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第二講 浮力（一）
1．浮力
定義：浸在液體(或氣體)中的物體受到的液體(或氣體)__向上__的力叫做浮力。
產生原因：物體上下表面所受液體(或氣體)壓力不同。
2．浮力三要素
大小：(1)從產生原因來求：F浮＝F下表面－F上表面
(2)用彈簧測力計來求：F浮＝G－F拉
方向：__豎直向上__(與重力方向相反)。
作 用 點：物體重心。
施力物體：液體或氣體。
注意：(1)F浮＝G－F拉適用條件：物體在水中會下沉；
　　 (2)若物體下表面不受液體或氣體的壓力，則物體不受浮力。
3．阿基米德原理
原理：浸在液體中的物體受到__向上__的浮力，浮力的大小等于__物體排開的液體受到的重力__。
公式：F浮＝G排液＝__ρ液gV排液__。
說明：阿基米德原理同樣適用于氣體浮力的計算。
注意：(1)浸入液體中的物體受到的浮力只與ρ液、V排有關；
　　　(2)浮力與物體浸沒在液體中的深度，物體的密度、形狀無關；
(3)阿基米德原理表達式中V排是指物體排開液體的體積，也就是物體浸入液體中的體積V浸，但V排不同于V物。當物體部分浸入時，V排　　　(4)計算時，單位要統一，密度單位必須用千克/米3，體積的單位用米3，計算出的浮力單位才是牛。
考點一、浮力的定義及理解
關于物體所受的浮力，下列說法中正確的是（　　）
A．空氣中的物體不受浮力作用 B．沉在水底的鐵球不受浮力作用
C．浮力是物體對液體施加的力 D．浮力是液體或氣體對物體壓力的合力
一個盛有鹽水的容器中懸浮著一個雞蛋，容器放在斜面上，如圖所示，圖上畫出了幾個力的方向，你認為雞蛋所受浮力的方向應是（　　）
A.F1 B．F2 C．F3 D．F4
.
例2圖 例3圖 例4圖 例5圖 例6圖
小明將電子秤放在水平桌面上并調零，將溢水杯放到電子秤上，按實驗操作規范將溢水杯中裝滿水，此時讀出電子秤的示數。然后再用細線系住鋁塊并將其緩慢浸人溢水杯的水中，鋁塊始終不與溢水杯接觸，如圖所示。當鋁塊浸沒在水中靜止時，則關于電子秤示數變化情況，下列判斷正確的是（　　）
A．變小 B．不變 C．變大 D．可能變大，也可能變小
考點二、浮力產生的原因
如圖所示，將正方體用細線懸掛浸沒在水中，若其上表面受到的液體壓力為F1，其下表面受到的液體壓力為F2，則（　　）
A．F1一定大于F2 B．F1一定小于F2 C．F1可能大于F2 D．F1可能等于F2
如圖所示，一個重為G的錐形物體P浸沒在水中，它受到豎直向下的水的壓力為F1，受到豎直向上的水的壓力為F2，則（　　）
A．F1＜F2 B．F1＞F2
C．F1=F2 D．無法確定F1和F2的大小
如圖所示，邊長為a的立方體物塊浸沒在液體中，處于懸浮狀態。物塊上、下表面所處的深度分別記為h1、h2，液體對上、下表面的壓力分別為F1、F2，液體密度為ρ1、物塊密度為ρ2．下面各式中能表示物塊所受浮力的有（　　）
A．F2 B．F2﹣F1 C．ρ2a3g D．ρ1（h2﹣h1）a2g
如圖所示，A、B是自由移動的物體，C、D是容器自身凸起的一部分，現往容器里注入一些水，則下列說法中正確的是（　　）
A．A物體不一定受到浮力作用 B．B物體一定受到浮力作用
C．C物體不一定受到浮力作用 D．D物體一定受浮力的作用

例7圖 例8圖 例9圖 例10圖 例11圖
如圖所示，一個塑料小球堵在一個水池的出口處，水無法排出，則該小球（　　）
A．不受水的浮力，也不受水對它的壓力
B．仍受水的浮力
C．不受水的浮力，但受水對它的壓力
D．無法判斷
