内容正文:
第9讲 浮力
考点一 认识浮力
定义 液体或气体对浸在其中的物体都有竖直 的作用力
方向 浮力的方向总是
产生
原因 浸没在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不
同,向上的压力 向下的压力,这两个压力之差就是
浸没在液体中的物体受到的浮力
向上
竖直向上
大于
测量 如图所示,先用弹簧测力计测出物块的重力G,再读出物块
浸在液体中时测力计的示数F示,则物块所受的浮力F浮
= .
G-F示
考点二 阿基米德原理
内容 浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受________的大小
公式 F浮=G排(注意:阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于
气体)
推导式:F浮=m排g=ρ液gV排
说明 物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的
有关,也跟液体的 有关.物体浸在液体中
的 越大、液体的 越大,浮力就越
重力
体
积
密度
体积
密度
大
考点三 物体的浮与沉
分类 上浮 漂浮 悬浮 下沉 沉底
受力图
力的
关系 F浮>G F浮=G F浮=G F浮<G F浮+FN=G
密度
关系
(实心体) ρ液>ρ物 ρ液>ρ物 ρ液=ρ物 ρ液<ρ物 ρ液<ρ物
考点四 浮沉条件的应用
密度计 (1)作用:测量液体密度的工具;
(2)原理:漂浮时受力平衡和阿基米德原理
盐水
选种 把种子放入浓度适宜的盐水中,干瘪、虫蛀的种子会 ,饱满的种子会
潜水艇 浸没在水中时受到的浮力 ,是靠改变
来实现浮沉的
上浮
下沉
不变
自身的重力
热气球、飞艇 通过加热或降温等方法,改变气球或飞艇内气体的
来实现升降
轮船 排水量是指轮船装满货物时排开水的 ,轮船漂浮在水面时,受到的浮力 轮船排开水所受的重力
密度
质量
等于
认识浮力
例1 鼓浪屿和厦门岛之间的海域常有美丽优雅的白鹭盘旋飞翔,故
称鹭江.下列鹭江中的物体没有受到浮力的是( D )
A. 浅海戏水的白鹭 B. 海底水草的叶子
C. 鹭江游弋的小鱼 D. 演武大桥的桥墩
D
物体的浮沉条件及应用
例2 (2025·厦门模拟)水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别装有体积相同而密度不同的两种液体.现将质量相同、体积不同的A、B两个小球分别放入甲、乙两容器中,静止时如图所示.则下列说法正确的是( B )
C
A. 两容器中液体的密度 ρ甲<ρ乙
B.液体对容器底的压强 p甲<p乙
C.小球A、B受到的浮力FA=FB
D.容器对水平桌面的压力F甲=F乙
浮力的计算
例3 (2025·南充)如图甲所示,一轻质弹簧上端固定,下端连接正方体物块,物块上表面恰与水面相平,物块的棱长为10cm,水深为20 cm,弹簧的上端与容器底部之间的高度为35cm,弹簧的弹力大小F与长度L的关系如图乙所示.下列选项正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,弹簧未超过弹性限度)( D )
D
A. 水对物块底部的压强为2 000 Pa
B.弹簧的原长为5m
C. 此时弹簧对物块的压力为20 N
D. 物块的密度为3×103 kg/m3
探究浮力的大小跟哪些因素有关
探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验往往涉及多个因素,
如物体的密度、体积、重力、液体的密度、深度,以及物体排开液体
的体积等,可通过控制变量法进行实验得出结论.在分析过程时,有
时还要应用称重法和阿基米德原理.
1. 实验装置图:
2. 实验器材:弹簧测力计、烧杯、细线、不同密度的液体(如水、
盐水、酒精).
3. 实验过程:
(1)用弹簧测力计吊着同一物体,使物体浸入 液体中
的 不同,具体实验操作如图1A、B、C、D所示;观察各图
中弹簧测力计的示数和物体浸入水中的体积,可以得到结论:浮力的
大小与物体浸在液体中的 有关;物体的重力G= N,B
图中物体受到的浮力F浮= N.
同一
体积
体积
4
0.4
(2)用弹簧测力计吊着同一物体,使物体浸没在酒精中,如图1F,
通过与图1A、E中的实验现象进行对比分析,可以得到结论:浮力的
大小与 有关.
