第九章 浮力（高效培优复习讲义）物理新教材沪粤版八年级下册

第九章 浮力 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 浮力 1 题型2 阿基米德原理 7 题型3 物体的浮沉条件 14 【能力培优练】 21 【链接中考】 29 【重难题型讲解】 题型1 浮力 1．比较金属块在空气和水中称量时弹簧测力计的示数（称重法测浮力） 实例 现象 结论 (1)如图所示，在弹簧测力计下挂一个小金属块，此时弹簧测力计的示数是F1。 (2)再将小金属块浸没到水中，此时，弹簧测力计的示数是F2。 比较两次测量结果可以发现，小金属块浸入水中时，弹簧测力计的示数变小了。这表明水对浸在其中的物体具有竖直向上的托力。如果换用其他液体进行实验，也会得到同样的结果。 进一步的实验表明，浸在液体中的物体会受到液体竖直向上的托力，这个托力就叫做浮力。 在上面的实验中，浮力的大小等于弹簧测力计两次示数的差值。 F浮=F1-F2=G-F示 【探究归纳】称重法测浮力：F浮= G-F示 2．浮力产生的原因（压力差法测浮力） 实例 现象 结论 如图所示，假设在水中取一个长方体作为研究对象，请用学过的液体压强的知识讨论以下问题。 (1)长方体左、右两个侧面的对应部分在水中的深度相同，因而水的压强也相等，两个侧面的面积又相等，由此可知，长方体左、右两个侧面受到的压力大小相等、方向相反，其合力为零。 (2)长方体前、后两个侧面受到液体压力的情况，跟左、右两个侧面的受力情况是否一样? (3)比较长方体的上表面和下表面受到的水的压力F上和F下，哪个大?为什么?请分析浮力产生的原因。 浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。 F浮=F下-F上 【探究归纳】压力差法测浮力：F浮= F下-F上 ★特别提醒 称重法测浮力：F浮= G-F示 压力差法测浮力：F浮= F下-F上 2．探究浮力的大小与哪些因素有关 图示 过程 ●猜想与假设 一些同学根据生活经验，提出了如下猜想： (1)浮力的大小可能与物体浸入液体的体积大小有关。 (2)浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关。 (3)浮力的大小可能与液体的密度有关。 ●获取与处理信息 如图所示，在弹簧测力计下挂一个铁块，依次把它缓缓地浸入水中不同位置，比较它受到的浮力的大小。 (1)从位置1→2→3的过程中，观察弹簧测力计示数的变化。 (2)从位置3→4的过程中，弹簧测力计的示数是否变化? (3)将铁块分别浸没在清水和浓盐水中，比较两种情况下弹簧测力计示数的大小。 分析实验现象，归纳总结影响浮力大小的因素。 结论 浸在液体中的物体受到的浮力的大小，与物体浸入液体的体积有关，与液体的密度也有关；浸没在同种液体中的物体所受浮力则与物体在液体中所处的深度无关。 【探究归纳】浸在液体中的物体受到的浮力的大小，与物体浸入液体的体积有关，与液体的密度也有关。浸没在同种液体中的物体所受浮力则与物体在液体中所处的深度无关。 【典例1-1】实验桌上有已调好零的弹簧测力计、细线、铝块、烧杯、水、酒精。请你选用上述器材设计实验证明：物体所受浮力的大小与液体的密度有关。请你写出补充实验步骤，并画出实验数据记录表 。 （1）将铝块用细线系好，挂在弹簧测力计下，测出铝块重力G，将数据G记入表格中。 （2）将铝块浸没在盛水的烧杯中，铝块不要接触烧杯壁或底部，待弹簧测力计示数稳定后，读出此时弹簧测力计示数F记入表格中。 （3）将铝块从水中取出擦干， ，同样铝块不要接触烧杯壁或底部，待弹簧测力计示数稳定后，读出此时弹簧测力计示数F记入表格中。 （4）根据 ，求出两次实验铝块受到的浮力，将数据记入表格中。 （5）观察实验数据得出结论。 【答案】 液体 铝块重力G/ N 浸没后测力计示数F/N 铝块所受浮力F浮/N 水 酒精 将铝块浸没在盛有酒精的烧杯中 【解析】[1]要探究浮力与液体密度关系，实验思路为：在排开液体体积不变的情况下，通过测量物体重力与物体浸没在不同液体后所受拉力，间接地测量浮力（浮力等于物体重力与物体浸没后所受拉力的差），进而通过数据总结浮力与液体密度关系。通过实验思路可知，需要记录的数据有：物体重力、物体浸没后所受拉力（测力计示数）、物体所受浮力，还需要记录液体种类，表格设计如下： 液体 铝块重力G/ N 浸没后测力计示数F/N 铝块所受浮力F浮/N 水 酒精 [2]将铝块浸没在水中，读出此时测力计示数（铝块所受拉力），要保证排开液体体积相同，需将铝块也浸没在酒精中。 [3]铝块浸没时，处于平衡状态，受到向上的力有：浮力、拉力；向下的力有：重力，则浮力与拉力之和等于重力，浮力等于重力与拉力（测力计示数）之差，即 【典例1-2】2021年12月9日，在“天宫课堂”第一课中，航天员王亚平展示了一个“浮力消失实验”。在中国空间站微重力环境中，她用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球悬停在水中，如图甲所示。在中国科技馆的同学们做同样的实验，用吸管把乒乓球压入水中，取出吸管后，乒乓球会迅速上浮直至漂浮，如图乙所示。判断下列说法中正确的是（ ） A．图甲实验中，水对乒乓球的压力的合力几乎为零 B．图甲实验中，乒乓球所受重力可以忽略，因此它不具有惯性 C．图乙实验中，水中上浮的乒乓球所受水的浮力大于它的惯性 D．图乙实验中，杯底所受到的压力就是漂浮的乒乓球和水所受的重力 【答案】A 【解析】A．在中国空间站微重力环境中，图甲中乒乓球所受重力几乎为零，乒乓球悬停处于平衡状态，因此水对乒乓球的浮力几乎为零，即乒乓球所受压力及压力差都为零，所以水对乒乓球的压力的合力几乎为零，故A正确； B．惯性的大小与质量有关，在空间站乒乓球质量不变，因此惯性不变，故B错误； C．力和惯性不是同一物理概念，没有可比性，故C错误； D．图乙实验中，杯底所受到的压力等于水的重力加上乒乓球对水的压力，即杯底所受到的压力等于水和乒乓球的总重力，但压力和重力是不同性质的力，只能说大小相等，故D错误。 故选A。 跟踪训练1 如图所示，是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验过程及有关数据。 (1)物体所受重力是 ； (2)图中弹簧测力计的读数比图A小，是因为 ； (3)分析图 ，能探究浮力大小与排开液体体积的关系； (4)分析图A、D、E，可以得到的结论是：排开液体体积相同时， 越大，物体受浮力越大。 【答案】(1)10 (2)图B中物体受到竖直向上的浮力 (3)A、B、C/A、B、D (4)液体密度 【解析】（1）图A中物体未浸入液体时，弹簧测力计示数等于物体重力，故重力为10N。 （2）物体浸入液体时，受到液体对它的浮力，浮力方向向上，导致弹簧测力计的拉力减小，因此读数变小。 （3）根据图A、B、C或者A、B、D可得物体排开液体体积越大，弹簧测力计示数越小，所受浮力越大。 （4）分析A、D、E，物体在液体中都浸没，排开液体体积相同，水的密度大于煤油的密度，在水中受到的浮力大，所以可得出结论，在排开液体体积相同时，液体密度越大，所受浮力越大。 跟踪训练2 如图所示，重5N的小球漂浮在水面上，请画出小球所受浮力的示意图。 【答案】 【解析】浮力作用在物体重心处，方向是竖直向上的。物体漂浮时处于平衡状态，所受浮力与重力是一对平衡力，可知浮力与重力大小相等，大小均为5N。如图： 跟踪训练3 在某次校园安全教育讲座中，讲解员指出：“如不慎溺水，要屏住呼吸、全身放松，去除身上的重物，尽量保持头向后仰、面部向上的仰泳体位，吸气深呼气浅，这样可以使身体浮出水面，为救援争取更多时间。”从物理学的角度分析，以下说法不正确的是（ ） A．溺水时手上举，身体排开水的体积减小，因所受浮力减小而易下沉 B．溺水时大喊大叫，人会喝更多的水，因身体所受重力增大而易下沉 C．溺水时去除身上的重物可以增大身体受到的浮力，从而使身体上浮 D．当身体面部向上漂浮在水面上时，身体受到的浮力等于自身的重力 【答案】C 【解析】A．溺水时手上举，根据阿基米德原理，即，身体排开水的体积减小，所受浮力减小，导致容易下沉，故A正确，不符合题意； B．溺水时大喊大叫，人会喝更多的水，导致身体质量增大，所受重力增大。此时身体排开水的体积不变，由可知，所受浮力不变。当时，人就容易下沉，故B正确，不符合题意； C．溺水时去除身上的重物，身体排开水的体积减小，浮力也减小，但主要是为了减小自身的重力，当重力小于浮力时，身体上浮，故C错误，符合题意； D．当身体面部向上漂浮在水面上时，人处于平衡状态，此时身体受到的浮力等于自身的重力，故D正确，不符合题意。 故选C。 题型2 阿基米德原理 1．阿基米德原理 图示 过程 为研究物体受到的浮力的大小与物体排开的液体的重力的关系，我们选择弹簧测力计、小石块、溢水杯、清水等器材进行实验探究。 (1)如图 (a)所示，用弹簧测力计测出小石块的重力G,再测出空杯的重力G杯。 (2)如图 (b)所示，把小石块浸没在盛满水的溢水杯里，用空杯承接从溢水杯里被小石块排出的水，读得此时弹簧测力计的示数F′。 由此可算得小石块所受浮力F浮=G-F′。 (3)如图9-2-2(c)所示，测出承接了水后杯子的重力G′杯。 (4)算得被小石块排开的水重G排=G′杯-G杯。 (5)比较F浮和G排的大小，可以发现F浮=G排。 上面的实验是小石块浸没的情况，部分浸入的情况又会怎么样呢?请再做一次实验。 结论 浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。 这就是阿基米德原理,用公式表示为 F浮=G排 实验证明，阿基米德原理对气体同样适用。例如，空气对气球的浮力大小就等于被气球排开的空气所受的重力。 【探究归纳】阿基米德原理：浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。 F浮=G排=ρ液gV排 2．浮力消失实验 北京时间2021年12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，航天员王亚平做了一个浮力消失的实验。她把乒乓球压入水里，令人惊奇的是，乒乓球并没有像在地球上一样浮在水面上，而是停留在了水中，这是为什么呢? 王亚平介绍，这和地球上的现象是完全不一样的，这是因为浮力是随重力产生的，在太空失重环境下浮力几乎消失，所以乒乓球不能像在地球上那样浮在水面上。 3．测密度 粗测液体密度 物块浸没水中时排开水的体积： 物块浸没盐水中时排开盐水的体积： 因为， 所以， 粗测固体密度 物块体积： 物块浸没水中时排开水的体积： 物块浸没时： 物块的密度： 【典例2-1】小明利用图甲所示装置探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”； (1)用弹簧测力计测出空桶和物块的重力，再将物块浸没在盛满水的溢水杯中，读出此时测力计的示数，可知物块受到的浮力 N；同时用小桶收集排开的水，测出小桶和排开水的总重力；计算排开液体的重力为0.8N，可初步得出结论：浸在液体中的物块所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 (2)实验中若溢水杯中的水未盛满，会得到 （选填“大于”“等于”或“小于”）；溢水杯盛满水，若物块入水后接触到了容器底部，则 （选填“大于”“等于”或“小于”）； (3)根据图甲实验数据，还可以计算出该物块的密度 。（取10N/kg） 【拓展】 (4)小组同学交流、评估和反思后，有同学提出也可以用电子秤替代弹簧测力计探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”如图乙所示，图乙中电子秤的示数 （选填“大于”“等于”或“小于”），通过分析，也能得出第（1）问的实验结论。其他同学进一步思考，将烧杯放在电子秤上，烧杯中倒入适量盐水，将系有一细绳的物块浸没在盐水中，且不触碰烧杯底和壁，电子秤示数如图丙所示，测得盐水密度的表达式为 （用图甲计算结果和图丙所给物理量表示）。（取10N/kg） 【答案】(1)0.8 (2) 大于 大于 (3) (4) 等于 【解析】（1）由图甲弹簧测力计示数可得浮力 （2）[1]如果溢水杯未盛满水，在物块浸入水的过程中，水会先上升至溢水口而后才溢出，因此大于。 [2]如果物块浸入水中后接触容器底部，物块会受支持力，导致弹簧测力计示数变小，计算所得的浮力就会偏大，因此大于。 （3）根据物块重力可得物块质量 由物块受到的浮力可得物块的体积 由质量和体积可得物块的密度 （4）[1]将物块浸入水中，电子秤受到的压力比原来增大了，大小等于，同时溢出的水使电子秤受到的压力减小了，图乙中电子秤的示数等于。 [2]由于本次实验使用了同一物块浸没在液体中，物块在液体中的等于实验甲中物块在水中的，所以液体的密度 【典例2-2】春节期间，爱思考的小明设计完成了一项物理学科的跨学科实践活动：利用家里的工具测量草莓的密度。小明找到一个质量为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（ ） A．乙图中，草莓的质量为m2-m1-m0 B．丙图中，草莓排开水的体积为 C．草莓的密度为 D．细针对草莓的压力为(m3-m2-m0)g 【答案】B 【解析】A．由图甲乙可知，草莓的质量为 故A错误； B．根据阿基米德原理可知，丙图中草莓受到的浮力为 则草莓排开水的体积为 故B正确； C．草莓的体积为 则草莓的密度为 故C错误； D．图丙中，草莓受到竖直向下的重力、竖直向下的压力和竖直向上的浮力而平衡，根据力的平衡条件，细针对草莓的压力为 故D错误。 故选B。 跟踪训练1 小理同学在进行探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验，实验装置和实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。 (1)②图中物体A所受浮力大小为 N； (2)分析图①②③可以得到的结论是物体所受的浮力与 无关； (3)若要探究浮力与液体密度的关系，应该选① 三个实验步骤来比较。 (4)小理同学所用的盐水的密度是 kg/m3（已知水的密度为，g取10N/kg） 【答案】(1)1 (2)物体浸没的深度 (3)③⑤ (4) 【解析】（1）根据称重法可知，②图中物体A所受浮力大小为 （2）分析图①②③，液体的密度和物体A排开液体的体积相同，物体A浸没的深度不同，弹簧测力计的示数相同，根据称重法可知，物体A受到的浮力相同，故可得物体所受的浮力与物体浸没的深度无关。 （3）根据控制变量法，要想探究浮力与液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同，只改变液体的密度，因此应选①③⑤三个实验步骤来比较，此时弹簧测力计的示数不同，根据称重法可知，物体受到的浮力不同，可知物体所受的浮力与液体的密度有关。 （4）由图①③实验，根据称重法可知，物体A在水中受到的浮力为 物体A完全浸没，物体A的体积等于排开水的体积，根据阿基米德原理可知 由图①⑤实验，根据称重法可知，物体A在盐水中受到的浮力为 则盐水的密度为 跟踪训练2 如图所示，水平桌面上有一个薄壁溢水杯，底面积是，装满水后水深，把一个边长为的正方体木块（不吸水）。轻轻放入水中，待木块静止时从杯中溢出水的质量是。（，g取）求： (1)木块受到的浮力。 (2)木块的密度。 (3)木块底部受到的压强。 (4)溢水杯底部受到的压力大小。 【答案】(1)1N (2) (3) (4)8N 【解析】（1）由题意可知，木块排开水的重力为 根据阿基米德原理可知，木块受到的浮力等于它排开水的重力，即 （2）因为木块在水中漂浮，所以木块的重力等于它受到的浮力，即 根据可知，木块的质量 已知正方体木块的边长为5cm，则木块的体积 根据可知，木块的密度 （3）浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的，对于漂浮的木块，其上表面没有浸入水中，因此浮力的大小等于水对木块底部（下表面）的压力，即 已知正方体木块的边长为5cm，则木块的底面积 所以木块底部受到的压强 （4）放入木块后，水从溢水杯中溢出，但杯中水面高度仍保持在溢水口处，水深不变，即，则杯底受到的压强为 根据可知，杯底受到的压力为 跟踪训练3 小平同学将一个质量为50g的鸡蛋放入一杯均匀盐水静止时，如图所示，然后向杯子里加入一些食盐搅拌，过一会儿后，则鸡蛋最终所受浮力（ ） A．小于0.49N B．大于0.49N C．等于0.49N D．无法确定 【答案】C (5)不变 【解析】如图，鸡蛋处于悬浮状态，浮力等于重力，向杯子中加入一些食盐搅拌后，液体密度增大，鸡蛋排开盐水的体积不变，根据公式可得，鸡蛋受到的浮力变大，鸡蛋重力不变，则浮力大于重力，鸡蛋将上浮最终漂浮于液面上，此时鸡蛋受到的浮力等于它的重力，所以鸡蛋最终所受浮力为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 题型3 物体的浮沉条件 1．物体的浮沉条件 图示 过程 如图所示，把一个鸡蛋轻轻地放入浓盐水中，使鸡蛋处于漂浮状态(即停留在液面上，有一部分露出液面);然后将清水缓缓倒入浓盐水中，并轻轻地搅拌。随着盐水密度的减小，鸡蛋排开的液体的体积也随之增大，鸡蛋由漂浮状态慢慢变成悬浮状态(即鸡蛋全部浸没在水中，并可停留在液体里任何深度的地方);继续倒入清水，鸡蛋下沉。若再加入适量盐粒，鸡蛋重新缓慢地上浮。 讨论：(1)鸡蛋在盐水中受到哪两个力的作用? (2)鸡蛋处于不同状态是由于哪个力发生了变化? 结论 比较鸡蛋在各种状态下受到的浮力F浮和重力G的大小，我们可以归纳出物体的浮沉条件： 当物体受到的浮力F浮大于物重G时，浸在液体中的物体就会上浮； 当物体受到的浮力F浮小于物重G时，浸在液体中的物体就会下沉； 当物体受到的浮力F浮等于物重G时，物体会悬浮在液体中或漂浮在液面。 【探究归纳】 状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 图示           受力分析 F浮>G F浮<G F浮=G F浮=G F浮=G-FN 密度分析 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液=ρ物 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 2．物体的浮沉条件的应用 实例 现象 结论 （a） （b） （c） 潜艇浮沉原理示意图 潜艇能在水中上浮和下潜，它是通过改变自身重力的方法来控制浮沉的。 当潜艇的水舱中充入适量的水时，浮力和重力相等，潜艇就能悬浮在水中，并做水下航行了。 (a)打开进气阀门，使高压空气进入潜艇两侧的水舱，将水排出，艇重变小，潜艇上浮(F浮>G)； (b)水舱里没有水，潜艇浮在水面上(F浮=G)； (c)打开进水阀门，使水流进水舱，艇重变大，潜艇下沉(F浮<G) 轮船 轮船：处于漂浮状态，F浮=G船总 排水量(m排)：轮船满载时排开水的质量。 F浮=G排=m排g F浮=G船总 m船+m货=m排 探测气球 气象台经常要放出探测气球用于气象观测。气球内充有密度比空气小得多的氢气，气球升空后，安装在它上面的探空仪能把高空的温度、气压、湿度、风速、风向等信息用无线电传送给地面观测站。气球的顶部装有放气阀门，当其工作完毕后，会自动打开阀门释放掉部分氢气，使气球体积缩小，所受浮力随之减小，气球就会缓缓地落回地面。 浮筒常被用于打捞沉船。打捞时，先在浮筒内注满水，并将其固定在沉船上，再向浮筒中输入高压空气，排出其中的水，使连成一体的沉船和浮筒所受的重力小于浮力，沉船随着浮筒上升。2007年我国打捞“南海一号”沉船就是采用浮筒将船身整体打捞出水的。 密度计 密度计：在被测液体中处于漂浮状态，F浮=G密度计 浸入液体中的体积越大，说明液体的密度越小　 密度计在甲液体中漂浮： 密度计在乙液体中漂浮： 即， 当排开液体的体积： 所以， 密度计下方的刻度值较大。 【典例3-1】关于浮力的应用下列说法中正确的是（ ） A．轮船是通过空心的办法增大排开水的体积来增大浮力的 B．轮船从江水驶入海水中，轮船所受浮力变大 C．潜水艇潜水时是通过改变所受浮力实现上浮和下沉的 D．密度计根据在不同液体中受到浮力不同来测量液体密度的 【答案】A 【解析】A．实心金属块是要在水中沉没的，将轮船做成空心的，在重力不变情况下增大排开水的体积从而增大浮力，使轮船漂浮在水面上。故A正确； B．不论是在河中还是海中，轮船都是漂浮的，受到的浮力都等于自身重力，即在河中和海中受到的浮力是相等的。故B错误； C．潜水艇通过排出或者吸入海水，改变自身重力，从而改变重力与浮力关系实现上浮或者下沉的。故C错误； D．密度计测量液体密度时，都是漂浮在液体表面的，受到的浮力都和自身重力相等。故D错误。 故选A。 【典例3-2】如图所示，重力为G边长为a的正方体物块悬浮在水中，受到的浮力为，上表面深度为，受到水的压强为，压力为；下表面深度为，受到水的压强为，压力为。物块的密度为，水的密度为。下列选项中不正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】AC．根据力的平衡与合成知识可知，浮力等于液体对物体上下表面的压力差，有 故A错误，题意，C正确，不符合题意 BD．物体悬浮，物体体积等于排开液体体积。有 即 可得 故BD正确，不符合题意 故选A。 跟踪训练1 如图将小玻璃瓶装适量的水倒扣装有适量水的塑料瓶中，使其恰好能漂浮在水面上，旋紧塑料瓶盖，这就做成“浮沉子”。用力抓握塑料瓶，小玻璃瓶就会往水下沉落；松开塑料瓶，它又会浮上来，调整握塑料瓶的力度，小玻璃瓶就可以悬浮在水中。下列说法正确的是（ ） A．用力抓握塑料瓶，塑料瓶内气压变大 B．松开塑料瓶，部分水从小玻璃瓶口流入 C．小玻璃瓶下沉时受到塑料瓶中水的压强不变 D．小玻璃瓶悬浮在水中时，它所受的浮力和重力的大小相等 【答案】AD 【解析】A．将小玻璃瓶装适量的水倒扣装满水的塑料瓶中，使其漂浮在瓶盖旋紧的大塑料瓶内的水面上，挤压大塑料瓶，瓶内空气被压缩，塑料瓶内气压变大，故A正确； B．松开塑料瓶，内部压强减小，瓶内空气体积变大，塑料瓶内气压变小，部分水从小玻璃瓶口流出，故B错误； C．小玻璃瓶下沉时，所处的深度越来越大，由可知，受到塑料瓶中水的压强变大，故C错误； D．悬浮在水中时，根据浮与沉的条件可知，小玻璃瓶受到的浮力等于其重力，故D正确。 故选AD。 跟踪训练2 如图甲所示，潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是，所用材料的总质量是0.5kg。如图乙所示，当水舱内没水时，该潜水艇漂浮在水槽的水面上；在水舱内注入适量的水，该潜水艇会在水面下悬停。g取10 N/kg。当潜水艇在水面下25cm处悬停时，通过计算回答： (1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是多少？ (2)该潜水艇受到的浮力是多少？ (3)该潜水艇水舱内水的质量是多少？ 【答案】(1) (2)6.5N (3)0.15kg 【解析】（1）根据题意，潜水艇在水面下25cm处，其舱底所处的深度为 水槽内的水对潜水艇舱底的压强 （2）当潜水艇悬停时，它完全浸没在水中，排开水的体积等于潜水艇的总体积，根据阿基米德原理，潜水艇受到的浮力为 （3）潜水艇材料的重力 潜水艇悬停时，处于平衡状态，其总重力等于所受的浮力，所以水舱内水的重力 则水舱内水的质量 跟踪训练3 如图所示，A、B两个相同的烧杯放在水平桌面上，分别装有两种不同的液体，将两个完全相同的小球分别缓慢放入两烧杯中（液体均无溢出），小球静止时，两烧杯液面相平；现将两小球从烧杯中取出（烧杯中液体质量不变），此时烧杯对水平桌面的压强分别为pA和pB。下列判断正确的是（ ） A．pA>pB B．pA<pB C．pA=pB D．无法判断 【答案】A 【解析】根据物体浮沉条件可知，A中物体漂浮，所以，B中物体悬浮，所以，因此，A杯中小球排开液体的体积小于B杯中小球排开液体的体积，静止时液面相同，说明A杯中液体的体积大于B杯中液体的体积。现将两小球从烧杯中取出（烧杯中液体质量不变），根据公式可知A杯中液体的重力较大，A、B两个烧杯相同，根据可知A杯对桌面的压力较大，两杯底面积相同，则根据压强公式可知A杯对桌面的压强较大，即，故A正确，BCD错误。 故选A。 【能力培优练】 1．三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如下图所示。下列判断正确的是（ ） A．液体的密度大小关系是 B．液体对容器底部的压强大小关系是 C．容器对桌面的压强大小关系是 D．小球受到的浮力大小关系是 【答案】C 【解析】A.三个完全相同的小球，其质量、体积和密度都相同。小球在甲中下沉，故；在乙中漂浮，故；在丙中悬浮，故。所以三种液体的密度大小关系为，故A错误； B.静止时三个容器的液面恰好相平，即深度h相等，由于乙中液体的密度最大，根据可知，乙容器底受到的液体压强最大，甲容器底受到的液体压强最小，即，故B错误； C.开始时，液体的体积，放入小球后，甲、丙溢出相同体积的液体，则剩余液体的体积；由于，故，重力，乙液体溢出的最少，故剩余液体的体积最大；又因为最大，所以乙的质量最大、重力最大，故；容器相同，则容器重力相等，三个完全相同的小球，则小球的重力相等，容器对水平桌面的压力等于容器、容器内的液体和球的重力之和，即；由于受力面积相同，由可得，，故C正确； D.由图知，小球在丙容器中悬浮，在乙容器中漂浮，所以小球所受的浮力与自身的重力相等；在甲容器中下沉，浮力小于其重力，所以小球受到的浮力大小关系是，故D错误。 故选C。 2．体积相同的甲、乙、丙三艘潜艇模型浸没在水中的浮沉情况，如图所示，下列说法正确的是（ ） A．丙潜艇所受浮力最小 B．丙潜艇最终沉底后所受的浮力可能增大 C．将乙潜艇下移一些，静止后它会继续悬浮 D．甲潜艇最终会漂浮，漂浮时的浮力比上浮时的浮力大 【答案】C 【解析】A．三艘潜艇体积相同，完全浸没时排开液体的体积相同，根据阿基米德原理即 可知，三艘潜艇所受浮力相等，故A错误； B．由图可知，丙在下沉，沉底后排开液体体积不变，液体密度不变，所受浮力不变，故B错误； C．由图可知，乙处于悬浮状态，其在任意位置都有浮力等于重力，即在任意位置都悬浮，故C正确； D．由图可知，甲在上浮，最终漂浮时，浮力等于重力，但排开液体的体积变小，根据阿基米德原理可知，此时受到浮力小于完全浸没时受到的浮力，故D错误。 故选 C。 3．质地均匀的实心物体悬浮在水中，将物体截成大小不等的两块后，仍放入水中，则（ ） A．大块下沉，小块悬浮 B．大块下沉，小块上浮 C．两块都上浮 D．两块都悬浮 【答案】D 【解析】物体悬浮在水中的条件是物体的密度等于水的密度（）；该物体质地均匀，截成大小不等的两块后，每一块的密度仍与原物体密度相同，即；根据浮沉条件，当物体密度等于液体密度时，物体处于悬浮状态，因此两块都会悬浮在水中，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 4．下列关于浮力的说法中，正确的是（ ） A．浮力的方向总是竖直向上的 B．浮力的大小与物体的密度有关 C．浮力的大小与物体的体积有关 D．浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关 【答案】A 【解析】A．浮力的方向与重力的方向相反，总是竖直向上的，故A正确； BCD．浮力的大小与液体的密度、物体排开液体的体积有关，而物体排开液体的体积不一定等于物体的体积，则浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关，且浮力大小与物体的密度、物体的体积无关，故BCD错误。 故选A。 5．将体积相同的实心小球A、B、C分别放入两个装有不同液体的相同容器中，静止时的情况如下图所示。通过测量可知，两容器中液面相平，小球A、C露出液面的体积相同。下列说法正确的是（ ） A．三个小球中密度最大的是C球 B．小球B在甲容器中所受的浮力大于重力 C．A、C两球所受的浮力相等 D．甲容器底部受到的液体压强比乙容器大 【答案】D 【解析】A.根据图可知，B在甲中悬浮，B在乙中沉底，因此小球B的密度等于甲中液体的密度，大于乙中液体的密度，因此甲中液体的密度大于乙中液体的密度；因为小球A、C均漂浮，因此小球A的密度小于甲中液体的密度，小球C的密度小于乙中液体的密度，由于甲中液体的密度大于乙中液体的密度且小球B的密度与甲中液体的密度相等，所以小球B的密度最大，故A错误。 B.因为小球B在甲容器中悬浮，因此小球B所受的浮力等于自身的重力，故B错误。 C.已知小球A、C的体积相同，且露出液面的体积相同，因此A、C两球排开液体的体积相等；又因为液体的密度不同，所以由可知，A、C两球所受的浮力不相等，故C错误。 D.甲中液体的密度大于乙中液体的密度，且甲、乙中液体的深度相同，根据知，甲容器底部受到的液体压强比乙容器大，故D正确。 故选D。 6．我国055型驱逐舰首舰南昌舰的排水量为12000t，表示它浮在海面上排开的海水质量是12000t。此时舰船所受的浮力是 N，若舰船从海洋驶入长江，吃水深度将 （选填“变大”，“变小”或“不变”）。 【答案】 变大 【解析】[1] 驱逐舰排开水的质量 根据阿基米德原理可知，驱逐舰受到的浮力 [2]驱逐舰在海中行驶时，处于漂浮状态，浮力等于重力；驱逐舰在长江中行驶时，处于漂浮状态，浮力等于重力，所以驱逐舰从海洋驶入长江时，所受的浮力不变，但是根据阿基米德原理可得，由于液体密度变小，故排开水的体积增大，舰船的吃水深度变大。 7．有一杯水、一杯盐水和一块重为、密度为的塑料块。则该塑料块的体积是 ；该塑料块浸没在水中时所受到的浮力是 N；若该塑料块在盐水中是漂浮的，浸在盐水中的体积是塑料块总体积的，该塑料块浸在盐水中时所受到的浮力是 N；则盐水的密度是 （g取）。 【答案】 0.2 0.22 【解析】[1]根据公式可得，塑料块的质量 由公式可得，塑料块的体积 [2]当塑料块浸没在水中时， 根据阿基米德原理可得，塑料块浸没在水中时所受到的浮力 [3]因为该塑料块在盐水中是漂浮的，根据物体的浮沉条件，塑料块受到的浮力 [4]因为塑料块浸在盐水中的体积是塑料块总体积的，故塑料块浸在盐水中的体积 塑料块排开盐水的体积 根据阿基米德原理可得，盐水的密度 8．某学校在进行防溺水知识宣传时，游泳教练告诉同学们如果不小心落水，要记住“手出水，头必沉”。同学们不太理解这句话中的道理，活动结束后，物理老师就带着大家利用所学的浮力知识做了如下实验。如下列图片所示，加了配重的木质人偶的重力为10N，体积为，若以图甲所示姿势漂浮在水中，则此时人偶露出水面的体积V1= m3；若以图乙所示姿势漂浮在水中，则此时人偶露出水面的体积 （选填“＞”“＜”或“=”）。（，g取） 【答案】 = 【解析】[1]若以图甲所示姿势漂浮在水中，则人偶受到的浮力，根据可知，此时人偶排开水的体积，则此时人偶露出水面的体积； [2]图甲、乙中人偶均漂浮，浮力等于重力，因重力相同，所以浮力相同，根据可知，人偶排开水的体积相同，则人偶露出水面的体积相同，即。 9．“制作简易密度计”的跨学科实践活动中，同学们需要用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作一个简易密度计。 (1)将制作完成的密度计放入液体中，使其处于竖直 状态，根据 原理可知，此时密度计所受浮力等于所受重力。 (2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为1.1g/cm3、1.2g/cm3的食盐水中，待密度计稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C（如图甲），刻度C处应标示的密度值为 g/cm3。在标记刻度过程中，发现相邻两刻度线之间的距离较小，为提高测量精度，在保证密度计总质量不变的前提下，请你提出一条合理的改进措施： 。 (3)将制作好的简易密度计置于水中（如图乙），量出水面至封口端的距离为H，此时密度计受到的浮力为F1；再将同一密度计置于盐水中（如图丙），量出盐水液面至封口端的距离为h，此时密度计受到的浮力为F2，则F1 F2（选填“<”“=”或“>”），忽略细铜丝的体积，盐水的密度= （用、H、h表示）。 (4)其他小组制作了A、B两个简易密度计（如图丁）:分别放入水中时，水面恰好与A密度计最上面刻度线齐平，与B密度计最下面刻度线齐平，如果要用它们测量密度稍小于水的另一种液体的密度，则应选用 密度计（选填“A”或“B”）。 【答案】 (1) 漂浮 二力平衡 (2) 1.2 见解析 (3) = (4)B 【解析】（1）[1]密度计的工作状态是竖直漂浮在液体中，只有漂浮时才能利用浮力与重力的关系测量密度。 [2]当物体漂浮时，根据二力平衡原理，物体所受浮力与重力大小相等、方向相反，因此浮力等于重力。 （2）[1]密度计的刻度特点是 “下密上疏、下大上小”，液体密度越小，密度计浸入液体的体积越大，刻度越靠上。已知刻度对应水和浓度更高的食盐水，因此最下方的刻度C对应密度为1.2g/cm3的食盐水。 [2]相邻刻度间距小，是因为吸管横截面积大，相同密度变化对应的浸入深度变化小。可以换用更细的吸管，可增大相同密度变化对应的深度变化，从而提高测量精度。 （3）[1]密度计在水和盐水中均处于漂浮状态，而漂浮时浮力始终等于物体自身的重力（密度计重力不变），因此 。 [2] 设吸管的横截面积为S ，则密度计浸入 水中的体积为 ，在水中受到的浮力； 浸入盐水中的体积 ，在盐水受到的浮力 。 结合可解得，盐水密度为 。 （4）测量密度小于水的液体时，密度计浸入液体的体积会大于在水中的浸入体积。 A 密度计：水面与最上面刻度齐平，测量更小密度的液体时，浸入体积增大，超出A密度计量程； B 密度计：水面与最下面刻度齐平，测量更小密度的液体时，浸入体积增大，在量程以内。 因此应选用B密度计。 10．如图甲所示，将重力为8N、棱长为10cm的不吸水正方体A静置于水平地面上。如图乙所示，将A用一根体积可以忽略的细线拉住，固定在装有水的薄壁圆柱形容器中。（已知水的密度，g取10N/kg） (1)求正方体A静置在水平地面上时对水平地面的压强。 (2)求正方体A固定在水中时所受浮力。 (3)将图乙中与正方体A相连的细线剪断，当正方体A静止时，求正方体A受到的浮力。 【答案】(1)800Pa (2)10N (3)8N 【解析】（1）正方体A静置在水平地面上，对地面的压力等于其自身重力。根据压强公式计算压强，其中受力面积S为正方体的底面积。 正方体A的棱长 其底面积（受力面积）为：S=L2=(0.1m)2=0.01m2 正方体A对水平地面的压力等于其重力： 正方体A对水平地面的压强为： （2）根据图乙，正方体A被完全浸没在水中，其排开水的体积等于自身的体积。利用阿基米德原理公式计算浮力。 正方体A的体积为：VA=L3=(0.1m)3=0.001m3 因为正方体A被完全浸没在水中，所以排开水的体积等于其自身体积： V排=VA= 0.001m3 正方体A所受的浮力为： （3）剪断细线后，需要比较物体的重力G和它完全浸没时所受的浮力。因为，所以物体会上浮，最终漂浮在水面上。根据物体漂浮的条件，漂浮时物体所受的浮力等于其自身重力。由（2）可知，正方体A完全浸没时受到的浮力。 正方体A的重力 。因为，所以剪断细线后，正方体A会上浮，最终漂浮在水面上。 当正方体A静止时，处于漂浮状态，根据漂浮条件，其受到的浮力与重力是一对平衡力，大小相等。 所以，此时正方体A受到的浮力为： 11．如图所示，潜水艇始终浸没在水中沿虚线方向匀速上升，以重心O为作用点，作出潜水艇所受重力和浮力的示意图（阻力忽略不计）。 【答案】 【解析】潜水艇始终浸没在水中沿虚线方向匀速上升，说明潜水艇受到的是平衡力，潜水艇浸没在水中，潜水艇会受到竖直向上的浮力，潜水艇还会受到竖直向下的重力，两者大小相同，方向相反，如图所示： 【链接中考】 1．（2025·西藏·中考真题）如图所示，重力为G的长方体物块悬浮在水中，受到的浮力为，上表面受到水的压强为，压力为；下表面受到水的压强为，压力为。下列选项正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．由可知，上表面所处的深度比下表面小，所以上表面受到的压强比下表面小，故A错误； B．由A可知，上下表面受力面积相同，所以由可知，上表面受到的压力比下表面小，故B错误； C．由浮力的产生原因可知， 故C错误； D．长方体物块悬浮在水中，根据浮力的产生原因可知，此时，故D正确。 故选D。 2．（2025·山东淄博·中考真题）项目化学习小组用小瓶做以下实验，下列有关说法错误的是（ ） A．图甲，用吸管对着水平桌面上的两个小瓶中间吹气，两瓶彼此远离 B．图乙，在水平桌面上拉动木块做匀速直线运动，垫上瓶子后拉力变小 C．图丙，将空玻璃瓶瓶口朝下往下压，扎在瓶口的橡皮膜凹陷程度变大 D．图丁，装有适量水的小瓶敞口朝下放入矿泉水瓶中，挤压矿泉水瓶，小瓶向下运动 【答案】A 【解析】A．图甲中，用吸管对着两个小瓶的中间吹气，两小瓶中间气体流速快，压强小，而两小瓶外侧气体流速慢，压强大，从而产生向内的压强差，在压强差的作用下，两瓶会向中间靠拢，A错误，符合题意； B．图乙中，在水平桌面上拉动木块做匀速直线运动，根据二力平衡可知，此时拉力等于摩擦力，垫上瓶子后，变滑动为滚动，摩擦力减小，拉力也减小，B正确，不符合题意； C．将空玻璃瓶瓶口朝下往下压，深度变大，根据可知，液体对橡皮膜的压强变大，所以橡皮膜的凹陷程度变大，C正确，不符合题意； D．挤压矿泉水瓶之前，小瓶处于漂浮状态，重力和浮力相等，挤压矿泉水瓶，使得瓶内水面上方气压增大，在气压作用下，一部分水会进入小瓶，使得小瓶整体重力增大且大于浮力，根据物体的浮沉条件可知，小瓶将向下运动，D正确，不符合题意。 故选A。 3．（2025·辽宁·中考真题）如图，装有适量水的柱形容器静止在水平桌面上，不计质量的弹簧悬挂一不吸水圆柱体，圆柱体浸入水中3cm且处于静止状态，此时弹簧伸长量为8cm。现向柱形容器注水，注水过程中圆柱体缓慢上升，当弹簧恰好恢复原长时，停止注水，圆柱体静止。注水量为2.76 kg且水没有溢出。已知：圆柱体高20 cm、底面积，柱形容器底面积。容器中的水面与注水前相比升高了 cm，圆柱体的密度为 。（，整个过程圆柱体始终未与容器壁接触） 【答案】 19.6 0.73 【解析】[1]由圆柱体浸入水中3cm且处于静止状态，此时弹簧伸长量为8cm。现向柱形容器注水，注水过程中圆柱体缓慢上升，当弹簧恰好恢复原长时，停止注水，圆柱体静止可知，在停止注水时，圆柱体上升8cm，圆柱体下增加的水的 注水的体积： 容器中的水面与注水前相比升高了 [2]圆柱体浸入水中的深度：h=19.6cm-8cm+3cm=14.6cm 圆柱体漂浮，由物体的浮沉条件得，即 可得 圆柱体的密度 4．（2025·山东滨州·中考真题）底面积为，足够高的薄壁轻质圆柱形容器置于水平桌面上，将质量为0.9kg、棱长为0.1m的正方体A放入容器中，如图甲所示，g取10N/kg，求： (1)正方体A对容器底部的压强pA； (2)现缓慢往容器内注水到一定深度，正方体A对容器底部的压力刚好为0时，如图乙所示，正方体A所受的浮力F浮； (3)当正方体A对容器底部的压力刚好为0时，水对容器底部的压强p水； (4)在注水过程中，要使水对容器底部的压强增加量与容器对桌面的压强增加量的比值最大，最多注入水的质量。 【答案】(1)900Pa (2)9N (3)900Pa (4) 【解析】（1）A的底面积 水平放置对容器底的压力 正方体A对容器底部的压强为 （2）正方体A对容器底部的压力刚好为0时，浮力等于重力，正方体A所受的浮力 （3）当正方体A对容器底部的压力刚好为0时，A受到的浮力，A排开水的体积为 需要注入水的深度为 水对容器底部的压强为 （4）往容器中注入水的体积V水，水的重力，A所受的浮力，所以注水的深度，水对容器底部的压强增加量为 容器对桌面的压强增加量为 所以水对容器底部的压强增加量Δp水与容器对桌面的压强增加量Δp桌的比值为 A刚好浮起时，浮力达到最大，最大，最大； 继续注水，A处于飘浮状态，浮力等于物体A的重力，不变，G水变大，变小，随之变小； 所以，当刚好浮起，时，最大情况下，注入的水最多； 水深，注入水的体积为 则注入的水的质量为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第九章 浮力 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 浮力 1 题型2 阿基米德原理 7 题型3 物体的浮沉条件 14 【能力培优练】 21 【链接中考】 29 【重难题型讲解】 题型1 浮力 1．比较金属块在空气和水中称量时弹簧测力计的示数（称重法测浮力） 实例 现象 结论 (1)如图所示，在弹簧测力计下挂一个小金属块，此时弹簧测力计的示数是F1。 (2)再将小金属块浸没到水中，此时，弹簧测力计的示数是F2。 比较两次测量结果可以发现，小金属块浸入水中时，弹簧测力计的示数变小了。这表明水对浸在其中的物体具有竖直向上的托力。如果换用其他液体进行实验，也会得到同样的结果。 进一步的实验表明，浸在液体中的物体会受到液体竖直向上的托力，这个托力就叫做浮力。 在上面的实验中，浮力的大小等于弹簧测力计两次示数的差值。 F浮=F1-F2=G-F示 【探究归纳】称重法测浮力：F浮= G-F示 2．浮力产生的原因（压力差法测浮力） 实例 现象 结论 如图所示，假设在水中取一个长方体作为研究对象，请用学过的液体压强的知识讨论以下问题。 (1)长方体左、右两个侧面的对应部分在水中的深度相同，因而水的压强也相等，两个侧面的面积又相等，由此可知，长方体左、右两个侧面受到的压力大小相等、方向相反，其合力为零。 (2)长方体前、后两个侧面受到液体压力的情况，跟左、右两个侧面的受力情况是否一样? (3)比较长方体的上表面和下表面受到的水的压力F上和F下，哪个大?为什么?请分析浮力产生的原因。 浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。 F浮=F下-F上 【探究归纳】压力差法测浮力：F浮= F下-F上 ★特别提醒 称重法测浮力：F浮= G-F示 压力差法测浮力：F浮= F下-F上 2．探究浮力的大小与哪些因素有关 图示 过程 ●猜想与假设 一些同学根据生活经验，提出了如下猜想： (1)浮力的大小可能与物体浸入液体的体积大小有关。 (2)浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关。 (3)浮力的大小可能与液体的密度有关。 ●获取与处理信息 如图所示，在弹簧测力计下挂一个铁块，依次把它缓缓地浸入水中不同位置，比较它受到的浮力的大小。 (1)从位置1→2→3的过程中，观察弹簧测力计示数的变化。 (2)从位置3→4的过程中，弹簧测力计的示数是否变化? (3)将铁块分别浸没在清水和浓盐水中，比较两种情况下弹簧测力计示数的大小。 分析实验现象，归纳总结影响浮力大小的因素。 结论 浸在液体中的物体受到的浮力的大小，与物体浸入液体的体积有关，与液体的密度也有关；浸没在同种液体中的物体所受浮力则与物体在液体中所处的深度无关。 【探究归纳】浸在液体中的物体受到的浮力的大小，与物体浸入液体的体积有关，与液体的密度也有关。浸没在同种液体中的物体所受浮力则与物体在液体中所处的深度无关。 【典例1-1】实验桌上有已调好零的弹簧测力计、细线、铝块、烧杯、水、酒精。请你选用上述器材设计实验证明：物体所受浮力的大小与液体的密度有关。请你写出补充实验步骤，并画出实验数据记录表 。 （1）将铝块用细线系好，挂在弹簧测力计下，测出铝块重力G，将数据G记入表格中。 （2）将铝块浸没在盛水的烧杯中，铝块不要接触烧杯壁或底部，待弹簧测力计示数稳定后，读出此时弹簧测力计示数F记入表格中。 （3）将铝块从水中取出擦干， ，同样铝块不要接触烧杯壁或底部，待弹簧测力计示数稳定后，读出此时弹簧测力计示数F记入表格中。 （4）根据 ，求出两次实验铝块受到的浮力，将数据记入表格中。 （5）观察实验数据得出结论。 【典例1-2】2021年12月9日，在“天宫课堂”第一课中，航天员王亚平展示了一个“浮力消失实验”。在中国空间站微重力环境中，她用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球悬停在水中，如图甲所示。在中国科技馆的同学们做同样的实验，用吸管把乒乓球压入水中，取出吸管后，乒乓球会迅速上浮直至漂浮，如图乙所示。判断下列说法中正确的是（ ） A．图甲实验中，水对乒乓球的压力的合力几乎为零 B．图甲实验中，乒乓球所受重力可以忽略，因此它不具有惯性 C．图乙实验中，水中上浮的乒乓球所受水的浮力大于它的惯性 D．图乙实验中，杯底所受到的压力就是漂浮的乒乓球和水所受的重力 跟踪训练1 如图所示，是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验过程及有关数据。 (1)物体所受重力是 ； (2)图中弹簧测力计的读数比图A小，是因为 ； (3)分析图 ，能探究浮力大小与排开液体体积的关系； (4)分析图A、D、E，可以得到的结论是：排开液体体积相同时， 越大，物体受浮力越大。 跟踪训练2 如图所示，重5N的小球漂浮在水面上，请画出小球所受浮力的示意图。 跟踪训练3 在某次校园安全教育讲座中，讲解员指出：“如不慎溺水，要屏住呼吸、全身放松，去除身上的重物，尽量保持头向后仰、面部向上的仰泳体位，吸气深呼气浅，这样可以使身体浮出水面，为救援争取更多时间。”从物理学的角度分析，以下说法不正确的是（ ） A．溺水时手上举，身体排开水的体积减小，因所受浮力减小而易下沉 B．溺水时大喊大叫，人会喝更多的水，因身体所受重力增大而易下沉 C．溺水时去除身上的重物可以增大身体受到的浮力，从而使身体上浮 D．当身体面部向上漂浮在水面上时，身体受到的浮力等于自身的重力 题型2 阿基米德原理 1．阿基米德原理 图示 过程 为研究物体受到的浮力的大小与物体排开的液体的重力的关系，我们选择弹簧测力计、小石块、溢水杯、清水等器材进行实验探究。 (1)如图 (a)所示，用弹簧测力计测出小石块的重力G,再测出空杯的重力G杯。 (2)如图 (b)所示，把小石块浸没在盛满水的溢水杯里，用空杯承接从溢水杯里被小石块排出的水，读得此时弹簧测力计的示数F′。 由此可算得小石块所受浮力F浮=G-F′。 (3)如图9-2-2(c)所示，测出承接了水后杯子的重力G′杯。 (4)算得被小石块排开的水重G排=G′杯-G杯。 (5)比较F浮和G排的大小，可以发现F浮=G排。 上面的实验是小石块浸没的情况，部分浸入的情况又会怎么样呢?请再做一次实验。 结论 浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。 这就是阿基米德原理,用公式表示为 F浮=G排 实验证明，阿基米德原理对气体同样适用。例如，空气对气球的浮力大小就等于被气球排开的空气所受的重力。 【探究归纳】阿基米德原理：浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。 F浮=G排=ρ液gV排 2．浮力消失实验 北京时间2021年12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，航天员王亚平做了一个浮力消失的实验。她把乒乓球压入水里，令人惊奇的是，乒乓球并没有像在地球上一样浮在水面上，而是停留在了水中，这是为什么呢? 王亚平介绍，这和地球上的现象是完全不一样的，这是因为浮力是随重力产生的，在太空失重环境下浮力几乎消失，所以乒乓球不能像在地球上那样浮在水面上。 3．测密度 粗测液体密度 物块浸没水中时排开水的体积： 物块浸没盐水中时排开盐水的体积： 因为， 所以， 粗测固体密度 物块体积： 物块浸没水中时排开水的体积： 物块浸没时： 物块的密度： 【典例2-1】小明利用图甲所示装置探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”； (1)用弹簧测力计测出空桶和物块的重力，再将物块浸没在盛满水的溢水杯中，读出此时测力计的示数，可知物块受到的浮力 N；同时用小桶收集排开的水，测出小桶和排开水的总重力；计算排开液体的重力为0.8N，可初步得出结论：浸在液体中的物块所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 (2)实验中若溢水杯中的水未盛满，会得到 （选填“大于”“等于”或“小于”）；溢水杯盛满水，若物块入水后接触到了容器底部，则 （选填“大于”“等于”或“小于”）； (3)根据图甲实验数据，还可以计算出该物块的密度 。（取10N/kg） 【拓展】 (4)小组同学交流、评估和反思后，有同学提出也可以用电子秤替代弹簧测力计探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”如图乙所示，图乙中电子秤的示数 （选填“大于”“等于”或“小于”），通过分析，也能得出第（1）问的实验结论。其他同学进一步思考，将烧杯放在电子秤上，烧杯中倒入适量盐水，将系有一细绳的物块浸没在盐水中，且不触碰烧杯底和壁，电子秤示数如图丙所示，测得盐水密度的表达式为 （用图甲计算结果和图丙所给物理量表示）。（取10N/kg） 【典例2-2】春节期间，爱思考的小明设计完成了一项物理学科的跨学科实践活动：利用家里的工具测量草莓的密度。小明找到一个质量为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（ ） A．乙图中，草莓的质量为m2-m1-m0 B．丙图中，草莓排开水的体积为 C．草莓的密度为 D．细针对草莓的压力为(m3-m2-m0)g 跟踪训练1 小理同学在进行探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验，实验装置和实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。 (1)②图中物体A所受浮力大小为 N； (2)分析图①②③可以得到的结论是物体所受的浮力与 无关； (3)若要探究浮力与液体密度的关系，应该选① 三个实验步骤来比较。 (4)小理同学所用的盐水的密度是 kg/m3（已知水的密度为，g取10N/kg） 跟踪训练2 如图所示，水平桌面上有一个薄壁溢水杯，底面积是，装满水后水深，把一个边长为的正方体木块（不吸水）。轻轻放入水中，待木块静止时从杯中溢出水的质量是。（，g取）求： (1)木块受到的浮力。 (2)木块的密度。 (3)木块底部受到的压强。 (4)溢水杯底部受到的压力大小。 跟踪训练3 小平同学将一个质量为50g的鸡蛋放入一杯均匀盐水静止时，如图所示，然后向杯子里加入一些食盐搅拌，过一会儿后，则鸡蛋最终所受浮力（ ） A．小于0.49N B．大于0.49N C．等于0.49N D．无法确定 题型3 物体的浮沉条件 1．物体的浮沉条件 图示 过程 如图所示，把一个鸡蛋轻轻地放入浓盐水中，使鸡蛋处于漂浮状态(即停留在液面上，有一部分露出液面);然后将清水缓缓倒入浓盐水中，并轻轻地搅拌。随着盐水密度的减小，鸡蛋排开的液体的体积也随之增大，鸡蛋由漂浮状态慢慢变成悬浮状态(即鸡蛋全部浸没在水中，并可停留在液体里任何深度的地方);继续倒入清水，鸡蛋下沉。若再加入适量盐粒，鸡蛋重新缓慢地上浮。 讨论：(1)鸡蛋在盐水中受到哪两个力的作用? (2)鸡蛋处于不同状态是由于哪个力发生了变化? 结论 比较鸡蛋在各种状态下受到的浮力F浮和重力G的大小，我们可以归纳出物体的浮沉条件： 当物体受到的浮力F浮大于物重G时，浸在液体中的物体就会上浮； 当物体受到的浮力F浮小于物重G时，浸在液体中的物体就会下沉； 当物体受到的浮力F浮等于物重G时，物体会悬浮在液体中或漂浮在液面。 【探究归纳】 状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 图示           受力分析 F浮>G F浮<G F浮=G F浮=G F浮=G-FN 密度分析 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液=ρ物 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 2．物体的浮沉条件的应用 实例 现象 结论 （a） （b） （c） 潜艇浮沉原理示意图 潜艇能在水中上浮和下潜，它是通过改变自身重力的方法来控制浮沉的。 当潜艇的水舱中充入适量的水时，浮力和重力相等，潜艇就能悬浮在水中，并做水下航行了。 (a)打开进气阀门，使高压空气进入潜艇两侧的水舱，将水排出，艇重变小，潜艇上浮(F浮>G)； (b)水舱里没有水，潜艇浮在水面上(F浮=G)； (c)打开进水阀门，使水流进水舱，艇重变大，潜艇下沉(F浮<G) 轮船 轮船：处于漂浮状态，F浮=G船总 排水量(m排)：轮船满载时排开水的质量。 F浮=G排=m排g F浮=G船总 m船+m货=m排 探测气球 气象台经常要放出探测气球用于气象观测。气球内充有密度比空气小得多的氢气，气球升空后，安装在它上面的探空仪能把高空的温度、气压、湿度、风速、风向等信息用无线电传送给地面观测站。气球的顶部装有放气阀门，当其工作完毕后，会自动打开阀门释放掉部分氢气，使气球体积缩小，所受浮力随之减小，气球就会缓缓地落回地面。 浮筒常被用于打捞沉船。打捞时，先在浮筒内注满水，并将其固定在沉船上，再向浮筒中输入高压空气，排出其中的水，使连成一体的沉船和浮筒所受的重力小于浮力，沉船随着浮筒上升。2007年我国打捞“南海一号”沉船就是采用浮筒将船身整体打捞出水的。 密度计 密度计：在被测液体中处于漂浮状态，F浮=G密度计 浸入液体中的体积越大，说明液体的密度越小　 密度计在甲液体中漂浮： 密度计在乙液体中漂浮： 即， 当排开液体的体积： 所以， 密度计下方的刻度值较大。 【典例3-1】关于浮力的应用下列说法中正确的是（ ） A．轮船是通过空心的办法增大排开水的体积来增大浮力的 B．轮船从江水驶入海水中，轮船所受浮力变大 C．潜水艇潜水时是通过改变所受浮力实现上浮和下沉的 D．密度计根据在不同液体中受到浮力不同来测量液体密度的 【典例3-2】如图所示，重力为G边长为a的正方体物块悬浮在水中，受到的浮力为，上表面深度为，受到水的压强为，压力为；下表面深度为，受到水的压强为，压力为。物块的密度为，水的密度为。下列选项中不正确的是（ ） A． B． C． D． 跟踪训练1 如图将小玻璃瓶装适量的水倒扣装有适量水的塑料瓶中，使其恰好能漂浮在水面上，旋紧塑料瓶盖，这就做成“浮沉子”。用力抓握塑料瓶，小玻璃瓶就会往水下沉落；松开塑料瓶，它又会浮上来，调整握塑料瓶的力度，小玻璃瓶就可以悬浮在水中。下列说法正确的是（ ） A．用力抓握塑料瓶，塑料瓶内气压变大 B．松开塑料瓶，部分水从小玻璃瓶口流入 C．小玻璃瓶下沉时受到塑料瓶中水的压强不变 D．小玻璃瓶悬浮在水中时，它所受的浮力和重力的大小相等 跟踪训练2 如图甲所示，潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是，所用材料的总质量是0.5kg。如图乙所示，当水舱内没水时，该潜水艇漂浮在水槽的水面上；在水舱内注入适量的水，该潜水艇会在水面下悬停。g取10 N/kg。当潜水艇在水面下25cm处悬停时，通过计算回答： (1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是多少？ (2)该潜水艇受到的浮力是多少？ (3)该潜水艇水舱内水的质量是多少？ 跟踪训练3 如图所示，A、B两个相同的烧杯放在水平桌面上，分别装有两种不同的液体，将两个完全相同的小球分别缓慢放入两烧杯中（液体均无溢出），小球静止时，两烧杯液面相平；现将两小球从烧杯中取出（烧杯中液体质量不变），此时烧杯对水平桌面的压强分别为pA和pB。下列判断正确的是（ ） A．pA>pB B．pA<pB C．pA=pB D．无法判断 【能力培优练】 1．三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如下图所示。下列判断正确的是（ ） A．液体的密度大小关系是 B．液体对容器底部的压强大小关系是 C．容器对桌面的压强大小关系是 D．小球受到的浮力大小关系是 2．体积相同的甲、乙、丙三艘潜艇模型浸没在水中的浮沉情况，如图所示，下列说法正确的是（ ） A．丙潜艇所受浮力最小 B．丙潜艇最终沉底后所受的浮力可能增大 C．将乙潜艇下移一些，静止后它会继续悬浮 D．甲潜艇最终会漂浮，漂浮时的浮力比上浮时的浮力大 3．质地均匀的实心物体悬浮在水中，将物体截成大小不等的两块后，仍放入水中，则（ ） A．大块下沉，小块悬浮 B．大块下沉，小块上浮 C．两块都上浮 D．两块都悬浮 4．下列关于浮力的说法中，正确的是（ ） A．浮力的方向总是竖直向上的 B．浮力的大小与物体的密度有关 C．浮力的大小与物体的体积有关 D．浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关 5．将体积相同的实心小球A、B、C分别放入两个装有不同液体的相同容器中，静止时的情况如下图所示。通过测量可知，两容器中液面相平，小球A、C露出液面的体积相同。下列说法正确的是（ ） A．三个小球中密度最大的是C球 B．小球B在甲容器中所受的浮力大于重力 C．A、C两球所受的浮力相等 D．甲容器底部受到的液体压强比乙容器大 6．我国055型驱逐舰首舰南昌舰的排水量为12000t，表示它浮在海面上排开的海水质量是12000t。此时舰船所受的浮力是 N，若舰船从海洋驶入长江，吃水深度将 （选填“变大”，“变小”或“不变”）。 7．有一杯水、一杯盐水和一块重为、密度为的塑料块。则该塑料块的体积是 ；该塑料块浸没在水中时所受到的浮力是 N；若该塑料块在盐水中是漂浮的，浸在盐水中的体积是塑料块总体积的，该塑料块浸在盐水中时所受到的浮力是 N；则盐水的密度是 （g取）。 8．某学校在进行防溺水知识宣传时，游泳教练告诉同学们如果不小心落水，要记住“手出水，头必沉”。同学们不太理解这句话中的道理，活动结束后，物理老师就带着大家利用所学的浮力知识做了如下实验。如下列图片所示，加了配重的木质人偶的重力为10N，体积为，若以图甲所示姿势漂浮在水中，则此时人偶露出水面的体积V1= m3；若以图乙所示姿势漂浮在水中，则此时人偶露出水面的体积 （选填“＞”“＜”或“=”）。（，g取） 9．“制作简易密度计”的跨学科实践活动中，同学们需要用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作一个简易密度计。 (1)将制作完成的密度计放入液体中，使其处于竖直 状态，根据 原理可知，此时密度计所受浮力等于所受重力。 (2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为1.1g/cm3、1.2g/cm3的食盐水中，待密度计稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C（如图甲），刻度C处应标示的密度值为 g/cm3。在标记刻度过程中，发现相邻两刻度线之间的距离较小，为提高测量精度，在保证密度计总质量不变的前提下，请你提出一条合理的改进措施： 。 (3)将制作好的简易密度计置于水中（如图乙），量出水面至封口端的距离为H，此时密度计受到的浮力为F1；再将同一密度计置于盐水中（如图丙），量出盐水液面至封口端的距离为h，此时密度计受到的浮力为F2，则F1 F2（选填“<”“=”或“>”），忽略细铜丝的体积，盐水的密度= （用、H、h表示）。 (4)其他小组制作了A、B两个简易密度计（如图丁）:分别放入水中时，水面恰好与A密度计最上面刻度线齐平，与B密度计最下面刻度线齐平，如果要用它们测量密度稍小于水的另一种液体的密度，则应选用 密度计（选填“A”或“B”）。 10．如图甲所示，将重力为8N、棱长为10cm的不吸水正方体A静置于水平地面上。如图乙所示，将A用一根体积可以忽略的细线拉住，固定在装有水的薄壁圆柱形容器中。（已知水的密度，g取10N/kg） (1)求正方体A静置在水平地面上时对水平地面的压强。 (2)求正方体A固定在水中时所受浮力。 (3)将图乙中与正方体A相连的细线剪断，当正方体A静止时，求正方体A受到的浮力。 11．如图所示，潜水艇始终浸没在水中沿虚线方向匀速上升，以重心O为作用点，作出潜水艇所受重力和浮力的示意图（阻力忽略不计）。 【链接中考】 1．（2025·西藏·中考真题）如图所示，重力为G的长方体物块悬浮在水中，受到的浮力为，上表面受到水的压强为，压力为；下表面受到水的压强为，压力为。下列选项正确的是（ ） A． B． C． D． 2．（2025·山东淄博·中考真题）项目化学习小组用小瓶做以下实验，下列有关说法错误的是（ ） A．图甲，用吸管对着水平桌面上的两个小瓶中间吹气，两瓶彼此远离 B．图乙，在水平桌面上拉动木块做匀速直线运动，垫上瓶子后拉力变小 C．图丙，将空玻璃瓶瓶口朝下往下压，扎在瓶口的橡皮膜凹陷程度变大 D．图丁，装有适量水的小瓶敞口朝下放入矿泉水瓶中，挤压矿泉水瓶，小瓶向下运动 3．（2025·辽宁·中考真题）如图，装有适量水的柱形容器静止在水平桌面上，不计质量的弹簧悬挂一不吸水圆柱体，圆柱体浸入水中3cm且处于静止状态，此时弹簧伸长量为8cm。现向柱形容器注水，注水过程中圆柱体缓慢上升，当弹簧恰好恢复原长时，停止注水，圆柱体静止。注水量为2.76 kg且水没有溢出。已知：圆柱体高20 cm、底面积，柱形容器底面积。容器中的水面与注水前相比升高了 cm，圆柱体的密度为 。（，整个过程圆柱体始终未与容器壁接触） 4．（2025·山东滨州·中考真题）底面积为，足够高的薄壁轻质圆柱形容器置于水平桌面上，将质量为0.9kg、棱长为0.1m的正方体A放入容器中，如图甲所示，g取10N/kg，求： (1)正方体A对容器底部的压强pA； (2)现缓慢往容器内注水到一定深度，正方体A对容器底部的压力刚好为0时，如图乙所示，正方体A所受的浮力F浮； (3)当正方体A对容器底部的压力刚好为0时，水对容器底部的压强p水； (4)在注水过程中，要使水对容器底部的压强增加量与容器对桌面的压强增加量的比值最大，最多注入水的质量。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $