第11讲 浮力（寒假预习讲义）八年级物理新教材苏科版

第11讲 浮力 内容导航——预习三步曲 第一步 学 析教材·学知识：教材精讲精析、全方位预习 练考点·强知识：7大核心考点精准练 第二步 记 串知识·识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步 测 过关测·稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 浮力 1．定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的托力叫浮力。 2．浮力方向：竖直向上， 3．施力物体：液（气）体 4．浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力。如下图所示，。 知识点2 阿基米德原理 1．实验：探究影响浮力大小的因素 【实验原理】 【实验猜想】 （1）浮力大小可能与物体排开液体的体积有关、 （2）可能与液体的密度有关、 （3）可能与物体在液体中的深度有关 【实验器材】弹簧测力计，烧杯，水、盐水、细绳、实心金属块。 甲 乙 丙 丁 戊 【实验步骤】 （1）如图甲，弹簧测力计调零，用弹簧测力计测出金属块的重力G，记录数据。 （2）如图乙、丙、丁，将金属块吊在弹簧测力计下并缓慢浸入水中，一直让金属块浸没于水中一定深度下停止，观察弹簧测力计示数的变化并记录数据。 （3）如图戊，将金属块吊在弹簧测力计下浸没在盐水中与在丁图水中时同一深度，记录弹簧测力计示数。 （4）由得出浮力的变化规律 【实验数据】（仅供参考） 甲 乙 丙 丁 戊 弹簧测力计示数 4N 3N 2N 2N 1.5N 浮力 0N 1N 2N 2N 2.5N 【实验分析】 由甲、乙、丙可知，随着金属块浸入水中的体积越大，深度越深，受到的浮力越大，可见，浮力和物体排开液体的体积有关，和物体在液体中的深度可能有关；由甲、丙、丁可知，当金属块完全浸没于水中后，深度越深，浮力不变，可见，浮力与物体在液体中的深度无关；由甲、丁、戊可知，在浸没在液体中的情况下，金属块在盐水中受到的浮力比在水中的浮力更大，可见，浮力的大小与物体排开液体的密度有关、液体密度越大、浮力越大。 【实验结论】 （1）浮力与物体排开液体的体积有关，其他因素一定时，排开液体体积越大，浮力越大． （2）浮力与液体的密度有关，其他因素一定时，液体密度越大，浮力越大． （3）浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关． 2．实验：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 【实验原理】 【实验猜想】 浮力大小可能等于排开液体所受的重力，可能小于排开液体所受的重力，可能大于排开液体所受的重力。 【实验器材】弹簧测力计，溢水杯，小桶，大小不同的金属块若干等。 甲 乙 丙 丁 【实验步骤】 （1）弹簧测力计调零，如图甲，用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶，记录数据。 （2）如图乙，用弹簧测力计测出小石块的重力G，记录数据。 （3）如图丙，将石块体浸没在盛满水的溢水杯中，记下弹簧测力计的示数F。 （4）如图丁，用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G桶+水。 （5）计算出小石块受到水的浮力F浮和排出水的重力G排，记录数据。 （6）换用不同的石块，重复上述步骤进行实验。 【实验数据】（仅供参考） 甲 乙 丙 丁 弹簧测力计示数 1N 4N 2N 3N 【实验分析】 ，， 【实验结论】 浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开液体的重力。 3．阿基米德原理 （1）内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体受到的重力。 （2）表达式： 导出式： 从公式中可以看出：液体对物体的浮力与排开液体的重力、排开液体的质量、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。 （3）适用条件：液体（或气体）。 注意事项补充： 1．如下图所示，如果物体形状为柱体或上窄下宽，且与容器底部紧密接触，则物体不受到向上的压力，物体将不受到浮力，如插入水中的桥墩，拦河大坝。 2．如下图所示，如果物体形状为柱体或上宽下窄，且与容器底部紧密接触，则物体侧面受到斜向上的压力，如果侧面受到的斜向上的压力大于上表面受到的向下的压力，此时物体不受浮力；如果侧面受到的斜向上的压力大于上表面受到的向下的压力，此时物体受到的浮力将小于与容器底部不紧密接触时的浮力。 3．如下图所示，排开液体的体积可以比液体的总体积大，或者说，排开液体的重力可以比液体的总重力大，即液体产生的浮力可以大于液体的重力。 考点一 浮力 1．将重为7N的物体放入盛满水的溢水杯中，物体静止后溢出3N的水，则物体受到的浮力大小（　　） A．一定是3N B．一定是7N C．可能是4N D．可能是10N 2．两个体积相同的金属球A、B，浸入同种液体中，球A是一部分浸入，如图所示，则（   ） A．球A受到的浮力大 B．球B受到的浮力大 C．两球受到的浮力一样大 D．无法比较 3．下列说法中正确的是（　　） A．浮在液面上的物体受到了浮力，而下沉的物体不受浮力 B．浮在液面上的物体受到的浮力大，而下沉的物体受到的浮力小 C．凡是沉到液体底部的物体都不受浮力 D．浸在液体中的物体都要受到竖直向上的浮力 4．如图所示，A、B是自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，则下列说法中正确的是（　　） A．