液体的密度
(3)用弹簧测力计吊着同一物体,使物体浸没在同种液体的
深度,即对比图1中A、D、E,可以得到结论:浮力的大小与物
体浸没在液体中的深度无关.小明根据实验A、B、C、D,得出浮力
的大小与深度有关,且深度越深,浮力越大.得出该错误结论的原因
是 .
不
同
没有控制物体排开液体的体积相同
(4)在探究浮力的大小与物体的形状的关系时,将两块相同的橡皮
泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图2所示的实验,根据弹簧测力计
示数得出的结论是浮力的大小与物体的形状有关.该结论是否可
靠? (选填“可靠”或“不可靠”),主要原因是
.
不可靠
没有
控制排开液体的体积相同
(5)实验结论:物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中
的 、液体的密度有关,与物体浸没在液体中的 无
关.物体浸入液体中的体积越 、液体的密度越 ,所受浮
力就越大.
体积
深度
大
大
4. 交流与反思:
(6)实验中,物体的体积为 m3;物体的密度
为 kg/m3;图1的F中酒精的密度为 kg/m3.
(g取10 N/kg)
1×10-4
4×103
0.8×103
5. 实验拓展:
图3
图3是根据图1实验A、B、C、D、E绘制的弹簧测力计示数F与物体
下表面所处深度h的关系图像.
(7)图3中表示弹簧测力计示数F与物体下表面所处深度h变化的关
系图线是 ,表示物体受到的浮力F随h变化的关系图线是 .
(均选填“a”或“b”)
a
b
(8)由图3可知,当物体逐渐开始浸入液体中时,弹簧测力计的示数
不断 ,物体受到的浮力逐渐 ;当物体浸没在液体中
时,弹簧测力计的示数 ,物体受到的浮力 .(均选
填“增大”“减小”或“不变”)
(9)弹簧测力计的示数(F)和浮力(F浮)的和为定值,即F+F浮=G.
图3
减小
增大
不变
不变
例4 (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.
(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.分析发现以上实验过
程中同时改变了深度和____________________.
变大
排开液体的体积
(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.
(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的密度有关.
3.8
1.4
无
越大
e、f
探究阿基米德原理
1. 实验装置图:
2. 实验器材:弹簧测力计、溢水杯、小桶、细线.
3. 实验过程:
(1)用弹簧测力计测出空小桶的重力为F1;
(2)用弹簧测力计测出物体的重力为F2;
(3)然后将物体浸到盛满水的溢水杯中(物体部分浸入或浸没都可以)读出此时弹簧测力计的示数F3,同时用小桶收集物体排开的水;
(4)用弹簧测力计测出小桶和物体排开水的总重力为F4;
(5)物体在水中所受浮力F浮= ,物体排开水的重力G排
= .
F1-F3
F4-F2
(6)实验数据记录表格.
次数 物体
重力
F2/N 物体在
水中时测力计的读数F3/N 浮力
F浮/N 小桶和
水的总重力
F4/N 空小桶
重力
F1/N 排开
水的重
力G排/N
1
2
…
(7)实验结论:若F2-F3=F4-F1,则物体所受浮力的大小等
于 ,即F浮=G排.
物体排开液体所受的重力
4. 交流与反思:
(8)若先将物体放入水中测浮力,再测物体所受的重力,由于
会使所测重力偏大,导致所测浮力偏 .
(9)若先测小桶和排开水的总重力,再测空桶的重力,会使所测物
体排开水的重力偏 .
物体表
面沾水
大
小
(10)若放物体前,溢水杯里的水没有装满,所测排开水所受的重力
偏 ;若排开水前,小桶就有少量水,所测排开水所受的重力
偏 .
(11)多次实验的目的: .
小
大
使实验结论具有普遍性
例5 (2025·福州模拟)在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”中:
(1)实验的最佳顺序是_________.通过实验可得到的结论是:浸没在液体中
的物体,受到的浮力大小等于它排开的液体受到的重力;以下情况会影响
结论的是_______.
