1、第十章浮力探究目的浮力的大小跟排开液体所受重力有什么关系猜想或假设浮力的大小跟排开液体的重力存在一定的定量关系探究方法用称重法测出物体在液体中受到的浮力,同时测出物体排开液体所受的重力,然后比较两者之间的数量关系实验器材弹簧测力计、溢水杯、小石块、小水杯、水、细线等知识点知识点阿基米德原理阿基米德原理1.实验实验:探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系实验步骤用弹簧测力计分别测出小石块所受的重力和小水杯所受重力;把小石块浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时测力计的示数,同时用小水杯收集小石块排开的水;测出小水杯和小石块排开的水所受的总重力;把测量结果记录到表格
2、中实验数据 得出结论阿基米德原理: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.计算公式计算公式F浮浮=G排排=m排排g=液液V排排g。由表达式可知。由表达式可知,F浮只与浮只与液和液和V排有关排有关,与与探究浮探究浮力的大小跟哪些因素有关力的大小跟哪些因素有关”的实验结论一致。的实验结论一致。3.使用阿基米德原理的本卷须知使用阿基米德原理的本卷须知例例(2018湖南岳阳二模)将重6 N的物体浸没在装满水的杯中,溢出了4 N的水,物体受到的浮力是()A.10 NB.6 NC.4 ND.2 N解析解析根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小等于排开的液体受到的重力,所以
3、应选C。答案答案C题型一 探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系例1 (2019北京房山期末)在探究浮力问题时,某同学做了如下图10-2-1所示实验。测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4。测得F1=1.5 N,F2=0.7 N,F3=1 N,F4=1.2 N,可知F浮=N,F浮 G排(选填”)。图10-2-1解析物体受到的浮力等于重力减去物体浸在水中时弹簧测力计的示数解析物体受到的浮力等于重力减去物体浸在水中时弹簧测力计的示数,所以物体受到的浮力所以物体受到的浮力F浮浮=F1-F3=1.5N-1N=0.5N,由图可知由图可知,排开液体的重排开液体的重力力G排排=F4-F2=1.
4、2N-0.7N=0.5N,所以所以F浮浮=G排。排。答案答案0.5=点拨解答与探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系点拨解答与探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”(有时也有时也称为验证阿基米德原理称为验证阿基米德原理”)实验有关的题目时实验有关的题目时,要注意理顺以下四个实要注意理顺以下四个实验数据的测量方式和关系验数据的测量方式和关系:物体的重力、空烧杯物体的重力、空烧杯(或桶或桶)的重力、物体浸在的重力、物体浸在液体中时弹簧测力计的示数、烧杯液体中时弹簧测力计的示数、烧杯(或桶或桶)和溢出的液体的总重力。和溢出的液体的总重力。题型二题型二 阿基米德原理的应用阿基米德原理的应用例例2
5、(2018四川乐山中考)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是2.7 N。当把零件浸没在水中时,弹簧测力计的示数是1.7 N。现把该零件浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数是1.9 N,求:(g=10 N/kg)(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F浮;(2)该金属零件的密度金;(3)另一种液体的密度液。方式归纳対于涉及两个过程的问题方式归纳対于涉及两个过程的问题,关键是要找到两个过程间的不变量关键是要找到两个过程间的不变量,它往往是联系两个过程的桥梁它往往是联系两个过程的桥梁,如此题中如此题中V排排=V=V排排。解析解析(1)金属零件的重力金属零件的重力G=2.7N,零件受到水的浮力零件受到
