第4章 水与人类 第7讲 物体的浮沉条件及应用-2025-2026学年八年级上册科学重点专题提优讲义（浙教版2024）

本初中科学讲义聚焦物体的浮沉条件及应用，系统梳理浮沉与浮力、重力及密度的关系，衔接轮船、潜水艇、气球等浮力应用实例，构建从基础条件到综合问题解决的学习支架。 资料以福建舰、浮空艇等科技实例为载体，通过自制密度计等实验设计和例题变式训练，培养科学思维与探究实践能力。课中助力教师高效授课，课后帮助学生巩固易错点，提升知识应用与问题解决能力。

第4章 水与人类 第7讲 物体的浮沉条件及应用 总体构架 · 物体的浮沉条件 · 浮力的应用 · 多力平衡问题受力分析 · 利用漂浮条件测密度——密度计 · 利用漂浮条件测密度——巧测质量 · 利用漂浮条件测密度——巧求密度 · 易错点：不判断浮沉状态，直接利用算浮力 · 浮力的应用——浮沉子 · 浮力的计算 · 浮力的应用 一、物体的浮沉条件 1.浮沉现象 （1）物体上浮，最终漂浮在液面上； （2）物体悬浮，可以静止在液面下任何位置； （3）物体下沉，最终沉入液体底部。 2.物体的浮沉条件 （1）物体的浮沉取决于浮力与重力的大小关系： 状态 物体浸没在液体中 物体部分浸在液体中 上浮 悬浮 下沉 漂浮 合力 方向向上 大小为零 方向向下 大小为零 条件 F 浮>G 物 F 浮=G 物 F 浮<G 物 F 浮=G 物 示意图 【特别提示】证明：由于物体浸没在液体中，则，物体的重力，物体所受的浮力。 若，则，故物体会上浮，最终漂浮； 若，则，物体受平衡力的作用，会悬浮； 若，则，故物体会下沉。 （2）物体的浮沉与密度的关系： ①浸没在液体中的物体，若，物体将上浮，最终漂浮； ②浸没在液体中的物体，若，物体将悬浮； ③浸没在液体中的物体，若，物体将下沉。 3.浮沉条件的理解 （1）上浮和下沉是动态过程。物体浸没在液体中时，受到的浮力最大。 ①当时，物体上浮，随着物体不断上升，其将有一部分开始露出液面，物体所受的浮力也开始减小，当到时，物体就处于平衡状态——漂浮。 ②当时，物体下沉，直至容器底对物体产生一定的支持力为止，此时物体在重力、浮力和支持力的作用下处于平衡状态——沉底。 （2）漂浮和悬浮时，物体处于平衡状态。由浮沉条件知，漂浮和悬浮时有，则，可见。 【易错提醒】悬浮与漂浮的区别与联系 悬浮 漂浮 在液体中的位置 液体内部任意位置 液体表面任意位置 体积关系 密度关系 力的关系 【例1】质量为50kg的小蓉戴游泳圈后，能静静地漂浮在水面上，如图所示。游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是（ ） A.5000N B.500N C.50N D.5N 【变式训练1-1】如图所示，在家庭小实验中，某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上，下列操作可行的是（ ） A.向杯子中加盐 B.向杯子中加水 C.倒出少量的水 D.轻轻摇晃杯子 【变式训练1-2】甲、乙、丙是由不同材料制成、质量相等的实心球，把它们投入水中静止后，甲球漂浮、乙球悬浮、丙球沉底，则它们受到浮力的情况是（ ） A.三球浮力相同 B.甲球浮力最小 C.乙球浮力最小 D.丙球浮力最小 二、浮力的应用 1.浮力的改变方法 （1）改变液体（或气体）的密度； （2）改变物体排开液体（或气体）的体积。 2.轮船 （1）原理：空心法。把密度大于水的钢铁制成空心的，使其排开更多的水，增大可以利用的浮力，从而漂浮在水面上。漂浮条件： （2）排水量 ①表示轮船的大小； ②排水量是轮船按照设计要求满载时排开水的质量。 F浮= m排 g 而 F浮 = G船总 ∴ m船+m货= m排 ③载重线 【易错提醒】关于排水量： ①不要误认为排水量是轮船“排开水的重力”，或“排开水的体积”。 ②轮船的排水量指轮船按设计要求满载货物时排开水的质量，是一定的，不变的；轮船空载或载货不满时，排开水的质量不能叫轮船的“排水量”。 ③轮船漂浮，则，。 【深度理解】满载航行的轮船，其排开体积也会发生变化。当轮船在海里和河里航行时，其始终是漂浮的，浮力始终等于重力，保持不变，由于河水密度小于海水密度，由公式知，轮船在海水中排开海水的体积小。 3.潜水艇 （1）原理：通过改变自身重力的方法来实现上浮和下潜。 （2）理解：潜水艇浸没在水中潜航时，浮力不变，向水舱中注水，则自重变大，当时将下潜（图甲）；向外排水，则自重变小，当时将上浮（图乙）。 （3）模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶内打起，将瓶内的水排出，瓶向上浮起。 4.气球和飞艇 （1）原理：充入密度小于空气的气体（或热空气），利用空气浮力来升空。 （2）理解：若氢气球和氦气球放出气球内的一部分气体，其排开空气的体积变小，浮力变小，当时气球将会降落。 热气球工作过程(忽略体积变化)：燃烧器内燃料燃烧→加热气袋内气体→气袋内气体热胀，部分气体从气袋内溢出→气袋内气体的密度变小→气袋内气体的密度比外部气体的密度小到一定程度时，热气球便上升了。 飞艇的降落与气球类似。 5.密度计 （1）作用：测定液体的密度。 （2）构造：一根标有刻度、形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内封装入金属颗粒。 （3）原理：根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成， （4）刻度线分布特点：①刻度线从上到下，对应的密度值越来越大；②刻度线上稀下密。 密度计在任何液体中都是漂浮的，浮力始终等于其重力，保持不变，改变的是排开液体的体积。 由公式知，密度计在密度大的液体中排开液体的体积小，在密度小的液体中排开液体的体积大。 （5）使用方法：将密度计放入待测液体，当密度计静止时，读出与液面齐平的刻度值，即是液体的密度。图中液面对应1.45，说明该液体的密度是1.45×103 kg/m3。 【例2】“福船”因福建所造而得名，是古代海上丝绸之路的重要航运工具。如图所示，船的总质量为，则该船所受到的浮力是______N。（取） 【技法导引】当轮船满载航行时，有，而，，则，即轮船的排水量等于船自身质量与满载的货物的质量之和。 【例3】用硬塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等，制作如图所示的潜水艇模型，不计进排气管体积。要让原本悬浮在位置的潜水艇下潜至位置悬浮，采取的措施是使瓶内气体（ ） A.增加 B.减少 C.先增加后减少 D.先减少后增加 【例4】如图所示，在热气球下方开口处燃烧液化气，使热气球内部气体温度升高，热气球开始离地，徐徐升空。分析这一过程，下列表述正确的是（ ） A.气球内的气体密度变小，所受重力也变小 B.气球内的气体密度不变，所受重力也不变 C.气球所受浮力变大 D.气球所受浮力不变 【例5】如图所示，小华制作了一支简易的密度计。她选择一根长16cm的饮料吸管，将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口，使吸管在液体中漂浮时能保持在______方向。密度计在液体中漂浮时，受到的浮力______(填“大于”“小于”或“等于”)重力。把密度计放入水中，露出液面的长度是7.9cm，再将密度计放入某液体中，露出液面的长度是7cm，则此液体的密度________kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3) 【变式训练2】我国自主研制的亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3万吨，于2022年3月15日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域。驳船因载有“海基一号”而多排开海水的质量（ ） A.等于3万吨 B.大于3万吨 C.小于3万吨 D.都有可能 A 【变式训练3】如图所示，潜水艇能够上浮和下沉是通过改变______来实现的；潜水艇在上浮过程中，未露出水面之前，所受的浮力将______（填“变大”“变小”或“不变”）。 【变式训练4】如图所示，是气象探测保障服务团队，在珠峰大本营准备释放甲、乙两个探空气球采集气象信息，甲的体积小于乙的体积。在探空气球释放前后，气球受到的浮力______（填“大于”“等于”或“小于”）它排开空气所受的重力。 三、多力平衡问题受力分析 重物被下面的绳子挂在水中 重物被上面的绳子挂在水中 重物沉在水底 重物A、B之间被绳拉着，B悬浮在水中，A漂浮在水中 重物A放在重物B上面，B悬浮在水中，A有部分浸在水中 1.利用漂浮条件测密度——密度计 【例1】如图所示，小华制作了一个简易的密度计。她选择一根长16cm的饮料吸管，将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口，使吸管在液体中漂浮时能保持在______方向。密度计在液体中漂浮时，受到的浮力______（填“大于”“小于”或“等于”）重力。把密度计放入水中，露出液面的长度是7.9cm，再将密度计放入某液体中，露出液面的长度是7cm，则此液体的密度为______。（） 【技法导引】转换法测量液体密度：同一物体漂浮在不同液体中所受浮力都等于其所受重力，根据公式V排=F浮/ρ液g，把液体的密度大小转换为排开液体的体积大小，从而把无形的密度转换为有形的体积，方便了密度的测量。 2.利用漂浮条件测密度——巧测质量 【例2】小明制作了一个可测量物体质量的装置，如图10甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200g，小筒底面积50，高12cm，大筒中装有适量的水，托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，将小筒竖直压入水中，当水面距小筒底10cm时，在小筒和大筒上与水面相平位置的刻度均为最大测量值，小筒和大筒的分度值相同。把被测物体放入托盘中，读出小筒或大筒上与水面相平位置对应的刻度值，即为被测物体的质量。 （1）该装置所能测量物体的最大质量为______g。（取） （2）他想利用此装置测算出石块的密度，操作如下，如图乙所示，将石块放入托盘中，读出大筒上的示数为；如图丙所示，将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为，该石块密度的表达式为______（水的密度用表示）。 3.利用漂浮条件测密度——巧求密度 【例3】蓝莓被誉为“水果皇后”。蓝莓果实中含有丰富的花青素、鞣花酸及多种微量元素，具有明目、抗癌、预防动脉硬化等作用。如图11所示是麻江蓝莓果实图片，小明同学将几颗蓝莓放到水中，发现每颗蓝莓有的体积露出水面，则蓝莓的密度是______。 【技法导引】已知物体排开水的体积（或露出水面的体积）与物体体积之间的关系，则可利用关系式计算物体的密度（漂浮物浸入液体中的体积是其总体积的几分之几，物体的密度就是液体密度的几分之几）；该公式可由“（漂浮时，）”变形得到。 4.易错点：不判断浮沉状态，直接利用算浮力 【例4】把体积为、重为的物体放入水中，已知水的密度，取，当物体静止时所受的浮力大小为（ ） A. B.C. D. 【易错警示】对于浸在液体中运动状态未知的物体，计算其浮力时，一定要先判断其浮沉状态，再利用阿基米德原理求浮力。 本专题中考中的主要考点有利用浮沉条件判断物体浮沉及计算物体所受的浮力，以及轮船、潜水艇和气球、飞艇的工作原理，题型有选择题、填空题、实验探究题，试题综合性强，难度较大。 考法1：浮力的应用——浮沉子 【例1】如图所示，是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块冰。据科学家分析，全球气候变暖会导致冰山熔化，海平面升高。下列判断正确的是（ ） A.冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上 B.冰山熔化一部分后排开水的体积不变 C.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力 D.冰山所受的重力小于它排开水所受的重力 考法2：浮力的计算 【例2】如图所示，将棱长为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，取。求： （1）木块受到的浮力。 （2）木块的密度。 （3）木块下表面受到水的压强。 考法3：浮力的应用 【例3】我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇(如图所示)从科考基地上升到海拔9032m的高空，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。浮空艇里充的是密度______(填“大于”或“小于”)空气的气体；该浮空艇是软式飞艇，上升过程中需通过调整气囊中的气压来保持外形不变。上升过程中，该艇受到的浮力______(填“增大”“减小”或“不变”)。 【例4】2024年5月8日下午3时许，我国第三艘航空母舰福建舰完成为期8天的首次航行试验任务，顺利返回上海江南造船厂码头。(ρ海水=1.02×103kg/m3，g取10N/kg) (1)福建舰排水量为88000t，该舰满载时，受到的浮力为_______N。 (2)当福建舰从海上驶回长江港口，受到的浮力_______(填“不变”“变大”或“变小”)，航母要_______(填“下沉”或“上浮”)一些。 (3)一架歼-15舰载机从福建舰甲板起飞后，航母排开的海水体积改变了26m3，则该舰载机的重力为_________N。 1.在水中，鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示，下列说法正确的是（ ） A.水对石头的压强比对木头的小 B.木头受到的浮力大于它自身所受的重力 C.鱼受到的浮力等于它排开水所受的重力 D.石头受到的浮力等于它自身所受的重力 2.小明将体积相等的A、B、C三个不同水果放入水中静止后，A漂浮、B悬浮、C沉底，如图所示。关于它们的密度和受到的浮力大小判断正确的是（ ） A. B. C. D. 3.我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行科目训练时，下列说法正确的是（ ） A.战斗机从甲板上起飞后，航母受到的浮力变小 B.航母能浮在海面上是因为它受到的浮力大于它的总重力 C.甲板上的战斗机受到的重力与战斗机对甲板的压力是一对平衡力 D.甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力 4.下列关于浮力的说法正确的是（ ） A.质量大的物体在液体中所受浮力一定大 B.码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小 C.物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态 D.潜水艇在水面下从大海潜行进入长江，所受浮力不变 5.如图所示，将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中，待小球静止后，两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是（ ） A.甲烧杯中小球受到的浮力大 B.乙烧杯中小球排开液体的质量大 C.甲烧杯中液体的密度大 D.乙烧杯底部受到液体压强大 6.两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是（ ） A.密度计A所受的浮力较小 B.密度计B所受重力较小 C.两密度计底部所受水的压强相等 D.两密度计在水面处的刻度值不同 7.图中重为的天鹅在平静的水面上游动，它受到的浮力是______，它身体浸在水中的体积是______。 8.如图所示，小朋友拿着两个相同的气球，一个充满空气，一个充满氢气，两气球体积相同，从图中可知，气球______里充的是氢气，气球受到的浮力______（填“大于”“等于”或“小于”）气球的重力，气球受到的浮力______（填“大于”“等于”或“小于”）气球受到的浮力。 10.某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里，然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度时，容器处于直立漂浮状态，如图甲所示。已知容器的底面积，，取。 （1）求水对容器下表面的压强。 （2）求容器受到的浮力。 （3）从容器中取出的液体后，当容器下表面所处的深度时，容器又处于直立漂浮状态，如图乙所示。求液体的密度。 11.小金学了浮力的知识后，想制造一台浮力秤，他将一段密度为，粗细均匀的木料，先进行不吸水处理，再将其竖立水中，如图所示，这段木料长为，横截面积为，其上面可以作为秤盘（取），问： （1）质量为的刻度线的位置在哪里？ （2）距离上表面处的刻度对应的质量为多少？ 14 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章 水与人类 第7讲 物体的浮沉条件及应用 总体构架 · 物体的浮沉条件 · 浮力的应用 · 多力平衡问题受力分析 · 利用漂浮条件测密度——密度计 · 利用漂浮条件测密度——巧测质量 · 利用漂浮条件测密度——巧求密度 · 易错点：不判断浮沉状态，直接利用算浮力 · 浮力的应用——浮沉子 · 浮力的计算 · 浮力的应用 一、物体的浮沉条件 1.浮沉现象 （1）物体上浮，最终漂浮在液面上； （2）物体悬浮，可以静止在液面下任何位置； （3）物体下沉，最终沉入液体底部。 2.物体的浮沉条件 （1）物体的浮沉取决于浮力与重力的大小关系： 状态 物体浸没在液体中 物体部分浸在液体中 上浮 悬浮 下沉 漂浮 合力 方向向上 大小为零 方向向下 大小为零 条件 F 浮>G 物 F 浮=G 物 F 浮<G 物 F 浮=G 物 示意图 【特别提示】证明：由于物体浸没在液体中，则，物体的重力，物体所受的浮力。 若，则，故物体会上浮，最终漂浮； 若，则，物体受平衡力的作用，会悬浮； 若，则，故物体会下沉。 （2）物体的浮沉与密度的关系： ①浸没在液体中的物体，若，物体将上浮，最终漂浮； ②浸没在液体中的物体，若，物体将悬浮； ③浸没在液体中的物体，若，物体将下沉。 3.浮沉条件的理解 （1）上浮和下沉是动态过程。物体浸没在液体中时，受到的浮力最大。 ①当时，物体上浮，随着物体不断上升，其将有一部分开始露出液面，物体所受的浮力也开始减小，当到时，物体就处于平衡状态——漂浮。 ②当时，物体下沉，直至容器底对物体产生一定的支持力为止，此时物体在重力、浮力和支持力的作用下处于平衡状态——沉底。 （2）漂浮和悬浮时，物体处于平衡状态。由浮沉条件知，漂浮和悬浮时有，则，可见。 【易错提醒】悬浮与漂浮的区别与联系 悬浮 漂浮 在液体中的位置 液体内部任意位置 液体表面任意位置 体积关系 密度关系 力的关系 【例1】质量为50kg的小蓉戴游泳圈后，能静静地漂浮在水面上，如图所示。游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是（ ） A.5000N B.500N C.50N D.5N 答图 解题秘方：人体受力如图所示，利用算出人的重力，利用公式估算人的体积，再利用公式算出人受到的浮力，则游泳圈对人的作用力等于浮力和人的重力之差。 【答案】C 【解析】小蓉的重力；人体的密度约，人体的体积，小蓉漂浮在水面时，约的体积露出水面，即，小蓉漂浮时受到的浮力，则游泳圈对小蓉的作用力。 【变式训练1-1】如图所示，在家庭小实验中，某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上，下列操作可行的是（ ） A.向杯子中加盐 B.向杯子中加水 C.倒出少量的水 D.轻轻摇晃杯子 【答案】A 【变式训练1-2】甲、乙、丙是由不同材料制成、质量相等的实心球，把它们投入水中静止后，甲球漂浮、乙球悬浮、丙球沉底，则它们受到浮力的情况是（ ） A.三球浮力相同 B.甲球浮力最小 C.乙球浮力最小 D.丙球浮力最小 【答案】D 【解析】三个球的质量相等，由可知，三个球的重力相等;由物体的浮沉条件可知，甲球漂浮，;乙球悬浮，;丙球沉底，，因此。 二、浮力的应用 1.浮力的改变方法 （1）改变液体（或气体）的密度； （2）改变物体排开液体（或气体）的体积。 2.轮船 （1）原理：空心法。把密度大于水的钢铁制成空心的，使其排开更多的水，增大可以利用的浮力，从而漂浮在水面上。漂浮条件： （2）排水量 ①表示轮船的大小； ②排水量是轮船按照设计要求满载时排开水的质量。 F浮= m排 g 而 F浮 = G船总 ∴ m船+m货= m排 ③载重线 【易错提醒】关于排水量： ①不要误认为排水量是轮船“排开水的重力”，或“排开水的体积”。 ②轮船的排水量指轮船按设计要求满载货物时排开水的质量，是一定的，不变的；轮船空载或载货不满时，排开水的质量不能叫轮船的“排水量”。 ③轮船漂浮，则，。 【深度理解】满载航行的轮船，其排开体积也会发生变化。当轮船在海里和河里航行时，其始终是漂浮的，浮力始终等于重力，保持不变，由于河水密度小于海水密度，由公式知，轮船在海水中排开海水的体积小。 3.潜水艇 （1）原理：通过改变自身重力的方法来实现上浮和下潜。 （2）理解：潜水艇浸没在水中潜航时，浮力不变，向水舱中注水，则自重变大，当时将下潜（图甲）；向外排水，则自重变小，当时将上浮（图乙）。 （3）模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶内打起，将瓶内的水排出，瓶向上浮起。 4.气球和飞艇 （1）原理：充入密度小于空气的气体（或热空气），利用空气浮力来升空。 （2）理解：若氢气球和氦气球放出气球内的一部分气体，其排开空气的体积变小，浮力变小，当时气球将会降落。 热气球工作过程(忽略体积变化)：燃烧器内燃料燃烧→加热气袋内气体→气袋内气体热胀，部分气体从气袋内溢出→气袋内气体的密度变小→气袋内气体的密度比外部气体的密度小到一定程度时，热气球便上升了。 飞艇的降落与气球类似。 5.密度计 （1）作用：测定液体的密度。 （2）构造：一根标有刻度、形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内封装入金属颗粒。 （3）原理：根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成， （4）刻度线分布特点：①刻度线从上到下，对应的密度值越来越大；②刻度线上稀下密。 密度计在任何液体中都是漂浮的，浮力始终等于其重力，保持不变，改变的是排开液体的体积。 由公式知，密度计在密度大的液体中排开液体的体积小，在密度小的液体中排开液体的体积大。 （5）使用方法：将密度计放入待测液体，当密度计静止时，读出与液面齐平的刻度值，即是液体的密度。图中液面对应1.45，说明该液体的密度是1.45×103 kg/m3。 【例2】“福船”因福建所造而得名，是古代海上丝绸之路的重要航运工具。如图所示，船的总质量为，则该船所受到的浮力是______N。（取） 解题秘方：根据轮船在水面上“漂浮”这一条件计算浮力。 【答案】 【解析】轮船漂浮，则受到的浮力。 【技法导引】当轮船满载航行时，有，而，，则，即轮船的排水量等于船自身质量与满载的货物的质量之和。 【例3】用硬塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等，制作如图所示的潜水艇模型，不计进排气管体积。要让原本悬浮在位置的潜水艇下潜至位置悬浮，采取的措施是使瓶内气体（ ） A.增加 B.减少 C.先增加后减少 D.先减少后增加 解题秘方：位置悬浮的潜水艇要下潜至位置悬浮，应控制其先下沉再悬浮，可利用浮沉条件解答。 【答案】D 【解析】为了让悬浮在位置的潜水艇下潜至位置悬浮，应从进排气管吸气，使瓶内的压强减小，水进入塑料瓶，使潜水艇受到的重力大于浮力，实现下沉；然后向瓶内加气，向外排水，使其重力等于浮力而悬浮；可见瓶内气体先减少后增加。 【例4】如图所示，在热气球下方开口处燃烧液化气，使热气球内部气体温度升高，热气球开始离地，徐徐升空。分析这一过程，下列表述正确的是（ ） A.气球内的气体密度变小，所受重力也变小 B.气球内的气体密度不变，所受重力也不变 C.气球所受浮力变大 D.气球所受浮力不变 解题秘方：气体密度可利用公式分析或根据密度的影响因素判断，气球所受浮力利用阿基米德原理分析。 【答案】A、D 【解析】热气球内部气体温度升高，体积增大，部分空气跑到气球外部，则气球内的空气密度减小，使气球整体所受重力减小；由阿基米德原理知浮力不变，当时气球升空。 【例5】如图所示，小华制作了一支简易的密度计。她选择一根长16cm的饮料吸管，将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口，使吸管在液体中漂浮时能保持在______方向。密度计在液体中漂浮时，受到的浮力______(填“大于”“小于”或“等于”)重力。把密度计放入水中，露出液面的长度是7.9cm，再将密度计放入某液体中，露出液面的长度是7cm，则此液体的密度________kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3) 解题秘方：有关密度计的题目，可利用漂浮条件(F浮=G)和阿基米德原理解答。 【答案】竖直 等于 0.9×103 【解析】将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口，可以降低密度计的重心，使其能够竖直漂浮在液体中。根据物体浮沉条件可知，密度计在液体中漂浮时，受到的浮力等于重力。 设吸管横截面积为S，由题知吸管浸入水中的深度h水=16cm-7.9cm=8.1cm，吸管浸入某液体中的深度h液=16cm-7cm=9cm，因为吸管在水中和某液体中都是漂浮的，则F浮水=G=F浮液，由公式F浮=ρgV排得，ρ水gSh水=ρ液gSh液，即1.0×103kg/m3×g×S×8.1×10-2m=ρ液×g×S×9×10-2m，解得ρ液=0.9×103kg/m3。 【变式训练2】我国自主研制的亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3万吨，于2022年3月15日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域。