A.图②中水面未到达溢水杯的溢水口 B.图②中物体未全部浸没在水中
④①②③
A
(2)实验中所用物体的体积是_________m3,密度是___________
kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g 取10 N/kg)
(3)接着,实验小组又利用密度计测量某液体的密度,如图⑤⑥所示,将自制密度计竖立放入装有适量水的烧杯中,测得密度计浸入深度为H;再将密度计竖立放入装有适量待测液体的烧杯中,测得密度计浸入深度为h.已知水的密度为ρ水,则待测液体密度为__________(用ρ水、H、h 表示),分别测量不同液体,在密度计与液面相平的位置标记刻度,则越靠近底部配重的刻度所对应的密度值越_______(选填“大”或“小”).
1×10-4
2×103
大
考点一 浮力的综合判断
1. (2024·福建)质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子
秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用
细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为
m1、m2、m3,不计细针体积.下列判断正确的是( C )
A. 甲图中,水对杯底的压力为(m1-m0)g
B. 乙图中,草莓的质量为m2-m1-m0
C. 丙图中,草莓排开水的体积为
D. 丙图中,细针对草莓的压力为(m3-m2-m0)g
C
2. (2024·泉州质检)甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液
体,放置在水平桌面上,将同种材料制成的实心物体A、B分别放入
两容器中,静止时两液面等高,如图所示.甲容器中液体的密度
乙容器中液体的密度;物体A所受的重力 物体B所受的重力.(均选填“大于”“小于”或“等于”)
大于
大于
3. (2025·福建节选)“七星漂”钓法是我国传统钓鱼方法之一,钓组由浮子、钓线、坠子、鱼钩和鱼饵组成,如图.请用物理知识回答:浮子常用轻质鹅毛羽轴或泡沫制作的原因.
解:轻质鹅毛羽轴或泡沫的密度小于水的密度,能漂浮在水面上。
考点二 探究浮力大小与哪些因素有关
4. (2024·宁德质检)小宁“探究影响浮力大小的因素”的实验过程
如图甲所示,图中带有盖子的圆筒可以密封,圆筒中可以添加砝码
(每个砝码重为1 N),水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3.
(1)图a中弹簧测力计的示数是 N.
1.4
(2)通过比较图a和c,圆筒浸没在水中受到的浮力为 N. 通
过比较图b和c可知,物体所受浮力的大小与
有关.通过比较图c和d,圆筒所受浮力的大
小 (选填“相等”或“不相等”),可知:物体所受浮力的
大小与物体 无关.
0.6
排开液体的体积(或物
体浸入液体中的体积)
相等
所受的重力
(3)通过比较图c和e,发现浮力的大小与液体密度有关.小宁受启发
利用圆筒自制一个如图乙所示的密度计,实验步骤如下:
①让密度计漂浮在水中,测得此时水面到密度计底部的距离h0=6.0cm;
②让密度计漂浮在某溶液中,测得此时液面到密度计底部的距离h1=
5.0 cm,则此溶液的密度ρ= g/cm3;
③若适当增大圆筒中配重的质量,这支密度计所能测量液体密度的最
大值 (选填“减小”“不变”或“增大”).
1.2
增大
考点三 创新实验
5. (2024·福建)“漏刻”是古代一种滴水计时的工具.项目式学习小
组制作了一个漏刻,装置如图甲,播水壶不断滴水,受水壶内由标尺
与浮块组成的浮箭上升后,通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取
时间.
(1)测滴水量:播水壶装满水后,计划用烧杯接取滴水.为了减小误
差,测量滴水的质量应选择以下方案中的 (填写序号).
①先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量;
②先测滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测烧杯质量.
测得1 min滴水的质量为80 g,则1刻钟(15 min)滴水的体积为 cm3.
①
1 200
(2)分析测算:圆筒形受水壶内部底面积600 cm2,浮箭总重6 N,
长方体浮块的底面积300 cm2、高3 cm.受水壶内无水时,指针对应标
尺的位置标记为“←开始滴水”.滴水后,当浮箭刚浮起时,受到的
浮力为 N,此时受水壶内的水面高度为 cm.
6
2
(3)标尺定标:如图乙所示的标尺上每一格表示1 cm,请你在标尺
上对应位置标出“←3刻钟”.
解:(3)如图所示.
(4)成品试验:经检测,漏刻每1刻钟的实际时间均超出15 min,发
现随着播水壶内水量减少,滴水间隔时间越来越长.为使滴水间隔时
间相同,小组讨论后,将滴水壶装置改进成如图丙所示,依据的物理
知识是
.