如圖所示，取一個瓶口內徑略小于乒乓球的礦泉水瓶，去掉底部，把一只乒乓球放到瓶口處，然后向瓶內注水，會發現水從瓶口流出，乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口，不久就可觀察到乒乓球上浮起來。此實驗可以用來說明（　　）
A．浮力產生的原因
B．阿基米德原理
C．大氣存在壓強
D．液體的壓強與液體的密度和深度有關
如圖所示容器中，底部和側壁分別有木塞a和b，且a、b在水中的體積相等，則（　　）
A．a受到的浮力大 B．a，b受到的浮力相等
C．只有a塞受到的浮力為零 D．a，b塞受到的浮力均為零
　
體積相同的鉛球、銅塊和木塊，浸在液體中的情況如圖所示，比較它們受到的浮力大小，正確的是（　　）
A．鉛球受到的浮力最大 B．木塊受到的浮力最大
C．銅塊受到的浮力最大 D．他們受到的浮力一樣大
如圖所示，四個體積相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分別靜止在水中的不同深度處，浮力最小的是（　　）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁

例12圖 例13圖 例14圖
考點三、計算浮力的方法
如圖所示，用彈簧測力計懸掛重8N的金屬塊浸入水中，靜止時彈簧測力計的示數為5N．此時金屬塊所受浮力的大小和方向是（　　）
A．8 N，豎直向上 B．5 N，豎直向下 C．3 N，豎直向下 D．3 N，豎直向上
燒杯中裝有一定量的水，水位如圖A所示，用細繩將物體拴住浸沒在水中，水位如圖B所示，此時細繩所受拉力為15N，將物體緩慢向上提，當水位如圖C所示時（其中C水位處是A、B水位的中點），細繩所受拉力為25N，則圖B中物體所受浮力為（　　）
A．15N B．10N C．20N D．無法確定
有甲、乙兩個溢水杯，甲溢水杯盛滿酒精，乙溢水杯盛滿某種液體。將一不吸水的小球輕輕放入甲溢水杯中，小球下沉到杯底，溢出的酒精質量是40g；將小球從甲溢水杯中取出擦干，輕輕放入乙溢水杯中，小球漂浮且有1/6的體積露出液面，溢出液體的質量是50g，已知ρ酒精=0.8×103kg/m3，下列計算正確的結果有幾個（　　）
①液體的密度是1.2×103kg/m3
②兩種情境下小球受到的浮力之比為4：5
③小球的密度0.8×103kg/m3
④兩種情境下小球排開液體的體積之比為6：5
A．只有 1 個正確 B．只有 2 個正確
C．只有 3 個正確 D．4 個都正確
考點四 阿基米德原理
小華做“驗證阿基米德原理”的實驗中，用圖（a）所示的溢杯和小桶收集石塊排開的水，他的實驗過程分別如圖（b）、（c）、（d）、（e）所示。
（1）圖（c）所示，是小華在使用　　測量石塊的　　。
（2）若圖中四個測量值F1、F2、F3、F4滿足關系式_____________，該原理將得到驗證。
（3）以下關于實驗過程中的操作，會影響驗證結果的是　　。
A．圖（a）中溢杯內未盛滿水。
B．圖（b）中小桶內有少量水。
C．圖（d）中石塊未浸沒水中。
課堂試題
如圖所示，A和B是能自由運動的正方體，C和D是容器自身凸起的一部分，現在往容器中注入一些水，則下列說法中錯誤的是（　　）
A．A物體一定受到浮力作用 B．B物體一定受到浮力作用
C．C部分一定受到浮力作用 D．D部分一定受到浮力作用
．將一小石塊和小木塊拋入一杯水中，結果發現木塊浮在水面上，而石塊卻沉入水中，就此現象，下列分析正確的是（　　）
A．木塊受到浮力，石塊不受浮力
B．木塊和石塊都不受浮力
C．木塊不受到浮力，石塊受到浮力
D．木塊和石塊都受到浮力
．2018年4月20日，我國最先進的自主潛水器“潛龍三號”（如圖所示）成功首潛。潛水器在水面下勻速下潛過程中（　　）
A．受到的重力小于浮力
B．上、下表面受到的壓力差變大
C．受到的壓強變大，浮力變大
D．受到的壓強變大，浮力不變
．彈簧測力計下掛一長方體物體，將物體從盛有適量水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降，然后將其逐漸浸入水中如圖（甲）；圖（乙）是彈簧測力計示數F與物體下降高度h變化關系的圖象，則下列說法中正確的是（　　）
A．物體的體積是400cm3
B．物體受到的最大浮力是5N
C．物體的密度是2.5*103kg/m3
D．物體剛浸沒時下表面受到水的壓力是9N
．將重為5牛的金屬實心球輕輕放入盛滿水的溢杯中，若溢出2牛的水，小球受到的浮力為（　　）
A．0 牛 B．2 牛 C．3 牛 D．5 牛
．如圖所示，為驗證阿基米德原理，小明將裝滿水的溢水杯放到電子秤上，再用細線系住
鋁塊緩慢浸人水中，鋁塊始終不與溢水杯接觸。在這一過程中（　　）
A．水對溢水杯底的壓力變小
B．水對溢水杯底的壓強變大
C．繩對鋁塊的拉力等于鋁塊排開水的重力
D．若電子秤示數不變，則驗證了阿基米德原理
．如圖所示，四個體積相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分別靜止在水中的不同深度處。以下說法正確的是（　　）
A．丙丁所受浮力相等 B．乙球所受的浮力最小
C．丙球所受的浮力最小 D．丁球所受的浮力最大
．A、B、C、D 是四個體積、形狀相同而材料不同的球，把它們投入水中靜止后的情況如圖所示，它們當中所受浮力最小的是（　　）
A．A 球 B．B 球 C．C 球 D．D 球
20．體積相同，密度不同的三個實心小球A、B、C，放入同種液體中靜止時，所處位置如圖所示，則三個小球所受浮力大小關系是（　　）
A．FA=FB＜FC B．FA＜FB=FC C．FA＜FB＜FC D．FA＞FB＞FC
如圖，取一個瓶口內徑略小于乒乓球直徑的塑料瓶，去掉其底部，把乒乓球放到瓶口處，然后向瓶里注水，會發現水從瓶口流出，乒乓球不上浮。若用手堵住瓶口，不久就可以觀察到乒乓球上浮起來。此實驗說明浮力產生的原因是液體對物體上、下表面產生______________________.
　
約2千噸的西江大橋橋墩浸在西江水中，大橋橋墩受到的浮力大小為　　N。
　
如圖所示，將邊長為5cm的實心正方體木塊輕輕放入裝滿水的溢水杯中，木塊靜止時受到的浮力為1N，此時木塊浸沒在水中的體積為　　；從杯中溢出水的質量為________kg，該正方形木塊的密度為　　g/cm3．（ρ水=1.0×103 kg/m3）
同學們在學習“阿基米德原理”這節課上，仔細觀察了老師做的如圖甲所示的演示實驗。課后復習時，物理興趣小組的同學們，提出了一個新的實驗方案，并動手制作出了如圖乙所示實驗裝置，其中A、B為兩個規格相同的彈簧測力計，C為重物，D為薄塑料袋（質量不計），E是自制的溢水杯，F是升降平臺（搖動手柄，可使平臺高度緩慢上升、下降），G為鐵架臺。
（1）實驗中，同學們逐漸調高平臺F，使重物浸入水中的體積越來越大，觀察到彈簧測力計A的示數　_　，彈簧測力計B的示數　　（選填“變大”“變小”或“不變”）。
（2）比較彈簧測力計A的示數變化量FA′和彈簧測力計B的示數變化是FB′，它們的大小關系是FA′　　FB′（選填“＞”“＜”或“=”），說明物體所受的浮力等于_____________________.
