塞，故D正确。 故选：D。 11. （2024秋•浙江期中）在学习《水的浮力》后，小J参加的项目学习小组为了更好说明浮力形成的原因，设计了如图所示装置。小J将该仪器浸没在水中后，以下仪器上、下和左、右橡皮膜形变方向和程度符合浮力形成原因的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：当容器浸没在水中时，容器左右两侧橡皮膜受到的压强相同，左右两侧橡皮膜的凹陷程度相同；在液体内部深度越深，压强越大，因此容器下侧橡皮膜受到的压强大于上侧橡皮膜受到的压强，下侧橡皮膜凹陷的程度更大，使得容器上下两侧存在压力差，从而使容器产生向上的浮力。 故选：C。 12. （2024秋•上城区校级期中）如图甲所示，高为1m的均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定速度下降，直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图象。若不计水的阻力，则下列说法正确的是（　　） A．石料受到的重力为900N B．石料刚好浸没时所受的浮力为900N C．石料的体积为0.05m3 D．石料的密度为1.8×103kg/m3 【解答】解：A．由图乙可知，AB段拉力大小不变，此时石料未接触水面，此时钢绳的拉力F＝1400N； 根据二力平衡条件可得，石料的重力G＝F＝1400N，故A错误； B．由乙图可知，CD段钢绳拉力最小，为900N，CD段为石料完全浸没水中的过程，所以石料刚好浸没时所受的浮力为：F浮＝G﹣F拉＝1400N﹣900N＝500N，故B错误； C．石料的体积等于排开水的体积，即，故C正确； D．石料的质量为：，石料的密度为：，故D错误。 故选：C。 13. （2024秋•江北区校级期中）如图所示，台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯，一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没在水中，剪掉细绳以后，木块上浮至静止，下列说法正确的是（　　） A．剪断细线前，木块所受的浮力等于木块的重力 B．剪断细线前，托盘受到的压力等于烧杯与水的重力之和 C．剪断细线后，水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量 D．剪断细线后，托盘受到压力的变小 【解答】解：A、木块被用细线拉着浸没在水中，木块受到竖直向下的重力和拉力，以及竖直向上的浮力，浮力等于木块的重力加上绳子对它的拉力，故A错误。 BD、把烧杯、水和木块作为一个整体，剪断细线前托盘受到的压力等于烧杯、水和木块的重力之和；剪断细线后，托盘受到压力仍然等于烧杯、水和木块的重力之和，所以，剪断细线后，托盘受到压力的不变。故BD错误。 C、木块浸入水中，此时木块受到的浮力是大于重力的，当绳子剪断后，木块上浮，最终漂浮在水面上，此时浮力等于重力，同时烧杯内水位会下降，下降的这部分水的重力等于木块漂浮在水面上时减少的排开水的重力，即减小的浮力，因为力的作用是相互的，所以水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量，故C正确； 故选：C。 14. （2024秋•诸暨市校级期中）用弹簧测力计称得容器和水的总重为5N（如图甲），将体积为10cm3的物体A全部投入水中，弹簧测力计的示数T1为0.4N（如图乙）.若将容器、水和浸投水中的物体A用弹簧测力计一起称量（如图丙），弹簧测力计的示数为T2，则（　　） A．浸没水中的物体A所受浮力为0.5N B．浸没水中的物体A所受浮力为0.4N C．弹簧测力计的示数T2为5.5N D．弹簧测力计的示数T2为5.1N 【解答】解：AB、物体全部浸没在水中，则物体排开水的体积：V排＝V＝10cm3＝1×10﹣5m3， 由阿基米德原理得物体受到的浮力为：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣5m3＝0.1N；故AB错误； CD、物体A全部浸入水中时，弹簧测力计的示数T1＝0.4N，则物体的重力：G＝F浮+T1＝0.4N+0.1N＝0.5N， 图甲中容器和水的总重为5N，即G总＝5N， 图丙中弹簧测力计的示数为容器、水和物体的总重力，即T2＝G总′＝G总+G＝5N+0.5N＝5.5N，故C正确，D错误。 故选：C。 15. （2024秋•嵊州市期末）当海水的温度及所含盐分变化时，可能会导致海水密度发生突变，在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层。