根据p=ρgh,水的深度保持不变,出水口的液体压强不变
(答案合理即可)
考点四 浮力的相关计算
6. (2025·福建二模)如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器,装有适量的水放在水平桌面上.现将一个质量为2 kg、底面积为100 cm2的均匀长方体竖直放入容器中,受到容器的支持力为4 N,此时物体所受浮力为
______N.若再加入适量的水使长方体刚好漂浮,如图乙所示,则此时水面的高度与图甲相比增加了______cm.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
4
16
7. 小华利用氦气球与探空仪了解空气状况.如图甲所示,质量为0.4 kg的探空仪静止在水平桌面上,与桌面接触面积为0.02 m2.在室内测试时,将探空仪固定在充有氦气的气球上,释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空中,如图乙所示.已知球壳质量为0.23 kg,球内氦气的密度为0.17 kg/m3,室内空气的密度为1.22 kg/m3.求:
(1)探空仪所受的重力;
解:(1)探空仪的重力
G=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N
(2)探空仪对水平桌面的压强;
解:(2)探空仪对水平桌面的压力F=G=4 N
探空仪对水平桌面的压强p===200 Pa
(3)悬浮时氦气球的体积(计算浮力时,不计探空仪的体积和球壳
的厚度).
解:(3)气球悬浮F浮=G总=(m+m壳+m氦)g
其中氦气球受到浮力F浮=ρ空gV排=ρ空gV氦氦气的质量m氦=ρ氦V氦
由以上式子得V氦===0.6 m3
1. (2024·泸州)中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高
度.在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法中正确的是
( C )
A. 通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B. 在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C. 从长江潜行进入东海时,需要往水仓内注水
D. 从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
C
2. (2024·苏州)将鸡蛋放入盐水中出现如图所示状态,现
缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮.下列说法正确的是
( D )
A. 加盐可以让鸡蛋悬浮
B. 鸡蛋悬浮时液体密度大
C. 鸡蛋悬浮时浮力大
D. 鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大
D
3. (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( D )
D
4. (2025·达州)小红在阳台种了几株番茄苗,番茄成熟
后,她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止,
释放后发现番茄在水中下沉,在盐水中上浮.下列说法正确
的是( A )
A
A. 番茄密度比水大
B. 番茄在水中受到的浮力较大
C. 番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水所受的重力
D. 将番茄露出盐水部分切去,盐水对容器底部的压强将增大
5. (2025·南安模拟)如图,两个完全相同的容器中分别装
有甲、乙两种体积相同的不同液体,将同一小球分别浸没在
两容器中,静止时细线对小球均有拉力且拉力相等.下列说
法正确的是( C )
C
A. 甲液体密度大于乙液体密度
B. 小球在甲液体中所受浮力大于在乙液体中所受浮力
C. 放入小球后左边容器对桌面的压力小于
右边容器对桌面的压力
D. 剪断乙中的细线,液面静止后容器底部
受到液体的压强变大
6. (2025·晋江模拟)如图甲所示,体积可忽略不计的轻质
硬杆B一端固定在容器底,一端与不吸水的实心正方体A固
定.现缓慢向容器中加水,杆B受到正方体A的作用力大小F
随注水深度h变化的图像如图乙所示.ρ水=1.0×103 kg/m3,g
取10 N/kg,下列说法正确的是( D )
D
A. 正方体A的重力为10 N
B. 当h=10 cm时,正方体A受到的浮力为4 N
C. 正方体A的密度为4×103 kg/m3
D. 当F=0 N时,容器底部受到水的压强为1 100 Pa
7. (2024·扬州)扬州中国大运河博物馆展示了各种古代船
只模型.
(1)资料显示:“丝网船”最大载重为5 t.若船和货物总质
量为6×103 kg,船静止在水中时所受浮力为 N,
排开水的体积为 m3.(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103
kg/m3)
(2)资料显示:“沙飞船”航速迅捷.同向并排行驶的两条
“沙飞船”要保持安全距离,是因为两船较近时,中间流速
大,流体压强 .
6×104
6
小
(3)游客站在静止的仿制“沙飞船”的船头,能从各个方
向观看到投影画面,这是因为光在投影幕上发生了
;投影画面向后移动,游客会产生船向前行的感觉,是
由于运动具有 .
漫反
射
相对性
8. (2025·泉州一模)2024年5月1日,我国第三艘航空母舰
“福建舰”首次海试,其满载时排水量为88 000 t,如图所
示,该航母满载时,受到的浮力为 N,当舰载
机飞离航母后,航母所受浮力 (选填“变大”“变
小”或“不变”).(g取10 N/kg)
8.8×108
变小
9. (2025·三明模拟)李白《早发白帝城》:“两岸猿声啼
不住,轻舟已过万重山”.请在图中画出轻舟漂浮在水面时
竖直方向的受力示意图.
题图
答图
10. 小柯是个善于观察的学生,她注意到一个有趣的现象:
在无风的、寒冷的冬天,用吸管沿水平方向吹出的肥皂泡是
先上升一段时间后才开始下降(如图),而这种现象在火热
的夏天不明显.请结合所学知识,解释冬天吹肥皂泡时出现
这种现象的原因.(不计空气阻力)
解:在无风的、寒冷的冬天,肥皂泡被吹出后,由于肥皂
泡内气体密度小,所受浮力大于肥皂泡的重力而上升;随
后肥皂泡内气体的温度降低,肥皂泡体积变小,肥皂泡受
到的浮力减小,导致受到的浮力小于肥皂泡的重力,所以
肥皂泡下降.
在火热的夏天,肥皂泡被吹出后,由于空气的气温高、密
度小,与肥皂泡内气体密度相比,大的不多,故肥皂泡受
到浮力的大小与肥皂泡的重力大小相差不明显.故肥皂泡
先上升再下降的现象不明显.
11. (2024·绥化)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的
实验中,实验操作如下,实验过程中弹簧测力计的示数如图
所示.(图中所用容器底面积是50 cm2,均为相同的平底薄
壁圆柱形容器,物块不吸水和另一液体)
(1)测量前,需沿 方向将弹簧
测力计调零.
竖直
(2)实验中,物块浸没在水中受到的浮
力是 N.
2
(3)如果对比乙、戊两次实验,得出“浮力的大小与液体
密度有关”的结论,那么这种做法 (选填“正
确”或“不正确”),理由是
.
不正确
未控制物体排开液体的体积
相同
(4)由 两次实验可得出结论:浮力的大小与物
体浸没在液体中的深度无关.
(5)完成戊实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液
面一小部分,弹簧测力计示数变为2.8 N,
此操作会使容器中的液面下降 cm.
丙、丁
1
12. (2025·兰州)图甲是利用“浮筒打捞法”打捞沉船的示
意图,浮筒是密封的大钢筒,能浮在水面上.打捞工作船把
若干个浮筒拖到沉船所在位置上方的水面上,将浮筒灌满
水,让它们沉到水底.潜水员用钢索把灌满水的浮筒拴牢在
船的两侧,然后用压气机将空气压进浮筒,把水排出,浮筒
就会带着沉船一起浮到水面上来.小雅利用上
述原理制作了实心沉船模型A和空心浮筒模型
B来模拟打捞沉船的过程:
A、B间用轻质细绳相连,将A、B放入水平地面上一个装有
适量水、足够高的圆柱形容器中,B利用容器中的水自动充
水,B充满水后A、B的位置如图乙所示,此时,A对容器底
部的压力为16 N. 打捞时,向B中充气,当B中的水全部排出
至容器中时,B浮出水面,A、B静止时的位置如图丙所示.
已知A的质量为1.4 kg,体积为200 cm3,B的质量为0.6 kg,
体积为2 000 cm3,圆柱形容器的底面积为
1 000 cm2,水的密度为1.0×103 kg/m3,
g取10 N/kg.求:
(1)图乙中B受到的浮力;
解:(1)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得图乙中模型B受到
的浮力:
F浮B=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg
×2 000×10-6 m3=20 N.