A物体不一定受到浮力作用 B．B物体一定受到浮力作用 C．C物体不一定受到浮力作用 D．D物体一定受浮力的作用 考点二 阿基米德原理 5．如图所示，将小石块挂在弹簧测力计下如图甲，再浸没入水中（石块没有碰到烧杯底部）如图乙，静止时测力计示数分别是4N和3N，下列说法错误的是（　　） A．石块的重力是4N B．水对石块的浮力是3N C．水对石块的浮力是1N D．图乙中，石块受的力有重力、拉力和浮力 6．如图所示是“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验情景，下列说法正确的是（　　）    A．为完成探究实验，图③中溢水杯不一定要盛满液体 B．为准确测量物体排开水的重力，步骤应先①后② C．实验中物体不完全浸没水中也能得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系 D．既能减小实验误差，又能使操作简便，最合理的实验顺序是①、②、③、④ 考点三 浮力的计算 7．如图甲所示，弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中。图乙是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。则圆柱体受到的最大浮力是 N；圆柱体的密度是 g/cm3。（g=10N/kg） 8．如图所示，在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验中。将物体逐渐浸入水中，弹簧测力计的示数逐渐变 ，这说明物体受到的浮力和 有关，浸没时物体受到的浮力为 。 9．在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中，若王冠的质量为490g，浸没在水中称时，王冠重4.5N，则这顶王冠在水中所受的浮力为 N，它排开水的重力为 N，王冠的体积为 m3，王冠的密度为 kg/m³。（g取10N/kg，水＝1.0×103kg/m3） 1．如图是验证阿基米德原理的实验操作，在这一实验中测出浮力大小的步骤是（　　） A．D和E B．C和D C．B和E D．C和E 2．放入水中的甲和乙两个不吸水物块，甲受到的浮力大于乙受到的浮力，则甲的（　　） A．质量一定大 B．体积一定大 C．密度一定大 D．排开水的体积一定大 3．“上能九天揽月，下可五洋捉鳖”，下列研究对象的浮力消失的是（　　） A．地面课堂上压入水中的乒乓球 B．太空空间站压入水中的乒乓球 C．升上千米高空的热气球 D．潜入万米海底的中国载人潜水器 4．如图所示，把重3.5N的石块挂在弹簧测力计上，将石块浸没在水中，弹簧测力计示数变为1.5N。下列有关说法正确的是（   ） A．石块上、下表面受到的压力差为2N B．石块所受浮力方向竖直向下 C．石块浸没在水中受到的浮力为1N D．石块下表面受到的压力为2N 5．下列关于浮力大小的说法正确的是（　　） A．质量相等的甲、乙两个铜块，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，乙受到的浮力大 B．质量相等的铜块和铝块，都浸没在煤油中，铜块受到的浮力大 C．质量相等的铜块和铝块，铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，铝块受到的浮力大 D．体积相同的甲、乙两个铜块，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，甲、乙受到的浮力一样大 6．用一细绳拴住体积为0.6dm3、重为4N的物体，使它浸没在水中，此时物体受到水的浮力是 N。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 7．如图甲和乙，弹簧测力计甲示数为8N，当A浸在水中静止时弹簧测力计示数为7N。可知物体A的质量为 kg，乙图所示物体A浸入水中所受的浮力为 N，（g=10N/kg）。 8．如图所示，小明和小红在探究“影响浮力大小的因素”。首先用弹簧测力计吊着一个金属球慢慢浸入水中，当金属球完全浸入水中之前，发现弹簧测力计的示数 （选填“不变”、“逐渐变大”或“逐渐减小”）。由此小明猜想：浮力的大小与物体浸入液体的深度有关；小红猜想：浮力的大小与物体浸入液体的体积有关，由此你认为 。（选填“小明的猜想合理”、“小红的猜想合理”或“两人的猜想都合理”） 9．用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好相平，如图甲所示，由此处匀速下放物块，直至浸没于水中。物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示，对于此图回答以下问题：（） (1)物块受到的重力为 N； (2)物块浸没在水中时受到的浮力是 N； (3)物块刚好浸没时下表面受到水的压力为 N。 10．把一个铁块浸没在盛满酒精的烧杯中，此时从烧杯中溢出8g的酒精，现把它浸没在盛满水的烧杯中，则从烧杯中溢出的水的质量是 g，该铁块的质量是 g。（，，，g取） 11．如图所示，一个小球悬浮在斜面上盛水的杯中，画出小球所受的浮力的示意图。 12．小海和小华在学习“浮力”时，根据生活经验，对“物体受到浮力的大小与哪些因素有关”提出猜想并进行了研究。 ①根据鸡蛋在水中沉底、在盐水中漂浮的现象，他们猜想浮力的大小可能与 有关。根据游泳时的感觉，他们猜想浮力的大小可能与物体浸入液体的深度，以及物体浸入液体的体积有关； ②为了验证猜想，他们用力传感器将一长方体金属块悬挂在空量筒中，如图所示，然后逐次向容器中注入密度为ρA的液体A，测出金属块下表面到液面的距离即金属块浸入液体的深度h，计算出金属块浸入液体的体积V和金属块受到的浮力F，将实验数据记录在表一中。