驳船因载有“海基一号”而多排开海水的质量（ ） A.等于3万吨 B.大于3万吨 C.小于3万吨 D.都有可能 【答案】A 【变式训练3】如图所示，潜水艇能够上浮和下沉是通过改变______来实现的；潜水艇在上浮过程中，未露出水面之前，所受的浮力将______（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】自重;不变 【变式训练4】如图所示，是气象探测保障服务团队，在珠峰大本营准备释放甲、乙两个探空气球采集气象信息，甲的体积小于乙的体积。在探空气球释放前后，气球受到的浮力______（填“大于”“等于”或“小于”）它排开空气所受的重力。 【答案】等于 三、多力平衡问题受力分析 重物被下面的绳子挂在水中 重物被上面的绳子挂在水中 重物沉在水底 重物A、B之间被绳拉着，B悬浮在水中，A漂浮在水中 重物A放在重物B上面，B悬浮在水中，A有部分浸在水中 1.利用漂浮条件测密度——密度计 【例1】如图所示，小华制作了一个简易的密度计。她选择一根长16cm的饮料吸管，将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口，使吸管在液体中漂浮时能保持在______方向。密度计在液体中漂浮时，受到的浮力______（填“大于”“小于”或“等于”）重力。把密度计放入水中，露出液面的长度是7.9cm，再将密度计放入某液体中，露出液面的长度是7cm，则此液体的密度为______。（） 解题秘方：有关密度计的题目，可利用漂浮条件（）和阿基米德原理解答。 【答案】竖直；等于； 【解析】将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口，可以降低密度计的重心，使其能够竖直漂浮在液体中。 根据物体浮沉条件可知，密度计在液体中漂浮时，受到的浮力等于重力。 设吸管横截面积为，由题知吸管浸入水中的深度，吸管浸入液体中的深度，因为吸管在水中和液体中都是漂浮的，则，由公式得，即，解得。 【技法导引】转换法测量液体密度：同一物体漂浮在不同液体中所受浮力都等于其所受重力，根据公式V排=F浮/ρ液g，把液体的密度大小转换为排开液体的体积大小，从而把无形的密度转换为有形的体积，方便了密度的测量。 2.利用漂浮条件测密度——巧测质量 【例2】小明制作了一个可测量物体质量的装置，如图10甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200g，小筒底面积50，高12cm，大筒中装有适量的水，托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，将小筒竖直压入水中，当水面距小筒底10cm时，在小筒和大筒上与水面相平位置的刻度均为最大测量值，小筒和大筒的分度值相同。把被测物体放入托盘中，读出小筒或大筒上与水面相平位置对应的刻度值，即为被测物体的质量。 （1）该装置所能测量物体的最大质量为______g。（取） （2）他想利用此装置测算出石块的密度，操作如下，如图乙所示，将石块放入托盘中，读出大筒上的示数为；如图丙所示，将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为，该石块密度的表达式为______（水的密度用表示）。 解题秘方：利用漂浮条件测密度，其基本原理是、。 【答案】（1）300（2） 【解析】（1）当水面距小筒底10cm时，，则；由于小筒和托盘处于漂浮状态，则，，测量物体的最大质量。 （2）石块质量为，石块沉入水中时大筒上的示数是石块排开水的质量，为，则石块体积，石块密度。 3.利用漂浮条件测密度——巧求密度 【例3】蓝莓被誉为“水果皇后”。蓝莓果实中含有丰富的花青素、鞣花酸及多种微量元素，具有明目、抗癌、预防动脉硬化等作用。如图11所示是麻江蓝莓果实图片，小明同学将几颗蓝莓放到水中，发现每颗蓝莓有的体积露出水面，则蓝莓的密度是______。 解题秘方：漂浮在水面上的物体可以看成“密度计”，相关的分析可联想“密度计”类题目解答。 【答案】 分析：设蓝莓的体积为，则蓝莓重力，由阿基米德原理知蓝莓受到的浮力；又蓝莓漂浮在水面上，则，，有，解得蓝莓的密度。 【技法导引】已知物体排开水的体积（或露出水面的体积）与物体体积之间的关系，则可利用关系式计算物体的密度（漂浮物浸入液体中的体积是其总体积的几分之几，物体的密度就是液体密度的几分之几）；该公式可由“（漂浮时，）”变形得到。 4.易错点：不判断浮沉状态，直接利用算浮力 【例4】把体积为、重为的物体放入水中，已知水的密度，取，当物体静止时所受的浮力大小为（ ） A. B.C. D. 【答案】A 思路导引：方法一：假设物体全部浸入水中，则物体所受的浮力，，由浮沉条件知物体会上浮，最终漂浮，有。 方法二：物体的密度，，由浮沉条件知物体会上浮，最终漂浮，有。 【易错警示】对于浸在液体中运动状态未知的物体，计算其浮力时，一定要先判断其浮沉状态，再利用阿基米德原理求浮力。 本专题中考中的主要考点有利用浮沉条件判断物体浮沉及计算物体所受的浮力，以及轮船、潜水艇和气球、飞艇的工作原理，题型有选择题、填空题、实验探究题，试题综合性强，难度较大。 