(2)B空心部分的体积;
解:(2)图乙中,以A、B整体为研究对象,受到重力G、
浮力F浮和容器底的支持力F支,且根据力的相互作用知,F支
=F压=16 N,
整体受到的浮力:
F浮=ρ水g(V排A+V排B)=1.0×103 kg/m3×
10 N/kg×(2 000×10-6 m3+200×10-6 m3)
=22 N;
整体受到的重力:
G=GA+GB+GB水,由于三力平衡,所以G=F浮+F支=GA
+GB+GB水,B中充入的水的重力:
GB水=F浮+F支-(GA+GB)=22 N+16 N-(1.4 kg+0.6
kg)×10 N/kg=18 N;
根据题意可知,模型B空心部分的体积V空心等于B中充入的水
的体积VB水,
由ρ=和G=mg可得,空心部分的体积:
V空心=VB水===1.8×10-3 m3.
(3)乙、丙两图中,水对容器底部压强的变化量Δp.
解:(3)图丙中,以A、B整体为研究对象,受到重力、浮
力,处于漂浮状态,则浮力:F浮'=GA+GB=(1.4 kg+0.6
kg)×10 N/kg=20 N;
排开水的总体积为:
V排'===2×10-3m3;
则变化的体积为:ΔV排=VB水+V排'-V排=VB水+V排'-(VA
+VB)=1.8×10-3 m3+2×10-3 m3-(2 000×10-6 m3+
200×10-6 m3)=1.6×10-3 m3,
水面变化的高度为:
Δh===1.6×10-2 m;
水对容器底的压强变化量为:Δp=ρ水gΔh=1.0×103
kg/m3×10 N/kg×1.6×10-2 m=160 Pa.
13. (2025·山西)小明记录了如下错题,请你帮助他找出错
误之处、分析错因并写出正确解析过程.
错题记录
“小小饮料瓶,救命大神器”.如图所示,消防员示范把空
饮料瓶直接拧到T恤衫上快速自制救生衣.未穿救生衣的消防
员在足够深的水中漂浮时.仅头顶能露出水面,此时他所受
浮力为F1;他穿上自制救生衣后漂浮在水中,头部完全露出
水面.他和救生衣在水中所受总浮力为F2.设
消防员所受重力为G,救生衣的质量忽略不
计.请比较F1和F2的大小关系.
解:消防员未穿救生衣在水中漂浮,根据二力平衡条件可
知,F1=G;消防员穿上救生衣后,由于饮料瓶排开液体受
到浮力,而他自身受到的浮力不变,则总浮力变大,F2>
G,所以F2>F1
错题改正
错误之处:
错因分析:
正确答案:
他自身受到的浮力不变
人体漂浮后浸入的体积减小,浮力减小
消防员未穿救生衣在水中漂浮,根据二力平衡条件可知,F1
=G;消防员穿上救生衣后,整体仍是漂浮,浮力等于重
力,救生衣的质量忽略不计,故总重力不变,F2=G;所以
F2=F1
14. (2025·泸州)实践出真知.“九章”社团的同学们利用
所学知识进行跨学科实践——自制密度计.
(1)他们用铁钉插入粗细均匀、横截面积为0.2 cm2的吸管
并密封,制作了第一代密度计.使用铁钉的目的是使密度计
重心降低、在液体中竖直 .测试时将其放入密度为
1.0 g/cm3的清水中,测得它的吃水深度为10.5 cm;
取出再放入盐水中,测得它的吃水深度为10.0 cm,
则盐水的密度为 g/cm3.发现两次吃水深度
相差很小,同学们猜想可能是吸管横截面积太小的
缘故.
漂浮
1.05
(2)于是,他们用横截面积较大、粗细均匀的柱形瓶做了
第二代密度计.测试时发现它在清水和上述盐水中的吃水深
度差与第一代密度计几乎一样.老师提出:根据密度计在两
种液体中受到液体对它的 力相等,可推出这种粗细均
匀的密度计在清水和盐水中的吃水深度的比值关系是
= (用ρ水、ρ盐表示).
浮
(3)同学们围绕怎样增大吃水深度差这一问题,结合前两
次的制作经验,将设计思路和数据输入某AI软件,设计了如
图所示的第三代密度计.若第三代密度计在清水中的吃水深
度仍为10.5 cm,则它在上述盐水中吃水深度
为 cm.若它在某种液体中的吃水深度
为15.0 cm,则这种液体的密度为 .
g/cm3.(以上结果保留两位小数)
5.5
0.96
$