在如图所示的情形中，若有潜艇潜航至此水域时，就会急速下沉，发生“掉深”事故，危及潜艇安全。下列说法正确的是（　　） A．潜艇在高密度水层中悬浮时，所受浮力大于其重力 B．潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时，所受浮力不变 C．潜艇遇“掉深”进行自救时，需快速排出潜艇水箱中的水 D．潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程，所受浮力不变 【解答】解：A、潜艇在高密度水层悬浮时，潜艇处于静止状态，所受的浮力等于其重力，故A错误； B、由阿基米德原理F浮＝G排＝ρ液gV排可知，潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时，V排不变，ρ液变小，因此所受的浮力变小，故B错误； C、潜艇遭遇“掉深”时潜艇受到的浮力小于重力，因此进行自救时，需快速排出水箱中的水，减小潜艇的重力，从而使重力小于潜艇受到的浮力才能重新上浮，故C正确； D、由阿基米德原理F浮＝G排＝ρ液gV排可知，潜艇从刚露出水面至漂浮在水面的过程中，ρ液不变，V排变小，其所受浮力变小，故D错误。 故选：C。 16. （2024秋•南湖区期末）肺活量是身体机能的重要指标之一，它是指一个人做最大吸气后，再做最大呼气所呼出气体的体积，单位是毫升（mL）。如图是一种测定肺活量的实用方法，图中的A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒（圆筒壁体积忽略不计），测量前排尽其中的空气（即测量前筒内充满水）。测量时，小嘉同学吸足空气，再通过B尽量将空气呼出，呼出的空气通过导管进入A内，使A浮起。已知：圆筒质量为200g，横截面积为200cm2，筒底浮出水面的高度为H为16cm，大气压强为1.0×105Pa。 初中学生肺活量标准对照表 等第 男生 女生 优秀 3700﹣3940mL 2800﹣2900mL 良好 3200﹣3450mL 2500﹣2650mL 及格 2000﹣3080mL 1500﹣2400mL （1）请求出此时开口薄壁圆筒排开水的体积。 （2）请通过计算来判断小嘉同学（男生）的肺活量指标等第。 【解答】解：（1）吹气后圆筒漂浮在水面上，根据浮沉条件知，F浮＝G＝mg； 根据阿基米德原理知，F浮＝G排＝ρgV排； 即ρ水gV排＝mg； 所以薄壁圆筒排开水的体积； （2）此时A中气体的体积； 小嘉同学的肺活量在3200﹣3450mL之间，所以属于良好等级。 答：（1）请求出此时开口薄壁圆筒排开水的体积是200cm3； （2）小嘉同学（男生）的肺活量是良好等级。 17. （2024秋•鄞州区校级期末）钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具，其主要由鱼钩、铅坠、浮漂（7颗相同浮子）构成，该钓具各部分参数如表所示。假如垂钓时，浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上，漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上，为浮子的理想状态（忽略鱼线弯曲造成的影响，即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用）。如图乙所示，某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时，鱼饵的质量为1.5×10﹣3kg，体积为1×10﹣6m3，沉到水底后未与塘底紧密接触，有4颗浮子浸没在水下、有3颗浮子漂浮在水面上，且浮子处于理想状态。取ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，则： 名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线 质量m/kg 4×10﹣4 9×10﹣4 4×10﹣4 不计 体积V/m3 8×10﹣7 1×10﹣7 不计 不计 （1）浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大？ （2）当鱼饵静止在水平塘底时，鱼饵受到的支持力为多大？ （3）当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，浮子仍处于理想状态，水面下浸没的浮子有多少颗？ 