专题08 浮力(培优·复习讲义)(全国通用)2026年中考物理二轮复习高效培优系列
2026-04-05
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2份
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69页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 浮力 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.45 MB |
| 发布时间 | 2026-04-05 |
| 更新时间 | 2026-04-05 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-04-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57165756.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题08 浮力
目 录
第一部分 考情精析 锁定靶心 高效备考
第二部分 重难考点深解 深度溯源 扫清盲区
【考点01】浮力
【考点02】阿基米德原理
【考点03】物体的浮沉条件及应用
【考点04】制作微型密度计
第三部分 解题思维优化 典例精析+方法提炼+变式巩固
【题型01】探究影响浮力大小的因素的实验
【题型02】探究阿基米德原理实验
【题型03】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【题型04】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【题型05】轮船、 潜水艇、 气球和飞艇的原理
【题型06】浮力与压强的综合问题
【题型07】密度计的原理及制作微型密度计
核心考向聚焦
主战场转移:浮力已从基础浮沉判断、简单公式计算小题,全面升级为力学压轴综合大题,常与压强、密度、受力分析深度融合,是区分尖子生与中等生的核心拉分模块,占据力学综合题的半壁江山。
核心价值:其核心功能是作为“力学综合应用的核心纽带”,用于分析物体浮沉状态、计算浮力大小、关联液面变化与压强变化,衔接力学各模块知识,体现物理与生活、工程应用的紧密联系。
关键能力与思维瓶颈
关键能力:本专题重点考查模型建构、科学推理与综合应用素养。即能从复杂情境中提取浮力相关关键信息(如排开液体体积、液体密度、物体受力情况),灵活运用阿基米德原理、浮沉条件、二力平衡等知识,进行受力分析、定量计算与逻辑推导。
培优瓶颈:尖子生的主要失分点并非“记不住公式”,而在于:面对多物体、多过程、液面变化的复杂情境时,无法快速梳理受力关系与液面变化逻辑;在综合计算中,混淆阿基米德原理与浮沉条件的适用场景,忽略液面变化对压强的影响,导致逻辑链断裂、计算失误;对“悬浮与漂浮的区别”“排开液体体积与物体体积的关系”理解不透彻,引发受力分析错误。
命题前瞻与备考策略
预测:2026年中考中,浮力与生活工程情境、实验探究、图像分析的结合仍是命题主流。与压强、密度、受力分析的深度综合计算,以及“动态浮沉”“多物体叠加浮沉”的情境分析,是命题的核心增长点,难度将稳步提升,侧重考查过程分析能力。
策略:备考应放弃对孤立公式的死记硬背,转向“受力建模”与“情境拆解”。重点训练:1、快速拆解复杂浮力情境,规范绘制物体受力示意图,明确浮力、重力、拉力的关系,区分悬浮与漂浮的核心差异,精准判断物体浮沉状态。2、灵活运用阿基米德原理与浮沉条件,明确公式适用场景,规范列写计算式,重点突破“液面变化量计算”“浮力与压强联立计算”的难点,杜绝计算失误。
◇考点01 浮力
1、浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上的托力叫做浮力;浮力方向竖直向上,施力物体是液(气)体。
2、浮力的产生原因:物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力。物体在液体中,上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等,上面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体对物体这个压力差,就是液体对物体的浮力。
(1)液体内部压强随深度增加而增大,浸没在液体中的物体(如长方体),下表面深度大于上表面深度,因此下表面受到的液体压强大于上表面。
(2)物体上下表面受力面积相同,根据F=pS,下表面受到的向上的压力F2大于上表面受到的向下的压力F1。
(3)浮力的大小等于上下表面的压力差,即F浮=F2−F1。
◇考点02 阿基米德原理
1、阿基米德原理: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的液体受到的重力;公式表示:。
(1)液体对物体的浮力与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。
(2)适用条件:液体(或气体)。
2、浮力大小的计算方法
计算方法
核心公式
适用场景
压力差法
F浮=F1−F2
已知物体上下表面的压强或压力,且物体形状规则(如正方体、长方体)
称重法
F浮=G−F拉
物体浸在液体中,可用弹簧测力计测量重力和浸液后的拉力
阿基米德原理公式法
F浮=G排=ρ液gV排
已知液体密度和物体排开液体的体积,适用于所有浸在流体中的物体
平衡法
F浮=G物
物体处于漂浮或悬浮状态,重力与浮力二力平衡
◇考点03 物体的浮沉条件及应用
1、物体在液体中的浮沉条件(前提条件是物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。)
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G。
下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G。
(1)当物体的密度小于液体的密度时,物体所受的浮力大于重力,因此物体会上浮。
(2)当物体的密度等于液体的密度时,物体所受的浮力等于重力,物体将保持悬浮状态。
(3)当物体的密度大于液体的密度时,物体所受的浮力小于重力,因此物体将下沉。
2、漂浮问题的几个规律
规律1:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力。
规律2:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同。
规律3:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小。
规律4:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几。
规律5:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
规律6:完全浸入液体中的物体,物体密度与液体密度之比等于物体的重力与物体在液体中受到的浮力之比,公式表示为。
3、浮力的利用
(1)轮船原理:将密度大于水的钢铁制成空心结构,增大排开水的体积,从而获得足够大的浮力(浮力≥重力),实现漂浮。
(2)潜水艇原理:通过水舱充水/排水改变自身重力,实现浮沉。
(3)气球和飞艇原理:充入密度小于空气的气体(如氦气、热空气),使浮力大于重力,实现升空。
(4)密度计原理:漂浮时浮力等于重力(重力不变),液体密度越大,密度计排开液体的体积越小,因此可通过液面对应的刻度读取液体密度,广泛应用于酿酒、化工等领域。
(5)调节浮力的大小:采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上。
(6)浮力的利用:汤圆刚放入水中时,汤圆受到的浮力小于重力;汤圆煮熟时,它的体积增大,浮力也随之增大。
◇考点04 制作微型密度计
1、 核心工作原理
基于物体的漂浮条件(阿基米德原理):密度计漂浮在液体中时,所受浮力等于自身重力(浮物);液体密度越大,密度计排开液体的体积越小,浸入液体的深度越浅,反之则越深;通过标注不同浸入深度对应的液体密度值,即可快速测量液体密度。
2、 关键注意事项
(1)制作密度计的载体需选用密度均匀的材料(如细木棍、吸管),确保其能竖直漂浮在液体中,不倾斜、不侧翻。
(2)载体下端需固定配重(如少量橡皮泥、小铁钉),降低重心,保证密度计漂浮时的稳定性。
(3)配重需密封固定,防止溶解或脱落,避免改变密度计自身重力和平衡状态。
(4)测量时要将密度计轻轻放入液体,避免剧烈晃动,待其静止后再读取刻度,防止读数误差。
(5)同一支密度计测量不同液体前,需擦拭干净表面残留液体,避免不同液体混合影响测量精度。
(6)微型密度计的刻度需在已知密度的标准液体中标定,标注刻度时要精准对齐液面位置。
◇题型01 探究影响浮力大小的因素的实验
典|例|精|析
典例1(2026·江苏无锡·一模)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用同一实心金属块按图示的步骤进行操作。根据图中现象,他可以得出的结论是( )
A.浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关
B.浮力大小与排开液体的重力有关
C.浮力大小与液体的密度有关
D.浮力大小与物体的密度有关
【答案】C
【详解】该实验控制物体排开液体的体积不变,改变液体的密度,液体的密度不同,物体受到的浮力不同,由此可以得出的结论是浮力大小与液体的密度有关,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
典例2(2026·河南驻马店·一模)小华和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。在弹簧测力计下悬挂一长方体物块,测出重力如图A,将它缓慢浸入水中,物块在不同位置时弹簧测力计示数如图B、C、D所示,图E为将同一物块浸没在酒精中的情况(物块未接触容器底)。
(1)实验中,物块浸没在水中时受到的浮力是________N。
(2)分析图A、B、C可知浮力大小跟________有关;分析图A、C、D可知,浮力大小与物体浸没在液体中的深度________(选填“无关”或“有关”)。
(3)如果通过对比A、B、E三次实验,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________________。
(4)由实验数据可知,物块的密度为________。
【答案】(1)1
(2) 排开液体体积 无关
(3) 不正确 没有控制排开液体体积相同
(4)
【详解】(1)由图A读出物块重力,图D中浸没时测力计示数。
根据称重法,
(2)[1]图 A、B、C:液体密度相同,浸入体积不同,浮力不同→浮力与排开液体体积有关。
[2]图 A、C、D:都浸没,深度不同但测力计示数相同→浮力与浸没深度无关。
(3)探究浮力与液体密度的关系,必须控制排开液体体积相同。
B 是部分浸入,E 是完全浸没,排开体积不同,因此结论不正确。
(4)物体浸没在水中
物块密度
方|法|提|练
1、实验采用控制变量法,通过弹簧测力计示数差计算浮力,即F浮=G-F示。
2、浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,与浸没深度无关。
3、物体未完全浸没时,浸入深度越深,排开体积越大,浮力越大;完全浸没后浮力不变。
变|式|巩|固
变式1(2025·湖北武汉·三模)如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情景。图乙中质量为100g、底面积为的薄壁平底圆柱形容器内盛有500g的水,图丙在图乙水中加入了50g 食盐并充 分搅拌溶解、不计溶解后容器内水的体积变化。甲、乙中,弹簧测力计的示数分别为 3.0N 和2 .0N。下列说法中正确的是( )
A.甲、乙、丙三图探究的是浮力的大小与物体浸在液体 中的体积的关系
B.图乙中容器对水平桌面的压强为1.4×107Pa
C.图乙中,剪断细线,金属圆柱体沉底后,容器对桌面 的压力会增大2N
D.图丙中盐水的密度是1.13g/cm3
【答案】C
【详解】A. 甲、乙、丙三图中,乙是水、丙是盐水(液体密度不同),探究浮力与“物体浸在液体中的体积”关系时需控制液体密度相同,故A错误;
B. 图乙中,容器对桌面的压力需考虑容器重力、水的重力及物体对水的压力(等于浮力)。计算得总压力
底面积
压强,并非,故B错误;
C. 剪断细线前,物体受浮力,细线拉力;剪断后物体沉底,对容器底的压力为,容器对桌面的压力从变为,增大了,故C正确;
D. 盐水质量,体积,密度,并非,故D错误。
故选C。
变式2(2025·上海闵行·一模)小李同学做“探究浮力大小影响因素”的实验。他将重为4牛的物块用细线挂在弹簧测力计挂钩上,当物块浸没在水中静止时测力计示数如图所示,则物块所受的浮力大小为______牛、方向竖直______。他多次改变物块浸没在水中的深度,观察到测力计示数始终保持不变,这表明:当物体浸没在水中时,______。
【答案】 1.4 向上 浮力和深度无关
【详解】[1][2]由图示知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.6N,据称重法知,物块所受的浮力
浮力的方向竖直向上。
[3]物块浸没在水中,改变其深度,测力计示数保持不变,说明物块所受的浮力不变,所以当物块浸没在水中时,所受的浮力与深度无关。
变式3(2025·云南保山·模拟预测)如图所示,小江和同学们探究影响浮力大小的因素。
(1)测量前,需沿___________方向将弹簧测力计调零。
(2)如图A测出物块的重力,然后将物块部分浸入水中,当测力计示数如图B所示,此时物块所受浮力为___________N。
(3)小江继续按图A、B、C所示进行实验,由此可知:在同种液体中,物体___________越大,所受浮力越大;由C、D的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度___________。
(4)比较___________三次实验,浮力大小与液体的密度有关;通过计算可以得出盐水的密度为___________;小保提出若计算过程中取会使测量结果更准确,而小江认为无影响,___________(填“小保”或“小江”)的说法正确。
(5)实验中由于手臂的晃动会导致测力计示数不稳定,不方便读数,请你写出一种改进措施:___________。
【答案】(1)竖直
(2)0.8
(3) 排开液体的体积 无关
(4) A、D、E(A、C、E) 小江
(5)将弹簧测力计固定在铁架台上,使物体悬空于空容器中,向容器内加液体并读数
【详解】(1)本实验需要测量物体重力,测量前,需沿竖直方向将弹簧测力计调零。
(2)由图A可知弹簧测力计分度值为0.2N,物块重力;图B拉力为,根据称重法得浮力
(3)[1]由图A、B、C的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积增大时,弹簧测力计的示数变小,由称重法测量浮力变大,即排开液体的体积越大,浮力越大。
[2]图C、D物体浸没在同种液体中深度不同,所示的浮力相同,由此可知:物体浸没在同种液体中时,所示的浮力大小跟深度无关。
(4)[1]探究浮力与液体密度的关系,需要控制排开液体体积相同,改变液体密度,因此选(或)都符合要求。
[2][3]物块浸没水中时
浸没盐水中时
根据上述计算过程可知,g取值大小对结果没有影响,小江说法正确。
(5)实验中由于手臂的晃动,会导致测力计示数不稳定,不方便读数,可以将弹簧测力计固定在铁架台上,使金属块悬在空容器中,向容器内加液体并读数。
◇题型02 探究阿基米德原理实验
典|例|精|析
典例1(2025·安徽·三模)小明想探究物体所受浮力大小与排开液体重力的定量关系,主要实验片段如图所示。下列分析正确的是:( )
A.图1水对溢水杯底压力大于图4水对溢水杯底的压力
B.图4溢水杯底对桌面的压力比图1溢水杯对桌面的压力少0.6N
C.图4中小杯对水平桌面的压力为0.6N
D.图4中浸入液体中的物块上下表面受到水的压力差为0.6N
【答案】D
【详解】A.根据液体压强公式p=ρgh,图1和图4中溢水杯内水的深度h相同,水的密度ρ不变,所以水对溢水杯底的压强p相同。由水对杯底的压力分析,溢水杯底面积S相同,所以水对溢水杯底的压力相同,故 A错误;
B.图1中溢水杯对桌面的压力,图四中溢水杯对桌面的压力
根据称重法和阿基米德原理得
所以图4中溢水杯对桌面的压力
即图4中溢水杯对桌面的压力等于图1中溢水杯对桌面的压力,故B错误;
C.图4中小杯对水平桌面的压力等于小杯和排开水的总重力,由图5可得小杯的排开水的总重力,所以
故C错误;
D.由图3和图4分析,物体浸没在水中受到的浮力
根据浮力产生的原因,浮力等于物块上下表面受到水的压力差,即
所以图4中浸入液体中的物块上下表面受到水的压力差为0.6N,故D正确。
故选D。
典例2(2026·广东珠海·一模)如图所示是小九和小洲进行的“探究阿基米德原理”实验过程。
(1)由实验___________两步可以测出物块浸没在水中时受到的浮力F浮=___________N;
(2)由图A和___________可得出该物块排开水所受的重力G排,比较F浮与G排,就可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系,从而初步验证阿基米德原理;
(3)若步骤B中的水未达到溢水口,根据实验数据计算会发现物体所受浮力___________(选填“大于“”小于“或”等于“)溢出水所受的重力;
(4)小郭对实验进行了改进,如图F所示,将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,发现随着物块没入水中的体积越来越大,弹簧测力计甲的示数变化量___________(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计乙的示数变化量,若只将物块的一部分没在水中,则___________(选填“能”或“不能”)得到与(2)相同的结论。
【答案】(1) BD 1.2
(2)E
(3)大于
(4) 等于 能
【详解】(1)[1]由称重法可知,要测出物块浸没在水中时受到的浮力,需测出物体在空气中的重力和浸没在水中时的拉力,故由实验BD两步骤可以测出物块浸没在水中时受到的浮力。
[2]测力计分度值为0.2N,图B中所示物体重力是4.2N,图D中所示物体浸没在水中后拉力是3N,所以物体受到的浮力为
(2)要测物块排开水所受的重力,需知道小桶的重力、小桶与水的总重力,用小桶与水的总重力减去小桶的重力,就是物块排开水的重力。故由步骤A和E可得出该物块排开水所受的重力G排。
(3)若步骤B中的水未达到溢水口,则溢出的水会偏少,即排开水的重力减少,故物体受到的浮力大于溢出液体所受的重力。
(4)[1]当逐渐调高升降台时,根据称重法可知,弹簧测力计甲的示数变化量等于浮力,弹簧测力计乙的示数变化量等于排开水的重力,根据可知,弹簧测力计甲的示数变化量等于弹簧测力计乙的示数变化量。
[2]根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,无需浸没,故若只将物块的一部分浸在水中,仍能得到与(2)相同的结论。
方|法|提|练
1、实验步骤为先测物体重力,再测空桶重力,接着测物体浸没时拉力,最后测桶和溢出水总重。
2、实验结论:浸在液体中的物体受到的浮力,大小等于它排开液体所受的重力。
3、实验验证了F浮=G排,是阿基米德原理的直接实验依据。
变|式|巩|固
变式1(2025·江苏无锡·一模)小红用弹簧测力计、量筒、水和石块做“验证阿基米德原理”的实验,实验情景和测量数据如图所示,根据图中信息可知石块所受浮力为_________N;通过乙、丙两图的实验数据计算得出了物体排开液体的重力,由此得出的初步结论为_____________。随后经分析思考,根据实验数据推算出了石块的密度为_________kg/m3(g取10N/kg)。
【答案】 2 浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开的水所受的重力 2.4×103
【详解】[1]由称重法可知石块受到的浮力大小为。
[2]由乙、丙两图可知,
物体排开液体的重力为
故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开的水所受的重力,即。
[3]根据图甲可知物体的重力,则物体的质量为
体积为
则物体的密度为
变式2(2026·宁夏·一模)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行___________。
(2)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,由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮=___________。
(3)以下选项中若___________成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A.F1﹣F2=F3﹣F4 B.F1﹣F3=F4﹣F2 C.F3﹣F2=F1﹣F4
(4)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,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐___________,B的示数逐渐___________。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是___________(多选,都正确得分,否则不得分)。
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
【答案】(1)校零
(2)
(3)B
(4) 变小 变大
(5)BC
【详解】(1)弹簧测力计使用前指针要指向零刻度线,如果没指向零刻度线,需要校零。
(2)由图甲可知,物体的重力为,由图丁可知物体浸没时弹簧测力计的示数为,则物体受到的浮力为
(3)由图乙可知空烧杯的重力为,由图戊可知物体浸没时排开液体与烧杯的总重力为,则物体浸没时排开液体的重力为
当,即,可以得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力相等。
(4)[1]如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,根据可知,弹簧测力计A的示数变小。
[2]重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,根据可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等。
(5)A.根据可知,测力计A的示数不等于物体所受浮力,故A不符合题意;
B.由图2的实验装置和器材,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,实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定,故B符合题意;
C.薄塑料袋不计质量,能同步观察测力计A、B示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系,故C符合题意。
故选BC。
变式3(2025·湖北·三模)为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系,小明同学进行了如图甲所示的实验:
(1)浮力的大小可由______两个步骤测出。排开的液体所受的重力可由______两个步骤测出,该实验的操作步骤合理顺序是______(均填字母代号);
(2)利用所测数据计算出了物体的密度为______;
(3)如果物体向下移动时物体不小心碰到了容器底部如图乙所示,此时弹簧测力计的示数为0.4N,此时容器底部受到的压力______N。
【答案】(1) ab cd dabc
(2)
(3)2.6
【详解】(1)[1]由称重法可知石块受到的浮力,由图中a、b两个步骤测出大小为:
液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力,由图中c、d两个步骤测出,其大小值:
[3]实验步骤dabc,从操作方便程度上以及减少误差影响情况下的最佳顺序。
(2)根据图a可知物体的重力,则物体的质量
已知物体浸没在水中受到的浮力,则物体的体积为
则物体的密度
(3)随着物体所处深度的增加,物体不小心碰到了容器底部,液体的密度和排开液体的体积不变,浮力不变,仍为;对物体进行受力分析可知,物体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、拉力和容器底对物体的支持力,容器底部受到的压力为
◇题型03 利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
典|例|精|析
典例1(2026·河南·模拟预测)妍妍捡到一块石头,用电子秤和玻璃杯测量其密度,为避免石头从水中取出时沾水影响测量结果,设计了如图所示的测量过程。下列判断不正确的是(不计绳子的质量和体积,水的密度为,取)( )
A.从水中取出石头时,带出了1g的水
B.根据实验数据,可得出石头密度为
C.石头沉在水底时,仍受到浮力的作用
D.石头沉在水底时,杯底对石头的支持力为0.24N
【答案】D
【分析】通过测量石头的质量和体积,利用密度公式计算石头的密度,并分析实验过程中水的带出对测量结果的影响以及石头在水底时杯底对石头的支持力。
【详解】A.从水中取出石头时,石块带出水的质量为
故A正确,不符合题意;
B.①②两步中可得水的质量为
利用水的质量结合④步可得排水的体积,且排水体积与石头的体积相等,则石块的体积为
可得出石头密度为
故B正确,不符合题意;
C.浸在液体中的物体都会受到浮力,石头沉底时仍然浸没在水中,因此仍然受浮力,故C正确,不符合题意;
D.石头沉在水底时,受到的浮力为
石块的重力为
杯底对石头的支持力为
故D错误,符合题意。
故选D。
典例2(2026·江苏无锡·一模)某小组设计了水箱自动控制进水装置,如图所示。水箱内质量为m的圆柱形金属控制棒用不可伸长的细线悬挂在力传感器下面,并始终浸在水中,通过它对力传感器拉力的大小触发开关,控制水泵自动注水。当水箱内水位降低到最低水位时,力传感器所受拉力等于,触发开关水箱进水,此时控制棒受到的浮力为______(用字母表示);当水位上升时,力传感器的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”),当力传感器所受拉力等于时,再次触发开关,水泵停止向水箱注水。若换用一根形状完全相同但密度更大的控制棒,将会使水箱中的最高水位______(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】 变小 升高
【详解】[1]对控制棒受力分析,控制棒静止,满足平衡关系
控制棒重力G=mg,此时拉力为,因此浮力
[2]水位上升时,控制棒浸入水中的体积变大,根据阿基米德原理,浮力变大;由拉力
可知,拉力变小,因此力传感器的示数变小。
[3]停止注水的条件是拉力减小到,即满足
变形得
换用形状相同、密度更大的控制棒后,控制棒重力更大,因此需要更大的浮力才能让拉力降到,更大的浮力对应更大的排开水体积,即需要更高的水位才能触发停止,因此水箱最高水位升高。
典例3(2026·广东深圳·一模)如图甲所示的“提子”是早前商店用来打酱油的器具,其模型由一个圆柱形容器和一根细长的柄构成(如图乙)。某提子的容器部分如图丙所示,质量,内高,外高,内底面积,外底面积,细长柄质量不计。如图丁所示是该提子漂浮在酱油中的示意图,已知圆柱形酱油桶装有20cm深的酱油,桶的底面积,酱油密度,求:
(1)图丁中提子所受的浮力;
(2)未放入提子时,酱油对桶底的压强;
(3)在图丁中,继续将提子缓慢下放,使提子下底面浸入酱油的深度为6cm,此时人对长柄的作用力大小。
【详解】(1)提子漂浮在酱油面上,根据漂浮条件,浮力等于提子的重力: 提子质量
提子受到的浮力为
(2)已知酱油深度
酱油密度
根据液体压强公式
(3)此时排开酱油的体积
此时浮力
提子静止,受力平衡:向上的浮力等于向下的重力与人对提子的向下作用力之和,即
因此
方|法|提|练
1、阿基米德原理公式为F浮=G排=ρ液gV排,可直接计算浮力大小。
2、已知浮力和液体密度可求排开体积,完全浸没时物体体积等于V排。
3、结合 G=mg和ρ=m/V,可联立求出物体密度、质量等未知量。
变|式|巩|固
变式1(2025·陕西宝鸡·模拟预测)如图甲所示,将底面积为S的柱形薄壁容器M置于电子秤上,逐渐倒入某液体至h₁深;再将系有细线的金属圆柱体A缓缓向下浸入液体中(液体未溢出),直到它最后自由静止于容器底部。将容器M置于电子秤上到圆柱体静止于容器底的整个过程中,电子秤示数m随液体深度h的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.金属圆柱体A最终浸没在液体中
B.金属圆柱体A底部在处所受的液体压强小于在处所受的液体压强
C.液体的密度是
D.金属圆柱体A受到的最大浮力是
【答案】C
【详解】A.从图中可知,当深度为时,电子秤示数还在增加,说明圆柱体没有完全浸没,所以不能确定金属圆柱体最终浸没在液体中,故A错误;
B.根据液体压强公式,因为,所以金属圆柱体底部在处所受的液体压强大于在处所受的液体压强,故B错误;
C.当电子秤示数为时,圆柱体所受浮力
圆柱体排开液体的体积
根据阿基米德原理可得
故C正确;
D.图中斜线顶点对应的位置,是圆柱体所受浮力最大的位置,此时电子秤示数不到,所以金属圆柱体受到的最大浮力不是
故D错误。
故选C。
变式2(2026·青海·模拟预测)如图所示的西宁舰是中国自行研制的052D型导弹驱逐舰,满载排水量约7500吨,则西宁舰满载时所受的浮力为_______N,此时其浸入水中的体积为_______m3。
【答案】
【详解】[1]根据阿基米德原理,西宁舰满载时受到的浮力
[2]由阿基米德原理可得,西宁舰浸入水中的体积为
变式3(2025·重庆秀山·模拟预测)如图甲所示,一弹簧测力计下悬挂一实心圆柱体,水平桌面上放置底面积为,质量为的圆筒,筒内装有的水。现将圆柱体从圆筒上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入液体中,弹簧测力计的示数与圆柱体下降高度变化关系图像如图乙所示(圆筒的厚度忽略不计,圆柱体下降过程中没有液体从筒中溢出)。求:
(1)圆柱体完全浸没时受到的浮力;
(2)圆柱体的密度;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
【分析】这是一道浮力与压强综合计算题,通过弹簧测力计示数随高度变化的图像,提取圆柱体重力与完全浸没时的拉力,利用称重法求浮力,再结合阿基米德原理、密度公式和固体压强公式,依次求解圆柱体密度及圆筒对桌面的压强。
【详解】(1)圆柱体未浸入水中时(),弹簧测力计示数,即圆柱体重力。 圆柱体完全浸没后(),弹簧测力计示数。 则圆柱体完全浸没时受到的浮力
(2)由阿基米德原理,可得圆柱体体积
圆柱体完全浸没,则有
圆柱体质量
圆柱体密度
(3)圆筒和水的总重力
圆筒对地面的压力
圆筒底面积
桌面受到的压强
◇题型04 物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
典|例|精|析
典例1(2026·河南许昌·一模)小明将两个相同的鸡蛋分别放入甲乙两种液体的相同烧杯中,当鸡蛋静止后,两烧杯中液面恰好相平,如图所示。若鸡蛋受到的浮力分别为F甲、F乙,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙。则下列判断正确的是( )
A.p甲=p乙 B.p甲<p乙 C.F甲=F乙 D.F甲>F乙
【答案】B
【详解】AB.由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于沉底和漂浮状态,因为时物体漂浮, 时物体沉底,所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,又因为当鸡蛋静止后,两烧杯中液面恰好相平,由可知,容器底部受到的液体压强关系为,故B正确,A错误;
CD.鸡蛋在甲液体中沉底,受到的浮力小于鸡蛋的重力;鸡蛋在乙液体中漂浮,受到的浮力等于鸡蛋的重力,即F甲<F乙,故CD错误。
故选B。
典例2(2026·江苏南京·一模)如图所示,水平桌面上两个相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,将边长分别为2cm和3cm的A、B两个正方体,按图示方式放入液体中,待静止后,B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,且两容器中液面恰好相平。
(1)甲、乙液体对容器底的压强分别为和,排开液体的质量分别为和,两容器对水平桌面的压力分别为和,则它们的大小关系为:__________,__________,__________(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)已知甲液体为水,现将甲液体中的正方体A从正方体B上方取下放入水中,此时正方体A沉底,正方体B有露出水面,则液体乙的密度__________,正方体A的密度__________。
【答案】(1) 小于 等于 小于
(2) 1.35
【详解】(1)[2]将A、B两正方体视作一个整体,该整体在两液体中都处于漂浮状态,,所以该整体在两液体中受到的浮力相等,由阿基米德原理知,排开液体受到的重力相等,则排开液体的质量相等,即。
[3]由图知,,,因为,所以,由可知,两液体的密度关系是;放入正方体前,甲液体的体积小于乙液体的体积,根据可得,甲液体的重力小于乙液体的重力;容器对水平桌面的压力,因容器受到重力相同,且A、B两正方体受到的重力不变,甲液体受到的重力较小,所以,装甲液体的容器对水平桌面的压力较小,即。
[1]由于两个容器中液面相平,甲液体密度较小,根据可得,甲、乙液体对容器底的压强关系为。
(2)[1]若甲液体为水,则A和B的总重力为
AB整体在两种液体中受到的浮力相等,故乙液体的密度为
[2]取下A后,正方体B有露出水面,处于漂浮状态,则B的重为
A的重力为
A的质量为
则A的密度为
典例3(2026·安徽阜阳·一模)图甲为一款常见的酒提子(竹酒舀),提手部分体积忽略不计,模型如图乙所示,盛酒部分是外底面积为40cm2、高度为10cm的圆柱形,空酒提子的重为1.8N;图丙中酒壶的内底面积为200cm2,酒壶内装的酒的体积为4×10-3m3、质量为3.6kg,g取10N/kg。
(1)求酒壶中酒的密度;
(2)求空酒提子手柄上的力的大小为0N时,酒提子浸入酒中的体积;
(3)图丙中,将酒提子从刚好接触酒的液面的位置缓慢竖直放入酒壶,求此过程中酒对酒壶底部的最大压力和最小压力之差。
【详解】(1)酒壶中酒的密度
(2)空酒提子手柄上的力的大小为0N时,酒提子漂浮,酒提子受到的浮力等于其受到的重力
由阿基米德原理得此时酒提子浸入酒中的体积
(3)酒提子缓慢下降的过程中,酒壶内液位上升,酒对酒壶底部的压力增大。酒提子底部浸入酒中的深度为0cm时,酒对酒壶底部的压力最小;酒提子底部浸入酒中的深度为10cm时,酒对酒壶底部的压力最大,这个过程酒壶中液面高度的变化Δh2与酒提子圆柱形部分浸入酒中的高度h1满足关系
当h1为10cm时
则酒对酒壶底部的最大压强和最小压强之差
酒对酒壶底部的最大压力和最小压力之差
方|法|提|练
1、上浮:F浮>G,最终漂浮;下沉:F浮<G,最终沉底;悬浮:F浮=G。
2、物体密度与液体密度关系:ρ物<ρ液漂浮,ρ物=ρ液悬浮,ρ物>ρ液下沉。
3、漂浮时物体部分浸入,V排<V物;悬浮和沉底时物体完全浸没,V排=V物。
变|式|巩|固
变式1(2026·陕西西安·二模)电磁弹射型航母“福建舰”是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。该舰满载时,排水量约8万吨。与“辽宁舰”和“山东舰”不同,“福建舰”放弃了滑跃起飞甲板,采用了平直甲板。相比传统的蒸汽弹射器,电磁弹射器体积更小、重量更轻、效率更高,且弹射力度可精确调节。这意味着它可以弹射更轻质量的无人机,也可以弹射满油满弹的重型舰载机。关于以上信息说法错误的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的质量
B.“福建舰”漂浮在海面上,“福建舰”所受的浮力等于重力
C.利用电磁弹射器将舰载机弹出,说明舰载机受到惯性作用获得动能
D.“福建舰”不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越小
【答案】C
【详解】A.排水量是舰船满载时排开水的质量,故A正确,不符合题意;
B.根据物体的漂浮条件,漂浮在液面上的物体所受浮力等于自身重力,所以“福建舰”漂浮时浮力等于重力,故B正确,不符合题意;
C.惯性是物体本身的一种属性,不能说“受到惯性作用”,正确的表述是“舰载机由于惯性保持原来的运动状态”,故C错误,符合题意;
D.流体流速越大的位置,压强越小。两船近距离并排航行时,中间水流速度快、压强小,外侧水流速度慢、压强大,会产生向内的压力差使两船靠近,存在碰撞风险,所以“福建舰”不能与其他舰船近距离并排航行,故D正确,不符合题意。
故选C。
变式2(2025·陕西商洛·二模)如图,小明选取两个完全相同的玻璃瓶,分别装入适量的细沙( 密封瓶盖上开有两个小孔,一个小孔与长直导管相连,长直导管的一端始终在水面以上,另一个小孔通过软管与装满水的注射器相连,制成甲、乙两个潜水艇模型。改变两模型内部水量(图中未画出),使其悬停于盛有清水的柱形容器的同一深度处。软管和长直导管的质量、体积忽略不计,下列说法不正确的是( )
A.甲、乙两个模型是通过改变自身重力实现浮沉的
B.乙模型内水的质量较小
C.甲、乙两个模型受到的浮力大小相等
D.通过注射器向甲、乙两个模型中注水,模型都将下沉
【答案】B
【详解】A.该潜水艇模型通过向瓶内注水、排水改变自身总重力,实现浮沉,故A正确,不符合题意;
BC.两个玻璃瓶完全相同,都浸没在水中,排开水的体积相等,根据阿基米德原理,可知甲乙受到的浮力大小相等,甲乙都悬停在水中,悬浮时总重力等于浮力,即
因为浮力相等,所以甲乙的总重力相等。 总重力
瓶子本身重力相同,已知细沙质量,因此细沙重力,可得乙模型内水的质量更大,故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.向模型内注水后,模型总重力变大,排开水的体积不变,浮力不变,此时总重力大于浮力,两个模型都将下沉,故D正确,不符合题意。
故选B。
变式3(2026·广东佛山·一模)如图,用细线将重为8N的石湾陶瓷工艺品挂在弹簧测力计下,当其浸没在水中静止时,测力计的示数为3N,则工艺品受到浮力的大小为________N,方向________;若剪断细线,工艺品将________(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
【答案】 5 竖直向上 下沉
【详解】[1][2]根据称重法测浮力,工艺品受到浮力的大小为
浮力的方向始终为竖直向上。
[3]工艺品浸没时受到的浮力小于重力,根据物体的浮沉条件,若剪断细线,工艺品将下沉。
变式4(2026·湖南湘潭·一模)小华将一物体挂在弹簧测力计上,示数为10N,如将该物体浸没在某种液体中,称量时示数为8N,此时该物体所受浮力是______N。若该物体放入此液体中,松手后,物体将______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
【答案】 2 下沉
【详解】[1]将一物体挂在弹簧测力计上,示数为10N,即物体受到的重力为10N,将该物体浸没在某种液体中,称量时示数为8N,由称重法可得,物体所受浮力
[2]物体所受重力10N大于浸没时的浮力2N,由物体的浮沉条件可知,物体将下沉。
变式5(2026·安徽宣城·一模)科技小组想测量小石块的密度,设计了如下方案:将底面积为S的物块(长方体)放入柱形盛水容器中,物块漂浮,测出物块静止时浸入水中的长度h,如图甲所示;将小石块放在物块上,测得物块静止时浸入水中的长度与图甲相比增加了,如图乙所示;将小石块用细线(细线体积和质量均忽略不计)系在物块下,测得物块静止时浸入水中的长度与图甲相比增加了,如图丙所示。已知g和,求:(均用题中给定的物理量符号表示)
(1)图甲中,物块受到的浮力;
(2)图乙中,物块底部受到的压力;
(3)小石块的密度。
【分析】(1)图甲中物块受到的浮力,根据阿基米德原理即可求出;
(2)浮力产生的原因是上下压力差,物块漂浮在水面,上表面没有水,压力为0,所以浮力就等于底部受到的压力;
(3)石块漂浮在水面上,总体浮力等于总体的重力,列出等式,求出石块的质量; 石块分别在物块上面和在物块下面时,总重相同,总体漂浮在水面上,浮力相同,排开水的体积相同,根据排开水的体积相同,求出石块的体积,利用密度公式求得石块的密度。
【详解】(1)由题意,将底面积为S的物块(长方体)放入柱形盛水容器中,物块漂浮,测出物块静止时浸入水中的深度是h,根据可得,物块受到的浮力为
(2)由题意可知,图乙中,物块静止时浸入水中的深度是,对于漂浮的物体,浮力是物块上下表面的压力差,物块上表面露出水面,向下的压力为0,因此物块底部受到的向上压力等于浮力,所以物块底部受到的压力为
(3)由图乙,石块与物块漂浮,增加的浮力与石块的重力相等,则石块的重力为
所以石块的质量
如图丙,石块吊在物块的下端,石块、物块漂浮在水面上,则有……①
由(2)得……②
由①②可得
根据密度公式可知石块的密度
◇题型05 轮船、 潜水艇、 气球和飞艇的原理
典|例|精|析
典例1(2025·陕西商洛·三模)2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京举行,天安门广场8万只氦气球腾空而起,场面非常壮观。这些氦气球由特殊天然乳胶材料制作而成,该材料在光照和微生物作用下,最终可分解为水、二氧化碳和有机物。下列说法正确的是( )
A.制作气球的天然乳胶材料具有良好的弹性及透气性
B.利用氦气进行填充,是因为氦气密度大于空气
C.气球上升过程中,体积保持不变
D.气球采用该天然乳胶材料是因为它符合环保的要求
【答案】D
【详解】A.气球需要弹性,但不需要良好透气性,否则易漏气,故A错误;
B.氦气密度小于空气,才能让气球升空,故B错误;
C.气球上升时外界气压减小,内部气压大于外界气压,球内气体膨胀,体积变大,故C错误;
D.该材料可自然分解为水、二氧化碳和有机物,无污染,符合环保要求,故D正确。
故选D。
典例2(2026·江西·一模)如图所示,是我国完全自主设计和建造的首艘电磁弹射型航母“福建舰”。当“福建舰”上的舰载机起飞后,其所受浮力___________;舰底所受海水的压强___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 变小 变小
【详解】[1][2]福建舰始终漂浮,浮力等于重力。当舰载机起飞之后,福建舰重力减小,则浮力减小,根据,福建舰排开水的体积变小,则福建舰底部所处深度减小,根据,福建舰底部受到海水的压强变小。
方|法|提|练
1、轮船利用空心结构增大排开水的体积,从而增大浮力,始终漂浮且F浮=G。
2、潜水艇靠改变自身重力实现上浮和下潜,浮力大小不变。
3、气球和飞艇内部充入密度小于空气的气体,使浮力大于重力从而升空。
变|式|巩|固
变式1(2026·河南周口·一模)关于生活中浮力现象的分析,下列说法正确的是( )
A.在气球上升过程中,由于大气压减小气球膨胀,气球所受重力增大
B.潜水艇下潜过程中,向水舱注水增大自身重力,使重力大于浮力
C.用手将乒乓球按入水中,松手后乒乓球上浮,说明水下乒乓球所受浮力小于其重力
D.同一艘轮船从河里驶入海里后,船身会上浮,是因为海水密度大,停止上浮的轮船所受浮力大于重力
【答案】B
【详解】A.气球上升过程中,由于大气压减小,球内气压大于外界大气压,气球膨胀,气球的质量不变,其所受重力的大小不变,故A错误;
B.潜水艇通过改变自身重力实现浮沉。下潜时,向水舱注水增大自身重力,当重力大于浮力时,潜水艇所受合力向下,实现下潜。故B正确;
C.用手将乒乓球按入水中,松手后乒乓球上浮,说明水下乒乓球所受浮力大于其重力,故C错误;
D.同一艘轮船从河里驶入海里后,船身会上浮,是因为海水密度大,停止上浮的轮船依旧漂浮在海上,所以其所受的浮力大小依旧等于其重力大小,故D错误。
故选B。
变式2(2025·湖北·三模)2024年12月27日,被命名为“四川舰”的中国海军076型两栖攻击舰首舰在上海下水(如图),“四川舰”满载排水量约4万吨,双舰岛设计,可搭载固定翼飞机、直升机和两栖作战装备等,下列说法正确的是( )
A.“四川舰”满载时受到的浮力约为
B.“四川舰”匀速巡航时,受到的浮力大于它的总重力
C.舰载机从“四川舰”上起飞后,“四川舰”所受浮力减小
D.“四川舰”从长江驶入东海后,要上浮一些,所受浮力增大
【答案】C
【详解】A.根据阿基米德原理,故A错误;
B.“四川舰” 匀速巡航时,漂浮,浮力等于总重力,故B错误;
C.舰载机起飞后,“四川舰” 总重力减小,漂浮时浮力等于重力,所以浮力减小,故C正确;
D.从长江驶入东海,浮力都等于重力,重力不变,浮力不变,故D错误。
故选C。
变式3(2026·陕西西安·二模)在物理课堂上老师用注射器为同学们演示了很多有趣的实验:如图甲,水槽中放入适量染成红色的水,活塞向外拉,瓶内长吸管就会有水喷出,形如内置的喷泉,此实验证明了________的存在;如图乙为潜水艇模型,进气排气管所受浮力大小忽略不计。要使处于悬浮状态的潜水艇下沉,可通过________(选填“向内推”或“向外拉”)动注射器活塞来实现,在此过程中潜水艇所受浮力大小________(选填“变大”、“不变”或“变小”);如图丙向两乒乓球中间吹气,两球靠拢,说明流速越大的位置,压强越________(选填“大”或“小”)。
【答案】 大气压/气压/大气压强 向外拉 不变 小
【详解】[1]对于图甲实验,活塞向外拉,瓶内空气被抽出,瓶内气压变小,在外界大气压作用下,将水压入瓶内,水从长吸管喷出,证明了大气压的存在。
[2][3]如图乙所示,当潜水艇悬浮时,重力等于浮力。当潜水艇下沉时,液体的密度、潜水艇排开液体体积不变,根据可知,其受到的浮力不变,所以要使潜水艇下沉,则需潜水艇受到的重力大于浮力,即需增大潜水艇的重力,故需向外拉动注射器活塞,使水进入潜水艇中。
[4]如图丙所示,向两乒乓球中间吹气时,两球中间空气流速较大,两球外侧空气流速较小;两球靠拢,说明两乒乓球中间的压强比两乒乓球外侧的压强小。可以说明流速越大的位置,压强越小。
◇题型06 浮力与压强的综合问题
典|例|精|析
典例1(2025·四川广安·模拟预测)如图所示,水平桌面上盛有适量水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B,当冰块A完全熔化后,下列说法正确的是( )
A.烧杯内液面高度不变 B.杯底受到液体的压力变小
C.烧杯对桌面压强变大 D.物块B受到的浮力变小
【答案】A
【详解】A.由图可知冰块漂浮,则
又因为,所以可得,则冰块漂浮时排开水的体积
冰全部熔化成水以后,熔化成水的质量,则熔化成水的体积
所以液面的高度不变,故A正确;
B.杯底受到水的压力
液面高度不变h也就不变,其它量也不变,所以不变,故B错误;
C.冰块熔化后,质量不变,即烧杯内物体的总质量不变,而烧杯对桌面的压力等于烧杯及烧杯内物体重力之和,所以烧杯对桌面的压力不变,根据可知,烧杯对桌面压强的不变,故C错误;
D.冰熔化后,物体B仍然悬浮,浮力等于重力,物体B重力不变,则物块B受到的浮力不变,故D错误。
故选A。
典例2(2025·湖南长沙·二模)如图甲柱形塑料水杯M的质量为0.1kg,外底面积,外高为10cm,漂浮在轻质容器中水面上。现在向水杯中缓慢加水,水杯外底到轻质容器底部的距离h与加水质量m的关系如图乙所示,水杯始终保持竖直。则:
(1)柱形水杯的重力为______N;
(2)向水杯中加水到时,若停止加水,往水杯中放入一个重3N,密度为2g/cm3的合金块,待液面静止后,轻质容器对水平桌面的压强为______Pa。(,g取10N/kg)
【答案】(1)1
(2)2025
【详解】(1)柱形水杯的重力
(2)当加水800g后,M内水装满,水杯漂浮,受到的浮力等于M的重力和加入水的重力,即此时浮力为
此时排开水的体积为
则此时M浸入水中的深度为
当加水质量为时,容器中的水已加满,M仍然漂浮,此时M外底到容器底部的距离为,则此时容器中水的总高度为
M中没有水时,因为漂浮,浮力为
M排开水的体积为
M浸入水中的深度为
所以当加水800g后,M浸入水中的深度增加量为
则排水量的增加量为
所以有
即
解得,容器的底面积,当加水质量为时,容器内水的体积为
密度为2g/cm3、重3N的合金块放入水中后,由于合金块的密度大于水的密度,所以合金块会沉底,容器中的水会溢出,溢出水的体积等于合金块的体积,所以合金块溢出水的体积为
水杯内水的剩余的体积为
剩余水的质量为
剩余水的重力为
此时杯、杯内水和合金块的总重力为
水杯受到最大的浮力为
所以水杯和合金块在容器内下沉,最终处于沉底状态,水杯沉底过程中,会溢出水,溢出水的体积为
溢出水的总体积为
容器和水杯内剩余水的总体积为
容器和水杯内剩余水的总质量为
容器和水杯内剩余水的总重力为
容器的重力不计,轻质容器对水平桌面的压力为
容器对水平桌面的压强为
典例3(2026·北京延庆·一模)物理小组利用圆柱形玻璃杯制作出可测量物体质量的“浮力秤”。如图所示,玻璃杯底面积为,质量为200g,将未知质量的铁块放入玻璃杯中,静止时玻璃杯底面与水平面平行,玻璃杯浸入水中的深度为5.5cm。,取10N/kg。求:
(1)画出图中以玻璃杯和铁块整体为研究对象的受力示意图。
(2)玻璃杯底面所受水产生的压强。
(3)铁块的质量。
【详解】(1)玻璃杯和铁块整体处于静止状态,受到竖直向下的重力G总和竖直向上的浮力F浮是一对平衡力。从重心出发,画一条带箭头的线段表示总重力G总,方向竖直向下,再画一条带箭头的线段表示浮力F浮,方向竖直向上,且两条线段长度相等。据此作图。
(2)玻璃杯底面所受水产生的压强为
(3)由可知,玻璃杯底面所受水的向上的压力为
因玻璃杯上表面不受水的压力,由压差法可知,玻璃杯受到的浮力为
装有铁块的玻璃杯在水中处于漂浮状态,则
玻璃杯的重力为
则铁块的重力为
铁块的质量为
方|法|提|练
1、先判断物体浮沉状态,选择对应公式计算浮力,漂浮悬浮用F浮=G,其他用阿基米德原理。
2、液体压强用p=ρgh计算,液面高度变化会由排开体积变化引起。
3、容器底部压力变化等于物体受到的浮力变化,可结合压强压力综合列式求解。
变|式|巩|固
变式1(2025·福建泉州·二模)如图,将底面积相同的甲、乙两容器置于水平面上,分别往两容器中倒入质量相等的不同液体,现将完全相同的正方体A、B分别放入两容器中,当A、B都静止时,两容器液面相平,则下列说法正确的是( )
A.物体A底部受到液体的压力大于物体B底部受到液体的压力
B.物体A底部受到液体的压强等于物体B底部受到液体的压强
C.甲容器底部受到液体的压力大于乙容器底部受到液体的压力
D.甲容器底部受到液体的压强等于乙容器底部受到液体的压强
【答案】B
【详解】AB.A、B是相同正方体,在液体中都漂浮,浮力等于重力,即
又因为浮力等于上下表面压力差,物体上表面压力为0,所以物体底部受到的压力等于浮力,即,,因此
物体底部压强,因为A、B底面积S相同,压力相等,所以压强也相等。故A错误,B正确;
CD.由图可知,由于A、B受到的浮力相同,根据阿基米德原理可知甲容器液体的密度小于乙容器液体的密度,且放入物块后液面相平,根据可知,两液体对容器底的压强关系为,由可知,甲容器底部受到液体的压力小于乙容器底部受到液体的压力,故CD错误。
故选B。
变式2(2025·河南焦作·三模)盛有适量水的圆柱形容器放在水平桌面上,先把质量与碗相等的橡皮泥放置于碗内,然后将其放入圆柱形容器的水中使之处于漂浮状态,如图甲所示;再把橡皮泥从碗中取出使之沉于底部、碗仍处于漂浮状态,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图乙中水对碗的浮力小于水对橡皮泥的浮力
B.图甲中水对碗的浮力等于图乙中水对碗的浮力
C.图甲中水对容器底部的压强大于图乙中水对容器底部的压强
D.图甲中容器对桌面的压强大于图乙中容器对桌面的压强
【答案】C
【详解】A.因为碗和橡皮泥的质量相等,则它们的重力相等,乙图中碗漂浮,浮力等于重力,橡皮泥沉底,浮力小于重力,所以乙图碗受到的浮力大于橡皮泥受到的浮力,故A错误;
B.在甲图中,橡皮泥和碗整体受到的浮力为:
在乙图中,碗漂浮,碗受到的浮力为:
所以图甲中水对碗的浮力大于图乙中水对碗的浮力,故B错误;
C.在甲图中,橡皮泥和碗整体受到的浮力为:
在乙图中,橡皮泥和碗整体受到的浮力为:
由可知,橡皮泥和碗整体排开水的体积减小,水面下降,由可知图甲中水对容器底部的压强大于图乙中水对容器底部的压强,故C正确;
D.由于容器对桌面的压力等于容器的总重力,所以容器对桌面的压力不变,由可知容器对桌面的压强不变,故D错误。
故选C。
变式3(2025·吉林松原·三模)把一个体积为200cm3的柱状物体放入柱形容器中,如图所示,记录倒入容器中的水量及容器中水的深度,如表所示,已知物体的密度小于水的密度。(g取10N/kg)
水量/cm3
60
120
180
240
300
360
水深/cm
5
10
15
19
22
25
(1)倒入容器中的水越深,水对容器底部的压强越___________;
(2)容器的底面积为___________cm2,物体的高度为___________cm;
(3)物体的密度ρ物=___________g/cm3。
【答案】(1)大
(2)20 25
(3)0.7
【分析】根据液体压强公式判断压强随深度的变化; 通过两组数据分别计算容器底面积与物体高度; 最后利用漂浮条件求出物体密度。
【详解】(1)倒入容器中的水越深,水的深度h越大,由可知,水对容器底部的压强越大。
(2)[1]第4、第5次倒水时,长方体处于漂浮状态,此时水深度的变化只和容器底面积有关,所以深度h从19 -22cm,水的体积变化 。即, 解得。
[2]第1、第3次倒水时,水量较小,长方体部分浸入水中,此时水深度的变化和容器底面积及长方体底面积都有关
水的体积变化
代入得,
柱状物体的体积, ,柱状物体的高
(3)第六次加水时物体漂浮,物体排开液体的体积
物体受到的浮力为
物体漂浮时F浮=G物,则物体的密度
变式4(2026·安徽宿州·一模)如图甲所示,水平地面上有一底面积为、不计质量的薄壁柱形容器。容器中放有一个用细线与容器底部相连的小木块,细线体积忽略不计。如图乙所示,往容器中缓慢加水,直至木块完全没入水中,木块所受的浮力与时间t的关系图像如图丙所示,其中段表示木块离开容器底上升直至细线被拉直的过程。水的密度为,求:
(1)木块浸没在水中时绳子的拉力;
(2)木块的密度;
(3)剪断绳子,木块静止后水对容器底部压强的变化量。
【分析】(1)由图像分析,木块浸没时受力平衡,则有
(2)由阿基米德原理可求出木块的体积,再利用密度公式求出木块的密度。
(3)求出剪断绳子后木块的浮力,求出此时的,根据前后排开液体关系可求,由求出深度的变化量,由求出水对容器底部压强的变化量。
【详解】(1)由题意可知,在段随着加水的过程,木块浸入的体积逐渐增大,浮力变大,到点时,木块刚好漂浮,故段木块所受的重力等于浮力
点开始,木块处于绷直状态,点开始木块完全浸没在水中,由图丙分析可得浮力;木块处于静止状态,受力平衡,受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力的作用,则,则绳子受到的拉力
(2)由阿基米德原理,可得木块浸没时排开的水的体积,即木块的体积为
由可知,木块的质量为
则木块的密度为
(3)剪断绳子后木块处于漂浮,此时受到的浮力
由阿基米德原理,可得木块此时排开液体的体积
剪断绳子前后排开液体体积的变化量
水面下降的深度
则水对容器底部压强的变化量为
(第二种方法:木块的浮力改变量即为压力改变量,
水对容器底部压强的变化量为)
◇题型07 密度计的原理及制作微型密度计
典|例|精|析
典例1(2025·山东聊城·三模)将自制密度计分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,状态如图所示。关于密度计在两种液体中所受的浮力、,以及两种液体的密度、,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】同一支密度计在不同液体中总是处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件,浮力等于重力,即。因为密度计的重力不变,所以密度计在两种液体中所受浮力相等,即。根据阿基米德原理,在浮力相等时,液体密度与排开液体的体积成反比。由图可知,密度计排开甲液体的体积大于排开乙液体的体积,即,所以。
故选A。
典例2(2025·江苏徐州·三模)有一支密度计先后放在和两种液体中,静止时,如图所示,由此可以判断,密度计在液体中所受的浮力______在液体中所受的浮力,液体的密度______液体的密度。密度计上端刻度值较______。
【答案】 等于 大于 小
【详解】[1]因为密度计漂浮,所以,密度计重力不变,则密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G。
[2]由图知,密度计排开液体的体积关系为,由F浮=ρ液gV排知,。
[3]刻度值越靠上部,表示排开液体的体积越大,而浮力不变,由可知,液体的密度越小,所以密度计上端刻度值较小。
典例3(2026·新疆乌鲁木齐·一模)某兴趣小组制作了一个微型密度计,在圆木棒的一端缠绕一些铜丝,已知圆木棒的横截面积为0.5cm2。。
(1)小组同学用天平测出了密度计的质量为10g,如图所示将密度计放入酒精中处于漂浮状态,此时密度计受到的浮力为___________N。再将密度计放在浓盐水中,发现密度计倾斜,是由于密度计露出液面的高度___________ (选填“增大”或“减小”)导致,要解决这个问题,缠绕铜丝的圈数应 ___________(选填“增加”或“减少”);
(2)密度计漂浮在密度为0.8g/cm3的酒精中,密度计浸入酒精的体积为___________cm3,在距离“1g/cm3”刻度线___________cm的位置标刻“0.8g/cm3”的刻度线。
【答案】(1) 0.1 增大 增加
(2) 12.5 5
【详解】(1)[1]因为密度计在酒精中处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件,漂浮时浮力等于重力。已知密度计质量
重力
所以此时密度计受到的浮力。
[2]将密度计放在浓盐水中,由于浓盐水密度大于酒精密度,根据,在浮力不变的情况下,液体密度变大,排开液体体积变小,所以密度计露出液面的高度增大,导致密度计倾斜。
[3]要解决密度计倾斜问题,需要降低其重心,所以应增加缠绕铜丝的圈数。
(2)[1]根据阿基米德原理,,可得密度计浸入酒精的体积
[2]已知圆木棒横截面积,根据,可得密度计在酒精中浸入的深度
当密度计漂浮在水中时,
则密度计在水中浸入的深度
所以在距离“”刻度线的位置标刻“”的刻度线的距离为
方|法|提|练
1、密度计在不同液体中均漂浮,浮力始终等于自身重力,大小保持不变。
2、液体密度越大,密度计排开液体体积越小,浸入深度越浅,刻度值上小下大。
3、制作微型密度计时,选用均匀细杆加重物,使其竖直漂浮,通过浸入深度判断液体密度。
变|式|巩|固
变式1(2025·安徽亳州·三模)在跨学科实践活动中,同学们在一端封闭、粗细均匀的玻璃管中填入配重,使玻璃管能竖直漂浮在液体中,制成了密度计。下列密度计中,刻度标注可能正确的是( )(单位:)
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重量。当密度计漂浮在液体中时,它排开液体的重量等于它自身的重量。设密度计的质量为,则重力为。浮力等于排开液体的重量,即,其中是液体密度,是排开液体的体积。玻璃管横截面积,排开液体的体积,是浸入深度,则,平衡时有,则,即与成反比。玻璃管粗细均匀,横截面积恒定,因此刻度标注不可能均匀分布。增加时减小,即液体密度越大,浸入深度越小,刻度间隔更密集,即刻度为“上小下大,上疏下密”。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
变式2(2025·河北石家庄·二模)如图所示是小明在“跨学科实践课”上利用不同的粗细均匀吸管制成的三只密度计,放入同一杯水中时的情形,下列说法正确的是( )
A.密度计漂浮时所受浮力小于其自身重力 B.三只密度计在水面处的刻度值不同
C.向水中加入食盐后密度计会下沉 D.密度计②在测量其他液体密度时结果更精确
【答案】D
【详解】A.密度计是利用物体漂浮时所受浮力等于其自身重力的规律工作的,故A错误;
B.现在三只密度计测同种液体的密度,同种液体的密度一定,则液面所对应的刻度值应是相同的,故B错误;
C.密度计在液体中处于漂浮状态,故,密度计的重力不变,则所受浮力不变。根据阿基米德原理可知,向水中加入食盐后,液体密度变大,则V排会变小,密度计会上浮一些,故C错误;
D.密度计作为一种测量工具,其分度值越小测量越准确。密度计的刻度不均匀且上小下大,上疏下密。在同种液体中浸入深度越深,露出的部分越短,液面处相邻两密度值的间距越大,分度值越小,则测量值越准确,故D正确。
故选D。
变式3(2025·安徽合肥·二模)小邹同学用一支注射器制作密度计,他向注射器内注入某种液体作为配重并密封左侧注射口,如图甲,使其能够竖直漂浮在液体中。现将其置于水中,如图乙,水面正好处于的位置,该刻度线可以标注为,重复上述方法,标注其它的刻度线,密度计便制作完成。则在现有刻度线上可以标注的最小密度值是______。(不计注射器厚度与注射口体积)
【答案】0.4
【详解】密度计始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变。密度计受到的浮力为
由图甲可知,最大刻度为,即密度计排开液体的体积最大为,根据可知液体的最小密度为
即在现有刻度线上可以标注的最小密度值是。
变式4(2026·广西钦州·一模)小明了解到,合格医用酒精的密度范围为。为判断家中酒精是否符合密度标准,他通过自制密度计进行测量检验。
(1)了解密度计原理。如图甲所示,测量时密度计漂浮在被测液体中,其受到的浮力______(选填“大于”“小于”或“等于”)它所受的重力;当被测液体密度变小时,密度计浸入液体的深度变______(选填“大”或“小”)。
(2)选材制作。为提高测量精度,增大密度计的刻度间距,应选用直径更______(选填“细”或“粗”)的塑料管作为标度杆。为使密度计能竖直漂浮在液面上,会在标度杆下端绕铜丝配重,如图乙所示,并选用泡沫塑料球作为浮子,原因是泡沫塑料密度比酒精密度______。
(3)调节配重。把密度计放入水中,若漂浮时浸入水的深度过小,应______(选填“增加”或“减小”)配重。
(4)标记合格区域。乙图中彩色胶带的上下边界,分别对应密度计漂浮在和的合格酒精中时的液面位置。测量时,若被测酒精的液面位于彩色胶带区域______(选填“内”或“外”),则该酒精密度合格。
(5)测试成品。将调好的密度计放入待测酒精中,静止后液面在彩色胶带上方,如图丙所示,说明该酒精密度比合格酒精密度______(选填“大”或“小”)。
【答案】(1) 等于 大
(2) 细 小
(3)增加
(4)内
(5)小
【详解】(1)[1]密度计在被测液体中始终漂浮,处于平衡状态,此时二力平衡,其受到的浮力与其自身重力相等,因此。
[2]根据浮力公式可知,当液体密度变小时,浮力仍等于重力,所以排开液体的体积V排增大,密度计浸入液体的深度变大。
(2)[1]为提高测量精度,增大密度计的刻度间距,应选用直径更细的塑料管,因为其横截面积小,在排开液体体积变化相同时,其浸入深度变化更明显。
[2]为了让密度计能在液体中竖直漂浮。其下端放铜丝,是为了降低重心,提高稳定性。泡沫塑料的密度小于酒精的密度,因此泡沫塑料球能在酒精中漂浮,不会沉底。如果浮子密度大于液体密度,它会下沉,无法起到“浮子”的作用。所以,选用泡沫塑料是因为它的密度小于酒精密度,这样它才能浮在液面上方,配合下端配重,使密度计整体能竖直漂浮。
(3)密度计漂浮时,浮力等于重力,当浸入水的深度过小时,说明排开水的体积V排较小,原因是总重力太小。所以要增大浸入深度,需要增大总重力,即增加配重。
(4)彩色胶带上下边界分别对应密度为和的合格酒精的液面位置。测量时,若被测酒精的液面位于彩色胶带区域内,说明酒精密度在合格范围内。
(5)密度计漂浮时,浸入深度与液体密度成反比;密度越大,浸入深度越小;密度越小,浸入深度越大。当液面在彩色胶带上方,说明浸入深度大于合格酒精的最大浸入深度,因此被测酒精密度小于合格酒精的最小密度。
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专题08 浮力
目 录
第一部分 考情精析 锁定靶心 高效备考
第二部分 重难考点深解 深度溯源 扫清盲区
【考点01】浮力
【考点02】阿基米德原理
【考点03】物体的浮沉条件及应用
【考点04】制作微型密度计
第三部分 解题思维优化 典例精析+方法提炼+变式巩固
【题型01】探究影响浮力大小的因素的实验
【题型02】探究阿基米德原理实验
【题型03】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【题型04】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【题型05】轮船、 潜水艇、 气球和飞艇的原理
【题型06】浮力与压强的综合问题
【题型07】密度计的原理及制作微型密度计
核心考向聚焦
主战场转移:浮力已从基础浮沉判断、简单公式计算小题,全面升级为力学压轴综合大题,常与压强、密度、受力分析深度融合,是区分尖子生与中等生的核心拉分模块,占据力学综合题的半壁江山。
核心价值:其核心功能是作为“力学综合应用的核心纽带”,用于分析物体浮沉状态、计算浮力大小、关联液面变化与压强变化,衔接力学各模块知识,体现物理与生活、工程应用的紧密联系。
关键能力与思维瓶颈
关键能力:本专题重点考查模型建构、科学推理与综合应用素养。即能从复杂情境中提取浮力相关关键信息(如排开液体体积、液体密度、物体受力情况),灵活运用阿基米德原理、浮沉条件、二力平衡等知识,进行受力分析、定量计算与逻辑推导。
培优瓶颈:尖子生的主要失分点并非“记不住公式”,而在于:面对多物体、多过程、液面变化的复杂情境时,无法快速梳理受力关系与液面变化逻辑;在综合计算中,混淆阿基米德原理与浮沉条件的适用场景,忽略液面变化对压强的影响,导致逻辑链断裂、计算失误;对“悬浮与漂浮的区别”“排开液体体积与物体体积的关系”理解不透彻,引发受力分析错误。
命题前瞻与备考策略
预测:2026年中考中,浮力与生活工程情境、实验探究、图像分析的结合仍是命题主流。与压强、密度、受力分析的深度综合计算,以及“动态浮沉”“多物体叠加浮沉”的情境分析,是命题的核心增长点,难度将稳步提升,侧重考查过程分析能力。
策略:备考应放弃对孤立公式的死记硬背,转向“受力建模”与“情境拆解”。重点训练:1、快速拆解复杂浮力情境,规范绘制物体受力示意图,明确浮力、重力、拉力的关系,区分悬浮与漂浮的核心差异,精准判断物体浮沉状态。2、灵活运用阿基米德原理与浮沉条件,明确公式适用场景,规范列写计算式,重点突破“液面变化量计算”“浮力与压强联立计算”的难点,杜绝计算失误。
◇考点01 浮力
1、浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上的托力叫做浮力;浮力方向竖直向上,施力物体是液(气)体。
2、浮力的产生原因:物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力。物体在液体中,上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等,上面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体对物体这个压力差,就是液体对物体的浮力。
(1)液体内部压强随深度增加而增大,浸没在液体中的物体(如长方体),下表面深度大于上表面深度,因此下表面受到的液体压强大于上表面。
(2)物体上下表面受力面积相同,根据F=pS,下表面受到的向上的压力F2大于上表面受到的向下的压力F1。
(3)浮力的大小等于上下表面的压力差,即F浮=F2−F1。
◇考点02 阿基米德原理
1、阿基米德原理: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的液体受到的重力;公式表示:。
(1)液体对物体的浮力与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。
(2)适用条件:液体(或气体)。
2、浮力大小的计算方法
计算方法
核心公式
适用场景
压力差法
F浮=F1−F2
已知物体上下表面的压强或压力,且物体形状规则(如正方体、长方体)
称重法
F浮=G−F拉
物体浸在液体中,可用弹簧测力计测量重力和浸液后的拉力
阿基米德原理公式法
F浮=G排=ρ液gV排
已知液体密度和物体排开液体的体积,适用于所有浸在流体中的物体
平衡法
F浮=G物
物体处于漂浮或悬浮状态,重力与浮力二力平衡
◇考点03 物体的浮沉条件及应用
1、物体在液体中的浮沉条件(前提条件是物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。)
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G。
下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G。
(1)当物体的密度小于液体的密度时,物体所受的浮力大于重力,因此物体会上浮。
(2)当物体的密度等于液体的密度时,物体所受的浮力等于重力,物体将保持悬浮状态。
(3)当物体的密度大于液体的密度时,物体所受的浮力小于重力,因此物体将下沉。
2、漂浮问题的几个规律
规律1:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力。
规律2:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同。
规律3:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小。
规律4:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几。
规律5:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
规律6:完全浸入液体中的物体,物体密度与液体密度之比等于物体的重力与物体在液体中受到的浮力之比,公式表示为。
3、浮力的利用
(1)轮船原理:将密度大于水的钢铁制成空心结构,增大排开水的体积,从而获得足够大的浮力(浮力≥重力),实现漂浮。
(2)潜水艇原理:通过水舱充水/排水改变自身重力,实现浮沉。
(3)气球和飞艇原理:充入密度小于空气的气体(如氦气、热空气),使浮力大于重力,实现升空。
(4)密度计原理:漂浮时浮力等于重力(重力不变),液体密度越大,密度计排开液体的体积越小,因此可通过液面对应的刻度读取液体密度,广泛应用于酿酒、化工等领域。
(5)调节浮力的大小:采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上。
(6)浮力的利用:汤圆刚放入水中时,汤圆受到的浮力小于重力;汤圆煮熟时,它的体积增大,浮力也随之增大。
◇考点04 制作微型密度计
1、 核心工作原理
基于物体的漂浮条件(阿基米德原理):密度计漂浮在液体中时,所受浮力等于自身重力(浮物);液体密度越大,密度计排开液体的体积越小,浸入液体的深度越浅,反之则越深;通过标注不同浸入深度对应的液体密度值,即可快速测量液体密度。
2、 关键注意事项
(1)制作密度计的载体需选用密度均匀的材料(如细木棍、吸管),确保其能竖直漂浮在液体中,不倾斜、不侧翻。
(2)载体下端需固定配重(如少量橡皮泥、小铁钉),降低重心,保证密度计漂浮时的稳定性。
(3)配重需密封固定,防止溶解或脱落,避免改变密度计自身重力和平衡状态。
(4)测量时要将密度计轻轻放入液体,避免剧烈晃动,待其静止后再读取刻度,防止读数误差。
(5)同一支密度计测量不同液体前,需擦拭干净表面残留液体,避免不同液体混合影响测量精度。
(6)微型密度计的刻度需在已知密度的标准液体中标定,标注刻度时要精准对齐液面位置。
◇题型01 探究影响浮力大小的因素的实验
典|例|精|析
典例1(2026·江苏无锡·一模)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用同一实心金属块按图示的步骤进行操作。根据图中现象,他可以得出的结论是( )
A.浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关 B.浮力大小与排开液体的重力有关
C.浮力大小与液体的密度有关 D.浮力大小与物体的密度有关
典例2(2026·河南驻马店·一模)小华和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。在弹簧测力计下悬挂一长方体物块,测出重力如图A,将它缓慢浸入水中,物块在不同位置时弹簧测力计示数如图B、C、D所示,图E为将同一物块浸没在酒精中的情况(物块未接触容器底)。
(1)实验中,物块浸没在水中时受到的浮力是________N。
(2)分析图A、B、C可知浮力大小跟________有关;分析图A、C、D可知,浮力大小与物体浸没在液体中的深度________(选填“无关”或“有关”)。
(3)如果通过对比A、B、E三次实验,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________________。
(4)由实验数据可知,物块的密度为________。
方|法|提|练
1、实验采用控制变量法,通过弹簧测力计示数差计算浮力,即F浮=G-F示。
2、浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,与浸没深度无关。
3、物体未完全浸没时,浸入深度越深,排开体积越大,浮力越大;完全浸没后浮力不变。
变|式|巩|固
变式1(2025·湖北武汉·三模)如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情景。图乙中质量为100g、底面积为的薄壁平底圆柱形容器内盛有500g的水,图丙在图乙水中加入了50g 食盐并充 分搅拌溶解、不计溶解后容器内水的体积变化。甲、乙中,弹簧测力计的示数分别为 3.0N 和2 .0N。下列说法中正确的是( )
A.甲、乙、丙三图探究的是浮力的大小与物体浸在液体 中的体积的关系
B.图乙中容器对水平桌面的压强为1.4×107Pa
C.图乙中,剪断细线,金属圆柱体沉底后,容器对桌面 的压力会增大2N
D.图丙中盐水的密度是1.13g/cm3
变式2(2025·上海闵行·一模)小李同学做“探究浮力大小影响因素”的实验。他将重为4牛的物块用细线挂在弹簧测力计挂钩上,当物块浸没在水中静止时测力计示数如图所示,则物块所受的浮力大小为______牛、方向竖直______。他多次改变物块浸没在水中的深度,观察到测力计示数始终保持不变,这表明:当物体浸没在水中时,______。
变式3(2025·云南保山·模拟预测)如图所示,小江和同学们探究影响浮力大小的因素。
(1)测量前,需沿___________方向将弹簧测力计调零。
(2)如图A测出物块的重力,然后将物块部分浸入水中,当测力计示数如图B所示,此时物块所受浮力为___________N。
(3)小江继续按图A、B、C所示进行实验,由此可知:在同种液体中,物体___________越大,所受浮力越大;由C、D的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度___________。
(4)比较___________三次实验,浮力大小与液体的密度有关;通过计算可以得出盐水的密度为___________;小保提出若计算过程中取会使测量结果更准确,而小江认为无影响,___________(填“小保”或“小江”)的说法正确。
(5)实验中由于手臂的晃动会导致测力计示数不稳定,不方便读数,请你写出一种改进措施:___________。
◇题型02 探究阿基米德原理实验
典|例|精|析
典例1(2025·安徽·三模)小明想探究物体所受浮力大小与排开液体重力的定量关系,主要实验片段如图所示。下列分析正确的是:( )
A.图1水对溢水杯底压力大于图4水对溢水杯底的压力
B.图4溢水杯底对桌面的压力比图1溢水杯对桌面的压力少0.6N
C.图4中小杯对水平桌面的压力为0.6N
D.图4中浸入液体中的物块上下表面受到水的压力差为0.6N
典例2(2026·广东珠海·一模)如图所示是小九和小洲进行的“探究阿基米德原理”实验过程。
(1)由实验___________两步可以测出物块浸没在水中时受到的浮力F浮=___________N;
(2)由图A和___________可得出该物块排开水所受的重力G排,比较F浮与G排,就可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系,从而初步验证阿基米德原理;
(3)若步骤B中的水未达到溢水口,根据实验数据计算会发现物体所受浮力___________(选填“大于“”小于“或”等于“)溢出水所受的重力;
(4)小郭对实验进行了改进,如图F所示,将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,发现随着物块没入水中的体积越来越大,弹簧测力计甲的示数变化量___________(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计乙的示数变化量,若只将物块的一部分没在水中,则___________(选填“能”或“不能”)得到与(2)相同的结论。
方|法|提|练
1、实验步骤为先测物体重力,再测空桶重力,接着测物体浸没时拉力,最后测桶和溢出水总重。
2、实验结论:浸在液体中的物体受到的浮力,大小等于它排开液体所受的重力。
3、实验验证了F浮=G排,是阿基米德原理的直接实验依据。
变|式|巩|固
变式1(2025·江苏无锡·一模)小红用弹簧测力计、量筒、水和石块做“验证阿基米德原理”的实验,实验情景和测量数据如图所示,根据图中信息可知石块所受浮力为_________N;通过乙、丙两图的实验数据计算得出了物体排开液体的重力,由此得出的初步结论为_____________。随后经分析思考,根据实验数据推算出了石块的密度为_________kg/m3(g取10N/kg)。
变式2(2026·宁夏·一模)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行___________。
(2)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,由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮=___________。
(3)以下选项中若___________成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A.F1﹣F2=F3﹣F4 B.F1﹣F3=F4﹣F2 C.F3﹣F2=F1﹣F4
(4)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,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐___________,B的示数逐渐___________。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是___________(多选,都正确得分,否则不得分)。
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
变式3(2025·湖北·三模)为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系,小明同学进行了如图甲所示的实验:
(1)浮力的大小可由______两个步骤测出。排开的液体所受的重力可由______两个步骤测出,该实验的操作步骤合理顺序是______(均填字母代号);
(2)利用所测数据计算出了物体的密度为______;
(3)如果物体向下移动时物体不小心碰到了容器底部如图乙所示,此时弹簧测力计的示数为0.4N,此时容器底部受到的压力______N。
◇题型03 利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
典|例|精|析
典例1(2026·河南·模拟预测)妍妍捡到一块石头,用电子秤和玻璃杯测量其密度,为避免石头从水中取出时沾水影响测量结果,设计了如图所示的测量过程。下列判断不正确的是(不计绳子的质量和体积,水的密度为,取)( )
A.从水中取出石头时,带出了1g的水
B.根据实验数据,可得出石头密度为
C.石头沉在水底时,仍受到浮力的作用
D.石头沉在水底时,杯底对石头的支持力为0.24N
典例2(2026·江苏无锡·一模)某小组设计了水箱自动控制进水装置,如图所示。水箱内质量为m的圆柱形金属控制棒用不可伸长的细线悬挂在力传感器下面,并始终浸在水中,通过它对力传感器拉力的大小触发开关,控制水泵自动注水。当水箱内水位降低到最低水位时,力传感器所受拉力等于,触发开关水箱进水,此时控制棒受到的浮力为______(用字母表示);当水位上升时,力传感器的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”),当力传感器所受拉力等于时,再次触发开关,水泵停止向水箱注水。若换用一根形状完全相同但密度更大的控制棒,将会使水箱中的最高水位______(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
典例3(2026·广东深圳·一模)如图甲所示的“提子”是早前商店用来打酱油的器具,其模型由一个圆柱形容器和一根细长的柄构成(如图乙)。某提子的容器部分如图丙所示,质量,内高,外高,内底面积,外底面积,细长柄质量不计。如图丁所示是该提子漂浮在酱油中的示意图,已知圆柱形酱油桶装有20cm深的酱油,桶的底面积,酱油密度,求:
(1)图丁中提子所受的浮力;
(2)未放入提子时,酱油对桶底的压强;
(3)在图丁中,继续将提子缓慢下放,使提子下底面浸入酱油的深度为6cm,此时人对长柄的作用力大小。
方|法|提|练
1、阿基米德原理公式为F浮=G排=ρ液gV排,可直接计算浮力大小。
2、已知浮力和液体密度可求排开体积,完全浸没时物体体积等于V排。
3、结合 G=mg和ρ=m/V,可联立求出物体密度、质量等未知量。
变|式|巩|固
变式1(2025·陕西宝鸡·模拟预测)如图甲所示,将底面积为S的柱形薄壁容器M置于电子秤上,逐渐倒入某液体至h₁深;再将系有细线的金属圆柱体A缓缓向下浸入液体中(液体未溢出),直到它最后自由静止于容器底部。将容器M置于电子秤上到圆柱体静止于容器底的整个过程中,电子秤示数m随液体深度h的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.金属圆柱体A最终浸没在液体中
B.金属圆柱体A底部在处所受的液体压强小于在处所受的液体压强
C.液体的密度是
D.金属圆柱体A受到的最大浮力是
变式2(2026·青海·模拟预测)如图所示的西宁舰是中国自行研制的052D型导弹驱逐舰,满载排水量约7500吨,则西宁舰满载时所受的浮力为_______N,此时其浸入水中的体积为_______m3。
变式3(2025·重庆秀山·模拟预测)如图甲所示,一弹簧测力计下悬挂一实心圆柱体,水平桌面上放置底面积为,质量为的圆筒,筒内装有的水。现将圆柱体从圆筒上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入液体中,弹簧测力计的示数与圆柱体下降高度变化关系图像如图乙所示(圆筒的厚度忽略不计,圆柱体下降过程中没有液体从筒中溢出)。求:
(1)圆柱体完全浸没时受到的浮力;
(2)圆柱体的密度;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
◇题型04 物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
典|例|精|析
典例1(2026·河南许昌·一模)小明将两个相同的鸡蛋分别放入甲乙两种液体的相同烧杯中,当鸡蛋静止后,两烧杯中液面恰好相平,如图所示。若鸡蛋受到的浮力分别为F甲、F乙,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙。则下列判断正确的是( )
A.p甲=p乙 B.p甲<p乙 C.F甲=F乙 D.F甲>F乙
典例2(2026·江苏南京·一模)如图所示,水平桌面上两个相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,将边长分别为2cm和3cm的A、B两个正方体,按图示方式放入液体中,待静止后,B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,且两容器中液面恰好相平。
(1)甲、乙液体对容器底的压强分别为和,排开液体的质量分别为和,两容器对水平桌面的压力分别为和,则它们的大小关系为:__________,__________,__________(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)已知甲液体为水,现将甲液体中的正方体A从正方体B上方取下放入水中,此时正方体A沉底,正方体B有露出水面,则液体乙的密度__________,正方体A的密度__________。
典例3(2026·安徽阜阳·一模)图甲为一款常见的酒提子(竹酒舀),提手部分体积忽略不计,模型如图乙所示,盛酒部分是外底面积为40cm2、高度为10cm的圆柱形,空酒提子的重为1.8N;图丙中酒壶的内底面积为200cm2,酒壶内装的酒的体积为4×10-3m3、质量为3.6kg,g取10N/kg。
(1)求酒壶中酒的密度;
(2)求空酒提子手柄上的力的大小为0N时,酒提子浸入酒中的体积;
(3)图丙中,将酒提子从刚好接触酒的液面的位置缓慢竖直放入酒壶,求此过程中酒对酒壶底部的最大压力和最小压力之差。
方|法|提|练
1、上浮:F浮>G,最终漂浮;下沉:F浮<G,最终沉底;悬浮:F浮=G。
2、物体密度与液体密度关系:ρ物<ρ液漂浮,ρ物=ρ液悬浮,ρ物>ρ液下沉。
3、漂浮时物体部分浸入,V排<V物;悬浮和沉底时物体完全浸没,V排=V物。
变|式|巩|固
变式1(2026·陕西西安·二模)电磁弹射型航母“福建舰”是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。该舰满载时,排水量约8万吨。与“辽宁舰”和“山东舰”不同,“福建舰”放弃了滑跃起飞甲板,采用了平直甲板。相比传统的蒸汽弹射器,电磁弹射器体积更小、重量更轻、效率更高,且弹射力度可精确调节。这意味着它可以弹射更轻质量的无人机,也可以弹射满油满弹的重型舰载机。关于以上信息说法错误的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的质量
B.“福建舰”漂浮在海面上,“福建舰”所受的浮力等于重力
C.利用电磁弹射器将舰载机弹出,说明舰载机受到惯性作用获得动能
D.“福建舰”不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越小
变式2(2025·陕西商洛·二模)如图,小明选取两个完全相同的玻璃瓶,分别装入适量的细沙( 密封瓶盖上开有两个小孔,一个小孔与长直导管相连,长直导管的一端始终在水面以上,另一个小孔通过软管与装满水的注射器相连,制成甲、乙两个潜水艇模型。改变两模型内部水量(图中未画出),使其悬停于盛有清水的柱形容器的同一深度处。软管和长直导管的质量、体积忽略不计,下列说法不正确的是( )
A.甲、乙两个模型是通过改变自身重力实现浮沉的
B.乙模型内水的质量较小
C.甲、乙两个模型受到的浮力大小相等
D.通过注射器向甲、乙两个模型中注水,模型都将下沉
变式3(2026·广东佛山·一模)如图,用细线将重为8N的石湾陶瓷工艺品挂在弹簧测力计下,当其浸没在水中静止时,测力计的示数为3N,则工艺品受到浮力的大小为________N,方向________;若剪断细线,工艺品将________(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
变式4(2026·湖南湘潭·一模)小华将一物体挂在弹簧测力计上,示数为10N,如将该物体浸没在某种液体中,称量时示数为8N,此时该物体所受浮力是______N。若该物体放入此液体中,松手后,物体将______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
变式5(2026·安徽宣城·一模)科技小组想测量小石块的密度,设计了如下方案:将底面积为S的物块(长方体)放入柱形盛水容器中,物块漂浮,测出物块静止时浸入水中的长度h,如图甲所示;将小石块放在物块上,测得物块静止时浸入水中的长度与图甲相比增加了,如图乙所示;将小石块用细线(细线体积和质量均忽略不计)系在物块下,测得物块静止时浸入水中的长度与图甲相比增加了,如图丙所示。已知g和,求:(均用题中给定的物理量符号表示)
(1)图甲中,物块受到的浮力;
(2)图乙中,物块底部受到的压力;
(3)小石块的密度。
◇题型05 轮船、 潜水艇、 气球和飞艇的原理
典|例|精|析
典例1(2025·陕西商洛·三模)2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京举行,天安门广场8万只氦气球腾空而起,场面非常壮观。这些氦气球由特殊天然乳胶材料制作而成,该材料在光照和微生物作用下,最终可分解为水、二氧化碳和有机物。下列说法正确的是( )
A.制作气球的天然乳胶材料具有良好的弹性及透气性
B.利用氦气进行填充,是因为氦气密度大于空气
C.气球上升过程中,体积保持不变
D.气球采用该天然乳胶材料是因为它符合环保的要求
典例2(2026·江西·一模)如图所示,是我国完全自主设计和建造的首艘电磁弹射型航母“福建舰”。当“福建舰”上的舰载机起飞后,其所受浮力___________;舰底所受海水的压强___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
方|法|提|练
1、轮船利用空心结构增大排开水的体积,从而增大浮力,始终漂浮且F浮=G。
2、潜水艇靠改变自身重力实现上浮和下潜,浮力大小不变。
3、气球和飞艇内部充入密度小于空气的气体,使浮力大于重力从而升空。
变|式|巩|固
变式1(2026·河南周口·一模)关于生活中浮力现象的分析,下列说法正确的是( )
A.在气球上升过程中,由于大气压减小气球膨胀,气球所受重力增大
B.潜水艇下潜过程中,向水舱注水增大自身重力,使重力大于浮力
C.用手将乒乓球按入水中,松手后乒乓球上浮,说明水下乒乓球所受浮力小于其重力
D.同一艘轮船从河里驶入海里后,船身会上浮,是因为海水密度大,停止上浮的轮船所受浮力大于重力
变式2(2025·湖北·三模)2024年12月27日,被命名为“四川舰”的中国海军076型两栖攻击舰首舰在上海下水(如图),“四川舰”满载排水量约4万吨,双舰岛设计,可搭载固定翼飞机、直升机和两栖作战装备等,下列说法正确的是( )
A.“四川舰”满载时受到的浮力约为
B.“四川舰”匀速巡航时,受到的浮力大于它的总重力
C.舰载机从“四川舰”上起飞后,“四川舰”所受浮力减小
D.“四川舰”从长江驶入东海后,要上浮一些,所受浮力增大
变式3(2026·陕西西安·二模)在物理课堂上老师用注射器为同学们演示了很多有趣的实验:如图甲,水槽中放入适量染成红色的水,活塞向外拉,瓶内长吸管就会有水喷出,形如内置的喷泉,此实验证明了________的存在;如图乙为潜水艇模型,进气排气管所受浮力大小忽略不计。要使处于悬浮状态的潜水艇下沉,可通过________(选填“向内推”或“向外拉”)动注射器活塞来实现,在此过程中潜水艇所受浮力大小________(选填“变大”、“不变”或“变小”);如图丙向两乒乓球中间吹气,两球靠拢,说明流速越大的位置,压强越________(选填“大”或“小”)。
◇题型06 浮力与压强的综合问题
典|例|精|析
典例1(2025·四川广安·模拟预测)如图所示,水平桌面上盛有适量水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B,当冰块A完全熔化后,下列说法正确的是( )
A.烧杯内液面高度不变 B.杯底受到液体的压力变小
C.烧杯对桌面压强变大 D.物块B受到的浮力变小
典例2(2025·湖南长沙·二模)如图甲柱形塑料水杯M的质量为0.1kg,外底面积,外高为10cm,漂浮在轻质容器中水面上。现在向水杯中缓慢加水,水杯外底到轻质容器底部的距离h与加水质量m的关系如图乙所示,水杯始终保持竖直。则:
(1)柱形水杯的重力为______N;
(2)向水杯中加水到时,若停止加水,往水杯中放入一个重3N,密度为2g/cm3的合金块,待液面静止后,轻质容器对水平桌面的压强为______Pa。(,g取10N/kg)
典例3(2026·北京延庆·一模)物理小组利用圆柱形玻璃杯制作出可测量物体质量的“浮力秤”。如图所示,玻璃杯底面积为,质量为200g,将未知质量的铁块放入玻璃杯中,静止时玻璃杯底面与水平面平行,玻璃杯浸入水中的深度为5.5cm。,取10N/kg。求:
(1)画出图中以玻璃杯和铁块整体为研究对象的受力示意图。
(2)玻璃杯底面所受水产生的压强。
(3)铁块的质量。
方|法|提|练
1、先判断物体浮沉状态,选择对应公式计算浮力,漂浮悬浮用F浮=G,其他用阿基米德原理。
2、液体压强用p=ρgh计算,液面高度变化会由排开体积变化引起。
3、容器底部压力变化等于物体受到的浮力变化,可结合压强压力综合列式求解。
变|式|巩|固
变式1(2025·福建泉州·二模)如图,将底面积相同的甲、乙两容器置于水平面上,分别往两容器中倒入质量相等的不同液体,现将完全相同的正方体A、B分别放入两容器中,当A、B都静止时,两容器液面相平,则下列说法正确的是( )
A.物体A底部受到液体的压力大于物体B底部受到液体的压力
B.物体A底部受到液体的压强等于物体B底部受到液体的压强
C.甲容器底部受到液体的压力大于乙容器底部受到液体的压力
D.甲容器底部受到液体的压强等于乙容器底部受到液体的压强
变式2(2025·河南焦作·三模)盛有适量水的圆柱形容器放在水平桌面上,先把质量与碗相等的橡皮泥放置于碗内,然后将其放入圆柱形容器的水中使之处于漂浮状态,如图甲所示;再把橡皮泥从碗中取出使之沉于底部、碗仍处于漂浮状态,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图乙中水对碗的浮力小于水对橡皮泥的浮力
B.图甲中水对碗的浮力等于图乙中水对碗的浮力
C.图甲中水对容器底部的压强大于图乙中水对容器底部的压强
D.图甲中容器对桌面的压强大于图乙中容器对桌面的压强
变式3(2025·吉林松原·三模)把一个体积为200cm3的柱状物体放入柱形容器中,如图所示,记录倒入容器中的水量及容器中水的深度,如表所示,已知物体的密度小于水的密度。(g取10N/kg)
水量/cm3
60
120
180
240
300
360
水深/cm
5
10
15
19
22
25
(1)倒入容器中的水越深,水对容器底部的压强越___________;
(2)容器的底面积为___________cm2,物体的高度为___________cm;
(3)物体的密度ρ物=___________g/cm3。
变式4(2026·安徽宿州·一模)如图甲所示,水平地面上有一底面积为、不计质量的薄壁柱形容器。容器中放有一个用细线与容器底部相连的小木块,细线体积忽略不计。如图乙所示,往容器中缓慢加水,直至木块完全没入水中,木块所受的浮力与时间t的关系图像如图丙所示,其中段表示木块离开容器底上升直至细线被拉直的过程。水的密度为,求:
(1)木块浸没在水中时绳子的拉力;
(2)木块的密度;
(3)剪断绳子,木块静止后水对容器底部压强的变化量。
◇题型07 密度计的原理及制作微型密度计
典|例|精|析
典例1(2025·山东聊城·三模)将自制密度计分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,状态如图所示。关于密度计在两种液体中所受的浮力、,以及两种液体的密度、,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
典例2(2025·江苏徐州·三模)有一支密度计先后放在和两种液体中,静止时,如图所示,由此可以判断,密度计在液体中所受的浮力______在液体中所受的浮力,液体的密度______液体的密度。密度计上端刻度值较______。
典例3(2026·新疆乌鲁木齐·一模)某兴趣小组制作了一个微型密度计,在圆木棒的一端缠绕一些铜丝,已知圆木棒的横截面积为0.5cm2。。
(1)小组同学用天平测出了密度计的质量为10g,如图所示将密度计放入酒精中处于漂浮状态,此时密度计受到的浮力为___________N。再将密度计放在浓盐水中,发现密度计倾斜,是由于密度计露出液面的高度___________ (选填“增大”或“减小”)导致,要解决这个问题,缠绕铜丝的圈数应 ___________(选填“增加”或“减少”);
(2)密度计漂浮在密度为0.8g/cm3的酒精中,密度计浸入酒精的体积为___________cm3,在距离“1g/cm3”刻度线___________cm的位置标刻“0.8g/cm3”的刻度线。
方|法|提|练
1、密度计在不同液体中均漂浮,浮力始终等于自身重力,大小保持不变。
2、液体密度越大,密度计排开液体体积越小,浸入深度越浅,刻度值上小下大。
3、制作微型密度计时,选用均匀细杆加重物,使其竖直漂浮,通过浸入深度判断液体密度。
变|式|巩|固
变式1(2025·安徽亳州·三模)在跨学科实践活动中,同学们在一端封闭、粗细均匀的玻璃管中填入配重,使玻璃管能竖直漂浮在液体中,制成了密度计。下列密度计中,刻度标注可能正确的是( )(单位:)
A. B. C. D.
变式2(2025·河北石家庄·二模)如图所示是小明在“跨学科实践课”上利用不同的粗细均匀吸管制成的三只密度计,放入同一杯水中时的情形,下列说法正确的是( )
A.密度计漂浮时所受浮力小于其自身重力 B.三只密度计在水面处的刻度值不同
C.向水中加入食盐后密度计会下沉 D.密度计②在测量其他液体密度时结果更精确
变式3(2025·安徽合肥·二模)小邹同学用一支注射器制作密度计,他向注射器内注入某种液体作为配重并密封左侧注射口,如图甲,使其能够竖直漂浮在液体中。现将其置于水中,如图乙,水面正好处于的位置,该刻度线可以标注为,重复上述方法,标注其它的刻度线,密度计便制作完成。则在现有刻度线上可以标注的最小密度值是______。(不计注射器厚度与注射口体积)
变式4(2026·广西钦州·一模)小明了解到,合格医用酒精的密度范围为。为判断家中酒精是否符合密度标准,他通过自制密度计进行测量检验。
(1)了解密度计原理。如图甲所示,测量时密度计漂浮在被测液体中,其受到的浮力______(选填“大于”“小于”或“等于”)它所受的重力;当被测液体密度变小时,密度计浸入液体的深度变______(选填“大”或“小”)。
(2)选材制作。为提高测量精度,增大密度计的刻度间距,应选用直径更______(选填“细”或“粗”)的塑料管作为标度杆。为使密度计能竖直漂浮在液面上,会在标度杆下端绕铜丝配重,如图乙所示,并选用泡沫塑料球作为浮子,原因是泡沫塑料密度比酒精密度______。
(3)调节配重。把密度计放入水中,若漂浮时浸入水的深度过小,应______(选填“增加”或“减小”)配重。
(4)标记合格区域。乙图中彩色胶带的上下边界,分别对应密度计漂浮在和的合格酒精中时的液面位置。测量时,若被测酒精的液面位于彩色胶带区域______(选填“内”或“外”),则该酒精密度合格。
(5)测试成品。将调好的密度计放入待测酒精中,静止后液面在彩色胶带上方,如图丙所示,说明该酒精密度比合格酒精密度______(选填“大”或“小”)。
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