（3）對比圖甲和圖乙兩組實驗，新的實驗與原實驗比較有哪些優點或缺點？請寫出任意一條________________________________________________________________________________________________。
在水平桌面上有一個盛水的容器，木塊用細線系住沒入水中，如圖甲所示。將細線剪斷，木塊最終漂浮在水面上，且有的體積露出水面，如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．甲、乙兩圖中，木塊受到的水的浮力之比為5：2
B．甲圖中細線對木塊的拉力與木塊受到的浮力之比是2：5
C．甲、乙兩圖中，水對容器底部的壓強大小相等
D．甲圖中容器對水平桌面的壓力小于乙圖中容器對水平桌面的壓力
用彈簧測力計在空氣中測得某物體重9N，現將該物體浸沒在水中，彈簧測力計的示數變為4N，則物體所受到的浮力是　 　N，若將其全部浸沒在水中，松手后物體將　 　。（上升、下沉或懸浮）
課后作業
一般大橋的橋墩要打入江底很深的泥土中，但總有一部分浸在江水中，如圖所示，則這部分橋墩在水中時（　　）
A．如果橋墩上粗下細，則不受水的浮力作用
B．如果橋墩上細下粗，則不受水的浮力作用
C．無論橋墩是什么形狀，都不受水的浮力作用
D．無論橋墩是什么形狀，都受到水的浮力作用
兩個容器中分別盛有甲、乙兩種不同的液體，把質量相等體積不同的 A、B 兩個實心小球放入甲液體中，兩球沉底；放入乙液體中，兩球靜止時的情況如圖乙所示。則下列說法正確的是（　　）
A．小球 B 排開甲液體質量小于小球 A 排開乙液體的質量
B．在甲液體中容器底對小球 A 的支持力等于對小球 B 的支持力
C．小球 A 在甲液體中受到的浮力大于在乙液體中的浮力
D．小球 A 排開甲液體質量小于小球 B 排開乙液體的質量
一均勻的長方體浸沒在密度為ρ液的液體中，如圖所示。已知它的底面積為S，上表面所處的深度為h1，下表面所處的深度為h2，請根據浮力產生的原因，推導出此時長方體受到液體浮力的數學表達式。
　
如圖所示，三個體積相同而材料不同的球A、B、C，分別靜止在不同深度的水里，以下說法正確的是（　　）
A．A球所受的浮力最小 B．B球排開水的體積最大
C．C球所受的浮力最大 D．三個球所受的浮力一樣大
小鷺做“阿基米德原理”實驗的步驟如圖所示。
（1）小鷺處理數據時，發現實驗步驟有所遺漏。遺漏的步驟 為　________　。若將遺漏的步驟標注為d，則最合理的實驗步驟依次為　______________　（用實驗步驟對應的字母表示）。
（2）通過實驗步驟_______　（選填代號）可求出石塊受到的浮力。
（3）實驗步驟a、b、c、d中，彈簧測力計的示數依次為Fa、Fb、Fc、Fd．若這些示數之間關系滿足（用式子表示）　______________　，則可證阿基米德原理正確。
七．解答題（共1小題）
張老師在研究浮力產生原因時，做了如下實驗，圖1是由容器A和B構成的連通器，B容器底的中間部分有一個面積為80cm2方形孔，將密度為0.6g/cm3、邊長為10cm的正方體木塊放在B容器中，且把容器底的正方形孔密合覆蓋，然后向B容器緩慢注入15cm深的水，發現木塊沒有上浮，靜止在B容器底部。
（1）求B容器中水對木塊壓力的大小和方向（g=10N/kg）；
（2）為使B容器中的木塊上浮，至少需要在A容器中注入距離B容器底多深的水？

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