【解答】解：（1）浸没在水中的1颗浮子受到的浮力为： F浮子＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣7m3＝0.008N， 4颗浮子受到的总浮力为： F浮子总＝4F浮子＝4×0.008N＝0.032N； （2）浮子、铅坠、鱼钩和鱼饵整体处于平衡状态，它们受到的浮力、重力和支持力合力为0； 铅坠受到的浮力为： F浮铅＝ρ水gV排铅＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣7m3＝0.001N， 鱼饵受到的浮力为： F浮饵＝ρ水gV排饵＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣6m3＝0.01N， 根据力的平衡关系可知， F浮子总+F浮铅+F浮饵+F支＝G浮子总+G浮铅+G浮饵+G鱼钩，即F浮子总+F浮铅+F浮饵+F支＝（m浮子总+m浮铅+m浮饵+m鱼钩）g， 代入数据，0.032N+0.001N+0.01N+F支＝（4×4×10﹣4kg+9×10﹣4kg+1.5×10﹣3kg+4×10﹣4kg）×10N/kg， 解得：F支＝0.001N； （3）当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，浮子、铅坠和鱼钩处于平衡状态，设浸没在水下浮子的个数为n，根据力的平衡关系可知， nF浮子+F浮铅＝nG浮子+G浮铅+G鱼钩，即n×0.008N+0.001N＝（n×4×10﹣4kg+9×10﹣4kg+4×10﹣4kg））×10N/kg， 解得：n＝3。 答：（1）浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为0.032N； （2）当鱼饵静止在水平塘底时，鱼饵受到的支持力为0.001N； （3）当鱼饵被全部吃掉，而鱼未上钩，稳定后，浮子仍处于理想状态，水面下浸没的浮子有3颗。 18. （2023秋•海曙区校级期末）气体的密度与压强有关。为测量实验室内空气的密度，小明在实验室按如图所示步骤进行实验： ①如图甲，将一打足气的足球，放入装满水的容器中，测得溢出水的体积为426毫升。 ②如图乙，将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中，用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒，同时调整量筒的位置，当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时，停止排气。共排气10次。 ③如图丙，拔除气针和乳胶管，把排气后的足球放入装满水的容器中，测得溢出水的体积为420毫升。 （1）图乙中，当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气，其目的是 。 （2）图丙中，足球受到的浮力？ （3）根据测得的数据，计算实验室中空气的密度？ 【解答】解：（1）图乙中，当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气，其目的是使量筒内的气压等于外界大气压，便于测量排出空气的体积。 （2）已知把排气后的足球放入装满水的容器中，测得溢出水的体积为420mL， 此时足球受到的浮力： F浮2＝ρ水gV排2＝1×103kg/m3×10N/kg×420×10﹣6m3＝4.2N （3）图甲中，足球漂浮，则足球的重力： G1＝F浮1＝ρ水gV排1＝1×103kg/m3×10N/kg×426×10﹣6m3＝4.26N， 图丙中，足球漂浮，则足球的重力： G2＝F浮2＝4.2N， 则排出空气的质量： m气6×10﹣3kg， 排出空气的体积： V气＝10×500cm3＝5×10﹣3m3， 所以实验室中空气的密度： ρ气1.2kg/m3。 答：（1）使量筒内的气压等于外界大气压； （2）图丙中，足球受到的浮力为4.2N； （3）实验室中空气的密度为1.2kg/m3。 19. （2020秋•拱墅区期末）2019年12月17日，由我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰（如图甲），正式交付海军。该舰标准排水量（满载时排开的水的质量）为50000吨，航母上搭载的歼——15舰载机每架质量为25吨。海水的密度取1.0×103千克/米3，g＝10牛/千克。求： （1）在标准排水量时，航母所受的浮力为 牛。 （2）当1架歼﹣15舰载机飞离航母后（如图乙），航母排开海水的体积会减小多少？ 