資源簡介

浮力的產生
定義：液體或氣體對浸在其中的物體有一個向上拖的力，這個力我們稱為浮力。
方向：豎直向上。
產生原因：液體對物體上下表面有壓力差，F=F-F。
二、阿基米德原理
1．內容：浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開的液體所受的重力。
2．公式：F浮＝G排＝ρ液gV排。
由公式可知浮力的大小取決于液體的密度和排開液體的體積。
三、浮沉條件
1．物體在液體中的浮沉條件
上浮 下沉 漂浮 懸浮 沉底
F浮＞G F浮＜G F浮＝G F浮＝G F浮＋N＝G
實心體 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液＞ρ物V排＜V物 ρ液＝ρ物V排＝V物 ρ液＜ρ物
處于動態(運動狀態不斷改變)，受力不平衡 是“上浮”過程的最終狀態 可以停留在液體的任何深度處 是“下沉”過程的最終狀態
處于靜態，受平衡力作用
2.密度計：（1）測量液體密度的工具，它是根據物體浮在液面條件的原理制成的。它是一根上部管 下部的標有刻度、形狀特殊的玻璃管，玻璃管下部的玻璃泡內裝入小鉛丸或汞。
（2）0刻度值特點：沒有零刻度，刻度不均勻，刻度上小下大，上疏下密。
密度計 潛水艇
3.輪船：用鋼板制成的輪船，由于船體中間很大部分是空的，可以排開更多的水。獲得更大的浮力， 從而能漂浮在水面上。
4.潛水艇：潛水艇的兩側有水艙，當水艙充滿水時，潛艇受到的重力大于浮力，潛艇下沉。當用壓 縮空氣將水艙里的水排出一部分，潛艇受到的重力小于浮力時，潛艇上浮。當水艙里留有適量的水，潛艇受到的重力等于浮力時，潛艇就會停留在水面下任何深度的地方。三、四、浮力計算
原則：對于復雜情況，我們一般先進行受力分析，然后在帶入公式計算
壓力差法：F=F-F。
阿基米德原理公式：F=G=ρgV
平衡法：F=G，該公式只有在物體懸浮、漂浮于液體表面的時候才成立。
受力分析：F=G-F，物體在浮力、重力、向下的壓力下處于平衡態，那么浮力公式就是：F=G+F。
例1．如圖為金魚吐出的某個氣泡在溫度恒定的水中上升過程的示意圖。該過程中氣泡密度和受到浮力的變化情況，敘述正確的是（　　）
A．密度和浮力都不變 B．密度和浮力都變大
C．密度變小，浮力不變 D．密度變小，浮力變大
例2．在探究“物體浮力的大小跟它排開液體的重力的關系”實驗時，具體設計的實驗操作步驟如圖甲、乙、丙和丁所示。為方便操作和減小測量誤差，最合理的操作步驟應該是（ ）
A. 甲、乙、丙、丁 B. 乙、甲、丙、丁 C. 乙、甲、丁、丙 D. 丁、甲、乙、丙
例3．（2021 溫州）圖甲所示為一種水下滑翔機，圖乙是其部分結構示意圖。該滑翔機通過液壓泵將油在內、外油囊間來回轉移，從而改變浮力大小以達到上浮和下潛的目的，再結合其它技術即可滑行，以執行海洋環境的監測任務。
（1）該滑翔機具有低能耗、高續航的特點，電池一次充電后能提供1千瓦時電能。它在整個運動過程中前進速度保持0.2米/秒，但只有9%的時間耗電，耗電時功率僅為4瓦。該滑翔機充電一次總共能航行的路程為多少千米？
（2）該滑翔機總重515牛。當外油囊中無油時，滑翔機排開水的體積為0.0495米3。已知海水密度隨深度變化情況如圖丙所示。當該滑翔機在600米深度懸浮時，外油囊中油的體積為多少米3？（忽略海水壓強對油和滑翔機外殼體積的影響）
例4．（2021 杭州）小金把家里景觀水池底部的鵝卵石取出清洗。他先將一個重為10N的空桶漂浮在水面上，然后將池底的鵝卵石撈出放置在桶內，桶仍漂浮在水面。（不考慮撈出過程中帶出的水，ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）空桶漂浮在水面時所受浮力大小。
（2）鵝卵石撈出放置在桶內時，水池水面高度與鵝卵石未撈出時相比會 　 　（選填“上升”、“下降”或“不變”）。若此時桶排開水的體積為6.0×10﹣3m3，求桶內鵝卵石的質量。
1.將密度為0.9g/cm3、邊長為10cm的立方體冰塊，放入盛有水的柱狀容器中，靜止時冰塊有2cm露出水面，如圖所示。對容器緩慢加熱，直至冰塊完全熔化。在冰熔化過程中，下列判斷與事實不符的是（　　）
A．冰吸收熱量，溫度保持不變
B．水面高度始終保持不變
C．冰塊漂浮之后，受到的浮力逐漸變小
D．水對容器底部的壓力最多增大1.0N
2．如圖甲、乙為潛水艇的沉浮示意圖，下列有關說法正確的是（　　）
A．乙圖狀態的潛水艇將會上浮
B．潛水艇與魚的浮沉原理相同
C．若在密度逐漸變小的水域下潛時，可能會急速下沉
D．潛水艇的重力大于浮力時，可以停留在任何深度處
3．甲、乙兩個完全相同的杯子盛有不同濃度的鹽水，將同一個雞蛋先后放入其中。當雞蛋靜止時，兩個杯子中液面恰好相平，雞蛋所處的位置如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．甲杯鹽水密度較大
B．雞蛋在甲杯里排開液體的質量較大
C．乙杯底部所受的液體壓強較大
D．雞蛋在乙杯中受到液體的浮力較大
4．如圖表示跳水運動員從入水到露出水面的過程，其中運動員受到水的浮力不斷增大的階段是（　　）
A．①→② B．②→③ C．③→④ D．④→⑤
5．（2021 湖州）2020年11月10日，中國“奮斗者”號載人潛水器在“地球第四極”——馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度10909米，創造了中國載人深潛的新紀錄。本次萬米深潛任務成功的一大亮點是采用了許多自主研發的國產新材料。
（1）“奮斗者”號采用的鈦合金材料強度高、韌性好、耐腐蝕，與下列哪種材料類型相同？　 　。
①塑料 ②不銹鋼 ③玻璃
（2）“奮斗者”號下潛時，外部攜帶了4塊壓載鐵，總質量將近2噸。壓載鐵被懸掛的模型如圖所示。試計算4塊壓載鐵水下浸沒時對“奮斗者”號的作用力約為多少？（壓載鐵的密度近似為8×103千克/米3，海水的密度近似為水的密度）
（3）完成水下作業之后，“奮斗者”號拋去壓載鐵上浮，為了使“奮斗者”號在深海有足夠大的浮力返航，采用了一種新的固體浮力材料，由大量納米級大小的空氣玻璃微珠組成。為了滿足設計需求，該材料需要具備怎樣的性質？　密度小　（答出一點即可）。
下面是小明利用一根吸管制作一個簡易密度計的實驗。
（1）在吸管中裝入一些銅絲作為配重，并用石蠟將吸管的下端封閉起來，目的是使吸管能　 　在液體中。
（2）這根吸管如圖所示在不同液體中時，液體的密度越大，它露出液面部分的長度
　 　（選填“越長”、“越短”或“不變”），受到的浮力大小　 　（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（3）小明通過正確計算，在吸管上標出對應的刻度線，便制成了一個簡易的吸管密度計。圖乙四種刻度的標示合理的是　 　
（4）小明發現密度計相鄰刻度線之間的距離太小，導致用此密度計測量液體密度時誤差較大，為此同學們提出了如下改進方案，其中可行的是　 　。
A．換稍大點的容器做實驗
B．換稍粗的吸管制作密度計
C．適當增加密度計的配重
D．換稍長的吸管制作密度計
7.如圖所示,臺秤上放置一個裝有適量水的燒杯,已知燒杯和水的總重為2 N,將一個重力為1.2 N，體積為2×10 4 m3的長方體實心物體A用細線吊著，然后將其一半浸入燒杯的水中。（g取10 N/kg）
（1）物體A所受浮力是多少
（2）細線對物體A的拉力為多少
（3）當把細線剪斷后，物體A受到的浮力為多少，臺秤的示數為多少
1.下列情境中，沒有受到浮力的物體是（ ）
A. 遨游的“嫦娥五號” B. 下潛的“核潛艇”
C. 航行的航母 D. 上升的飛艇
2.如圖所示，盛有水的溢水杯放在水平桌面上，水面低于溢水口；將一塊質量為m、體積為V的物塊甲輕輕放入溢水杯中，溢出的水全部用空的小燒杯接住；物塊甲靜止時排開水的體積為V排。則下列說法中，正確的是（ ）
A. 物塊甲受到的浮力一定等于mg B. 物塊甲受到的浮力一定等于ρ水gV
C. 小燒杯中水的重力一定等于mg D. 小燒杯中水的重力一定小于ρ水gV排
3．裝有一定體積水的密閉塑料瓶，靜止在A液體中，塑料瓶所受浮力為FA（如圖甲）；倒置后靜止在B液體中，塑料瓶所受浮力為FB（如圖乙）；若不計塑料瓶的質量及瓶壁、瓶蓋的體積，則下列判斷正確的是（　　）
A．FA＜FB B．FA＞FB C．ρA＜ρB D．ρA＞ρB
4．形狀不同的銅塊、鐵塊、鋁塊和鉛塊，浸沒在水中的不同深處，如果受到的浮力相等，則可以判定（　　）
A．它們的質量相等 B．它們的體積相等
C．它們所受的重力相等 D．無法判斷
5．將體積不同、材料不同的甲乙兩實心小球，分別輕輕放在水中，兩球靜止時如圖所示，甲浮在水面，乙沉底，已知甲的體積比乙小，則下列說法正確的是（　　）
A．甲的質量比乙大 B．甲受到的浮力等于重力
C．甲的密度比乙大 D．乙受到的浮力等于重力
6.如圖所示，密度均勻的長方體木塊漂浮在水面上。將木塊沿虛線部分切開，下列說法中正確是（ ）
A. 沿ab切開，左右兩部分都將上浮一點
B. 沿cd切開，拿走下部分，剩下的木塊上浮一點
C. 沿ab切開，左右兩部分還是漂浮
D. 沿cd切開，上半部分漂浮，下半部分懸浮在水中
7．（2021 紹興）如圖所示，已知雞蛋的質量為55克，體積為50立方厘米。將雞蛋放在盛有清水的玻璃杯里，雞蛋沉入杯底（圖甲）；逐漸將食鹽溶解在水中，雞蛋恰好懸浮（圖乙）；繼續溶解食鹽，最終雞蛋漂浮（圖丙）。下列說法正確的是（　　）
A．圖甲中雞蛋所受浮力為0.55牛
B．圖乙中鹽水的密度是1.1×103千克/米3
C．圖丙中雞蛋所受浮力大于雞蛋自身重力
D．圖中三種狀態下浮力的大小關系是F甲＜F乙＜F丙
8.向放有一木塊的容器中加入水，其過程如圖甲所示，此過程中木塊受到的浮力大小變化如圖乙所示。（ρ水=1.0×103kg/m3 ， g=10N/kg）
（1）BC過程中物體受到的浮力保持不變的原因 。
（2）D圖中木塊受到的力有拉力和 。
（3）木塊的密度為多少？

參考答案
例1．D
【解答】解：金魚吐出的氣泡在水中上升的過程中，所處深度減小，受到的液體壓強變小，故氣泡體積增大，而氣泡內空氣的質量不變，由ρ可知，密度變小；
氣泡上升時，體積變大，則排開水的體積變大，
所以由F浮＝ρgV排可得：氣泡受到水的浮力變大。
故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
例2．D
例3．【解答】解：（1）電池充一次電的能量為：W＝1千瓦時＝1kW h＝1000W×3600s＝3.6×106J；
如果滑翔機一直耗電，則運行時長為：；
因為滑翔機實際只有9%的時間耗電，故實際運行時長為：；
故滑翔機充一次電可以航行的路程為：s＝vt＝0.2m/s×107s＝2×106m＝2000km；
（2）滑翔機懸浮在600米時，由圖乙可知，海水的密度為1.03×103kg/m3；
滑翔機漂浮，受到的浮力等于其重力：F浮＝G＝515N；
根據阿基米德原理可知，外油囊中有油時滑翔機排開的水的體積為：V排0.05m3；
外油囊中油的體積為：V＝V排﹣V'排＝0.05m3﹣0.0495m3＝0.0005m3。
答：（1）滑翔機充電一次總共能航行的路程為2000千米；（2）外油囊中油的體積為0.0005m3。
例4．解：（1）空桶漂浮在水面上，所以浮力等于重力，即F浮＝G桶＝10N；
（2）鵝卵石撈出前沉底，浮力小于重力，即F浮1＜G，將鵝卵石撈出放置在桶內時，鵝卵石與小桶都處于漂浮狀態，此時鵝卵石的浮力等于重力，即F浮2＝G，所以F浮1＜F浮2，即鵝卵石撈出放置在桶內時鵝卵石的浮力變大，根據F浮＝ρ液gV排知排開水的體積變大，水池水面高度與鵝卵石未撈出時相比會上升；
鵝卵石撈出放置在桶內時的浮力為：
F浮′＝ρ水gV排′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6.0×10﹣3m3＝60N，
桶內鵝卵石的重力為：
G石＝F浮′﹣G桶＝60N﹣10N＝50N，
鵝卵石的質量為：
m石5kg。
答：（1）空桶漂浮在水面時所受浮力大小為10N；
（2）上升；桶內鵝卵石的質量為5kg。
1.B
【解答】解：
A、冰是晶體，在冰熔化過程中，吸收熱量，溫度不變；故A正確；
B、由圖可知，靜止時冰塊排開水的體積為：V排＝S冰（L冰﹣h露）＝L冰2（L冰﹣h露）＝（10cm）2×（10cm﹣2cm）＝800cm3；
當冰塊完全熔化后，熔化為水的質量和冰的質量相同，即：ρ水V冰化水＝ρ冰V冰，所以，V冰化水V冰（10cm）3＝900cm3；
則：V冰化水＞V排，即熔化為水的體積大于原來排開水的體積，故液面高度升高，故B錯誤；
C、冰塊漂浮之后，由于冰處于熔化中，則冰的重力逐漸變小，根據漂浮條件可知受到的浮力與重力相等，所以浮力逐漸變小，故C正確；
D、由于容器是柱狀容器，水對容器底部的壓力與液體的重力相等，當冰塊完全熔化時水對容器底部的壓力最大，
則水對容器底部的壓力為：△F＝G冰﹣G排＝ρ冰V冰g﹣ρ水V排g＝0.9×103kg/cm3×（0.1m）3×10N/kg﹣1.0×103kg/cm3×800×10﹣6m3×10N/kg＝1N，故D正確。
故選：B。
2．C
【解答】解：A、乙圖狀態的潛水艇水進入，自重變大，將會下沉，故A錯誤；
B、潛水艇浮沉的原理是靠改變自身重力來實現沉浮的，魚靠改變本身的體積來改變浮力的大小，故B錯誤。
C、潛水艇在密度逐漸變小的水域下潛時，由F浮＝ρgV排可知，浮力變小，浮力小于重力，故可能會急速下沉，故C正確；
D、潛水艇的重力大于浮力時，潛水艇將下沉，故D錯誤。
故選：C。
3．C
【解答】解：
同一雞蛋在甲杯鹽水中懸浮，則ρ甲＝ρ蛋；在乙杯鹽水中漂浮，則ρ蛋＜ρ乙，因此ρ甲＜ρ乙，故A錯誤；
同一雞蛋在甲中懸浮，在乙中漂浮，則它受到的浮力都等于自身的重力，即：F浮甲＝F浮乙＝G，故D錯誤；
因為F浮＝G排＝m排g，且它受到的浮力相等，所以m甲排＝m乙排，故B錯誤；
因為ρ甲＜ρ乙，且h甲＝h乙，所以根據液體壓強公式p＝ρ液gh可知，乙杯底部所受的液體壓強較大，故C正確。
故選：C。
4．A
【解答】解：
運動員從入水到露出水面的過程中，水的密度不變；
①→②是入水過程，排開水的體積增大，由F浮＝ρ水gV排可知運動員受到水的浮力不斷增大；
②→③，③→④，運動員浸沒在水中，其排開水的體積不變，所受浮力不變；
④→⑤是露出水面的過程，運動員排開水的體積減小，所受浮力減小，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
5．（1）②；（2）4塊壓載鐵水下浸沒時對“奮斗者”號的作用力約為1.75×104N；（3）密度小。
【解答】解：（1）鈦合金材料強度高、韌性好、耐腐蝕，與不銹鋼材料類型相同，故選②；
（2）根據密度公式可知4塊壓載鐵的體積V0.25m3；
根據阿基米德原理可知4塊壓載鐵所受的浮力F浮＝ρ海水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.25m3＝2500N，
4塊壓載鐵的總重力G＝mg＝2×103kg×10N/kg＝2×104N，
4塊壓載鐵受到豎直向上的浮力和拉力、豎直向下的重力，且處于平衡狀態，
據此得出4塊壓載鐵水下浸沒時受到“奮斗者”號的拉力F拉＝G﹣F浮＝2×104N﹣2500N＝1.75×104N，
故4塊壓載鐵水下浸沒時對“奮斗者”號的作用力為1.75×104N；
（3）為了滿足設計需求，該材料應密度小，抗壓能力強。
6.故答案為：（1）豎直漂浮；（2）越長；不變；（3）C；（4）C。
解：（1）為了讓飲料吸管能豎直的漂浮在液體中，吸管下端塞入一些銅絲作為配重，這樣做目的是讓密度計豎直漂浮在液體中；
（2）密度計是漂浮在液體中，所受浮力等于本身的重力，浮力保持不變，如果液體的密度越大，則密度計浸入液體中的體積越小，即越往上浮，則露出液面部分的長度越長；
（3）因為密度計是漂浮在液體中，所受浮力等于本身的重力，則F浮水＝F浮液＝G，即ρ水gSH＝ρ液gSh＝G，
因為hH，h和ρ液是反比例函數，
所以刻度分布不均勻，且密度計的刻度由上至下數值逐漸增大；則密度的變大時h液變化越小，故C正確；
（4）因為F浮液＝G，即ρ液gSh＝G，則△V＝Sh，
所以△V變大，或使h變大，具體做法是：可適當增大配重，用更細的吸管，故C符合題意；
故選：C。
7. （1）物體A的一半浸入水中時，
受到的浮力。
（2）此時物體A共受到重力、浮力和細線的拉力作用，
根據二力平衡的知識得到：G=F浮+F拉 ，
則細線對物體A的拉力為F拉=G-F浮=1.2N-1N=0.2N。
（3）物體A的密度：；
所以當把細線剪斷后，物體A在水中漂浮，
則F浮′=G=1.2N；
根據力的作用的相互性可知，物體A對水向下的作用力F壓=F浮′=1.2N，
根據力的平衡的條件可知，托盤臺秤的示數等于燒杯和水的重力、物體A對水向下的作用力之和，
即F=G總+F壓=2N+1.2N=3.2N。
1.A
2.D
3．C
【解答】解：（1）由圖可知：塑料瓶在兩種液體上漂浮，則FA＝FB＝G，故AB錯誤；
（2）由于FA＝FB，由圖可知：V排A＞V水＞V排B，所以根據阿基米德原理可知：FA＝ρAV排Ag，FB＝ρBV排Bg，
，ρA＜ρB，故C正確，D錯誤。
故選：C。
4．B
【解答】解：因為銅塊、鐵塊、鋁塊和鉛塊浸在水中并且所受浮力相等，
所以，由F浮＝ρ液gV排可知，它們排開水的體積相等，
因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，
所以，四個物體的體積相等，故B正確、D錯誤；
因為銅、鐵、鋁和鉛的密度不同且四個物塊是否空心未知，
所以，由m＝ρV和G＝mg可知，無法得出它們的質量和重力關系，故AC錯誤。
故選：B。
5．B
解：（1）甲球漂浮，則甲受到的浮力等于重力；乙球沉底，則乙受到的浮力小于重力，乙球沉底，甲球漂浮，所以乙球的密度大于水的密度，甲球的密度小于水的密度，則可知甲的密度比乙小，即ρ甲＜ρ乙，故B正確，CD錯誤；
（2）已知甲的體積比乙小（即V甲＜V乙）且ρ甲＜ρ乙，由m＝ρV可知，甲的質量比乙小，故A錯誤；
6.C
7．B
解：A、圖甲中雞蛋處于沉底狀態，則浮力小于重力，雞蛋的重力為G＝mg＝0.055kg×10N/kg＝0.55N，即浮力小于0.55N，故A錯誤；
B、雞蛋的密度為：ρ1.1g/cm3＝1.1×103kg/m3，圖乙中，雞蛋懸浮在液體中時，雞蛋的密度等于液體的密度，所以鹽水的密度是1.1×103kg/m3，故B正確；
C、圖丙中雞蛋漂浮，所受浮力等于雞蛋自身重力，故C錯誤；
D、圖甲中雞蛋處于沉底狀態，則浮力小于重力；圖乙中雞蛋懸浮在液體中時，浮力等于重力；圖丙中雞蛋漂浮，所受浮力等于雞蛋自身重力，所以三種狀態下浮力的大小關系是F甲＜F乙＝F丙，故D錯誤。
故選：B。
8. （1）漂浮時浮力等于重力
（2）重力和浮力
（3）根據圖乙可知，該木塊完全浸沒時受到的浮力F浮=1 N，
物體排開水的體積：；
那么該物體的體積V木=V排=10-4m3；
由BC過程物體處于漂浮狀態知：漂浮時，浮力等于重力，即G木=0.6 N。
木塊的密度為：。
【備考2022】浙教版科學中考第一輪復習--第15講
浮 力

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