考法1：浮力的应用——浮沉子 【例1】如图所示，是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块冰。据科学家分析，全球气候变暖会导致冰山熔化，海平面升高。下列判断正确的是（ ） A.冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上 B.冰山熔化一部分后排开水的体积不变 C.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力 D.冰山所受的重力小于它排开水所受的重力 试题评析：试题关注社会与自然，以冰山熔化为情景，考查浮沉条件和阿基米德原理的应用。 【答案】A 【解析】冰山漂浮在海水中，由物体的浮沉条件可知，冰山的密度小于海水的密度，冰山熔化一部分后，冰山的密度不变，剩余的冰山密度仍小于海水的密度，因此剩余的冰山仍然漂浮在水面上。 冰山漂浮在海水中，由物体的漂浮条件可知，冰山受到的浮力大小（即它排开海水的重力）等于冰山的重力。 冰山熔化一部分后，冰山的重力减小，浮力减小，由阿基米德原理可知，剩余冰山排开海水的体积减小。 考法2：浮力的计算 【例2】如图所示，将棱长为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，取。求： （1）木块受到的浮力。 （2）木块的密度。 （3）木块下表面受到水的压强。 试题评析：试题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、压强公式的掌握和运用，试题因考查的知识点多、综合性强而增大了难度。 解：（1）木块受到的浮力。 （2）正方体木块的体积，因为木块漂浮，则，木块的密度。 （3）由于木块漂浮，则木块下表面受到水的压力，木块的底面积，木块下表面受到水的压强。 考法3：浮力的应用 【例3】我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇(如图所示)从科考基地上升到海拔9032m的高空，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。浮空艇里充的是密度______(填“大于”或“小于”)空气的气体；该浮空艇是软式飞艇，上升过程中需通过调整气囊中的气压来保持外形不变。上升过程中，该艇受到的浮力______(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】小于 减小 【解析】浮空艇是利用在空气中所受的浮力来工作的，根据物体的浮沉条件可知，浮空艇内充的是密度小于空气密度的气体；上升过程中，该浮空艇排开空气的体积不变，空气密度变小，根据F浮=ρ气V排g可知，浮空艇受到的浮力减小。 【例4】2024年5月8日下午3时许，我国第三艘航空母舰福建舰完成为期8天的首次航行试验任务，顺利返回上海江南造船厂码头。(ρ海水=1.02×103kg/m3，g取10N/kg) (1)福建舰排水量为88000t，该舰满载时，受到的浮力为_______N。 (2)当福建舰从海上驶回长江港口，受到的浮力_______(填“不变”“变大”或“变小”)，航母要_______(填“下沉”或“上浮”)一些。 (3)一架歼-15舰载机从福建舰甲板起飞后，航母排开的海水体积改变了26m3，则该舰载机的重力为_________N。 【答案】（1）8.8×108 （2）不变 下沉 （3）2.652×105 【解析】(1)福建舰满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=88000×1000kg×10N/kg=8.8×108N。 (2)福建舰从海上驶回长江港口，福建舰始终处于漂浮状态，所以福建舰受到的浮力不变；由阿基米德原理可知，V排=，又由于海水的密度大于江水的密度，因此航母排开液体的体积要增大，即航母要下沉一些。 (3)舰载机从福建舰甲板起飞后，航母排开的海水体积改变了26m3，则航母受到的浮力变化量ΔF浮=ρ海水gΔV排=1.02×103kg/m3×10N/kg×26m3=2.652×105N。舰载机起飞前后，航母都处于漂浮状态，该舰载机的重力G舰载机=ΔG航总=ΔF浮=2.652×105N。 1.在水中，鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示，下列说法正确的是（ ） A.水对石头的压强比对木头的小 B.木头受到的浮力大于它自身所受的重力 C.鱼受到的浮力等于它排开水所受的重力 D.石头受到的浮力等于它自身所受的重力 【答案】C 【解析】A、因为石头所处的深度比木头所处的深度大，所以水对石头的压强比对木头的大，故A错； B、因为木头漂浮，所以木头受到的浮力等于它自身的重力，故B错； C、根据阿基米德原理可知，鱼受到的浮力等于它排开水的重力，故C正确； D、石头沉底（石头的密度大于水的密度），石头受到的浮力小于它自身的重力，故D错。 2.小明将体积相等的A、B、C三个不同水果放入水中静止后，A漂浮、B悬浮、C沉底，如图所示。关于它们的密度和受到的浮力大小判断正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】A、B、C的体积相等，由图知，三个水果排开水的体积，由公式得三个水果受到的浮力。A漂浮、B悬浮、C沉底，则，故。 