資源簡介

第二講 浮力
【銜接導入】
2002年中國科技部將深海載人潛水器研制列為國家高技術研究發展計劃（863計劃）重大專項，啟動“蛟龍號”載人深潛器的自行設計、自主集成研制工作。2009年至2012年，“蛟龍”號接連取得1000米級、3000米級、5000米級和7000米級海試成功。2012年7月，“蛟龍”號在馬里亞納海溝試驗海區創造了下潛7062米的中國載人深潛紀錄，同時也創造了世界同類作業型潛水器的最大下潛深度紀錄。這意味著中國具備了載人到達全球99．8%以上海洋深處進行作業的能力。
2015年1月14日，蛟龍號在西南印度洋龍旂熱液區執行印度洋科考首航段的最后一次下潛，這也是“蛟龍”號在這個航段的第9次下潛。這次下潛結束后，“蛟龍”號將搭乘母船靠泊毛里求斯補給，隨后繼續在西南印度洋執行印度洋科考第二航段的下潛科考任務；3月17日，蛟龍號搭乘“向陽紅09”船停靠國家深海基地碼頭，正式安家青島，不必再從江陰出發，可以搭乘母船一同從青島出發。
【知識新授】
浮力
浮力的概念：一切浸入液體（氣體）的物體都受到液體（氣體）對它豎直向上的力叫浮力。
浮力的方向：豎直向上 施力物體：液（氣）體


二、浮力產生的根本原因：液（氣）體對物體上下表面都有壓力，浮力是上下表面的壓力差（F下—F上）。
阿基米德原理：浸在液體里的物體，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。
表達式：F浮 = G排液＝ m排g = ρ液gV排液 （阿基米德原理也適用于氣體）
【例題分析】
例1.（2020·金華·麗水）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.（2020·嘉興）如圖是我國自主研發的第一艘航母“山東艦”在海上進行科目訓練的場景。下列說法正確的是（ ?）
A.?戰斗機從甲板上起飛后， 航母受到的浮力變小
B.?航母能浮在海面上是因為它受到的浮力大于它的總重力
C.?甲板上的戰斗機受到的重力與戰斗機對甲板的壓力是一對平衡力
D.?甲板上的戰斗機受到的重力與甲板對戰斗機的支持力是一對相互作用力
例3.（2020·余杭模擬）放有適量水的燒杯置于水平桌面上。將一木塊浸沒到水中一定深度后撤去外力，木塊開始上浮，如圖所示，最后漂浮，且有五分之二體積浸入水面。下列敘述中，正確的是（??? ）

A.?在露出水面之前，木塊所受浮力不變
B.?在露出水面之前，木塊所受浮力等于木塊的重力
C.?木塊在浸沒和漂浮兩種情況下，水對燒杯底的壓強相同
D.?木塊的密度為0.6克/厘米3
例4.（2020·上城模擬）如圖桌面上有一高度為10cm，底面積為50cm2 ， 重5N的容器，現將密度為0.5g/cm3、高度為10cm、底面積為20cm2的圓柱體放入容器，再逐漸向容器內加水。下列說法錯誤的是(??? )

A.?還未放入圓柱體時，容器對桌面的壓力為5N
B.?僅放入圓柱體后，圓柱體對容器底的壓力為1N
C.?當圓柱體對容器的壓力為0N時，浸入水中的體積為100cm3
D.?將容器內加滿水，則需要水的體積為300cm3
例5.（2020·平湖模擬）課本上的插圖可以幫助我們更好地理解學習內容。下列插圖表示的意義有錯誤的是(??? )
A.?手按礦泉水瓶感受浮力的存在
B.?覆杯實驗證明大氣壓的存在
C.?飄出來的窗簾說明空氣流速越大壓強越小
D.?燒紅的玻璃能導電說明玻璃是導體
例6.（2020·西湖模擬）有個足夠大的水池，在其水平池底以不同的方式放置一個木塊，木塊規格為1米×1米×2米，密度為0.5×103千克/米3。

（1）如圖所示，甲乙兩種放置方式，往水池內加水，木塊漂浮時，木塊排開水的體積甲________?乙(選填“<”、“=”或“>”)。
（2）木塊的重力是多少牛？
（3）當水池內注水深度達到0.6米時，求兩種不同的放置方式木塊所受的浮力F甲和F乙。
例7.（2020·杭州模擬）小華做“驗證阿基米德原理”實驗中，用圖（a）所示的溢水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，是小華在使用彈簧測力計測量石塊的________。
（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）中溢水杯內未盛滿水
B.圖（b）中小桶內有少量水
C.圖（d）中石塊未浸沒水中
【鞏固練習】
1.（2020·玉環模擬）如圖所示，水母身體外形像一把透明傘。水母身體內有一種特別的腺，腺能產生一氧化碳改變自身體積，從而能在水中上浮與下沉。下列判斷不正確的是(??? )

A.?水母漂浮時，所受浮力等于重力?????????????????????????B.?處于懸浮的水母體積變大時會上浮
C.?水母在下沉過程中受到水的壓強變大??????????????????D.?水母漂浮時比沉在水底時排開的水要少些
2.（2020·湖州模擬）網上流傳著一種說法，雞蛋能否沉入水底可以鑒別其是否新鮮。為了驗證其真實性，小亮買了些新鮮雞蛋，并拿其中一顆進行實驗。第一天放入水中的雞蛋沉入水底(如圖甲)，取出雞蛋擦干放置50天后，再放入水中時雞蛋漂浮在水面(如圖乙)，看來網傳是真的。下列分析不正確的是（ ???）

A.?乙圖中雞蛋漂浮，浮力等于重力????????????????????????B.?甲乙兩圖中的雞蛋重力不會發生改變
C.?甲圖中雞蛋沉底，浮力小于重力????????????????????????D.?雞蛋放置50天后漂浮，主要是因為雞蛋密度變小
3. 對下列現象解釋合理的是（??? ）

A.?圖甲：懸掛于樹枝上的蘋果靜止——拉力和重力兩個力的三要素相同
B.?圖乙：卡紙彈出后，硬幣落入杯中——硬幣受慣性作用
C.?圖丙：游輪漂浮在水面上——浮力大于重力
D.?圖丁：軟木塞被筒內高壓氣體沖出——內能轉化為機械能
4.（2020·富陽模擬）如圖所示，甲、乙兩杯液體靜止放在水平桌面上。把同一個雞蛋分別放入甲、乙兩杯液體中，雞蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中懸浮，此時兩液面相平（注：甲乙兩杯的液體均為食鹽水）。下列說法中正確的是(??? )
A.?雞蛋在甲、乙兩杯液體中受到的浮力相等???????????B.?兩杯液體的密度相等
C.?兩杯液體對容器底部的壓強相等?????????????????????????D.?在甲杯液體中加入食鹽溶解后，雞蛋會下沉一些
5. 浸沒在水中，控制閥門，使容器中相同時間內流出的水量相等。從開始流動到水流完的時間用t來表示，則鐵受到的浮力F隨時間t變化而變化，其變化曲線合理的是(??? )

A.?????????????B.?????????????C.?????????????D.?
6. 如圖所示，三個相同的容器內水面高度相同，甲容器內只有水，乙容器內有木塊漂浮在水面上，丙容器中懸浮著一個小球，則下列四種說法正確的是(??? )
A.?三個容器對桌面的壓強關系為p甲=p乙=p丙
B.?三個容器中，乙容器中水對杯底的壓力最大
C.?如果向乙容器中加入鹽水，木塊所受浮力將變大
D.?如果向丙容器中加入酒精，小球所受浮力將不變
7.（2020·衢州模擬）密封在漂流瓶中的紙條往往包含著重要的信息或者衷心的祝福。某同學用一個漂流瓶裝上寫有“2020中考加油”的紙片，然后上蓋子并密封，投入河中。如果漂流瓶從內河漂入大海(如圖)，漂流瓶底受到液體的壓強變化是(已知海水密度大于河水密度)(??? )

A.?變大??????????????????????????????????B.?不變??????????????????????????????????C.?變小??????????????????????????????????D.?無法判斷
8. 在一只不計重力和厚度的塑料袋中裝入大半袋水，用彈簧測力計鉤住并將其慢慢浸入水中，直至塑料袋中的水面與容器中的水面相平此過程中彈簧測力計的示數(??? )

A.?逐漸減小到零????????????????????B.?先減小后增大????????????????????C.?始終保持不變????????????????????D.?逐漸增大
9.（2019八上·新昌期末）在學習浮力時，老師將空礦泉水瓶慢慢壓入水中，直到完全浸沒。下列對礦泉水瓶受到的浮力分析不正確的是（ ???）
A.?礦泉水瓶受到水對它的浮力????????????????????????????????B.?浮力的方向豎直向上
C.?排開水的體積越大，受到的浮力越大??????????????????D.?浸沒后，壓入越深，受到的浮力越大
10.（2019八上·海曙期末）如圖所示：三個相同的容器內水面高度相同，甲容器內只有水，乙容器內有木塊漂浮在水面上，丙容器中懸浮著一個小球。下面說法正確的是（??? ）

A.?三個容器對水平桌面的壓力不相等
B.?三個容器中，丙容器對水平桌面的壓力最大
C.?如果向乙容器中加入鹽水，最終木塊受到的浮力不變
D.?如果向丙容器中加入酒精，最終小球受到的浮力不變
11. 如圖，對于水中正在上升的氣泡，下列說法正確的是（ ???）
A.?氣泡受到水的壓強變小、浮力變小??????????????????????B.?氣泡受到水的壓強變小、浮力變大
C.?氣泡受到水的壓強變大、浮力變小??????????????????????D.?氣泡受到水的壓強變大、浮力變大
12.（2020八上·海曙期末）以下情景中沒有受到浮力的物體是（ ???）
A.?海上航行的“遼寧號”??????????????????????????????????????? B.?空中上升的熱氣球
C.?遨游太空的“天宮二號”???????????????????????????????????? D.?海中下潛的“蛟龍”號
13.（2020八上·北侖期末）小科將一個浮在水面上的不銹鋼碗用力向下按壓，直到碗全部漫沒并沉入盆底。在這個過程中碗受到的浮力為F，則(??? )

A.?F一直增大???????????????B.?F先增大后不變???????????????C.?F先增大后減小，最后不變???????????????D.?F保持不變
14.（2019九下·寧波保送考試）小明在寵物店買了淡水熱帶魚，為方便帶回家，商家將魚放在裝有水的輕薄的塑料袋里。如果小明將裝著魚且沒有打開的塑料袋直接放入家里的淡水魚缸中，則下圖中最有可能發生的情況是(??? )
A.???????????B.???????????C.???????????D.?
15.（2019八上·柯橋月考）將兩物體分別掛在彈簧測力計下，讓它們同時浸沒在水中時，兩彈簧測力計示數的減小值相同，則這兩物體必定有相同的（??? ）
A.?密度?????????????????????????????????????B.?體積?????????????????????????????????????C.?質量?????????????????????????????????????D.?重量
16.（2019八上·長興月考）如圖，一條小溪中有一個小球隨著溪流漂流而下，則此小球所受浮力的方向應是( ???)

A.?F1?????????????????????????????????????????B.?F2?????????????????????????????????????????C.?F3?????????????????????????????????????????D.?F4
17.（2020·溫州模擬）上周學校購買了一批水龍頭，據商家說其材料銅質的，實驗室的老師組織九年級的一些同學通過實驗來驗證商家的說法。他們把一個水龍頭用輕質細線捆好后掛在彈簧測力計上，在空氣中測得它的重力為1.6N，再把這個水龍頭浸沒在水中，如圖所示，這時彈簧測力計的讀數為1.4N(ρ銅=8.9x103kg/m3 ， g=10N/kg)。求：

（1）每個水龍頭的質量是多少？
（2）這個水龍頭浸沒在水中時所受到的浮力有多大？
（3）這批水龍頭的密度是多少？商家的說法是否正確？
18. “蛟龍號”是我國首臺自主設計、自主集成研制世界上下潛最深的作業型深海載人潛水器。“蛟龍號”體積約為30m3 ， 空載時質量約為22t，最大荷載240kg。
（1）“蛟龍號”空載漂浮在水面時受到的浮力為多大？
（2）若“蛟龍號”某次滿載時下沉是采用注水方式實現的，則至少注入多少立方米的水？(ρ海水＝1.0×103kg/m3 ， g取10N/kg)
19.（2020·寧波模擬）小明利用實驗探究浮力大小和哪些因素有關系。他把金屬塊掛在彈簧測力計上，將它分別浸入水和酒精中的不同位置，如圖所示。

（1）上述四種情況，________圖中金屬塊所受到的浮力最小。
（2）做丙、丁兩次實驗，是為了探究浮力大小與________?是否有關。
（3）如圖所示，當彈簧測力計吊著金屬塊緩慢浸入水中，從金屬塊底部接觸水面開始到完全沒入水中直到接觸容器底部的過程中，以下能表示彈簧測力計示數F拉與金屬塊底部浸入水中深度h關系的圖象是________。

20.（2020·余姚模擬）為探究浸沒在水中的物體對容器底的壓力與哪些因素有關，某小組同學利用數據采集系統及若干重力和密度已知的實心物體等器材進行實驗。他們將實心物體放入盛水的平底容器中(如圖所示)，測出物體對容器底的壓力F，并將實驗數據記錄在表中。
實驗序號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
密度ρ（g/cm3）
2.0
2.5
3.0
重力G(N)
4
8
12
4
8
12
3
6
9
壓力F(N)
2.0
4.0
6.0
2.4
4.8
7.2
2.0
4.0
6.0
（1）分析表中實驗序號1與4(或2與5。或3與6)中的數據及相關條件可初步得出：當物體的重力相同時，浸沒在水中的物體對容器底的壓力隨________的增大而增大。
（2）分析表中實驗序號1、2、3(或4、5、6，或7、8、9)的數據及相關條件可初步得出：________。
（3）小組同學進一步綜合分析表中的數據，計算出(ρ-ρ水)：ρ和F：G的值，他們發現了一個規律，并據此推理：浸沒在水中的某實心物體的密度ρ=5g/cm3 ， 重力G=15N，則物體對容器底的壓力為________N。
21. 某科學興趣小組同學為了探究物體受到的浮力與排開液體重力的關系，開展了如下實驗：同學們先測出空桶A和桶B的質量分別為2N和1.6N。往桶A中加入沙子放入溢水杯中，用桶B接住溢出的水，并測量桶A浸入水中的深度，重復上述實驗，得到以下4組數據。
次數
1
2
3
4
5
桶A與沙子的總重力/N
2.4
2.8
3.2
3.6
4.0
桶B與水的總重力/N
1.8
2.4
2.8
3.2
3.6
桶A浸入水中深度/cm
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6

（1）分析數據時同學們發現，第一次測量的桶B與水的總重力數據異常，排除誤差因素的影響，原因可能是________。改正錯誤后重新測量，桶B與水的總重力為2N。
（2）分析實驗數據，你能得出的結論是________。
（3）有同學進一步分析得出結論：物體所受浮力的大小與物體浸入液體中的深度成正比。你是否贊同該觀點，并說明理由________。
22.（2019八上·慈溪期末）小科對“物體在水中浸沒前受到的浮力是否與浸入深度有關”進行了研究。

（1）將一長方體金屬塊橫放，部分體積浸入水中時，在液面所對的燒杯壁作一標記線，讀出彈簧測力計的示數F甲(如圖甲)為________牛;再把金屬塊豎放浸入同一杯水中，當________時，讀出彈簧測力計示數F乙(如圖乙)。比較發現F乙=F甲 ， 小敏得出：浸沒前物體受到的浮力與浸入深度無關。
（2）圖中兩種狀態時，金屬塊底部受到水的壓強p甲________p乙(選填“大于”、“等于”或“小于”)。
參考答案
例題分析
例1. D
例2. A
例3. A
例4. D
例5. D
例6. （1）＝
（2）木塊的體積為：V=abc=1m×1m×2m=2m3；
木塊的重力為：G=ρVg=0.5×103kg/m3 ×2m3×10N/kg=104N；
（3）假設水面高度為0.6m時木塊靜止不動在池底，
①木塊在甲中受到的浮力為：F浮甲=ρ水gV排甲=1×103kg/m3 ×10N/kg×（1m×1m×0.6m）=6000N；
因為F浮甲所以木塊在甲中下沉，則它受到的浮力就是：6000N.
②木塊在乙中受到的浮力為：F浮乙=ρ水gV排乙=1×103kg/m3 ×10N/kg×（1m×2m×0.6m）=12000N；
因為F浮乙>G，
所以木塊在乙中漂浮，則它受到的浮力F浮乙=G=104N。
例7. （1）重力
（2）F2-F3=F4-F1
（3）A
鞏固練習
1. D
2. B
3. D
4. A
5. D
6. A
7. B
8. A
9. D
10. C
11. B
12. C
13. C
14. B
15. B
16. C
17. （1）m=G/g=1.6N/10N/kg=0.16kg=160g
（2）F浮=G-F=1.6N-1.4N=0.2N
（3）∵F浮=ρ水gV排
∴V排=F浮/ρ水g=0.2N/(103kg/m3x10N/kg)=2x10-5m3=20cm3∴V=V排=20cm3
∴ρ= =8g/cm3=8x103kg/m3 ，
∵8×103kg/m3<8.9×103kg/m3 ， 故：這批水龍頭不是純銅的。
18. （1）蛟龍號”空載漂浮在水面時受到的浮力：F=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N；（2）當“蛟龍號”完全浸沒時受到的浮力為：F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N；
滿載總重力G滿=m滿g=（22×103kg+240kg)×10N/kg=2.224105N
需要注入水的重力為：G注水=F浮-G滿=3×105N-2.224×105N=7.76×104N；
需要注入水的體積為：。
19. （1）甲
（2）液體密度
（3）C
20. （1）物體的密度
（2）當物體的密度相同時，浸沒在水中的物體對容器底的壓力與物體的重力成正比
（3）12
21. （1）開始時溢水杯中水未裝滿
（2）物體受到的浮力等于排開液體的重力
（3）不贊同，物體全部浸沒后，排開液體體積不變，浮力是不變的
22. （1）1.6；水面與標記線相平
（2）小于

展開更多......

收起↑