然后，换用密度为ρB的液体B重复上述实验，并将实验数据记录在表二中。（） 表一：液体密度为ρA 实验序号 浸入的深度h（厘米） 浸入的体积V（厘米3） 浮力F（牛） 1 2.0 12 0.12 2 6.0 36 0.36 3 10.0 60 0.60 4 15.0 60 0.60 表二：液体液体密度为ρB 实验序号 浸入的深度h（厘米） 浸入的体积V（厘米3） 浮力F（牛） 5 2.0 12 0.10 6 6.0 36 0.30 7 10.0 60 0.50 8 15.0 60 （4） （a）小华分析比较实验序号1、2、3的F和V、h的数据后，得出初步结论：同一物体浸入同一液体中，F与V成正比，而且F与h成正比；小海分析比较实验序号 的数据后，认为小华的结论存在问题，请写出小海观点的依据 ； （b）请补全实验序号8中的数据。 ； （c）他们分析比较表一和表二中的数据，得出结论：同一物体浸入不同液体中， ； ③他们交流后，认为上述得出的结论还不够完善，需要增加一次实验进行论证，下列方案中你建议采用方案 。 （a）仍用上述金属块，浸入密度不同的液体C中，重复实验 （b）仍用上述金属块，增加金属块浸入液体A或B中的深度进行实验 （c）换用其他物质（如其他材质的金属块），仍在液体A或B中进行实验 13．某实验小组在实验室进行了“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。 (1)实验小组的同学分析认为，影响浮力大小的因素有很多，如物体浸在液体中的体积、液体的密度等，故应用 （选填“控制变量法”“理想实验法”或“类比法”）设计并进行实验。实验步骤如图所示。 (2)分析实验图A、D的数据可知，物块浸没在水中时受到的浮力为 N。 (3)由A、B、C、D四个实验图的数据分别为空气中4N,一部分在水中3.5N,一大部分在水中3.1N,全部浸没3N,分析数据，可以初步得出的实验结论是：物体在液体中所受浮力大小与物体浸在液体中的体积有关，浸在液体中的体积越大，物体所受浮力越 （选填“大”或“小”）。 (4)由 三个实验图的数据分析(E图浸没在酒精中,3.2N)，可以初步判断出，在其他条件相同的情况下，浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关，且液体密度越大，物体所受浮力越 （选填“大”或“小”）。（酒精的密度小于水的密度） 14．课外实践活动小组的同学，设计了两种不同的方案测量小石块（不吸水）的密度。 (1)第一组的同学用天平和量筒测量小石块的密度，实验过程如下： ① 把托盘天平放在 工作台上，将游码归零后，发现分度盘如图甲所示，此时应将平衡螺母向 调节，使天平横梁平衡。接着，将小石块放在天平的左盘，在右盘中增减砝码并移动游码，直至横梁再次平衡，示数如图乙所示，则小石块的质量为 g； ② 在量筒中装入适量的水，并记录水面所对应的体积，再把拴上细线的小石块浸没在量筒的水中，如图丙所示，小石块的体积是 cm3； ③ 由此， 可以计算出小石块的密度为ρ= kg/m3。 (2)另一组同学选用了一只量杯和一个小烧杯，也测出了小石块的密度。 步骤一：把小烧杯轻轻放入装有适量水的量杯中，使之漂浮在水面上，记下水面所处位置为 V1； 步骤二：把小石块放入小烧杯中仍处于漂浮，待水面静止后，记下水面所处位置为 V2； 步骤三：取出小石块，小烧杯仍然漂浮在量杯中，用一根细线（不吸水、不计细线的质量和体积）将小石块绑好慢慢放入量杯使其沉底，待水面静止后，记下水面所处位置为 V3； ① 根据实验数据，可以推导出小石头的密度表达式为ρ= ； ② 在实验时如果把步骤二、三交换，若要考虑取出小石块时沾水，则测出小石块的密度比真实值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）； ③ 将实验步骤三和步骤二相比较，当水面都静止时，量杯对桌面的压强将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 15．如图甲所示，用弹簧测力计悬挂一个实心物块，从盛水的烧杯上方某一高度匀速下降，直至物块浸没于水中并继续匀速下降（物块未与烧杯底接触）。物块下降过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面下移的高度h的关系如图乙所示。（忽略液面高度的变化，g取，）求： (1)物块的重力； (2)物块完全浸没在水中时受到的浮力； (3)物块的体积。 (4)物块刚好被完全浸没时，水对物块下表面的压强。 16．如图所示，将一块重为，体积为的石块，用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中，容器中水的深度由上升到。（容器的厚度忽略不计，取，）。求： （1）石块所受的浮力； （2）容器底面积； （3）如图，此时容器内水对容器底部的压强。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11讲 浮力 内容导航——预习三步曲 第一步 学 析教材·学知识：教材精讲精析、全方位预习 练考点·强知识：7大核心考点精准练 第二步 记 串知识·识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步 测 过关测·稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 浮力 1．定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的托力叫浮力。 2．浮力方向：竖直向上， 3．施力物体：液（气）体 4．浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力。如下图所示，。 