3.我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行科目训练时，下列说法正确的是（ ） A.战斗机从甲板上起飞后，航母受到的浮力变小 B.航母能浮在海面上是因为它受到的浮力大于它的总重力 C.甲板上的战斗机受到的重力与战斗机对甲板的压力是一对平衡力 D.甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力 【答案】A 【解析】战斗机从甲板上起飞后航母的总重力减小，航母漂浮所受的浮力等于自身的总重力，则航母受到的浮力变小，故A正确，B错误;甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对平衡力，故C错误;战斗机对甲板的压力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力，故D错误。 4.下列关于浮力的说法正确的是（ ） A.质量大的物体在液体中所受浮力一定大 B.码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小 C.物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态 D.潜水艇在水面下从大海潜行进入长江，所受浮力不变 【答案】B 【解析】浸在液体中的物体受到的浮力等于其排开的液体受到的重力，与物体的质量无关，故A错误;轮船漂浮在水中，受到的浮力等于重力，码头上正在卸货的轮船，其重力减小，受到的浮力逐渐减小，故B正确;物体密度小于液体密度时，物体在液体中处于漂浮状态，故C错误;潜水艇在水面下从大海潜行进入长江，其排开液体的体积不变，液体的密度减小，由公式知，其受到的浮力减小，故D错误。 5.如图所示，将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中，待小球静止后，两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是（ ） A.甲烧杯中小球受到的浮力大 B.乙烧杯中小球排开液体的质量大 C.甲烧杯中液体的密度大 D.乙烧杯底部受到液体压强大 【答案】C 【解析】物体漂浮或悬浮时，受到的浮力和自身的重力大小相等，两个完全相同的小球，重力相等，则两个小球受到的浮力相等，故A错误;由公式知，两小球排开液体的质量相等，故B错误;由浮沉条件可知，，则，故C正确;两杯中液面相平，又，由公式知烧杯底受到液体的压强，故D错误。 6.两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是（ ） A.密度计A所受的浮力较小 B.密度计B所受重力较小 C.两密度计底部所受水的压强相等 D.两密度计在水面处的刻度值不同 【答案】A 【解析】由图知，由阿基米德原理可知，故A正确。两密度计均漂浮在水面，密度计受到的浮力等于自身的重力，因，则，故B错误。两密度计底部到水面的距离，则两密度计底部所受水的压强，故C错误。密度计在水面处的刻度值为水的密度，即两密度计在水面处的刻度值相同，故D错误。 7.图中重为的天鹅在平静的水面上游动，它受到的浮力是______，它身体浸在水中的体积是______。 【答案】 【解析】因天鹅在平静的水面上游动时处于漂浮状态，所以，天鹅受到的浮力F浮=G=50N； 由F浮=ρ液gV排可得，天鹅身体浸入水中的体积： V排=。 8.如图所示，小朋友拿着两个相同的气球，一个充满空气，一个充满氢气，两气球体积相同，从图中可知，气球______里充的是氢气，气球受到的浮力______（填“大于”“等于”或“小于”）气球的重力，气球受到的浮力______（填“大于”“等于”或“小于”）气球受到的浮力。 【答案】A;大于;等于 10.某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里，然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度时，容器处于直立漂浮状态，如图甲所示。已知容器的底面积，，取。 （1）求水对容器下表面的压强。 （2）求容器受到的浮力。 （3）从容器中取出的液体后，当容器下表面所处的深度时，容器又处于直立漂浮状态，如图乙所示。求液体的密度。 【答案】解:(1)水对容器下表面的压强。 (2)水对容器下表面的压力 容器受到的浮力。 (3)由漂浮条件有，由阿基米德原理有 故 取出的液体重力 于是其质量 液体的密度。 11.小金学了浮力的知识后，想制造一台浮力秤，他将一段密度为，粗细均匀的木料，先进行不吸水处理，再将其竖立水中，如图所示，这段木料长为，横截面积为，其上面可以作为秤盘（取），问： （1）质量为的刻度线的位置在哪里？ （2）距离上表面处的刻度对应的质量为多少？ 【答案】解:(1)木料的体积 木料的质量20kg, 木料处于漂浮状态,即 木料排开水的体积 木料没入水中的深度0.2m, 因为此时木料上没有放物体,故浮力秤的0刻度线为距离下表面0.2m处。 (2)水面距离上表面10cm时,浮力秤的浮力 由浮沉条件知,物体所受的重力 物体的质量。 1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $