1、1 第十章第十章 浮力浮力 复习复习 【学习目标】【学习目标】 1.知道浮力产生的原因； 2.会利用浮力的产生原因、称重法、公式法、特殊状态法，计算浮力的大小，并解决实 际问题； 3.理解阿基米德原理，知道浮力的大小只与排开液体的体积，和排开液体的密度有关； 4.理解物体的浮沉条件，能运用物体的浮沉条件解决有关问题。 【基础知识】【基础知识】 知识点一、浮力知识点一、浮力 1.定义：浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力，这个力就叫浮力。 2.施力物体: 液体或气体。 3.方向:竖直向上。 4.产生原因：液体对物体上下表面的压力差。 知识点二、阿基米德原理知识点二、阿基米德原理 1.阿基米德原
2、理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所 受的重力。 2.公式:FGgV 浮排液排 知识点诠释：知识点诠释： 1.从公式中可以看出：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.阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。 3.当物体浸没在液体中时，VV 排物 ，当物体部分浸在液体中时，VV 排物 ， 2 （VVV 露排物 ）。 4.阿基米德原理也适用于气体，其计算公式是：FgV 浮气排 知识点三、物体的浮沉条件知识点三、物体的浮沉条件 1.物体的浮沉条件：浸没在水中的物体的浮沉决定于它受到的重
3、力和浮力的大小关系。 （1）物体浸没在液体中时：FgV 浮液排，G V g 物物 ； 如果FG 浮物，物体下沉， 物液； 如果FG 浮物，物体上浮， 物液； 如果FG 浮物，物体悬浮， 物液。 （2）漂浮在液面上的物体：FG 浮物 ，展开为：gVV g 液排物物 ， 因为：VV 排物，所以： 物液。 （3）沉底的物体：FGF 浮物支 ，所以：FG 浮物， 物液。 2.浮力的应用 (1)轮船、气球、飞艇的浮沉原理调节重力、浮力的关系： 要使密度大于水的物质做成的物体浮于水面可采用“空心”办法， 增大体积从而增大浮 力，使物体浮于水面，用钢铁做成轮船，就是根据这一道理。 潜水艇靠改变自身的重力来实
4、现上浮和下潜。当 F浮G 时，潜水艇上浮；当水箱中 充水时，自身重力增大，增大到 F浮=G 时，可悬浮于某一位置航行；水箱中再充水，至 F浮 G 时，则潜水艇下沉。 利用密度小于空气的气体， 通过改变气囊里气体的质量来改变自身的体积， 从而改变 所受浮力的大小，来实现升降，气球和飞艇就是利用空气浮力升空的。 (2)密度计的原理及用途： 密度计是用来测定液体密度的仪器， 它根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理而制成的， 密度计在待测液体里呈漂浮状态，所受浮力大小不变，都等于它的重力，根据浮力公式， F浮=G排=液gV排，液体密度较大的时候，密度计露出部分多，反之就少，所以密度计上 的刻度数是上面较
5、小而下面较大，密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数。如 “0.8，”表示该液体密度是 0.8103kg/m3。 知识点诠释：知识点诠释： 3 1.物体浮沉条件 浮沉状况 物理现象运动状态条件物液密度关系 与的关系 浮 上浮在液体中向上运动向上运动 漂浮浮在液面上静止在液面上 悬 悬浮 停留在液体中任何深 度的地方 静止在液体中 沉 下沉在液体中向下运动向下运动 沉底停留在容器底部静止在容器底部 2.计算浮力的方法： （1）根据浮力产生的原因：F浮=F向上F向下，一般用于已知物体在液体中的深度，且形 状规则的物体。 （2）根据阿基米德原理：F浮=G排液=液gV排，这个公式对任何受到浮力的
6、物体都适用。 （3）称重法：F浮=G物F拉，将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中，静止时，物体受到 重力，浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡。 （4）根据漂浮、悬浮条件：F浮=G物，这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。 注注： 运用上述方法求浮力时， 要明确它们的适用范围， 弄清已知条件， 不可乱套公式。 【考点剖析】【考点剖析】 类型一、浮沉条件的应用类型一、浮沉条件的应用 例 1.甲、乙两只完全相同的杯子盛有浓度不同的盐水，将同一只鸡蛋先后放入其中，当 鸡蛋静止时两液面相平，鸡蛋所处的位置如图所示，则（） A鸡蛋在盐水中所受浮力 F甲F乙 B鸡蛋在盐水中所受浮力 F甲F乙 C盐水的密度甲乙
7、 D盐水对杯底的压强 p甲p乙 举一反三：举一反三： 【变式】如图所示，质量相同的 A、B、C 三个小球，静止时分别在水中的三个位置， 4 下列说法正确的是（） AA 球受到的浮力最大 BB 球受到的浮力最小 CC 球受到的浮力最大 D三个球受到的浮力一样 例 2.用手将一重为 5N 的物体全部压入水中，物体排开的水重 8N，此时物体受到的浮 力为N，放手后物体将（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”） ，待物体静止时所 受浮力为N，排开水的体积是m3。 举一反三举一反三： 【变式】用手将一重为 8N 的物体全部压入水中，物体排开的水重为 10N，此时物体受 到的浮力为_N；放手后物体将_（选填上
8、浮、下沉或悬浮） ；待物体静止时 所受浮力为_N。 类型二、液面升降类型二、液面升降 例 3.将冰块放在浓盐水中， 液面位置如图所示， 若冰完全熔化， 杯中液面高度将 （） A.上升B.下降C.不变D.无法确定 【思路点拨】（1）冰漂浮在浓盐水中，求出冰块排开浓盐水的体积。 （2）求出当冰熔化之后水的体积。 （3）比较上面的两个体积，如果冰化成水的体积大于冰块排开浓盐水的体积，液面上 升；如果冰化成水的体积等于冰块排开浓盐水的体积，液面不变；如果冰化成水的体积小于 冰块排开浓盐水的体积，液面下降。 举一反三举一反三： 【变式】如图所示，漂浮在水面上的木块下悬挂着一实心铁块 G，若把悬吊铁块的绳
9、子 剪断，铁块将沉入水底，这时容器中水面将_；若将铁块从悬吊改为将铁块从水 中提上来，放到木块上，这时容器中的水面与铁块吊在木块下时相比将_（填“上 升”、“下降”或“不变”） 5 类型三、密度计类型三、密度计 例 4.如图所示， 某同学在一薄壁平底玻璃管中装入沙子， 管口密封， 制成一个“密度计”， 用来测量液体密度。已知，试管和沙子总质量为 40g，试管底面积为 2.5cm2。当放入某未知 密度的液体中静止时，“密度计”漂浮在液面上，浸入液体中的体积为 50cm3。 （提示：计算 中取 g=10N/kg） （1）“密度计”受到的浮力是多大？ （2）这种液体的密度是多大？ （3）液体对“密度
10、计”底面的压强是多大？ 【思路点拨】 （1）由于密度计漂浮在液水面上，因此可以利用漂浮在液面上的物体受到 的浮力等于其重力来求得浮力的大小。 （2）根据密度计的横截面积和浸入的深度，可以求得其排开液体的体积，利用阿基米 德原理可以求得所在液体的密度。 （3）方法 1；根据密度计下表面浸入的深度和求出的液体密度，结合液体压强的计算 公式，可以求得液体对密度计的底部压强； 方法 2：根据浮力产生的原因可知，漂浮在液面上的物体受到的浮力等于液体对它向上 的压力，由此可以求得此时液体对密度计的压力，又知道其横截面积，结合压强的计算公式 可以求得其底部受到的液体压强。 举一反三举一反三： 【变式】在学习
11、了密度计之后，周明同学在家里自己制作了一个密度计。其方法是在一 个一段开口的玻璃管内放置了一枚螺丝钉。然后将其开口向上放入水中使其漂浮如图所示。 这样就制成了一个简单的密度计。他先用刻度尺测出整个玻璃管的长度为 20cm。当把它放 进水里时测得刚好有一半的玻璃管露出水面。 6 （ 1 ） 周 明 同 学 在 玻 璃 管 的 底 部 放 入 螺 丝 钉 的 目 的 是。 （2）当把他放进某种未知液体中，密度计静止时露出液面的长度为 12cm。则该种未知 液体的密度为 。 （3）在测定盐水的密度时，周明不小心在玻璃管内滴入了几滴水则他测得的盐水的 密度将会（填“偏大”、“偏小”、“不变”） 类型三
12、、综合应用与实验探究类型三、综合应用与实验探究 例 5.某地在湖面上修建一座大桥，下图甲是使用吊车向湖底投放圆柱形石料的示意图。 在整个投放过程中，石料以恒定速度 v=0.1m/s 下降，图乙是钢丝绳的拉力 F 随时间 t 变化 的图象（从 t=0 时刻开始投放到石料刚好接触湖底前） 。忽略水的摩擦阻力，g 取 10N/kg。 求： （1）石料浸没水中时受到的浮力； （2）石料的密度。 【思路点拨】 （1）分析钢绳拉力随时间 t 变化的图象，当石块没有浸入水中时，拉力等 于重力，据此求出小石料的质量；当石块完全浸没后，拉力等于重力减去浮力，据此求出石 料受到的浮力； （2）根据阿基米德原理求石
13、料排开水的体积（石料的体积） ，知道石料重，利用重力公 式求石料的质量，最后利用密度公式求石料的密度。 7 举一反三举一反三： 【变式】底面积为 50cm2的平底圆柱形容器内盛满某种液体后，置于水平桌面（容器壁 厚不计） ， 液体的压强与深度的关系如图甲所示。 现将一个质量为 0.08kg 金属块 A 用轻质细 线悬挂在弹簧测力计下，再缓慢浸没于容器内的液体中，待金属块静止后，测力计的示数如 图乙所示， （g=10N/kg） ，求： （1）液体的密度； （2）金属块所受到的浮力； （3）金属块的体积； （4）剪断细线后，金属块下沉到容器底部，此时容器对桌面的压强比只盛满液体时对 桌面的压强增大
14、了多少？ 例 6.如图所示是一个量筒和一个玻璃制成的小试管， 另有适量的水， 请你设计一个实验， 测出这个小试管的密度写出简要的实验步骤；根据实验中测得的物理量(用字母符号表 示)写出试管密度的表达式。 1.实验步骤： 。 2.表达式： 8 【真题演练】【真题演练】 1.（2020恩施）恩施）下列几种情况中能使受到浮力变大的是（ ） 。 A. 潜水浸没在水中后继续下潜 B. 轮船由长江驶入大海 C. 从水银中取出铁球放入水中 D. 人由浅水区走向深水区 2 （2020岳阳）岳阳）关于流体的力现象正确的是 A鸟翼获得向上的升力，是因为流体在流速大的地方压强大 B在水中上浮的物体受到浮力，下沉的物
15、体不受浮力 C重力一定的轮船从长江驶入海洋，浮力不变 D石块没入水中越深，浮力越大 3.（2020青岛）青岛）探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属 块 a 和塑料块 b 的密度不同，但重力均为 1.6N。下列分析正确的是（） 。 A. 金属块 a 浸没在水中时，受到浮力的大小为 0.3N； B. 利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系； C. 利用乙、丙，可以探究浮力的大小与物体密度的关系； D. 利用丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系 4.（2020广元）广元）将一个重为 G 的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中，鸡蛋漂浮，然后逐渐向 杯中加入清水， 当鸡蛋下沉
16、至杯底静止时停止加水， 如图中的图象能粗略描述这个过程中浮 力随时间变化关系的是（） 。 9 A.B. C.D. 5.（2020福建）福建）如图，体积相同的两物体 A、B 用不可伸长的细线系住，放入水中后， A 有四分之一体积露出水面，细线被拉直。已知 A 重 4N，B 受到的浮力为 8N，A、B 密度 之比为 25，那么（） A.A、B 所受的重力之比为 52 B.A、B 所受的浮力之比为 12 C. 细线对 A 的拉力大小为 1N D. B 对容器底部的压力为零 6 （2020黑龙江黑龙江）一个小球质量为 0.2kg，漂浮在水面上，它受到的浮力是 N， 排开水的体积 是m3。 （g10N/
17、kg，水1.0103kg/m3） 。 7 （2020临夏）临夏）2019 年 12 月，中国第一艘国产航母（命名为“中国人民解放军海军山 东舰“）在海南三亚某军港交付海军，山东舰在海面上快速匀速航行时，所受海水的浮力 （选填“大于”、“小于”或“等于”）重力；若航母速度不变，航母上许多舰载机起飞后，航母 的总动能（选填“变大”、“变小”或“不变”） 。 8.（2020营口营口）水平桌面上有一个盛满水的溢水杯，杯中水的深度为 10cm，现将一个 不吸水的物块轻轻成入溢水杯中， 静止时有 72g 水溢出， 将其捞出擦干后轻轻放入完全相同 且盛满酒精的溢水杯中，静止时有 64g 酒精溢出，则物块在酒
18、精中受到的浮力为_N， 物块的密度为_ 3 kg/m； 此时酒精对容器底的压强为_Pa。（ 33 1.0 10 kg / m 水 ， 33 0.8 10 kg/ m 酒精 ，g 取10N/kg） 9 （2020福建）福建）我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器，填补了我国万米 级作业型无人潜水器的空白。当潜水器下潜到 1.0104m 深度静止时，受到海水的压强约为 _Pa（海水取 1.03103kg/m3，g 取 10N/kg） ；在预定深度完成任务后，潜水器抛掉配重 物，潜水器受到的浮力_（选填“大于”“等于”或“小于”）自重，从而上浮。 10.（2020四川乐山）四川乐山）物理兴趣
19、小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中， 10 用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，以下图 a、b、c、d、e 分别为实验情景。 （g 取 10N/kg） (1)通过 a、c 两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是_N； (2)通过_两次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系； (3)通过 c、e 两次实验，可探究物体所受浮力大小与_的关系； (4)在某种液体中进行探究的过程中， 记录实验数据， 得到如图 f 所示弹簧测力计读数与 圆柱体下表面浸入深度的关系图像，则该液体的密度为_kg/m3。 11 （2020陕西陕西）海洋科学钻探船被称为海洋科学领域的“航空母舰”。如图所示为一
20、艘 满载时排水量为 5104t 的海洋科学钻探船。甲板上装有很高的钻塔，可以安装并控制钻杆 进行拉升作业，使钻头和钻杆最深可在 4000m 深的海底向下钻取岩芯进行研究。 （水 1.03103kg/m3，g 取 10N/kg） 。 （1）该钻探船满载时受到海水的浮力是多少？ （2）满载时，该钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域，钻探船排开海水 的体积（选填“变大”“变小”或“不变”） （3）钻头在 4000m 深的海底处受到海水的压强是多少？ （4）该钻探船以 36km/h 的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为 4107W，则 船受到的牵引力是多少？ 11 【过关检测】【过关检测
21、】 一、选择题一、选择题 1. ab 两球放在水中，a 球下沉，b 球上浮，则下列说法正确的是 () Ab 球比 a 球的体积大 Ba 球比 b 球受的重力大 Cb 球受的重力小于它受的浮力 Db 球比 a 球受的浮力大 2.潜水艇从海面下匀速下潜的过程中，下列说法不正确的是() A潜水艇受到海水的压强增大 B潜水艇受到海水的压力增大 C潜水艇受到海水的浮力增大 D潜水艇始终受到的是平衡力 3.有一种救生艇满载时排开水的体积是 2.4m3，艇的自重为 1104N，为保证安全，该救 生艇最多承载的人数大约是（）（g=10N/kg） A18 人B28 人C32 人D48 人 4.下列几种情况中，通
22、过改变物体受到的浮力大小使物体上升的是() A向盛有清水的杯子中加入食盐，沉在杯底的鸡蛋逐渐上浮 B潜水艇从水底向水面升起 C点燃孔明灯中的松脂后，灯就能够腾空而起 D打捞沉船时向浮筒内压入高压气体 5.将质量相同的铁块和木块放入一盆水中，发现木块漂浮在水面上，铁块沉到水底，则 下列说法正确的是（） A木块受浮力，铁块不受浮力 B铁块受到的浮力小于自身重力 C木块受到的浮力大于自身重力 12 D木块所受浮力等于铁块所受浮力 6.取一片金属箔做成中空的桶， 它可以漂浮在盛有水的烧杯中 如果将此金属箔揉成团， 它会沉入水底。比较上述两种情况，则下列说法中正确的是（） A.金属箔漂浮时受到的重力比它
23、沉底时受到的重力小 B.金属箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大 C.金属箔沉底时排开水的体积比它漂浮时排开水的体积大 D.金属箔沉底时受到的浮力等于它的重力 7.分别用木头、铜、铁制成甲、乙、丙三个小球，将它们放入水中，三个小球静止时位 置如图所示，以下判断正确的是（） A甲小球一定是空心的 B乙小球一定是空心的 C丙小球一定是空心的 D三个小球都是实心的 8.在图甲中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水 中。图乙是钢绳 拉力随时间 t 变化的图象，若不计水的阻力，则可算出该石料的密度为(g 10N/kg)() A.1.6103kg/m3 B.2.3103k
24、g/m3 C.2.8103kg/m3 D.3.2103kg/m3 9.如图所示，在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块 A，在木块的下方用轻质细线悬 挂一体积与之相同的金属块 B，金属块 B 浸没在液体内，而木块浮在液面上，液面正好与 容器口相齐。某瞬间细线突然断开，待稳定后液面下降了 h1；然后取出金属块 B，液面又下 降了 h2；最后取出木块 A，液面又下降了 h3。由此可判断 A 与 B 的密度比为（） A.h3:（h1+h2） B.h1:（h2+h3） C.（h2-h1）:h3 D.（h2-h3）:h1 10.如图所示， 在底面积为 S 的圆柱形水槽底部有一个金属球 （球与槽底没有紧密接
25、触） ， 13 圆柱型的烧杯漂浮在水面上，此时烧杯受到的浮力为 F1。若把金属球从水中捞出并放在烧 杯里漂浮在水中，此时烧杯受到的浮力为 F2，捞起金属球后水槽底部受到水的压强变化量 为 p，水的密度为水。根据上述条件可知（） A.金属球受的重力为 21 FFPS B.金属球被捞起前受的浮力为 21 FF C.金属球被捞起后水槽底部受水的压力减小了PS D.金属球被捞起后烧杯排开水的体积增大了 21 FF g 水 二、填空题二、填空题 11.一个重为 2N 的苹果漂浮在水面上，受到的浮力为N，往水中逐渐加盐，苹 果受到的浮力将。 12.如图所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形，分别放入相
26、同的甲、乙两杯 水中， 静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力_乙杯中橡皮泥所受的浮力(填“大于”、 “小于” 或“等于”)，_ 杯中水面升高得多。 13.有一潜水艇悬浮于水中，当用压缩气体把水舱中的水排出一部分时，潜水艇将 _，在露出水面之前，潜水艇所受到的浮力_。 14.把两只完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中，它们静止时如图所示，密度 计所受到的浮力分别为 F甲和 F乙，则 F甲F乙；若两种液体深度相同，两种液体对容 器底部的压强分别为 p甲和 p乙，则 p甲p乙。 （填“”、“=”或“”） 15.质量为 1.5kg 的木块，漂浮在水面上，有的体积露出水面，则木块所受浮力为 14 _N，木块
27、的密度为_kg/m3。 16.我国最大集装箱船“郑和”号于今年 9 月在上海交付使用它的甲板面积相当于 4 个 标准足球场，排水量约为 18 万吨“郑和”号从长江口驶入东海，所受到的浮力将_， 排开水的体积将_，排开水的质量将_（均选填“变大”、“不变”或“变小”）。 17.刘明同学在学习了浮力的应用以后，对物体的浮沉条件产生了兴趣，自己动手与同 学们一起进行探究。同学们将新鲜萝卜浸没在水中松手后，萝卜都上浮直至漂浮在水面上， 如图所示。为了使漂浮的萝卜沉下去，刘明将一根铁钉全部插入萝卜中，李华也用同样的铁 钉，但只将其一半插入到萝卜中，再次将萝卜浸没水中松手，结果两只萝卜均沉入水底。从 物体
28、受力的角度来看，他们在萝卜中插入铁钉是为了改变_力的大小，从而使浮力 _(填“大于”、“小于”或“等于”)重力；从他们探究的方法来看，(填“刘明”或“李 华”)的方法更合理，理由是_。 三、实验探究题三、实验探究题 18.有 A、B 两种液体，其密度均小于。小明同学通过实验探究，比较这 两种液体密度的大小，实验装置如图所示，实验步骤为： a.用弹簧测力计测量铜块在空气中的重力为 G， b.把弹簧测力计下悬挂的铜块分别浸没在 A、B 两种液体中，示数分别为为 FA和 FB。 请完成下列要求： 画出记录和分析实验数据的表格。 讨论可能的实验结果与探究结论的对应关系。 15 四、计算题四、计算题 1
29、9. 如图所示，将质量为 0.3kg 的木块放入水杯中，木块静止， （水=1.0103kg/m3，g 取 1ON/kg） 。求： （1）木块所受浮力大小； （2）木块排开水的体积。 20. 如图所示，质量为 1.2kg 的木块浮在水面上静止不动， （g 取 10N/kg）求： （1）这时木块受到的浮力是多大？ （2）此时木块浸在水中的体积为多少？ （3）该木块体积是 210-3m3，要使木块刚好浸没在水中，至少需要多大的力向下压木 块？ 第第十章十章 浮力浮力 复习复习 【学习目标】【学习目标】 1.知道浮力产生的原因； 2.会利用浮力的产生原因、称重法、公式法、特殊状态法，计算浮力的大小，并
30、解决实 际问题； 3.理解阿基米德原理，知道浮力的大小只与排开液体的体积，和排开液体的密度有关； 16 4.理解物体的浮沉条件，能运用物体的浮沉条件解决有关问题。 【基础知识】【基础知识】 知识点一、浮力知识点一、浮力 1.定义：浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力，这个力就叫浮力。 2.施力物体: 液体或气体。 3.方向:竖直向上。 4.产生原因：液体对物体上下表面的压力差。 知识点二、阿基米德原理知识点二、阿基米德原理 1.阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所 受的重力。 2.公式:FGgV 浮排液排 知识点诠释：知识点诠释： 1.从公式中可以看出：
31、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.阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。 3.当物体浸没在液体中时，VV 排物 ，当物体部分浸在液体中时，VV 排物 ， （VVV 露排物 ）。 4.阿基米德原理也适用于气体，其计算公式是：FgV 浮气排 知识点三、物体的浮沉条件知识点三、物体的浮沉条件 1.物体的浮沉条件：浸没在水中的物体的浮沉决定于它受到的重力和浮力的大小关系。 （1）物体浸没在液体中时：FgV 浮液排，G V g 物物 ； 17 如果FG 浮物，物体下沉， 物液； 如果FG 浮物，物体上浮， 物液
32、； 如果FG 浮物，物体悬浮， 物液。 （2）漂浮在液面上的物体：FG 浮物 ，展开为：gVV g 液排物物 ， 因为：VV 排物，所以： 物液。 （3）沉底的物体：FGF 浮物支 ，所以：FG 浮物， 物液。 2.浮力的应用 (1)轮船、气球、飞艇的浮沉原理调节重力、浮力的关系： 要使密度大于水的物质做成的物体浮于水面可采用“空心”办法， 增大体积从而增大浮 力，使物体浮于水面，用钢铁做成轮船，就是根据这一道理。 潜水艇靠改变自身的重力来实现上浮和下潜。当 F浮G 时，潜水艇上浮；当水箱中 充水时，自身重力增大，增大到 F浮=G 时，可悬浮于某一位置航行；水箱中再充水，至 F浮 G 时，则潜
33、水艇下沉。 利用密度小于空气的气体， 通过改变气囊里气体的质量来改变自身的体积， 从而改变 所受浮力的大小，来实现升降，气球和飞艇就是利用空气浮力升空的。 (2)密度计的原理及用途： 密度计是用来测定液体密度的仪器， 它根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理而制成的， 密度计在待测液体里呈漂浮状态，所受浮力大小不变，都等于它的重力，根据浮力公式， F浮=G排=液gV排，液体密度较大的时候，密度计露出部分多，反之就少，所以密度计上 的刻度数是上面较小而下面较大，密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数。如 “0.8，”表示该液体密度是 0.8103kg/m3。 知识点诠释：知识点诠释： 1.物体
34、浮沉条件 浮沉状况 物理现象运动状态条件物液密度关系 与的关系 浮 上浮在液体中向上运动向上运动 漂浮浮在液面上静止在液面上 18 悬 悬浮 停留在液体中任何深 度的地方 静止在液体中 沉 下沉在液体中向下运动向下运动 沉底停留在容器底部静止在容器底部 2.计算浮力的方法： （1）根据浮力产生的原因：F浮=F向上F向下，一般用于已知物体在液体中的深度，且形 状规则的物体。 （2）根据阿基米德原理：F浮=G排液=液gV排，这个公式对任何受到浮力的物体都适用。 （3）称重法：F浮=G物F拉，将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中，静止时，物体受到 重力，浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡。 （4）根据漂浮
35、、悬浮条件：F浮=G物，这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。 注注： 运用上述方法求浮力时， 要明确它们的适用范围， 弄清已知条件， 不可乱套公式。 【考点剖析】【考点剖析】 类型一、浮沉条件的应用类型一、浮沉条件的应用 例 1.甲、乙两只完全相同的杯子盛有浓度不同的盐水，将同一只鸡蛋先后放入其中，当 鸡蛋静止时两液面相平，鸡蛋所处的位置如图所示，则（） A鸡蛋在盐水中所受浮力 F甲F乙 B鸡蛋在盐水中所受浮力 F甲F乙 C盐水的密度甲乙 D盐水对杯底的压强 p甲p乙 【答案】D 【解析】由图可知，鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态，由于物体漂浮或悬 浮时，受到的浮力和自身的重力相
36、等，所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等，都等于鸡 蛋的重力，故 A、B 错误； 根据浮沉条件可知：物体悬浮时甲=物，物体漂浮时乙物，所以甲乙，故 C 错误； 由于两杯中液面相平根据 p=gh 可知：p甲p乙，故 D 正确，故选 D。 【总结升华】 本题考查了物体浮沉条件和液体压强公式的应用， 一定要掌握物体浮沉情 19 况与密度的关系，同时要搞清不同状态下（漂浮、悬浮）物体所受重力与浮力的大小关系。 举一反三：举一反三： 【变式】如图所示，质量相同的 A、B、C 三个小球，静止时分别在水中的三个位置， 下列说法正确的是（） AA 球受到的浮力最大 BB 球受到的浮力最小 CC 球受到的浮力最
37、大 D三个球受到的浮力一样 【答案】D 例 2.用手将一重为 5N 的物体全部压入水中，物体排开的水重 8N，此时物体受到的浮 力为N，放手后物体将（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”） ，待物体静止时所 受浮力为N，排开水的体积是m3。 【答案】8；上浮；5；510-4 【解析】 （1）物体受到的浮力：8FGN 浮排 ； （2）物体重 G=5N， 浮 FG，放手后物体将上浮； （3）待物体静止时，漂浮在水面上：5FGN 浮 ， 此时排开水的体积： 43 33 5 =5 10 1.0 10/10/ FN Vm gkg mN kg 浮 排 水 。 【总结升华】物体的浮沉条件是我们应该熟知的重要知识
38、，根据它可以判断物体浮沉， 也可以在已知浮沉的情况下判断浮力与重力的关系。 解此类题目要将阿基米德原理和物体的 浮沉条件结合使用。 举一反三举一反三： 【变式】用手将一重为 8N 的物体全部压入水中，物体排开的水重为 10N，此时物体受 到的浮力为_N；放手后物体将_（选填上浮、下沉或悬浮） ；待物体静止时 所受浮力为_N。 【答案】10，上浮，8 类型二、液面升降类型二、液面升降 例 3.将冰块放在浓盐水中， 液面位置如图所示， 若冰完全熔化， 杯中液面高度将 （） 20 A.上升B.下降C.不变D.无法确定 【思路点拨】（1）冰漂浮在浓盐水中，求出冰块排开浓盐水的体积。 （2）求出当冰熔化
39、之后水的体积。 （3）比较上面的两个体积，如果冰化成水的体积大于冰块排开浓盐水的体积，液面上 升；如果冰化成水的体积等于冰块排开浓盐水的体积，液面不变；如果冰化成水的体积小于 冰块排开浓盐水的体积，液面下降。 【答案】A 【解析】冰块漂浮在浓盐水中，所以：FG 浮冰 即：gVgV 冰冰盐水排 冰排开液体的体积：= V V 冰冰 排 盐水 冰熔化成水之后，状态变化，质量不变，所以：mm 冰水 即：VV 冰冰水水 冰融化成水的体积：= V V 冰冰 水 水 盐水水 比较式和式可得：VV 水排 若冰完全熔化，杯中液面上升。 【总结升华】本题考查了学生对质量是物体属性、密度公式、阿基米德原理、物体的漂
40、 浮条件的掌握和运用， 根据冰化水质量不变和漂浮条件找出关系式VV 水排是本题的解题关 键。 举一反三举一反三： 【变式】如图所示，漂浮在水面上的木块下悬挂着一实心铁块 G，若把悬吊铁块的绳子 剪断，铁块将沉入水底，这时容器中水面将_；若将铁块从悬吊改为将铁块从水 中提上来，放到木块上，这时容器中的水面与铁块吊在木块下时相比将_（填“上 21 升”、“下降”或“不变”） 【答案】下降；不变 类型三、密度计类型三、密度计 例 4.如图所示， 某同学在一薄壁平底玻璃管中装入沙子， 管口密封， 制成一个“密度计”， 用来测量液体密度。已知，试管和沙子总质量为 40g，试管底面积为 2.5cm2。当放
41、入某未知 密度的液体中静止时，“密度计”漂浮在液面上，浸入液体中的体积为 50cm3。 （提示：计算 中取 g=10N/kg） （1）“密度计”受到的浮力是多大？ （2）这种液体的密度是多大？ （3）液体对“密度计”底面的压强是多大？ 【思路点拨】 （1）由于密度计漂浮在液水面上，因此可以利用漂浮在液面上的物体受到 的浮力等于其重力来求得浮力的大小。 （2）根据密度计的横截面积和浸入的深度，可以求得其排开液体的体积，利用阿基米 德原理可以求得所在液体的密度。 （3）方法 1；根据密度计下表面浸入的深度和求出的液体密度，结合液体压强的计算 公式，可以求得液体对密度计的底部压强； 方法 2：根据浮
42、力产生的原因可知，漂浮在液面上的物体受到的浮力等于液体对它向上 的压力，由此可以求得此时液体对密度计的压力，又知道其横截面积，结合压强的计算公式 可以求得其底部受到的液体压强。 【答案与解析】 （1）“密度计”的重力： 3 40 1010/0.4GmgkgN kgN ，由 于“密度计”漂浮在未知液体中， 浮力等于重力， 所以， “密度计”受到的浮力：0.4FGN 浮 。 （2）根据阿基米德原理：FgV 浮液排， 变形得，这种液体密度为： 33 63 0.4 =0.8 10/ 10/50 10 FN kg m gVN kgm 浮 液 排 ， 22 （3）方法 1：“密度计”浸入液体中的深度： 3
43、 2 50 =200.2 2.5 Vcm hcmm Scm 排 ， 液体对“密度计”底面的压强： 333 0.8 10/10/0.21.6 10Pghkg mN kgmPa 液 。 方法 2： “密度计”漂浮在液面上时， 底面受到水的压力等于它的浮力即：0.4FFN 浮 ， “密度计”底面受到水的压强为： 3 42 0.4 1.6 10 2.5 10 FN PPa Sm 。 【总结升华】本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件、液体压强的计算。解决此题 难点是将阿基米德原理和物体的浮沉条件结合。 求液体对密度计底部压强常用的方法是第一 种。 举一反三举一反三： 【变式】在学习了密度计之后，周明同
44、学在家里自己制作了一个密度计。其方法是在一 个一段开口的玻璃管内放置了一枚螺丝钉。然后将其开口向上放入水中使其漂浮如图所示。 这样就制成了一个简单的密度计。他先用刻度尺测出整个玻璃管的长度为 20cm。当把它放 进水里时测得刚好有一半的玻璃管露出水面。 （ 1 ） 周 明 同 学 在 玻 璃 管 的 底 部 放 入 螺 丝 钉 的 目 的 是。 （2）当把他放进某种未知液体中，密度计静止时露出液面的长度为 12cm。则该种未知 液体的密度为 。 （3）在测定盐水的密度时，周明不小心在玻璃管内滴入了几滴水则他测得的盐水的 密度将会（填“偏大”、“偏小”、“不变”） 【答案】 （1）使密度计能够竖
45、直漂浮在液体中； （2）1.25103kg/m3； （3）偏小 【解析】 （1）密度计重心偏低越稳定，为了使密度计能够竖直漂浮在液体中，所以在玻 23 璃管的底部放入螺丝钉； （2）密度计在水液体中都处于漂浮状态，所以浮力都等于重力，浮力相等。 由阿基米德原理得：=FgVgV 浮水排水液排液 ，即： 33 1.0 10/0.10.08kg mmm 液 ， 解得： 33 1.25 10/kg m 液 ， （3）在玻璃管内滴入了几滴水后，玻璃管自身重力增加，始终处于漂浮状态，若测盐 水的密度时，此时玻璃管管浸入盐水中的体积增加，根据密度计的刻度特点，越往下，数值 越小，则测得的盐水的密度将会偏小。
46、 类型三、综合应用与实验探究类型三、综合应用与实验探究 例 5.某地在湖面上修建一座大桥，下图甲是使用吊车向湖底投放圆柱形石料的示意图。 在整个投放过程中，石料以恒定速度 v=0.1m/s 下降，图乙是钢丝绳的拉力 F 随时间 t 变化 的图象（从 t=0 时刻开始投放到石料刚好接触湖底前） 。忽略水的摩擦阻力，g 取 10N/kg。 求： （1）石料浸没水中时受到的浮力； （2）石料的密度。 【思路点拨】 （1）分析钢绳拉力随时间 t 变化的图象，当石块没有浸入水中时，拉力等 于重力，据此求出小石料的质量；当石块完全浸没后，拉力等于重力减去浮力，据此求出石 料受到的浮力； （2）根据阿基米德
47、原理求石料排开水的体积（石料的体积） ，知道石料重，利用重力公 式求石料的质量，最后利用密度公式求石料的密度。 【答案】500N；2.8103kgm3 【解析】 （1）由图可知，当石块没有浸入水中时，拉力等于重力，即：F=G=1400N， 石料的质量： 1400 140 10/ GN mkg gN kg ,当石块浸没后，浮力等于重力减去拉力： 24 1400900500FGFNNN 浮拉 ； （2）根据阿基米德原理：FgV 浮水排 ，得： 23 33 500 =5 10 1.0 10/10/ FN Vm gkg mN kg 浮 排 液 ， 因 为 石 料 完 全 浸 没 ， 所 以 ： 23
48、5 10VVm 石排 ， 石 料 的 密 度 ： 33 23 140 =2.8 10/ 5 10 mkg kg m Vm 石 石 石 。 【总结升华】这是一道图象信息题，解决本题的关键是，通过图乙确定石料的重力、钢 丝绳受到的拉力。并会利用称重法计算出石料受到的浮力。 举一反三举一反三： 【变式】底面积为 50cm2的平底圆柱形容器内盛满某种液体后，置于水平桌面（容器壁 厚不计） ， 液体的压强与深度的关系如图甲所示。 现将一个质量为 0.08kg 金属块 A 用轻质细 线悬挂在弹簧测力计下，再缓慢浸没于容器内的液体中，待金属块静止后，测力计的示数如 图乙所示， （g=10N/kg） ，求：
49、（1）液体的密度； （2）金属块所受到的浮力； （3）金属块的体积； （4）剪断细线后，金属块下沉到容器底部，此时容器对桌面的压强比只盛满液体时对 桌面的压强增大了多少？ 【答案与解析】 （1）由图知，当 2 44 10hcmm 时， 2 4 10PPa， 根据压强公式：Pgh 液 ， 可得： 2 33 2 4 10 1.0 10/ 10/4 10 PPa kg m ghN kgm 液 ； （2）金属块的重力：0.0810/0.8GmgkgN kgN，弹簧测力计的示数： 0.5FN 示 ， 25 物体受到的浮力：0.80.50.3FGFNNN 示浮 ； （3）金属块完全浸没， 53 33 0.
50、3 =3 10 1.0 10/10/ FN VVm gkg mN kg 浮 金属排 液 ； （4）容器对桌面的压力增大值：0.80.30.5FGFNNN 压浮金 ，容器对桌 面的压强增大值： 42 0.5 100 50 10 FN PPa Sm 。 例 6.如图所示是一个量筒和一个玻璃制成的小试管， 另有适量的水， 请你设计一个实验， 测出这个小试管的密度写出简要的实验步骤；根据实验中测得的物理量(用字母符号表 示)写出试管密度的表达式。 1.实验步骤： 。 2.表达式： 【答案】实验步骤： 在量筒中倒入适量的水，记下水面所对的刻度值 V1； 将小试管放入量筒中的水里，使其漂浮在水面上，记下水
