内容正文:
浮力
1
知识点1 浮力的认识
定 义 浸在 (或气体)中的物体受到 (或气体)对它的向 的力
方 向 总是 的
产 生
原 因 如图所示,浸没在液体(或气体)中的物体,其上、下
表面受到液体(或气体)对它的压力存在 ,
即F浮=
称重法
测浮力 (1)用弹簧测力计测物体所受的重力G;
(2)测出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F示;
(3)物体受到的浮力F浮=
液体
液体
上
竖直向上
压力差
F2-F1
G-F示
2
知识点2 阿基米德原理
内 容 浸在液体中的物体受到向 的浮力,浮力的大小等于
计算公式 F浮=G排=
影响因素 浮力大小跟 和 有关;
而与物体的体积、形状、质量、密度及物体浸没在液体中
的深度等因素
适用条件 不仅适用于液体,也适用于气体
【关联情境】 该知识点常结合科学实验考查阿基米德原理的应用
上
物体排开的液体所受的重力
m排g=ρ液gV排
液体的密度
物体排开液体的体积
无关
3
情境1 鸡蛋浮沉
1.一只质量为52 g的鸡蛋,体积为50 cm3,浸
入盛水的烧杯中,鸡蛋沉在杯底(如图甲),
此时鸡蛋受到的浮力是 N;往杯中加盐
使鸡蛋悬浮(如图乙),此过程鸡蛋受到的浮
力将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
继续往杯中加盐使鸡蛋上浮,最后漂浮在
水面上(如图丙),此时鸡蛋受到的浮力是
N。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
0.5
变大
0.52
4
情境2 密度计
2.物理兴趣小组把吸管的下端密闭并缠绕一段细铜丝(细铜丝体积忽略不计),自制一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A.烧杯甲中液体的密度更大
B.密度计在烧杯乙中受到的浮力更大
C.密度计在烧杯甲、乙中排开液体所受的重力相等
D.密度计在烧杯甲中受到的浮力大于自身的重力
5
知识点3 物体的浮沉条件
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
G F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G=FN+F浮
ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液
最终 最终沉底 可停留在液面
下的任何位置 部分露出液面 静止在底部
<
>
=
=
<
>
=
<
>
漂浮
6
知识点4 浮力的应用
应用 原理
轮船 通过 的办法来增大可利用的浮力
潜水艇 靠改变 的方法来实现上浮或下沉
气球和飞艇 内部充的是密度 空气密度的气体
密度计 在任何液体中都处于 状态,同一密度计浸入液体
越深,该液体的密度越
【关联情境】 该知识点常结合水中的潜水艇、轮船等考查物体浮沉
条件的应用
增大排开液体的体积
自身重力
小于
漂浮
小
7
情境3 行驶的轮船
3.一艘轮船从大海驶入内河,船受到的浮力
大小 (选填“变大”“变小”或“不变”),且轮船
会 (选填“上浮一些”或“下沉一些”)
情境4 潜水艇的浮沉
4.普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过
程中,它所受的浮力逐渐 (选填“变大”“不变”
或“变小”);若潜水艇悬浮在海水中,当用压缩空气把
水舱中的海水排出一部分时,潜水艇将 (选填
“上浮”或“下沉”);在露出海面之前,潜水艇所受的
浮力将 (选填“变大”“不变”或“变小”)
不变
下沉一些
变大
上浮
不变
8
情境5 盐水选种
5.盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙挑选种子的方法,用盐水选种时需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,则漂浮于盐水水面的是次种,沉入容器底的是良种,有关盐水选种过程中下列说法正确的是( )
A.良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B.若良种和次种的体积相同,则良种受到的浮力较大
C.盐水选种时所用盐水的密度要大于所有种子的密度
D.若要选出更饱满的种子,则需要往盐水中加入适当的水
9
考点1 浮力的认识
例1 下列关于浮力的说法正确的是( )
A.物体在液体中受到的浮力大小与物体的重力有关
B.浮力产生的原因是液体内部的压强随深度的增加而增大
C.浸在水中的桥墩受到水浮力的作用
D.浮力的方向与重力的方向相反
10
【解题思路】
①浮力是由于液体对物体竖直向上和竖直向下的压力存在压力差而产生的,方向总是竖直向上的。
②浸在液体中的物体不一定都受到浮力,例如,水中的桥墩,水对其向上的压力为零,因此不受浮力。
11
练1 (2025·青岛市南校级模拟)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
12
考点2 阿基米德原理的理解及应用
例2 (2025·济南改编)如图为用细沙和平底矿泉水瓶(已裁掉瓶口部分)制作的两个简易密度计。甲、乙两密度计的质量相同,甲密度计的横截面积大于乙密度计的横截面积,a、b、c为刻度线,a刻度线与c刻度线到瓶底的距离相等。下列说法不正确的是( )
13
A.甲密度计漂浮在液体中时,它受到的浮力大小等于它受到的重力大小
B.甲密度计a刻度线处表示的液体密度大于b刻度线处表示的液体密度
C.两密度计漂浮在同种液体中时,甲密度计排开液体的体积大于乙密度计排开液体的体积
D.甲密度计a刻度线处表示的液体密度小于乙密度计c刻度线处表示的液体密度
14
【解题思路】
①密度计漂浮在液体中,浮力等于重力,因此同一密度计在不同液体中漂浮的浮力大小相等,根据F浮=ρ液gV排可知,V排越大,即密度计浸入液体中的体积越大,ρ液越小。
②甲、乙两密度计的质量相同,则漂浮时所受的浮力相等,同种液体,则ρ液相等,根据F浮= ρ液gV排可知,V排相等。
③根据漂浮时F浮=G、F浮=ρ液gV排=ρ液gSh浸可知,ρ液aS甲ha=ρ液cS乙hc,根据题意可知,S甲>S乙,ha=hc,因此得ρ液a<ρ液c。
15
练2 (2025·泰安)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有适量等质量的水。甲烧杯中,静止在杯底的铁块,通过细线与浸没在水中的木球相连,此时甲烧杯对桌面的压力为F1;乙烧杯放入相同的铁块,与木球体积相同的铁球悬挂并浸没在水中,静止时乙烧杯对桌面的压力为F2;剪断木球下端的细线后,甲烧杯对桌面的压力为F3。以上操作中,水的质量保持不变,细线质量和体积忽略不计。已知ρ铁>ρ水>ρ木。下列说法中( )
①F1<F2 ②F1>F2 ③F1>F3 ④F1=F3
A.只有①③正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
16
考点3 浮力的计算
【考法1】称重法
例3 如图,一重物挂在弹簧测力计下,物体重为 N,将重物浸没在水中,
弹簧测力计示数为2.6 N(未接触容器底),此时重物所受浮力为 N,方向
。
4.6
2
竖直向上
17
【解题思路】
根据称重法求物体所受的浮力,F浮=G物-F拉,浮力的方向为竖直向上。
18
练3 (2024·枣庄)如图甲所示,使圆柱体缓慢地下降,直至其全部没入水中,
弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱
体受到的重力是 N,圆柱体刚好浸没时,下表面受到水的压强是
Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,
g取10 N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
2.0
1 000
0.5
19
【考法2】 压力差法
例4 一正方体物块悬浮在某液体中,如果物块上表面受到的向下的压力
为2 N,物块下表面受到的向上的压力为8 N,它受到的浮力为 N,
物块所受的重力为 N。
【解题思路】
其下表面受到液体向上的压力比上表面受到液体向下的压力大,因而产生竖直向上的压力差,即为浮力,F浮=F下-F上。
6
6
20
练4 如图所示,一个棱长为10 cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5 N,下表面受到液体的压力F2为13 N(g取10 N/kg)。下列说法错误的是( )
A.正方体受到的浮力为8 N
B.液体的密度为0.8×103 kg/m3
C.正方体上表面到液面的距离h=5 cm
D.液体对正方体下表面的压强为1.3×103 Pa
21
【考法3】 平衡法
例5 (2025·遂宁)2024年12月,我国自主研制建造的076型两栖攻击舰首舰
——“中国人民解放军海军四川舰”正式下水,该舰满载排水量(排开水的质
量)4万余吨。若以满载排水量4万吨来计算,该舰满载时所受浮力大小为
N。不考虑燃料质量变化,该舰由海水密度较小的近海驶向海水
密度较大的远海区域时,排开海水的体积将 (选填“变大”“变小”
或“不变”)。(g取10 N/kg)
4×108
变小
22
【解题思路】
排水量是指排开水的质量,根据F浮=G排=m排g求出四川舰满载时所受的浮力;根据F浮=ρ液gV排=G舰分析排开海水体积的变化。
23
练5 (2025·菏泽东明一模)如图所示,将棱长为5 cm的实心正方体木块轻
轻放入装满水的溢水杯中,木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.1 kg
(g取10 N/kg)。求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度。
24
解:(1)木块受到的浮力:
F浮=G排=m排g=0.1 kg×10 N/kg=1 N。
(2)正方体木块的体积:V木=(0.05 m)3=1.25×10-4 m3,
因为木块漂浮,所以G木=F浮=1 N,
因为G木=m木g=ρ木V木g,所以木块的密度:
ρ木===0.8×103 kg/m3。
25
【考法4】 阿基米德原理法
例6 将一个质量为 1.8 kg,体积为2×10-3 m3的物块放入足量水中,静止后物
块受到的浮力为 N;若再将此物块放入足量酒精中,最终静止后物块
将 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3,
ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
18
沉底
26
【解题思路】
物块的密度ρ物===0.9×103 kg/m3,所以ρ物<ρ水,由浮沉条件可
知,物块放入足量水中,静止后为漂浮状态,此时物块受到的浮力F浮=G物=
m物g=1.8 kg×10 N/kg=18 N。ρ物>ρ酒精,由浮沉条件可知,若再将此物块放
入足量酒精中,最终静止后物块将沉底。
27
练6 (2025·齐齐哈尔)某材料不吸收液体,在酒精或盐水中均不溶解,且不与
酒精或盐水发生化学反应,用该材料制成重1 N的实心球。若将球投入足
够多的酒精中,当球静止时,受到的浮力大小是 N;若将球投入足够多的
盐水中,当球静止时,受到的浮力大小是 N。(已知ρ球=1.0×103 kg/m3,
ρ酒精=0.8×103 kg/m3,ρ盐水=1.1×103 kg/m3)
0.8
1
28
考点4 物体的浮沉条件及其应用
例7 (2025·东营一模)俗语“瓜浮李沉”是指西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉,如图所示。对此现象,下列说法正确的是( )
A.李子下沉过程中所受的浮力逐渐变小
B.西瓜所受的浮力小于李子所受的浮力
C.西瓜漂浮时所受的浮力大于自身重力
D.李子的密度大于西瓜的密度
29
【解题思路】
当李子没有浸没在水中时,随着李子下沉其浸入水中的体积变大,根据阿基米德原理可知其受到的浮力变大;当李子浸没在水中时,随着李子下沉其排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知其受到的浮力保持不变。西瓜漂浮在水面上,所受浮力等于其重力,即F浮西瓜=G西瓜;李子在水中下沉,所受浮力小于其重力,即F浮李子<G李子;由于西瓜所受的重力大于李子所受的重力,即G西瓜>G李子,所以西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力。西瓜漂浮,西瓜的密度小于水的密度,李子下沉,李子的密度大于水的密度,所以西瓜的密度小于李子的密度。
30
练7 (2025·山东)小华在相同气球内装上不同配重做了两个“小鱼”。“小鱼”甲的质量大于“小鱼”乙的质量。注射器可以通过连接“小鱼”的软管对“小鱼”进行抽气和充气,从而改变“小鱼”的体积。初始时,两“小鱼”在水中处于静止状态,如图所示。忽略空气重力及软管对“小鱼”的作用力。“小鱼”所受浮力分别用F甲、F乙表示。下列说法正确的是( )
A.对甲充气,甲上浮,再次静止时F甲小于F乙
B.对甲抽气,甲下沉,再次静止时F甲一定小于F乙
C.对乙充气,乙再次静止时所受浮力比初始时的浮力小
D.对乙抽气,乙再次静止时所受浮力可能等于初始时的浮力
31
练8 (2025·山东样卷)某兴趣小组在探究物体浮沉条件时,在容器中加入一定量的食用油和水,静置分层后,将质量相同的a、b两球放入容器中,两球静止后状态如图所示,此时两球所受浮力分别为Fa、Fb。已知两球密度分别为ρa、ρb,油和水的密度关系为ρ油<ρ水,下列分析正确的是( )
A.Fa=Fb B.Fa<Fb
C.ρa>ρ水 D.ρb<ρ油
32
练9 (2025·青岛崂山二模改编)如图所示,装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其刚好漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,就制作出了一个“浮沉子”。则不正确的是( )
A.调整挤压力度,可以实现“浮沉子”在水中悬浮
B.用力挤压矿泉水瓶,当“浮沉子”下沉时,其所受的浮力变小
C.松开手,“浮沉子”上浮时,小玻璃瓶内的压缩空气会将内部
的水压出一部分
D.潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