知识点2 阿基米德原理 1．实验：探究影响浮力大小的因素 【实验原理】 【实验猜想】 （1）浮力大小可能与物体排开液体的体积有关、 （2）可能与液体的密度有关、 （3）可能与物体在液体中的深度有关 【实验器材】弹簧测力计，烧杯，水、盐水、细绳、实心金属块。 甲 乙 丙 丁 戊 【实验步骤】 （1）如图甲，弹簧测力计调零，用弹簧测力计测出金属块的重力G，记录数据。 （2）如图乙、丙、丁，将金属块吊在弹簧测力计下并缓慢浸入水中，一直让金属块浸没于水中一定深度下停止，观察弹簧测力计示数的变化并记录数据。 （3）如图戊，将金属块吊在弹簧测力计下浸没在盐水中与在丁图水中时同一深度，记录弹簧测力计示数。 （4）由得出浮力的变化规律 【实验数据】（仅供参考） 甲 乙 丙 丁 戊 弹簧测力计示数 4N 3N 2N 2N 1.5N 浮力 0N 1N 2N 2N 2.5N 【实验分析】 由甲、乙、丙可知，随着金属块浸入水中的体积越大，深度越深，受到的浮力越大，可见，浮力和物体排开液体的体积有关，和物体在液体中的深度可能有关；由甲、丙、丁可知，当金属块完全浸没于水中后，深度越深，浮力不变，可见，浮力与物体在液体中的深度无关；由甲、丁、戊可知，在浸没在液体中的情况下，金属块在盐水中受到的浮力比在水中的浮力更大，可见，浮力的大小与物体排开液体的密度有关、液体密度越大、浮力越大。 【实验结论】 （1）浮力与物体排开液体的体积有关，其他因素一定时，排开液体体积越大，浮力越大． （2）浮力与液体的密度有关，其他因素一定时，液体密度越大，浮力越大． （3）浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关． 2．实验：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 【实验原理】 【实验猜想】 浮力大小可能等于排开液体所受的重力，可能小于排开液体所受的重力，可能大于排开液体所受的重力。 【实验器材】弹簧测力计，溢水杯，小桶，大小不同的金属块若干等。 甲 乙 丙 丁 【实验步骤】 （1）弹簧测力计调零，如图甲，用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶，记录数据。 （2）如图乙，用弹簧测力计测出小石块的重力G，记录数据。 （3）如图丙，将石块体浸没在盛满水的溢水杯中，记下弹簧测力计的示数F。 （4）如图丁，用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G桶+水。 （5）计算出小石块受到水的浮力F浮和排出水的重力G排，记录数据。 （6）换用不同的石块，重复上述步骤进行实验。 【实验数据】（仅供参考） 甲 乙 丙 丁 弹簧测力计示数 1N 4N 2N 3N 【实验分析】 ，， 【实验结论】 浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开液体的重力。 3．阿基米德原理 （1）内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体受到的重力。 （2）表达式： 导出式： 从公式中可以看出：液体对物体的浮力与排开液体的重力、排开液体的质量、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。 （3）适用条件：液体（或气体）。 注意事项补充： 1．如下图所示，如果物体形状为柱体或上窄下宽，且与容器底部紧密接触，则物体不受到向上的压力，物体将不受到浮力，如插入水中的桥墩，拦河大坝。 2．如下图所示，如果物体形状为柱体或上宽下窄，且与容器底部紧密接触，则物体侧面受到斜向上的压力，如果侧面受到的斜向上的压力大于上表面受到的向下的压力，此时物体不受浮力；如果侧面受到的斜向上的压力大于上表面受到的向下的压力，此时物体受到的浮力将小于与容器底部不紧密接触时的浮力。 3．如下图所示，排开液体的体积可以比液体的总体积大，或者说，排开液体的重力可以比液体的总重力大，即液体产生的浮力可以大于液体的重力。 考点一 浮力 1．将重为7N的物体放入盛满水的溢水杯中，物体静止后溢出3N的水，则物体受到的浮力大小（　　） A．一定是3N B．一定是7N C．可能是4N D．可能是10N 【答案】A 【详解】将重为7N的物体放入盛满水的溢水杯中，物体静止后溢出3N的水，即物体排开水的重力为3N，由阿基米德原理可知，物体受到的浮力为3N，则物体受到的浮力大小一定为3N。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．两个体积相同的金属球A、B，浸入同种液体中，球A是一部分浸入，如图所示，则（   ） A．球A受到的浮力大 B．球B受到的浮力大 C．两球受到的浮力一样大 D．无法比较 【答案】B 【详解】由题意可知，两球浸在同种液体中，B球排开液体的体积更大。由可知，B球所受浮力更大。 故选B。 3．下列说法中正确的是（　　） A．浮在液面上的物体受到了浮力，而下沉的物体不受浮力 B．浮在液面上的物体受到的浮力大，而下沉的物体受到的浮力小 C．凡是沉到液体底部的物体都不受浮力 D．浸在液体中的物体都要受到竖直向上的浮力 【答案】D 【详解】A．浸在液体中的物体都会受到液体对它施加的竖直向上的浮力，与物体上浮和下沉无关，所以不管是浮在液面上的物体还是下沉的物体都受浮力作用，故A错误； B．浸在液体中的物体受到的浮力大小只与液体密度和浸入液体的体积大小有关，与物体上浮还是下沉无关，故B错误； C．浸在液体中的物体都会受到液体对它施加的竖直向上的浮力，因此沉到液体底部的物体也会受浮力作用，故C错误； D．浸在液体中的物体都要受到竖直向上的浮力，故D正确。 故选D。 4．如图所示，A、B是自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，则下列说法中正确的是（　　） A．