【解答】解：（1）航母处于漂浮状态，在标准排水量时，航母所受的浮力： F浮＝G总＝m排g＝50000×103kg×10N/kg＝5×108N； （2）1架歼﹣15舰载机的重力G1＝m1g＝25×103kg×10N/kg＝2.5×105N， 航母漂浮，所受浮力等于自身总重力，当1架歼﹣15舰载机飞离航母后，航母所受浮力的减小量等于1架歼﹣15舰载机的重力，根据阿基米德原理可知航母排开水的体积减少量： ΔV25m3。 故答案为：（1）5×108N；（2）航母排开海水的体积会减小25m3。 【链接中考】 20. （2024•浙江）运河中一艘货船因偏离航道搁浅（如图）。为使该货船能回到航道继续航行，下列措施一定不可行的是（　　） A．借助浮筒使船上浮 B．将货船拖回到航道 C．清除货船底部淤泥 D．将货物搬到甲板上 【解答】解： A、借助浮筒能增大浮力，可以使船上浮，故A不符合题意； B、将货船拖回到航道，可以使船继续航行，故B不符合题意； C、清除货船底部淤泥，能增大船排开的水的体积，从而增大浮力，故C不符合题意； D、将货物搬到甲板上，船和货物的总重力不变，在浮力不变的情况下，不能继续航行，故D符合题意； 故选：D。 21. （2023•衢州）小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关，与物体浸入液体的深度无关”的结论，下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是（　　） ①测力计挂着浸在水中的铁块，慢慢下移，在铁块浸没前测力计示数逐渐变小 ②测力计挂着浸没在水中的铁块，让铁块再下移一段距离测力计示数不变 ③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中，均漂浮在水面上 ④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中，均漂浮在水面上 A．只有②③ B．只有②④ C．只有②③④ D．①②③④ 【解答】解：①、测力计挂着浸在水中的铁块，慢慢下移，深度改变，排开液体体积也改变，故不能证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关； ②、测力计挂着浸没在水中的铁块下移，液体密度和排开液体体积不变，只改变深度，可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关； ③、将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中，均漂浮在水面上，液体密度和排开液体体积不变，下底面深度不同，可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关； ④、将质量相同、形状各异的实心物体放入水中，均漂浮在水面上，根据浮沉条件，浮力等于重力，故三个物体浮力相同，排开液体体积相同，液体密度相同，不同物体深度不同，可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关； 故②③④可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关。 故选：C。 22. （2023•湖州）现将一杯子和木块（不吸水，密度为0.6×103千克/米3）以两种方式放入同一容器中（容器内水的质量保持不变）。如图所示，图1杯子开口向上，浮在水面上。图2杯子倒扣（里面充满水），木块紧贴杯底，一起悬浮在水中。两种情况下（　　） A．木块所受浮力的大小相同 B．杯子所受浮力的大小相同 C．容器内水的深度相同 D．木块对杯子底部力的大小相同 【解答】解：A、图1中，木块放在杯子中，没有浸入水中，所以图1木块所受的浮力为零；图2中，木块浸没在水中，且ρ木＜ρ水，则木块所受的浮力大于重力，所以两种情况下木块所受浮力的大小不相等，故A错误； B、图1杯子所受的浮力大于杯子的重力，图2杯子所受浮力小于杯子的重力，故B错误； C、图1漂浮浮力等于重力，图2悬浮浮力等于重力，V排可知排开水的体积相同，容器内水的深度相同，故C正确； D、图1对杯底的压力等于木块的重力，即F1＝G木＝ρ木gV木＝0.6ρ水gV木； 图2木块对杯子底部的压力等于浮力减去重力，即F2＝F浮﹣G木＝ρ水gV木﹣0.6ρ水gV木＝0.4ρ水gV木， 所以两次木块对杯子底部力的大小不同，故D错误。 故选：C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$