33
实验1 探究浮力的大小与哪些因素有关
【设计与进行实验】
1.实验装置
34
2.实验原理:用称重法计算浮力F浮= G-F示 。
3.弹簧测力计的使用及读数。
4.控制变量法的应用
(1)用弹簧测力计提着同一物体,让物体浸入同种液体中的体积不同,目的是探究浮力与 物体排开液体体积 的关系。
(2)用弹簧测力计提着同一物体,分别浸没在不同液体的同一深度,目的是探究浮力与 液体密度 的关系。
(3)用弹簧测力计提着同一物体,让它分别浸没在同种液体的不同深度,目的是探究浮力与 浸没深度 的关系。
35
5.根据实验原理和方法设计、补充实验步骤。
6.根据实验数据绘制实验图像,并分析。
7.实验过程中对操作的评价。
8.根据实验现象、步骤,总结实验结论。
36
【分析、评估与交流】
9.根据实验数据进行相关计算
(1)计算物体的密度;
(2)液体压强的相关计算(p=ρgh);
(3)利用实验数据计算浮力和液体密度
(F浮=G排,ρ液=);
(4)计算其他相关物理量。
10.选用不同液体进行多次实验的目的:使实验结论具有普遍性。
37
【实验结论】
11.物体在液体中所受浮力的大小跟它排开液体的体积和液体的密度
有关,跟浸没的深度无关。
(1)液体密度一定时,物体排开液体的体积 越大 ,物体受到的浮力
越大 ;
(2)物体排开液体的体积一定时,液体的密度 越大 ,物体受到的浮力
越大 。
38
【一题通关1】
1.(2025·云南)实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示。
39
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块
受到的浮力逐渐 ,表明浮力与深度有关;铁块浸没后,继续增加深度,
弹簧测力计示数不变,表明浮力与深度无关,前后结论不一致。分析发现以
上实验的过程中同时改变了深度和 。
(2)改用b中的物块继续探究,此物块重 N,c、d中物块所受浮力均为
N。
由此可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度 关。
变大
排开液体的体积
3.8
1.4
无
40
(3)根据b、d、e三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排
开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力 。分析b、
三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体
密度有关。
(4)若将b中的物体换成相同材料的球体,则不能完成b、c、d三次实验的
探究,具体理由是____________________________________________
_____________________________。
越大
e、f
球体的形状规则,深度不同时排开液体的体积也不同,
不能探究浮力和深度的关系
41
【拓展设问】
(5)物块的密度为 kg/m3,盐水的密度是 kg/m3(上述两
空均保留两位小数),如果在f中物块接触了容器底,且与容器底有力的作用,
此时测量出的浓盐水的密度值将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
1.36×103
1.07×103
偏大
42
(6)有同学提出浮力的大小可能与物体的形状有关,于是小明用两块相同的
橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图甲所示的实验,由此小明得出结
论:浮力的大小与物体的形状有关,你认为这个结论 (选填“可靠”
或“不可靠”),主要原因是 。
不可靠
未控制物体排开液体的体积相同
43
(7)小明用弹簧测力计吊着圆柱体物块缓慢浸入水中,从物块底面接触水面
开始,直到物块刚好接触容器底(物块已浸没),如图乙所示的图像中能正确
表示物块所受浮力F与物块底面浸入水中深度h关系的是 。
D
44
实验2 探究浮力大小与排开液体所受重力的关系
【设计与进行实验】
1.实验装置
45
2.选取物体时的注意事项: 重力不能超过弹簧测力计的量程 、密度大于水且 不吸水 。
3.正确使用溢水杯:溢水杯中的水达到溢水口,以保证物体排开的水全部流入小桶。
4.测量排开水所受重力的方法:先测出空桶所受重力G桶,再测出桶和溢出的水所受的总重力G总,则物体排开的水所受的重力G排= G总-G桶 。
(由图甲、丁得出)
5.物体在水中受到的浮力: F浮=G物-F示 。(由图乙、丙得出)
46
【分析、评估与交流】
6.实验误差分析
(1)先将物体放入水中测拉力,再测物体所受的重力:物体沾水所测重力偏大,所测浮力偏大;
(2)先测桶和排开水所受的总重力,再测桶所受的重力:桶沾水,所测重力偏大,所测排开的水所受重力偏小;
(3)溢水杯中没有装满水:所测排开的水所受重力偏小。
47
7.实验数据的分析与处理:根据已知信息补充完善实验表格,得出实验结论。
8.将水改为其他液体时,利用阿基米德原理计算物体的体积或液体的密度:
V=V排=或ρ液=。
9.更换大小不同的物体进行测量的目的:使实验结论具有普遍性。
【实验结论】
10.浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
48
【一题通关2】
2.(2025·临沂兰山二模)利用铜柱、水、溢水杯、小烧杯、弹簧测力计等器材探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系,按照下图所示的步骤进行实验。(ρ铜=8.9×103 kg/m3)
49
(1)由乙、丙两图可测出铜柱浸没在水中受到的浮力是 N。
(2)由以上步骤可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于
它 。
(3)以下情况不会影响结论的是 。
A.图甲步骤移到图丁步骤后面操作
B.图乙步骤中水面未到达溢水杯的溢水口
C.图丙步骤中铜柱未全部浸没在水中
D.图丙步骤的铜柱碰到溢水杯底部
(4)通过上述实验还可以求出该铜柱的平均密度为 kg/m3,
据此密度数据可判断该铜柱是 (选填“实心”或“空心”)的。
1
排开的液体所受的重力
C
4.6×103
空心
50
【拓展设问】
(5)从图乙步骤到图丙步骤,水对溢水杯底部的压强 (选填“变小”
“变大”或“不变”)。
(6)在图丙步骤中,圆柱体浸没后向下移动但未触底的过程中,其上、下
表面受到水的压力差 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(7)另一小组在图丙步骤的操作中,只将物体的一部分浸在水中,其他步骤
操作正确,则该小组 (选填“能”或者“不能”)得到实验结论。
(8)实验结束后,小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,可取
相同的铁块和铝块,使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小。
不变
不变
能
体积
51
(9)小张利用身边的器材对上述的实验进行改进:两个相同的弹簧测力计A
和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等
器材,装置如图戊所示。实验时小张逐渐升高水平升降台,使重物缓慢浸入
盛满水的溢水杯中(未浸没),观察到弹簧测力计A的示数逐渐 ,弹簧测
力计B的示数逐渐 ,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,弹簧测力计
B的示数变化量为ΔFB,则它们的大小关系是ΔFA (选填“>”“=”或“<”)ΔFB。
变小
变大
=
52
(10)针对两种实验方案,小张实验装置的优点是 (选填序号)。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
B
53
◉古代的计时工具——漏刻
“漏刻”是我国古代重要的计时工具。如图甲所示,上面三只播水壶,分别称为日壶、月壶和星壶,最下层为受水壶,受水壶里有一只插有直立浮箭的浮舟,浮舟漂浮在水面上。当水从播水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮舟被慢慢托起,根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。
54
55
(1)当水位升高时 。
A.浮舟受到的浮力变大
B.浮舟排开水的体积变大
C.浮舟排开水所受的重力不变
D.受水壶底部受到水的压强不变
(2)若浮舟的质量为500 g,则浮舟排开水的体积为 m3。
(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
C
5×10-4
56
(3)图乙为早期铜壶滴漏的铜尺标度,关于“子”“丑”“寅”三个时辰刻度的
大概位置正确的是 (填序号)。
(4)用漏刻计量时间,保持星壶水位的稳定是提高计时精确度的关键。
若水位降低,会导致滴水速度 (选填“提高”或“降低”),是因为水面
高度改变,壶出水口处水的 减小,从而影响计时的精确度。
(5)后期改进的星壶始终处于满水状态,你认为铜尺标度在后期与早期的
对比中,它的变化是 (写出一条即可)。
A
降低
压强
时辰刻度线分布均匀
57
基础巩固练
1.(2025·临沂平邑一模)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在一步步变为现实。如图所示的“国之重器”中不受浮力作用的是( )
A.图甲,遨游的“天宫号”空间站 B.图乙,升空的“圆梦号”飞艇
C.图丙,航行的“辽宁号”航空母舰 D.图丁,下潜的“蛟龙号”潜水器
58
2.(2025·济南历城二模)在容器中加入一定量的水,将体积相同的小球a、b放入容器中,最终自由静止后两球的状态如图所示,则两球的质量ma与mb、此时两球所受浮力与的大小关系是( )
A.ma<mb
B.ma>mb
C.>
D.=
59
3.(2025·黑龙江龙东地区改编)某校学生开展了利用塑料吸管制作简易密度计的综合实践活动。如图甲,他们将吸管一端用小木塞密封,并缠绕上适量细铁丝,使其能竖直地漂浮在水中,标记吸管在水面处的位置a,此时密度计受到的浮力是F甲。如图乙和图丙,再将此密度计分别放在密度为ρ1和ρ2的两种液体中,标记吸管在液面处的位置b、c,密度计受到的浮力是F乙和F丙。下列关系中正确的是( )
A.ρ1>ρ水 F甲>F丙
B.ρ2>ρ水 F甲=F乙
C.ρ1>ρ2 F丙<F乙
D.ρ水>ρ2 F甲=F乙
60
4.(2024·德州)小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是( )
A.金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大
B.金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数
越小
C.金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计
A和B的变化量ΔFA=ΔFB
D.若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
61
5.(2025·河南)(多选)曹冲称象的故事广为流传。如图,称象时,先让象站在船上,在船身与水面交界处做上标记。让象上岸后,再将石头装入船中,直至船身上的标记与水面重合,所装石头的质量即为大象的质量。下列说法正确的是( )
A.图甲中船排开水所受的重力与大象所受的重力大小相等
B.船内石头增多的过程中船底受到水的压强变大
C.船内石头增多的过程中船受到的浮力大小不变
D.图甲中船所受浮力与图乙中船所受浮力大小相等
62
6.(2025·临沂沂水二模)寒假期间,小明学校发起了“悦享劳动喜迎新年”活动。他在帮妈妈洗菜时发现,茄子浮在水面,西红柿沉在水底。利用所学知识他对此作出分析,其中正确的是( )
A.西红柿的密度大于茄子的密度
B.由于茄子漂浮,它受到的浮力大于它自身的重力
C.由于西红柿沉底,它不受浮力
D.茄子受到的浮力大于西红柿受到的浮力
63
7.(2025·自贡)“四川舰”在某次海航时排开水的质量为4.0×107 kg,g取
10 N/kg,它受到的浮力是 N。若其从海水密度大的海域驶入
密度小的海域,吃水深度 (选填“变小”“变大”或“不变”)。
4.0×108
变大
64
8.(2025·黑龙江龙东地区)小宁同学把一个质量为50 g的木块放在水中,
木块漂浮时有的体积露出水面,则这个木块受到的浮力是 N,
它的密度是 g/cm3。(g取10 N/kg)
0.5
0.6
65
9.(2025·陕西A卷)小明想测量一个长方体物块的密度,他用细线提着物块
缓慢放入盛有水的杯中,如图甲所示,压力传感器的示数随物块浸入深度
的变化关系如图乙所示。整个过程中物块受到浮力的变化情况是
,已知物块的质量为2.4 kg,则物块的密度为 kg/m3。
剪断细线,当物块静止后压力传感器的示数为 N。(水的密度为1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg)
先变大后不变
1.2×103
58
66
10.(2025·齐齐哈尔)小明在得出浸在液体中的物体受到的浮力大小跟物体本身因素无关的结论后,进一步探究“浮力的大小跟哪些因素有关”。
67
表一
实验
次序 液体
种类 物体下表面浸
入水中的深度/cm 弹簧测力
计的示数/N
1 水 0 2.7
2 2 2.2
3 4 1.7
4 6 1.7
… … …
68
(1)如图甲所示,小明将装有适量水的烧杯放在盘中,用手把空的饮料罐沿竖
直方向逐渐按入水中。此过程中,手感受到饮料罐受到的浮力逐渐增大。
小明通过分析现象提出猜想,浮力大小可能跟物体浸入液体的深度或物体
浸在液体中的 有关。通过其他生活经验,小明还猜想浮力的大小
可能跟液体密度有关。
体积
69
(2)小明用图乙的实验装置进行实验。将盛有适量水的容器放置在水平桌
面上,正确使用弹簧测力计,将一个长方体铝块(高为4 cm)用细线悬挂在弹
簧测力计下。使铝块沿竖直方向逐渐下降,缓慢浸入水中。实验过程中,
保持弹簧测力计的轴线与铝块的竖直轴线在同一直线上。获取触底前的
多组实验数据并记录在表一中。
①分析实验数据可知,铝块受到的重力是 N,
第2组实验中铝块受到的浮力是 N;
②分析第1、3、4三组实验数据可知,浮力大小跟物体浸入液体的深度
(选填“有关”或“无关”);
③分析第1、2、3三组实验数据可得出初步结论:
。
2.7
0.5
无关
液体密度一定时,浮力的大小与物体浸在液体中的体积成正比
70
(3)小明根据实验的初步结论,设计了用图丙所示装置测量某液体密度的方案。
①将3个空的相同厚底薄壁圆柱形玻璃容器(高为15 cm)放入足够深的水槽中,
待稳定后,容器A、B、C都保持竖直静止,测得容器A、B、C浸入水中的深度
均为6 cm;
②向容器B、C中分别缓慢装入 (选填“质量”或“体积”)相等的某液体和
水。待稳定后,容器A、B、C保持竖直静止,且未触底。测量容器B、C浸入水
中的深度,将容器A、B、C浸入水中的深度记录在表二中;
体积
71
③分析表二中的数据,通过计算可知,液体的密度ρ液= kg/m3。
表二
容器 A B C
容器浸入水中的深度/cm 6 12 11
1.2×103
72
11.(2025·滨州沾化二模)钛镁合金是一种工业产品,其突出特点是密度小、
强度高、机械性能好,韧性和抗蚀性能很好、主要用于建筑材料的再加工。
如图所示,一底面积为100 cm2的圆桶放在水平桌面上,桶内装有0.3 m深的水。
现将一重18 N、体积为400 cm3的钛镁合金圆柱体悬挂于弹簧测力计下,使之
从液面逐渐浸入直至浸没于水中。忽略圆桶的厚度,浸入过程中液体没有从
桶中溢出,g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3,求:
(1)钛镁合金的密度;
(2)圆柱体浸没于水中时受到的浮力;
(3)圆柱体浸没时水对圆桶底面的压强;
(4)当圆柱体浸没时弹簧测力计的示数。
73
解:(1)由G=mg可知,钛镁合金圆柱体的质量:
m===1.8 kg,
由ρ=可知,钛镁合金的密度:
ρ===4.5×103 kg/m3。
(2)圆柱体浸没于水中时,V排=V=4×10-4 m3,
圆柱体浸没于水中时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-4 m3=4 N。
74
(3)圆柱体浸没于水中时,水面升高:
Δh===4 cm=0.04 m,
此时水的深度:h总=h+Δh=0.3 m+0.04 m=0.34 m,
水对圆桶底面的压强:
p=ρ水gh总=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.34 m=3.4×103 Pa。
(4)圆柱体浸没时弹簧测力计的示数:
F=G-F浮=18 N-4 N=14 N。
75
能力提升练
12.(2025·烟台)如图所示,小明洗碗时发现,向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深度越来越大,当水量增加到一定程度时,碗浸没水中,直至沉底。假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则下列关于碗受到的浮力随时间变化规律的图像可能是( )
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13.(2025·凉山)《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的方法,对用于制盐的海水密度有严格要求。关于海水等级的测评,《熬波图咏》中谈到,可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水等级。测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的等级越高(一等海水密度最大等级最高,二、三、四、五等依次次之)。若将以上四颗“浮子”放入盛有待测海水的竹管内,“浮子”的沉浮情况如图所示,下列选项正确的是( )
A.竹管内待测的海水为一等海水
B.①号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”大
D.若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受浮力不变
77
14.(2025·武汉)某同学用同一个圆柱体探究浮力的大小跟哪些因素有关,弹簧测力计示数如图所示,图甲中的圆柱体有一半体积浸入水中。下列结论错误的是( )
A.圆柱体的密度为2×103 kg/m3
B.盐水的密度为1.1×103 kg/m3
C.图丙中圆柱体受到的浮力比图甲中的大1.1 N
D.若图丙中弹簧测力计示数为2.6 N,圆柱体浸入盐水中的体积为总体积的
78
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