A物体不一定受到浮力作用 B．B物体一定受到浮力作用 C．C物体不一定受到浮力作用 D．D物体一定受浮力的作用 【答案】B 【详解】浮力是由于液体对物体上下表面的压力差产生的。如果物体下表面没有液体（或下表面受到的压力为 0），则不受浮力。 AB．A漂浮在水面上，B物体完全浸没在水中，两物体的下表面有向上的水压力，一定受到浮力，故A错误，B正确； C．C物体是容器壁凸起的部分，下表面有水，受水的压力，所以C受到浮力作用，故C错误； D．D物体是容器底凸起的一部分，下表面没有水（与容器底部一体，没有水进入下表面）。下表面不受水的压力，因此没有向上的压力，只有上表面受到向下的水压力。所以D不受浮力，故D错误。 故选B 。 考点二 阿基米德原理 5．如图所示，将小石块挂在弹簧测力计下如图甲，再浸没入水中（石块没有碰到烧杯底部）如图乙，静止时测力计示数分别是4N和3N，下列说法错误的是（　　） A．石块的重力是4N B．水对石块的浮力是3N C．水对石块的浮力是1N D．图乙中，石块受的力有重力、拉力和浮力 【答案】B 【详解】由图甲及二力平衡的条件可知，石块的重力大小等于弹簧测力计的示数，为4N，而图乙中，石块受到水的浮力、弹簧测力计的拉力和自身的重力，则由力的平衡条件可得水对石块的浮力为F浮=G-F拉=4N-3N=1N，故ACD正确，不符合题意，B错误，符合题意。 故选B。 6．如图所示是“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验情景，下列说法正确的是（　　）    A．为完成探究实验，图③中溢水杯不一定要盛满液体 B．为准确测量物体排开水的重力，步骤应先①后② C．实验中物体不完全浸没水中也能得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系 D．既能减小实验误差，又能使操作简便，最合理的实验顺序是①、②、③、④ 【答案】C 【详解】A．物体放入水中前，溢水杯应该是装满水的，否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积，物块排开水所受的重力变小，得不出正确结果，故A错误； B．为准确测量物体排开水的重力，步骤应先测出空桶的重力即步骤②，后测量水和桶的重力①，否则导致空桶重力偏大，故B错误； C．实验中物体不完全浸没水中，浮力和排开液体的重力同时减小，也能得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系，故C正确； D．图中①、②、③、④顺序，先测量水和桶的总重力，再测量空桶的重力，由于空桶中有残留的水使得空桶的重力偏大，会导致排开水的重力偏小，先浸没测拉力，后测量重力，石块附带水，使得重力会偏大，因而实验不准确，合理的顺序是：②、④、③、①；故D错误。 故选C。 考点三 浮力的计算 7．如图甲所示，弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中。图乙是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。则圆柱体受到的最大浮力是 N；圆柱体的密度是 g/cm3。（g=10N/kg） 【答案】 8 1.5 【详解】[1][2]由图乙可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知物重G=F拉=12N 图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力F=4N，圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12N-4N=8N 圆柱体的体积 圆柱体的密度 8．如图所示，在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验中。将物体逐渐浸入水中，弹簧测力计的示数逐渐变 ，这说明物体受到的浮力和 有关，浸没时物体受到的浮力为 。 【答案】 小 排开液体的体积 0.5 【详解】[1][2]用弹簧测力计吊一物体缓缓浸入水中，弹簧测力计的示数逐渐变小，根据石块受到的浮力知，石块的重力G不变，测力计示数F越来越小，则石块受到的浮力越来越大，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。 [3]由甲图知，物体的重为3.0N，丁图中测力计示数为2.5N，物体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力，则浮力为F浮=G-F=3.0N-2.5N=0.5N 9．在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中，若王冠的质量为490g，浸没在水中称时，王冠重4.5N，则这顶王冠在水中所受的浮力为 N，它排开水的重力为 N，王冠的体积为 m3，王冠的密度为 kg/m³。（g取10N/kg，水＝1.0×103kg/m3） 【答案】 0.4 0.4 【详解】[1]王冠所受重力为 由称重法测浮力可知，王冠受到的浮力 [2]由阿基米德原理得知，王冠的排开水的重 [3][4]王冠排开液体的体积与王冠的体积相等为 王冠的密度为 1．如图是验证阿基米德原理的实验操作，在这一实验中测出浮力大小的步骤是（　　） A．D和E B．C和D C．B和E D．C和E 【答案】B 【详解】因题中验证阿基米德原理，B步骤为测量空桶的重力，C步骤为用弹簧测力计测物体的重力G，D步骤为将物体浸没在溢水杯的水中，记下弹簧测力计的示数F，E步骤为测量空桶和排出的水的总重。根据可求浮力大小。