6、水的浮力:F浮浮=G-=2.7N-1.7N=1N;(2)由由F浮浮=水水V排排g得金属零件的体积得金属零件的体积:V=V排排=110-4m3;金属零件的质量金属零件的质量:m=0.27kg,金属零件的密度金属零件的密度:金金=2.7103kg/m3;(3)浸没在另一种液体中时受到的浮力浸没在另一种液体中时受到的浮力:F浮浮=G-=2.7N-1.9N=0.8N,由由F浮浮=液液V排排g、V排排=V=V排得液体的密度排得液体的密度:液液=0.8103kg/m3。答案答案(1)1N(2)2.7103kg/m3(3)0.8103kg/m31F示2F示F g浮水331N1 10 kg/m10N/kgGg
7、2.7N10N/kgmV-430.27kg1 10 m3F示FV g浮排-430.8N1 10 m10N/kg知识点 阿基米德原理1.(2019湖北武汉模拟)如下图10-2-1所示,把装满水的烧杯放在托盘秤的盘子里,再把空的饮料罐缓缓按入水中,在这个过程中()图10-2-1A.托盘秤的示数在增大B.托盘秤的示数保持不变C.烧杯底部対托盘的压力在减小D.烧杯内的水対烧杯底部的压力在增大答案答案A装满水的烧杯放在托盘秤的盘子里装满水的烧杯放在托盘秤的盘子里,再把空的饮料罐缓缓按入再把空的饮料罐缓缓按入水中时水中时,饮料罐排开水的体积变大饮料罐排开水的体积变大,受到水的浮力变大受到水的浮力变大,手受
8、到的反作用力手受到的反作用力变大变大,水溢出后流进托盘秤的盘子里水溢出后流进托盘秤的盘子里,秤盘里物体的总质量不变秤盘里物体的总质量不变,而手受到而手受到的反作用力变大的反作用力变大,故秤的示数变大故秤的示数变大,A准确、准确、B错误错误;由于烧杯里盛满了水由于烧杯里盛满了水,故故排开水后排开水后,烧杯内水的高度仍不变烧杯内水的高度仍不变,烧杯底部対托盘的压力总等于满杯水的烧杯底部対托盘的压力总等于满杯水的重力重力,烧杯内的水対烧杯底部的压力不变烧杯内的水対烧杯底部的压力不变,故故C、D错误。错误。2.(2018山东济宁期中)下面关于浮力的说法中,准确的选项是哪一项：()A.只要液体密度大,対
9、浸在其中物体的浮力就一定大B.只要物体的体积大,所受的浮力就一定大C.阿基米德原理只适用于液体D.物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力,与物体的形状和浸在液体中的深度无关答案 D物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力,与物体的形状和浸在液体中的深度无关,与液体密度和物体排开的液体的体积有关。阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。3.(2017安徽宣城二模)如下图10-2-2是我国研发的圆梦”号平流层飞艇。该飞艇依靠浮力可升到20 km高的平流层,其推进系统由太阳能电池提供能量。推进器产生的推力与气流対飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停。假设飞艇的气囊体积为310
10、4 m3,平流层空气密度取0.06 kg/m3,那么飞艇在平流层受到的浮力约为 N。(g=10 N/kg)图10-2-2答案1.8104 解析飞艇在平流层受到的浮力:F浮=空气gV排=0.06 kg/m310 N/kg3104 m3=1.8104 N。4.(2019山东济南历城期中)在阿基米德解开王冠之谜”的故事中,假设王冠的质量为490 g,浸没在水中称时,王冠重4.5 N,求(g取10 N/kg):(1)这顶王冠所受的重力是多少牛顿?(2)这顶王冠浸没时所受的浮力是多少牛?(3)这顶王冠浸没时排开水的重力是多少牛?(4)这顶王冠浸没到水中时排开的水的质量是多少?答案(1)4.9 N(2)0
11、.4 N(3)0.4 N(4)40 g解析(1)王冠重力G1=m1g=0.49 kg10 N/kg=4.9 N;(2)王冠浸没时所受的浮力F浮=G1-G2=4.9 N-4.5 N=0.4 N;(3)由阿基米德原理知王冠浸没时排开的液体重力G排=F浮=0.4 N;(4)排开水的质量m排=0.04 kg=40 g。Gg排0.4N10N/kg1.(2019河南南阳一模)下面关于浮力的说法中,准确的选项是哪一项：()A.只要液体的密度大,対浸在其中物体的浮力就一定大B.同一木块在北京和广州浸入湖水中所受的浮力差别C.只要物体的体积大,所受的浮力就一定大D.阿基米德原理适用于气体答案 D由阿基米德原理知
12、,浮力的大小是由排开的液体或气体的密度和物体排开液体或气体的体积决定的,故A、C错误;当排开水的体积相同时,浮力一定相等,故B错误;阿基米德原理适用于液体,同样适用于气体,故D准确。2.(2018湖北武汉洪山三模)如下图,某同学将一漂浮在水面不开口的饮料罐缓慢按入水中,当饮料罐全部浸入水中后,继续向下压一段距离,共用时t0,此过程中饮料罐所受的浮力随时间变化的图象可能是以下图中的()答案答案A根据公式F浮=gV排可知,排开水的体积一定时,受到的浮力将不再变化;选项A表示一开始饮料罐就受到浮力作用,然后浮力逐渐增大,最后保持不变,符合实际;选项B表示饮料罐所受浮力从0逐渐变大,最后不变,不符合实
13、际;选项C表示饮料罐受到的浮力保持不变,不符合实际;选项D表示饮料罐一开始受到浮力作用,然后浮力逐渐增大,最后保持不变,但浮力增大阶段不是成线性增大,不符合实际。3.如下图为某校校园艺术节时气球悬挂一幅竖标的情景。已知气球的体积为8 m3,气球(含内部所充气体)、标语及细绳的总质量为9 kg,空气的密度为1.29 kg/m3。g取10 N/kg,那么气球所受浮力为多大?答案103.2 N解析气球所受浮力F浮=gV=1.29 kg/m310 N/kg8 m3=103.2 N。4.(2019北京模拟)如下图,质量为7.8 kg的实心合金球被轻细线悬挂于弹簧测力计下端,并浸没在水中处于静止状态,此时
14、弹簧测力计的示数为48 N。已知图中盛水容器的底面积为0.05 m2,取g=10 N/kg。那么:(1)该合金球所受浮力的大小?(2)与球未放入水中时相比,合金球浸没后水対容器底部的压强增大多少?(3)该合金球的密度是多大?答案答案(1)30N(2)600Pa(3)2.6103kg/m3解析解析(1)合金球所受的重力合金球所受的重力G=mg=7.8kg10N/kg=78N;合金球所受浮力合金球所受浮力F浮浮=G-F=78N-48N=30N;(2)根据阿基米德原理可知根据阿基米德原理可知,水対容器底部的压水対容器底部的压力增大力增大F=G排排=F浮浮=30N,故水対容器底部的压强增大量故水対容器
15、底部的压强增大量p=600Pa;(3)合金球的体积合金球的体积V球球=V排排=310-3m3,合金球合金球的密度的密度=2.6103kg/m3。FS230N0.05mF g浮水3330N1 10 kg/10N/kgmmV-337.8kg3 10 m1.(独家原创试题)自2019年3月1日起,泰山西麓的彩石溪景点取消了50元的门票,小明得知该消息后,五一放假一家人去彩石溪游玩。小明从彩石溪发现一块漂亮的彩色小鹅卵石并带回家,鹅卵石的形状呈卵形,小明用细线系住它挂在弹簧测力计下,并缓慢匀速浸入水中,鹅卵石从刚接触水面到浸没在水中并继续向下一小段时间,弹簧测力计的示数随时间变化的图象可能是以下图中的
16、()答案答案C在鹅卵石从刚接触水面到浸没在水中并继续向下一小段时间在鹅卵石从刚接触水面到浸没在水中并继续向下一小段时间,排开水的重力先变大排开水的重力先变大,后不变后不变,弹簧测力计的示数弹簧测力计的示数F=G-F浮浮,故其示数先变小故其示数先变小,后不变后不变,但由于鹅卵石形状呈卵形但由于鹅卵石形状呈卵形,它匀速浸入到水中它匀速浸入到水中,所以示数变化规律所以示数变化规律为慢为慢-快快-慢慢-不变不变”,准确的图象为准确的图象为C。2.(2018四川德阳中考)体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况如下图10-2-3所示,比较它们受到的浮力大小,准确的选项是哪一项：()图10-2-3A.
17、铅球受到的浮力最大B.木块受到的浮力最大C.铜块受到的浮力最大D.它们受到的浮力一样大答案 D由图可知,铅球、铜块和木块均浸没在同种液体中,体积相同的铅球、铜块和木块排开液体的体积相等,由F浮=G排=液gV排可知,它们受到的浮力一样大。3.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.4 N,当把零件浸没在密度为0.8103 kg/m3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6 N。g=10 N/kg,求:(1)金属零件所受浮力;(2)金属零件的体积;(3)金属零件的密度。答案答案(1)0.8 N(2)110-4 m3(3)7.4103 kg/m3 解析解析(1)零件所受的浮力F浮=G-F拉=7.4 N-
18、6.6 N=0.8 N;(2)把零件浸没在油中,由F浮=油V排g得:V零件=V排=110-4 m3;(3)金属零件的质量m=0.74 kg,其密度=7.4103 kg/m3。F g浮油330.8N0.8 10 kg/m10N/kgGg7.4N10N/kgmV零件-430.74kg1 10 m1.(2019广东广州中考)两个相同的烧杯中分别装满了两种差别的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等。甲、乙所受浮力相比 ()A.甲所受浮力更大B.乙所受浮力更大C.甲、乙所受浮力一样大D.不知道液体密度无法比较浮力大小答案 C根据阿基米德原理可知,由于甲、乙
19、排开液体的重力相等,所以甲、乙所受浮力相等。2.(2018江苏扬州中考)为了验证阿基米德原理,小明在一只塑料袋(塑料袋很轻很薄)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再将塑料袋慢慢浸入水中,观察到测力计的示数变 ,说明盛水的塑料袋排开 越大,受到的浮力越大。继续将塑料袋慢慢浸入水中,当观察到 现象时,弹簧测力计的示数为零,由此验证了阿基米德原理。小华准备将塑料袋装满水做同样的实验,操作时发现,塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零,这是 的缘故。答案小水的体积袋内水面与烧杯中的水面相平的塑料袋中水没答案小水的体积袋内水面与烧杯中的水面相平的塑料袋中水没有装满有装满
20、解析在塑料袋慢慢浸入水的过程中解析在塑料袋慢慢浸入水的过程中(袋内水面与烧杯中的水面相平之袋内水面与烧杯中的水面相平之前前),由于塑料袋排开水的体积增大由于塑料袋排开水的体积增大,根据根据F浮浮=水水gV排可知水対塑料袋的浮力排可知水対塑料袋的浮力F浮增大浮增大;弹簧测力计的示数弹簧测力计的示数F=G-F浮浮,由于由于G不变、不变、F浮增大浮增大,那么弹簧测力计那么弹簧测力计的的示数将变小示数将变小;当袋内水面与烧杯中的水面相平时当袋内水面与烧杯中的水面相平时,排开水的体积等于袋内水排开水的体积等于袋内水的体积的体积,即即V排排=V水水,那么排开水的重力等于袋内水的重力那么排开水的重力等于袋内
21、水的重力,即即:G排排=G,此时测此时测力力计的示数为零计的示数为零(F示示=0),根据称重法测浮力可得塑料袋所受的浮力根据称重法测浮力可得塑料袋所受的浮力:F浮浮=G;综综上分析可得上分析可得,F浮浮=G排排,由此验证了阿基米德原理。将塑料袋装满水由此验证了阿基米德原理。将塑料袋装满水”做同做同样的实验样的实验,塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零,说明袋内水说明袋内水面与烧杯中的水面相平面与烧杯中的水面相平,由于塑料袋尚未完全浸入水中由于塑料袋尚未完全浸入水中,所以塑料袋中水没所以塑料袋中水没有装满有装满,水的上方有空气。水的上方有空气。
22、3.(2018湖南衡阳中考)为了直观验证阿基米德原理,实验装置如下图。把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上。在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端放一小杯。在金属块的正下方,有一个溢水杯,溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸入水中(如下图甲乙丙),在此过程中,弹簧测力计示数:F甲 F丙(选填大于”、等于”或小于”)。(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如下图丁)。可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为 N,此时浮力的测量数值比真实数值将 (选填偏大”或偏小”)。答案答案(1)
23、等于等于(2)1.2偏大偏大解析解析(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸入水中使金属块完全浸入水中(如下图甲如下图甲乙乙丙丙),由阿基米德原理可知由阿基米德原理可知,在此过程中金属块受到的浮力等于排开的在此过程中金属块受到的浮力等于排开的水所受的重力水所受的重力,故故F甲甲=F丙丙;(2)由图丙、丁可知由图丙、丁可知,弹簧测力计的分度值为弹簧测力计的分度值为0.2N,由图丁可知由图丁可知G总总=F示示=4.4N,图丙中图丙中F示示=3.2N,图丙中金属块所受到的浮力约为图丙中金属块所受到的浮力约为:F浮浮=G总总-F示示=4.4N-3.2N=1.2N;金属块完
24、全离开水面后表面有一些小水滴金属块完全离开水面后表面有一些小水滴,使使G总的测量数值偏大总的测量数值偏大,根据根据F浮浮=G总总-F示示可知可知,此时浮力的测量数值比真实数值将偏大。此时浮力的测量数值比真实数值将偏大。1.(2019山东青岛黄岛模拟,7,)如下图10-2-4所示,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验,以下结果准确的选项是哪一项：(g=10 N/kg)()图10-2-4A.木块的质量是12 gD.木块排开水的体积是120 cm3 答案答案D由图知由图知,木块重力木块重力G=1.2N,那么木块的质量那么木块的质量m=0.12kg=120g,故故A错误错误;漂浮的木块受到的重力与
25、浮力是一対平衡力漂浮的木块受到的重力与浮力是一対平衡力,所以木块受所以木块受到的浮力到的浮力F浮浮=G=1.2N,故故B错误错误;由阿基米德原理可知由阿基米德原理可知,排开水的重力排开水的重力G排排=F浮浮=1.2N,小桶受到的重力小桶受到的重力G桶桶=G总总-G排排=1.6N-1.2N=0.4N,故故C错误错误;木块排开木块排开水的体积水的体积V排排=1.210-4m3=120cm3,故故D准确。准确。Gg1.2N10N/kgF g浮水331.2N1 10 kg/10N/kgm2.(2018甘肃兰州模拟,29,)同学们在学习阿基米德原理”这节课上,仔细观察了老师做的如下图10-2-5甲所示的
26、演示实验。课后复习时,物理兴趣小组的同学们提出了一个新的实验方案,并动手制作出了如下图乙所示实验装置,其中A、B为两个规格相同的弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是自制的溢水杯,F是升降平台(摇动手柄,可使平台高度缓慢上升、下降),G为铁架台。图10-2-5(1)实验中,同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数 ,弹簧测力计B的示数 。(选填变大”变小”或不变”)(2)比较弹簧测力计A的示数变化量FA和弹簧测力计B的示数变化量FB,它们的大小关系是FA FB(选填”或=”),说明物体所受的浮力等于 。(3)対比图甲和图乙两组实验,新的实验与原
27、实验比较有哪些优点或缺点?请写出任意一条 。答案答案(1)变小变大变小变大(2)=物体排开液体的重力物体排开液体的重力(3)优点优点:物体所受浮物体所受浮力大小和物体排开液体的重力大小关系対比明显力大小和物体排开液体的重力大小关系対比明显,容易得出结论容易得出结论;缺点缺点:升升降平台上升时降平台上升时,塑料袋下降塑料袋下降,操作难度大操作难度大(任选其一作答任选其一作答)解析解析(1)(2)逐渐调高平台逐渐调高平台,重物浸入水中的体积越来越大时重物浸入水中的体积越来越大时,排开水的体排开水的体积变大积变大,根据根据F浮浮=液液gV排可知排可知,重物受到的浮力变大重物受到的浮力变大,因为因为F
28、浮浮=G-F,所以弹所以弹簧簧测力计测力计A的示数的示数F=G-F浮变小浮变小;又因为重物浸入水中的体积越来越大时又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧所以弹簧测力计测力计B的示数变大的示数变大;根据阿基米德原理可知根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等液体的重力相等,所以弹簧测力计所以弹簧测力计A的示数变化量的示数变化量FA和弹簧测力计和弹簧测力计B的示的示数变化量数变化量FB相等。相等。(3)优点优点:物体所受浮力大小和物体排
29、开液体的重力大物体所受浮力大小和物体排开液体的重力大小关系対比明显小关系対比明显,容易得出结论容易得出结论;铁架台固定铁架台固定,弹簧测力计示数更稳定弹簧测力计示数更稳定,便便于观察于观察,便于讲解。缺点便于讲解。缺点:升降平台上升时升降平台上升时,塑料袋下降塑料袋下降,操作难度大操作难度大;整整合度高合度高,理解起来难度大。理解起来难度大。3.(2019山东潍坊一模,26,)学完浮力”知识后,小华同学进行了相关的实践活动(=1.0103 kg/m3)。图10-2-6(1)她选取一质量为900 g、体积为1 200 cm3长方体木块,让它漂浮在水面上,如下图10-2-6甲所示,求此时木块受到的
30、浮力。(2)她又取来规格相同由合金材料制成的螺母假设干,如下图乙,用弹簧测力计测得每只螺母的重力为0.6 N。再用弹簧测力计提着螺母放入水中,如下图丙,弹簧测力计静止时的示数为0.4 N。求每只螺母的体积。(3)将螺母逐个放置在漂浮的木块上,要使木块和螺母整体不会沉入水底,求最多放置的螺母数。答案答案(1)9N(2)210-5m3(3)7解析解析(1)因为木块漂浮因为木块漂浮,所以木块受到的浮力与重力是一対平衡力所以木块受到的浮力与重力是一対平衡力,故故F浮木浮木=G木木=m木木g=0.9kg10N/kg=9N;(2)一只螺母受到的浮力一只螺母受到的浮力F浮螺母浮螺母=G螺母螺母-F示示=0.
31、6N-0.4N=0.2N,那么一只螺母的体积那么一只螺母的体积V螺母螺母=V排排=210-5m3;(3)木块浸没时木块受到的浮力木块浸没时木块受到的浮力F浮木浮木=水水gV排排=水水gV木木=1.0103kg/m310N/kg120010-6m3=12N,要使木块和螺母整体不会沉入水底要使木块和螺母整体不会沉入水底,那么最多那么最多放放置的螺母数置的螺母数n=7.57。F g浮螺母水330.2N1.0 10 kg/10N/kgm12N-9N0.4N1.(2019山东淄博一模,8,)关于物体受到的浮力,以下说法准确的选项是哪一项：()A.漂浮在水面上的物体受到浮力,沉入水底的物体不受浮力B.物体
32、的密度越大受到的浮力越大C.浸没水中的物体,随着深度的增加受到的浮力逐渐增大D.物体排开水的重力越大受到的浮力越大答案 D由浮力产生的原因知,漂浮或者沉入水底的物体都受浮力,故A错误;物体受到的浮力与液体的密度有关,与物体的密度无关,故B错误;浸没在液体中的物体,无论深度如何,排开液体的重力不变,所以浮力也不变,故C错误;由阿基米德原理可知,物体排开水的重力越大受到的浮力越大,故D准确。2.(2018福建漳州模拟,12,)测力计上挂一重为10 N的金属块,当金属块体积的四分之一浸入水中静止时,测力计的示数为8 N,假设金属块全部浸入水中且未碰到容器,测力计的示数为()A.2 NB.4 NC.6
33、 ND.8 N答案 A当金属块体积的四分之一浸入水中静止时,金属块受到的浮力:F浮=G-F示=10 N-8 N=2 N。金属块体积的四分之一浸入水中时排开水的体积V排=V,那么V=4V排,当金属块全部浸入水中且未碰到容器时,V排=V=4V排,F浮=水V排g=水4V排g=4水V排g=4F浮=42 N=8 N;那么此时测力计的示数F示=G-F浮=10 N-8 N=2 N。143.(2017北京房山二模,38,)如下图,小明利用已调零的弹簧测力计、系着细线的石块、盛有适量水的烧杯,测量该石块的密度。具体操作步骤如下:(1)先用弹簧测力计测出石块的重力为G;(2)用弹簧测力计吊着石块,将其浸没于烧杯内
34、的水中,不接触底及侧壁,读出弹簧测力计示数为F,那么石块受到的浮力F浮=;(3)用字母F浮、水、g,写出石块体积的表达式V=;(4)用字母G、F、水,写出石块密度的表达式石=。答案答案(2)G-F(3)(4)水 解析解析(2)石块受到的浮力F浮=G-F;(3)由F浮=水gV排变形可得,石块排开水的体积:V排=石块全部浸入水中,石块的体积等于排开水的体积,即V=V排=;(4)石块的质量m=石块的密度石=水=水。F g浮水F g浮水GgmVGgF g浮水GF浮-GG FF g浮水-GG F4.(2018湖南岳阳十二校联考,22,)如下图,一边长为0.1 m、质量为0.6 kg的正方体木块,静止在水
35、平桌面上。再用细线系着木块置于容器内的水中静止。求:(g=10 N/kg,水=1.0103 kg/m3)(1)木块所受重力大小。(2)木块的密度。(3)木块静止在水中时,受到浮力的大小。答案答案(1)6 N(2)0.6103 kg/m3(3)10 N解析解析(1)木块所受重力:G=mg=0.6 kg10 N/kg=6 N。(2)木块的体积:V=0.1 m0.1 m0.1 m=0.001 m3,木块的密度:=0.6103 kg/m3。(3)木块静止在水中时,排开水的体积等于木块的体积,受到的浮力:F浮=水gV排=水gV=1.0103 kg/m310 N/kg0.001 m3=10 N。mV30.
36、6kg0.001m1.(2019山东淄博中考,14,)把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V1(如下图10-2-7甲),用细针将该木块压入水中,溢出水的总体积为V2(如下图乙),忽略细针体积,那么()图10-2-7A.木块的质量为水V2B.缓慢下压木块的过程中,溢水杯底受到水的压强变大C.木块全部压入水中静止时,细针対木块的压力大小为水gV2D.木块的密度为 水 12VV答案答案D木块在溢水杯中漂浮时木块在溢水杯中漂浮时,受到的重力和浮力是一対平衡力受到的重力和浮力是一対平衡力,F浮浮=G=水水gV1=mg,所以木块的质量所以木块的质量m=水水V1,故故A错误错误;缓慢下压木块的过程中缓
37、慢下压木块的过程中,部部分水从溢水杯溢出分水从溢水杯溢出,溢水杯中的水深度不变溢水杯中的水深度不变,所以杯底受到的压强不变所以杯底受到的压强不变,故故B错误错误;木块全部压入水中静止时木块全部压入水中静止时,木块受到三个力的作用木块受到三个力的作用,重力、浮力和压重力、浮力和压力力,这三个力是平衡的这三个力是平衡的,那么压力那么压力F压压=水水gV2-水水gV1,故故C错误错误;木块的体积为木块的体积为V2,木块的密度木块的密度=水水,故故D准确。准确。2mV12VV2.(2017四川自贡中考,23,)有质量相同的两个实心球,其密度分别为水的密度的2倍和5倍。把它们分别挂在两个弹簧测力计的下端
38、,然后将两球浸没在水中,此时两球所受浮力之比为 ,两弹簧测力计的示数之比为 。答案5 25 8解析假设两实心球是甲和乙,质量同为m,甲、乙两球密度分别为水的密度的2倍和5倍,那么甲=2水,乙=5水,所以V甲 V乙=乙 甲=5 2。浸没在水中时受到水的浮力之比为F甲 F乙=(水V甲g)(水V乙g)=V甲V乙=5 2。两球的质量相同,所以两球所受重力相同,因为F示=G-F浮,所以F示甲 F示乙=(G-F甲)(G-F乙)=(甲V甲g-水V甲g)(乙V乙g-水V乙g)=(甲-水)V甲(乙-水)V乙=5 8。3.(2018河南中考,18,)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照图10-2-
39、8所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。图10-2-8(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 N。(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N。石块排开的水所受的重力可由 (填字母代号)两个步骤测出。(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 。(4)为了得到更普遍的结论,以下继续进行的操作中不合理的是 。A.用原来的方案和器材多次测量取平均值B.用原来的方案将水换成酒精进行实验C.用原来的方案将石块换成体积与其差别的铁块进行实验(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作准确,那么
40、(选填能”或不能”)得到与(3)相同的结论。答案答案(1)3.8(2)1.4 AD(3)它排开的水所受的重力(4)A(5)能解析解析(1)由B中弹簧测力计示数可知,石块重力为3.8 N。(2)石块受到的浮力F浮=G-F拉=3.8 N-2.4 N=1.4 N。石块排开水所受的重力G排等于空桶和水的总重力减去空桶的重力,即G排=2.6 N-1.2 N=1.4 N,故由A、D两个步骤可以测出。(3)结合(2)的答案可知,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。(4)本实验中多次实验的目的是找普遍规律,排除偶然性,故A不合理。(5)根据阿基米德原理可知,不管物体是否浸没,其所受浮力均等于
41、它排开液体所受的重力。1.(2019山东泰安中考,10,)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,测力计的示数是7.5 N。把零件浸入密度为0.8103 kg/m3的液体中,当零件的体积露出液面时,测力计的示数是6 N,那么金属零件的体积是(g取10 N/kg)()A.210-4 m310-4 m3C.610-4 m310-4 m3 答案 B零件浸入在液体中受到的浮力F浮=G-F=7.5 N-6 N=1.5 N,排开液体的体积V排=1.87510-4 m3,零件的体积为V=V排=1.87510-4 m3=2.510-4 m3,故B准确。14F g浮液331.5N0.8 10 kg/10N/kgm434
42、32.(2018山东临沂中考,14,)2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器潜龙三号”(如下图)成功首潜。潜水器在水面下匀速下潜过程中()A.受到的重力小于浮力B.上、下表面受到的压力差变大C.受到的压强变大,浮力变大D.受到的压强变大,浮力不变答案答案D潜水器在水面下匀速下潜过程中潜水器在水面下匀速下潜过程中,重力等于浮力重力等于浮力,A错错;由于潜水由于潜水器浸没在水中器浸没在水中,排开水的体积不变排开水的体积不变,所以浮力不变所以浮力不变,上、下表面受到的压力上、下表面受到的压力差不变差不变,B错错;下潜过程中深度增加下潜过程中深度增加,受到的压强变大受到的压强变大,C错错,D准确
43、。应选准确。应选D。3.(2016四川南充中考,16,)已知某一物体受到的重力为10 N,把它挂在弹簧测力计下方,并将它浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为6 N。那么该物体受到的浮力为 N,物体的密度为 kg/m3。(水=1103 kg/m3,g=10 N/kg)答案42.5103 解析 G=10 N,F=6 N,F浮=G-F=10 N-6 N=4 N故V排=410-4 m3V物=V排=410-4 m3物=2.5103 kg/m3。F g浮水334N1 10 kg/m10N/kgGVg物-4310N4 10 m10N/kg4.(2016湖北宜昌中考,29,)如下图,把一个底面积为S,高为l的
44、长方体浸没在密度为的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2,因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体的压力。(1)分析图中长方体的受力情况,其受到浮力的原因是 ,浮力的方向是 。(2)大量的实验结果说明:浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力”。请从浮力产生原因的角度推导出这一结论。答案答案(1)上、下表面存在压力差(F2大于F1)竖直向上(向上)(2)F浮=F2-F1=gh2S-gh1S=gS(h2-h1)=gSl=gV排=m排g=G排 解析解析据图可知,该长方体四个侧面的压强可以相互抵消,但上、下两面的压强不能相互抵消,下表面比较深,所受的液体压强大于上表面所受的
45、液体压强,据公式F=pS可知,S相同,长方体下表面所受液体压力大于上表面所受液体的压力,故用下表面所受液体的压力减去上表面所受液体的压力就是浮力,其方向是竖直向上的。5.(2019四川自贡中考,28,)如下图,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1 m的正方体物块A,当容器中水的深度为30 cm时,物块A有的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(已知水=1103 kg/m3,g取10 N/kg)。求:(9分)(1)物块A受到的浮力;(2)物块A的密度;(3)往容器缓慢加水,至物块A刚好浸没水中,立即停止加水,弹簧伸长了3 cm,此时弹簧対物块A的作用力F。35答案答案(1)
46、4N(2)0.4103kg/m3(3)6N解析解析(1)物块物块A排开水的体积排开水的体积V排排=V-V露露=V-V=V=110-3m3=410-4m3,物块物块A受到的浮力受到的浮力F浮浮=水水gV排排=1103kg/m310N/kg410-4m3=4N;(2)弹弹簧恰好处于自然伸长状态时対物块没有作用力簧恰好处于自然伸长状态时対物块没有作用力,物块只受浮力与重力的作物块只受浮力与重力的作用用,二者平衡二者平衡,F浮浮=G,即即水水gV排排=物物gV,所以物块的密度所以物块的密度物物=水水=1103kg/m3=0.4103kg/m3;(3)物块物块A刚好浸没水中时刚好浸没水中时,弹簧的弹力弹
47、簧的弹力F=F浮浮-G=水水gV-物物gV=1103kg/m310N/kg110-3m3-0.4103kg/m310N/kg110-3m3=6N。352525VV排25小明同学在探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,他观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越 。于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5 N的物块,如下图10-2-9甲;当他把物块浸没在水中时,如下图乙,弹簧测力计的读数为0.5 N,他就在0.5 N处対应标上1.0 g/cm3的字样;当他把物块浸没在酒精中时,如下图丙,应该在弹簧测力计刻度盘的 N处対应标上0.8 g/cm3的字样,聪明的他就将图甲所示装
48、置改装成了一个能测液体密度的密度秤。图10-2-9答案小答案小0.7解析此题通过如下图实验解读解析此题通过如下图实验解读,考查了基于实验得出结论考查了基于实验得出结论”的探究能力的探究能力,通过实验改装设计通过实验改装设计,考查了评估、反思考查了评估、反思”以及解决实际问题的探究能以及解决实际问题的探究能力。物体浸没在液体中时排开液体的体积和本身的体积相等力。物体浸没在液体中时排开液体的体积和本身的体积相等,所以根据所以根据F浮浮=液液gV排可知排可知,将同一个物体浸没在密度越大的液体中时受到的浮力越大将同一个物体浸没在密度越大的液体中时受到的浮力越大,根据根据F浮浮=G-F拉可知弹簧测力计的
49、示数越小拉可知弹簧测力计的示数越小;当他把物块浸没在水中时当他把物块浸没在水中时,受到受到的浮力的浮力F浮水浮水=G-F拉拉=1.5N-0.5N=1.0N,根据阿基米德原理得根据阿基米德原理得1.0N=水水gV排排,当当他把物块浸没在酒精中时他把物块浸没在酒精中时,F浮酒浮酒=酒酒gV排排,可得可得:F浮酒浮酒=0.8N,此时此时0.8g/cm3的字的字样应标在弹簧测力计的样应标在弹簧测力计的1.5N-0.8N=0.7N处。处。1.(2015河北中考)小明利用弹簧测力计测量石块的密度。(水=1.0 g/cm3,g取10 N/kg)(1)用细线将石块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数如下图甲所示
50、,石块重G=N。(2)将石块浸没在水中,弹簧测力计的示数如下图乙所示,石块受到的浮力F浮=N。(3)石块的体积V=cm3。(4)石块的密度石块=g/cm3。【拓展完成上述实验后,小明又将挂在弹簧测力计下的石块浸没在差别液体中,收集了表中的数据。(1)将表格补充完整。(2)分析上表,小明得出此装置可作密度计”,此密度计”的分度值是 。答案(1)4.8(2)2(3)200(4)2.4【拓展(1)1.45(2)0.05 g/cm3(或50 kg/m3)弹簧测力计示数/N3.22.61.91.2液体的密度/gcm-30.81.1 1.8解析解析(1)测力计的分度值为测力计的分度值为0.1N,由题图可得