在这一实验中，测出浮力大小的步骤是C和D，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．放入水中的甲和乙两个不吸水物块，甲受到的浮力大于乙受到的浮力，则甲的（　　） A．质量一定大 B．体积一定大 C．密度一定大 D．排开水的体积一定大 【答案】D 【详解】由题意可知，因为甲和乙都是放入水中，根据浮力计算公式F浮=ρ液gV排可知，在同种液体中，物体受到的浮力大小只与排开液体的体积有关，因为在水中甲受到的浮力大于乙受到的浮力，所以可以确定的是甲排开水的体积一定大于乙排开水的体积，而甲和乙之间质量、体积和密度的大小关系由于已知条件不充分，均无法判断。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．“上能九天揽月，下可五洋捉鳖”，下列研究对象的浮力消失的是（　　） A．地面课堂上压入水中的乒乓球 B．太空空间站压入水中的乒乓球 C．升上千米高空的热气球 D．潜入万米海底的中国载人潜水器 【答案】B 【详解】A．地面课堂上压入水中的乒乓球，排开水的体积越来越大，所受的浮力越来越大，故A不符合题意； B．因为太空中，物体都处于失重状态，所以太空站中，压入水中的乒乓球，没受到水的压力的作用，那么乒乓球不受到浮力的作用，故B符合题意； C．热气球能升到高空，是由于受到空气浮力的作用，故C不符合题意； D．潜入万米海底的潜水器受到水的浮力的作用，故D不符合题意。 故选B。 4．如图所示，把重3.5N的石块挂在弹簧测力计上，将石块浸没在水中，弹簧测力计示数变为1.5N。下列有关说法正确的是（   ） A．石块上、下表面受到的压力差为2N B．石块所受浮力方向竖直向下 C．石块浸没在水中受到的浮力为1N D．石块下表面受到的压力为2N 【答案】A 【详解】AC．根据称重法可得，石块浸没在水中受到的浮力F浮=G-F示=3.5N-1.5N=2N 根据浮力产生原因，上下表面压力差等于浮力大小，故为2N，故A正确，C错误； B．浮力方向始终是竖直向上的，与重力方向相反，故B错误； D．根据 由于石块上下表面的表面积未知，石块所处的深度未知，所以无法求出石块下表面受到的压力，故D错误。 故选A。 5．下列关于浮力大小的说法正确的是（　　） A．质量相等的甲、乙两个铜块，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，乙受到的浮力大 B．质量相等的铜块和铝块，都浸没在煤油中，铜块受到的浮力大 C．质量相等的铜块和铝块，铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，铝块受到的浮力大 D．体积相同的甲、乙两个铜块，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，甲、乙受到的浮力一样大 【答案】C 【详解】A.两个铜块甲、乙的质量相等，根据密度计算公式可知，甲、乙的体积相同。甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，由于，根据阿基米德原理可知，甲受到的浮力大，故A错误； B.铝块和铜块的质量相等，由于，根据密度计算公式可知，铝块体积大。两者都浸没在煤油中，则铝块排开煤油的体积大，根据阿基米德原理可知，铝块受到的浮力大，故B错误； C.铝块和铜块的质量相等，由于，根据密度计算公式可知，铝块体积大。铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，铝块排开水的体积大，铝块所浸没的液体的密度大，根据阿基米德原理可知，铝块受到的浮力大，故C正确； D.体积相同的甲、乙两个铜块，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，根据阿基米德原理可知，甲受到的浮力大，故D错误。 故选C。 6．用一细绳拴住体积为0.6dm3、重为4N的物体，使它浸没在水中，此时物体受到水的浮力是 N。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 【答案】6 【详解】因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以 此时物体受到水的浮力为 7．如图甲和乙，弹簧测力计甲示数为8N，当A浸在水中静止时弹簧测力计示数为7N。可知物体A的质量为 kg，乙图所示物体A浸入水中所受的浮力为 N，（g=10N/kg）。 【答案】 0.8 1 【详解】[1]由图甲可知，物体A的重力为8N，则物体A的质量为 [2]由称量法可知，乙图中物体A受到的浮力大小为 8．如图所示，小明和小红在探究“影响浮力大小的因素”。首先用弹簧测力计吊着一个金属球慢慢浸入水中，当金属球完全浸入水中之前，发现弹簧测力计的示数 （选填“不变”、“逐渐变大”或“逐渐减小”）。由此小明猜想：浮力的大小与物体浸入液体的深度有关；小红猜想：浮力的大小与物体浸入液体的体积有关，由此你认为 。（选填“小明的猜想合理”、“小红的猜想合理”或“两人的猜想都合理”） 【答案】 逐渐减小 两人的猜想都合理 【详解】[1]当金属球慢慢浸入水中，排开的体积逐渐变大，金属球受到的浮力变大，所以在完全浸没水中之前，弹簧测力计的示数逐渐变小。 [2]以上实验看出，浮力的大小与物体浸入液体的体积有关，故小红的猜想合理；因金属球未完全浸入水中，随着浸入的深度增加，浮力在变大，故小明的猜想也是有道理的。 9．用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好相平，如图甲所示，由此处匀速下放物块，直至浸没于水中。物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示，对于此图回答以下问题：（） (1)物块受到的重力为 N； (2)物块浸没在水中时受到的浮力是 N； (3)物块刚好浸没时下表面受到水的压力为 N。 【答案】(1)8 (2)4 (3)4 【详解】（1）由图乙可知，物块未浸入水中时，弹簧测力计示数为8N，由称重法可知，物块的重力为8N。 （2）由图乙可知，物块浸没在水中时，弹簧测力计示数为4N，由称重法测浮力可知，物块浸没在水中时受到的浮力为 （3）物块刚好浸没时，弹簧测力计示数为4N，由称重法测浮力可知，此时物块受到的浮力为 物块受到的浮力等于下表面受到水的压力减去上表面受到水的压力，物块刚好浸没时，上表面受到水的压力为0N，此时，物块受到的浮力等于下表面受到水的压力，故物块刚好浸没时下表面受到水的压力为4N。 10．把一个铁块浸没在盛满酒精的烧杯中，此时从烧杯中溢出8g的酒精，现把它浸没在盛满水的烧杯中，则从烧杯中溢出的水的质量是 g，该铁块的质量是 g。（，，，g取） 【答案】 10 79 【详解】[1][2]铁块在酒精中受到的浮力，因为，所以铁块的体积，则从烧杯中溢出的水的质量，铁块的质量。 11．如图所示，一个小球悬浮在斜面上盛水的杯中，画出小球所受的浮力的示意图。 【答案】 【详解】浮力的方向是竖直向上的，作用点在物体的重心，从重心作竖直向上的有向线段，并标上F浮，即为浮力的示意图，如图： 12．小海和小华在学习“浮力”时，根据生活经验，对“物体受到浮力的大小与哪些因素有关”提出猜想并进行了研究。 ①根据鸡蛋在水中沉底、在盐水中漂浮的现象，他们猜想浮力的大小可能与 有关。根据游泳时的感觉，他们猜想浮力的大小可能与物体浸入液体的深度，以及物体浸入液体的体积有关； ②为了验证猜想，他们用力传感器将一长方体金属块悬挂在空量筒中，如图所示，然后逐次向容器中注入密度为ρA的液体A，测出金属块下表面到液面的距离即金属块浸入液体的深度h，计算出金属块浸入液体的体积V和金属块受到的浮力F，将实验数据记录在表一中。然后，换用密度为ρB的液体B重复上述实验，并将实验数据记录在表二中。（） 表一：液体密度为ρA 实验序号 浸入的深度h（厘米） 浸入的体积V（厘米3） 浮力F（牛） 1 2.0 12 0.12 2 6.0 36 0.36 3 10.0 60 0.60 4 15.0 60 0.60 表二：液体液体密度为ρB 实验序号 浸入的深度h（厘米） 浸入的体积V（厘米3） 浮力F（牛） 5 2.0 12 0.10 6 6.0 36 0.30 7 10.0 60 0.50 8 15.0 60 （4） （a）小华分析比较实验序号1、2、3的F和V、h的数据后，得出初步结论：同一物体浸入同一液体中，F与V成正比，而且F与h成正比；小海分析比较实验序号 的数据后，认为小华的结论存在问题，请写出小海观点的依据 ； （b）请补全实验序号8中的数据。 ； （c）他们分析比较表一和表二中的数据，得出结论：同一物体浸入不同液体中， ； ③他们交流后，认为上述得出的结论还不够完善，需要增加一次实验进行论证，下列方案中你建议采用方案 。 （a）仍用上述金属块，浸入密度不同的液体C中，重复实验 （b）仍用上述金属块，增加金属块浸入液体A或B中的深度进行实验 （c）换用其他物质（如其他材质的金属块），仍在液体A或B中进行实验 【答案】 液体的密度 3和4 3和4两次实验数据表明当物体浸没后，F与h无关 0.50 V相同时，液体密度越大，F越大 （a） 【详解】根据鸡蛋在水中沉底、在盐水中漂浮的现象，他们猜想浮力的大小可能与液体的密度有关。液体的密度越大，浮力越大。 ①[1]先使鸡蛋在两种液体中浸没，根据控制变量法，鸡蛋排开液体的体积不变，而水与盐水的密度不同，鸡蛋在盐水中上浮后漂浮，在水中沉底，所以浮力大小与液体密度有关。 ②（a）[2][3]分析表一实验序号3、4的数据，同一物体浸没在同一液体中时，当浸入的深度h变化时，浸入液体体积相同时，浮力F不变，浮力与h不成正比。 （b）[4]根据表一得出得结论：同一物体浸入同一液体中，当浸入液体体积相同时，浮力F不变，与h无关，所以对比表二实验序号7，得出实验序号8的数据：浸入体积，浮力 F =0.50N。 （c）[5]分析比较表一和表二中的数据，实验序号1、5或2、6或3、7，得出结论：同一物体浸入不同液体中，浸入相同体积，所受浮力不同，V相同时，液体密度越大，F越大。 ③[6]为了使实验结论具有普遍性，防止偶然性，应换用不同液体C进行实验；增加金属块浸入液体A或B中的深度，换用其他物质（如其他材质的金属块），仍在液体A或B中进行实验，不能探究浮力和液体密度的关系，故应选（a）。 13．某实验小组在实验室进行了“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。 (1)实验小组的同学分析认为，影响浮力大小的因素有很多，如物体浸在液体中的体积、液体的密度等，故应用 （选填“控制变量法”“理想实验法”或“类比法”）设计并进行实验。实验步骤如图所示。 (2)分析实验图A、D的数据可知，物块浸没在水中时受到的浮力为 N。 (3)由A、B、C、D四个实验图的数据分别为空气中4N,一部分在水中3.5N,一大部分在水中3.1N,全部浸没3N,分析数据，可以初步得出的实验结论是：物体在液体中所受浮力大小与物体浸在液体中的体积有关，浸在液体中的体积越大，物体所受浮力越 （选填“大”或“小”）。 (4)由 三个实验图的数据分析(E图浸没在酒精中,3.2N)，可以初步判断出，在其他条件相同的情况下，浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关，且液体密度越大，物体所受浮力越 （选填“大”或“小”）。（酒精的密度小于水的密度） 【答案】(1)控制变量法 (2)1 (3)大 (4) A、D、E 大 【详解】（1）探究浮力大小与多个因素（如物体浸在液体中的体积、液体的密度）的关系时，需要保持其他因素不变，只改变其中一个因素来研究该因素对浮力的影响，这种研究方法就是控制变量法，因此应选用控制变量法设计并进行实验。 （2）根据称重法测浮力，浮力大小等于物体在空气中的重力减去物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力。由图A可知物体在空气中的重力为G=4N，图D中物体浸没在水中时弹簧测力计的拉力为F拉=3N，所以物块浸没在水中时受到的浮力为 （3）分析 A、B、C、D 四图数据，物体浸在水中的体积逐渐增大，对应的弹簧测力计拉力分别为4N、3.5N、3.1N、3N，根据称重法，浮力等于重力减拉力，可知浮力逐渐增大，因此可得出结论：浸在液体中的体积越大，物体所受浮力越大。 （4）[1][2]探究浮力与液体密度的关系时，需控制物体浸在液体中的体积相同，改变液体的密度。图A为物体在空气中的重力，图D为物体浸没在水中（密度较大）时的情况，图E为物体浸没在酒精中（密度较小）时的情况，这三图中物体浸在液体中的体积均为全部浸没（体积相同），液体密度不同。由数据可知，水中的拉力（3N）小于酒精中的拉力（3.2N），根据称重法，水中的浮力更大，因此可判断液体密度越大，物体所受浮力越大，故应选A、D、E三个实验图的数据分析。 14．课外实践活动小组的同学，设计了两种不同的方案测量小石块（不吸水）的密度。 (1)第一组的同学用天平和量筒测量小石块的密度，实验过程如下： ① 把托盘天平放在 工作台上，将游码归零后，发现分度盘如图甲所示，此时应将平衡螺母向 调节，使天平横梁平衡。接着，将小石块放在天平的左盘，在右盘中增减砝码并移动游码，直至横梁再次平衡，示数如图乙所示，则小石块的质量为 g； ② 在量筒中装入适量的水，并记录水面所对应的体积，再把拴上细线的小石块浸没在量筒的水中，如图丙所示，小石块的体积是 cm3； ③ 由此， 可以计算出小石块的密度为ρ= kg/m3。 (2)另一组同学选用了一只量杯和一个小烧杯，也测出了小石块的密度。 步骤一：把小烧杯轻轻放入装有适量水的量杯中，使之漂浮在水面上，记下水面所处位置为 V1； 步骤二：把小石块放入小烧杯中仍处于漂浮，待水面静止后，记下水面所处位置为 V2； 步骤三：取出小石块，小烧杯仍然漂浮在量杯中，用一根细线（不吸水、不计细线的质量和体积）将小石块绑好慢慢放入量杯使其沉底，待水面静止后，记下水面所处位置为 V3； ① 根据实验数据，可以推导出小石头的密度表达式为ρ= ； ② 在实验时如果把步骤二、三交换，若要考虑取出小石块时沾水，则测出小石块的密度比真实值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）； ③ 将实验步骤三和步骤二相比较，当水面都静止时，量杯对桌面的压强将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1) 水平 右 17.4 5 (2) 不变 不变 【详解】（1）[1][2]托盘天平的底座不能调节，在调节天平平衡时，先将天平放在水平桌面上，移动游码至标尺左端零刻度线处；指针静止在分度盘中央的左侧，表明左盘要重一些，故应将平衡螺母向右调节，直到天平平衡为止。 [3]由图乙知，标尺的分度值为0.2g，所以石子的质量为 m=10g+5g+2.4g=17.4g [4][5]由图丙知，量筒的分度值为1mL，水的体积为30mL，水和石子的体积为45mL，所以石子的体积为 V=35mL-30mL=5mL=5cm3 小石块的密度为 （2）[1]根据实验步骤一、二，由阿基米德原理，石子所受到重力为 根据实验步骤三，由排水法，石子的体积为 V=V3-V1 小石块的密度为 [2]步骤二、三交换，小石块时沾水，再放入小烧杯中，总的排开体积还是不变，故测得质量、体积均无变化，故密度不变。 [3]当水面都静止时，量杯对桌面的压力等于量杯重力、小烧杯重力、水重力、小石块重力之和，由二到三，都不变，故压力不变，由压强公式，受力面积相同，压强不变。 15．如图甲所示，用弹簧测力计悬挂一个实心物块，从盛水的烧杯上方某一高度匀速下降，直至物块浸没于水中并继续匀速下降（物块未与烧杯底接触）。物块下降过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面下移的高度h的关系如图乙所示。（忽略液面高度的变化，g取，）求： (1)物块的重力； (2)物块完全浸没在水中时受到的浮力； (3)物块的体积。 (4)物块刚好被完全浸没时，水对物块下表面的压强。 【答案】(1) (2)8N (3) (4)400Pa 【详解】（1）根据题目所给信息及图乙，我们能知道物块在未浸入水中时，弹簧测力计的示数就等于物块的重力，此时重力G=12N （2）从题目可知，在图乙的CD段，物块完全浸没在水中。根据称重法测浮力的原理，浮力等于物体在空气中的重力减去物体浸没在液体中时弹簧测力计的拉力，物块被浸没时所受的浮力 （3）由题意及可得，物块被完全浸没时，物块排开液体的体积为物块的体积，则 （4）由图乙可知，从B点开始，物块下表面开始接触水面，物块刚好被完全浸没时，物块下表面浸入水的深度 由可得，物块刚好被完全浸没时，水对物块下表面的压强 16．如图所示，将一块重为，体积为的石块，用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中，容器中水的深度由上升到。（容器的厚度忽略不计，取，）。求： （1）石块所受的浮力； （2）容器底面积； （3）如图，此时容器内水对容器底部的压强。 【答案】(1)1N（2）50cm2（3）1200Pa 【详解】解：（1）石块浸没在水中 V排＝V＝ 根据阿基米德原理，石块所受浮力 （2）据题意，石块浸没在水中后，容器中水的深度由10cm上升到12cm，排开水的体积 则容器底面积 （3）此时容器内水对容器底部的压强 / 学科网（北京）股份有限公司 $