資源簡介

一、浮力的產生
1.
定義：浸在液體(或氣體)中的物體，受到液體(或氣體)向上托的力稱作浮力。
2.
產生原因：浸沒在液體中的物體，其上下表面受到液體對它的壓力不同，這就是浮力產生的原因。(如圖所示F浮＝F向上－F向下)
方向：如圖所示，浮力的方向總是豎直向上
。
4.
施力物體：液體(或氣體)。
二、阿基米德原理
1.
內容：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大小。
2.
公式：F浮＝ρ液gV排
F浮表示浮力，單位為N，ρ液表示液體密度，單位為kg/m3，g表示定值，粗略計算時取10N/kg，V排表示物體排開液體的體積，單位為m3。
由阿基米德原理可知，浮力的大小取決于液體的密度和物體排開液體的體積，與物體的密度、物體的體積、液體的體積無直接關系。
3.
變式：
(1)求液體密度ρ液＝
(2)求排開液體的體積V排＝
4.
適用范圍：液體、氣體
三、沉浮條件
上浮
下沉
懸浮
漂浮
沉底
F浮＞G
F浮＜G
F浮=G
F浮=G
F浮＋FN=G
ρ液＞?ρ物
ρ液＜?ρ物
ρ液=?ρ物
ρ液＞ρ物
ρ液＜ρ物
處于動態，受非平衡力作用
可以停留在液體的任何深度處
是“上浮”過程的最終狀態
是“下沉”過程的最終狀態
處于靜態，受平衡力作用
浮沉條件的應用
(1)密度計：根據漂浮時F浮＝G物的原理制成的。
(2)輪船：輪船在不同的液體中都處于漂浮狀態，但排開液體的體積不同。
(3)潛水艇：靠改變自身重力達到上浮和下沉的目的。
(4)熱氣球：使氣球內的氣體密度變化從而改變氣球自重大小，達到使氣球上升和下降的目的。
(5)飛艇：在氣囊中充入比空氣輕的氣體使飛艇浮在空中，通過改變氣囊內氣體的質量實現上浮、下降和懸浮。
四、平衡關系分析
物體入水解題思路分析(ρ物<ρ液)：
模型一：如圖甲，物體漂浮在液面
解題思路：受力分析，物體受到重力和浮力，兩個力平衡。
浮力求解：(1)若已知物體A質量m，則F浮＝G物＝m物g
(2)若已知物體底面積S及浸入液體中的深度h，則F浮＝ρ液gV排＝ρ液gSh
模型二：如圖乙，物體在壓力F作用下浸沒在液體中
解題思路：受力分析，圖乙中物體受重力、浮力、壓力作用，三個力平衡．
浮力求解：(1)已知物體A的體積V，則F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV
(2)已知重力G和壓力F，則F浮＝G物＋F壓
模型三：如圖丙，在物體上加另外一物體，使其剛好浸沒
解題思路：受力分析，物體A受重力，B的壓力，浮力作用，三個力平衡。
浮力求解：(1)已知物體A的體積V，則F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV
(2)已知重力GA和GB，則F浮＝GA＋GB
模型四：如圖丁，在物體下掛另外一物體，使其剛好浸沒
解題思路：受力分析，物體A受重力，B的拉力，浮力作用，三個力平衡。
浮力求解：已知物體A的質量GA，A受到的拉力F；則A受到的浮力F浮＝GA＋F
模型五：如圖戊，物體在拉力F作用下浸沒在液體中
解題思路：受力分析，物體受重力，拉力，浮力作用，三個力平衡。
浮力求解：(1)已知物體的體積V，則F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV
(2)已知重力G和拉力F，則F浮＝G物＋F拉
例1.?(2020杭州)如圖甲、乙所示，水平桌面上有兩個高為30cm的柱形容器，現將兩個完全相同的圓柱形金屬塊（重120N、高20cm、底面積100cm2）分別置于柱形容器底部。其中，乙圖的金屬塊與容器底部之間用少量蠟密封（不計蠟的質量）。取g=10N/kg。
計算甲圖中金屬塊對容器底部的壓強。
(2)乙圖中，向容器內加水至液面高度為10cm，求金屬塊對容器底部的壓力。
(取大氣壓強P0
=1.0×105Pa)
(3)若向甲圖中容器內加水，畫出從開始加水至容器裝滿水的過程中金屬塊對容器底部壓力F隨容器中液面高度h變化的圖像（需標注相應的數據）。
例2.?(2019杭州)如圖所示，將密度為0.6克/厘米3、高度為10厘米、底面積為20厘米2的圓柱體放入底面積為50厘米2的容器中，并向容器內加水。（g取10牛/千克）
（1）當水加到2厘米時，求圓柱體對容器底的壓力大小。
（2）繼續向容器中加水，當圓柱體對容器底壓力為0時、求圓柱體在液面上方和下方的長度之比。
例3.?(2018杭州)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30米3，空載時質量約為22噸，最大荷載240千克。
（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？（海水密度取1.0×103千克/米3，g取10牛/千克）
例4．將一冰塊用細線拴住慢慢地浸入到酒精中，并保持懸置狀態（如圖），在冰塊浸入的過程中，臺秤的讀數將
（選填“增大”、“減小”、或“不變”）；在冰塊熔化的過程中，容器內液面將
（選填“上升”、“下降”或“不變”）,臺秤的讀數將
（選填“增大”、“減小”或“不變”）。已知：冰的密度為0.9×103kg/m3，酒精的密度為0.8×103kg/m3；整個過程中無液體溢出。
1.甲．乙兩物體的密度相同，甲的體積是乙的2倍。將它們疊放在水槽里的水中，水面恰好與甲的上表面相平，如圖所示。現將乙物體取下，當甲物體靜止時，甲物體將（??
）
A.?沉在水槽的底部
B.?懸浮在原位置
C.?漂浮，水下部分高度與甲的高度之比為1：2
D.?漂浮，露出水面部分的體積與甲的體積之比為1：3
2.小明用刻度尺、塑料碗、大燒杯(底面積為S)等器材測量金屬球的體積和質量，他先在燒杯內放入適量水，再將塑料碗輕輕放入水中，如圖甲所示，測出此時燒杯內水的深度為h1；將金屬球放在塑料碗中，放入球后的狀態如圖乙所示，測出此時燒杯內水的深度為h2；將塑料碗中的金屬球輕放入燒杯中，如圖丙所示，測出此時燒杯內水的深度為h3，下列有關敘述中，正確的是（??
）
?
A.?燒杯內水的深度大小關系h3>h2>h1
?
B.?金屬球的體積是（h2-h1）S
C.?金屬球的密度是ρ水（h2-h1）/（h3-h1）
?
D.?金屬球的質量是ρ水（h3-h1）S
3.如圖所示，圓錐體重為G，懸浮在水中時受到水對它向上的壓力為F1，向下的壓力為F2這兩個力之間的關系是（??
）
A.?F1＞F2
B.?F1=F2
C.?F1＜F2
D.?無法判斷
4．在一個足夠深的容器內有一定量的水，將一個長10厘米、橫截面積50厘米2的圓柱形實心塑料塊掛于彈簧秤上，當塑料塊底面剛好接觸水面時，彈簧秤示數為4牛，如圖甲所示．已知彈簧的伸長與受到的拉力成正比，彈簧受到1牛的拉力時伸長1厘米，g取10牛/千克．若往容器內緩慢加水，當所加水的體積至1400厘米3時，彈簧秤示數恰為零．此過程中水面升高的高度△H與所加水的體積V的關系如圖乙所示．根據以上信息，能得出的正確結論是（　　）
A．容器的橫截面積為225厘米2　　
B．塑料塊的密度為0.4×103千克/米3　
　C．彈簧稱的示數為1牛時，水面升高9厘米　
　D．加水400厘米3時，塑料塊受到的浮力為2牛
5．如圖甲所示，用細線拴住一
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)質量為0.4千克、密度為5×103千克/米3的實心小球，接著將小球放在燒杯內，與燒杯底部接觸，細線掛在固定在支架上的彈簧秤上，最后調節支架的高度，使彈簧秤的示數為2牛。往燒杯內注水，在水面沒有浸沒小球前，小球所受的浮力
（選填“變大”、“變小”或“不變”），彈簧秤的讀數
（選填“變大”、“變小”或“不變”）。若將此小球先后放入裝有水的燒杯A和裝有水銀的燒杯B中，如圖乙所示，則燒杯A中小球所受的浮力
（選填“大于”、“等于”或“小于”）燒杯B中小球所受的浮力。
6.將二塊完全相同的冰分別放入盛有水的兩個容器中，如圖甲是冰塊與容器底部
有接觸且有擠壓的情景；如圖乙是冰塊系上輕質繩子，繩子繃緊的情景。
圖甲中，當冰塊慢慢熔化變小，并開始浮于水面上時，液面比剛開始要
（選填“上升”或“下降”或“不變”。）
（2）圖乙中，容器底部受到的液體壓強與冰自由在水中相比將
。待冰塊完全熔化，容器底部受到液體壓強與圖乙所示此刻的情況相比
。
7.為了直觀驗證阿基米德原理，小明改進了實驗裝置，如圖所示，把彈簧測力計上端固定在鐵架臺上，用粗鐵絲做一個框，掛在彈簧測力計掛鉤上，在粗鐵絲框上端懸吊一個金屬塊，下面放一小杯。鐵架臺的支架上放置一只溢水杯，溢水杯跟金屬塊、粗鐵絲框、小杯都不接觸。
(1)首先平穩緩慢地抬高放有溢水杯的支架，使金屬塊完全浸沒入水中，但不與溢水杯底部接觸，(如圖甲→乙→丙)，在此過程中，彈簧測力計示數：F甲_______F丙(填“>”、“＝”或“<”)。
(2)然后再平穩緩慢地降低溢水杯支架，使金屬塊完全離開水面(如圖丁)，可以計算出圖丙中金屬塊所受到的浮力約為_______牛，此時浮力的測量數值將比真實數值_______(填“偏大”或“偏小”)，原因是______________________。
8.小明制作了一個可測量物體質量的裝置，如圖甲所示小筒與大筒均為圓柱形容器。小筒和托盤的總質量為200g，小筒底面積50cm2，高12cm，大筒中裝有適量的水，托盤上不放物體時，在小筒和大筒上與水面相平的位置的刻度均為“0”，將小筒豎直壓入水中，當水面距小筒底10cm時，在小筒和大筒上與水面相平位置的刻度均為最大測量值，小筒和大筒的分度值相同。把被測物體放入托盤中，讀出小筒或大筒上與水面相平位置對應的刻度值，即為被測物體的質量。
（1）該裝置所能測量物體的最大質量為__________g；
（2）小筒上相鄰兩刻度線的間距比大筒上相鄰兩刻度線間的距離_______（選填“大”或“小”）；
（3）他想利用此裝置測算出石塊的密度，操作如下，
如圖乙所示，將石塊放入托盤中，讀出大筒上的示數為m1；
如圖丙所示，將此石塊沉入水中，讀出大筒上的示數為m2，
該石塊密度的表達式為____________（水的密度用ρ水表示）
9.如圖甲所示，水平放置的方形容器里有一個重為8N、邊長為10cm的立方體物塊M，M與容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器內注水，容器中水的深度h隨時間t的變化關系如圖乙所示。請解答下列問題：
(1)當t＝140s時，物塊M在水中處于_________(選填“沉底”“懸浮”或“漂浮”)狀態。
(2)當t＝140s時，容器底部受到的壓力大小是多少？
(3)圖乙中a的值是多少？
1.一個大物塊甲，先后兩次分別在小物塊乙和小物塊丙的作用下，其上表面恰好與水面相平，甲、乙之間用繩連接，如圖所示．則下列說法不正確的是（　　）
A．兩種情況下，甲物塊所受浮力相等
B．繩的拉力與丙物塊的重力大小相等
C．乙物塊的密度比水小
D．乙物塊的質量比丙物塊大
2.如圖所示容器內下部和上部分別盛有密度為ρ1和ρ2的液體，兩種液體的界面分明．有一體積為V的長方體，在兩種液體中各浸沒1/3的體積而平衡，則該長方體的密度為（　　）
A．（ρ1+ρ2）/2
B．（ρ1+ρ2）/3
C．2（ρ1+ρ2）/3
D．（ρ1+ρ2）
3.高臺跳水比賽中，常看到運動員跳起在空中完成各項動作后躍入水中，然后在水面下游過一段距離后再露出水面游向池邊。下列圖象中能粗略反應運動員從跳起到躍入水中，再在水下自由泳游向池邊這段時間內所受水浮力大小的圖象是（???
）
4.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，將一個不吸水的小球輕輕放入甲溢水杯中，小球浸沒在酒精中，溢出酒精的質量是80g；將小球從甲溢水杯中取出擦干，輕輕放入乙溢水杯中，溢出液體的質量是80g，小球露出液面體積與浸入液體中體積之比為1∶4。已知ρ酒精＝0.8×l03kg/m3，下列說法中正確的是（??
）
?
A.?小球靜止于甲溢水杯的底部
?
B.?小球的體積是80cm3
C.?液體的密度是1.0×103kg/m3
?
D.?小球的密度是0.9×l03kg/m3
5.如圖所示，一艘輪船在甲海洋中航行，水面在輪船上的A位置。當該輪船駛入乙海洋中時，水面在輪船上的B位置。設輪船的總質量不變，輪船在甲、乙兩海洋中所受浮力分別為F1和F2，甲、乙兩海洋的海水密度分別為ρ1和ρ2。則F1__________F2，ρ1__________ρ2。(都選填“＞”、“＜”或“＝”)
6、將一密度比水小的木塊，系好繩子后放入甲圖容器中，并把繩子的另一端固定在容器底部的中央，然后沿器壁緩慢勻速倒入水（忽略其他因素影響）。容器中水與木塊位置變化如乙圖。請你在丙圖中畫出木塊從加水開始到被完全浸沒后的過程中浮力隨時間的變化情況圖，并說出各段變化的理由。（溫馨提示：t1時間時木塊恰好離開杯底，t2時繩子剛好拉直，t3時木塊剛好完全浸沒。）
7.小明在完成“動手動腦學物理”時，認識了密度計。將其放入液體中，當它豎立靜止時，與液面相交的讀數即為待測液體的密度。
（1）如圖甲、乙所示，讓同一支密度計分別靜止在水和酒精中，密度計受到的浮力________（選填“變大”、“變小”或“不變”）；裝水的容器是________（選填
“
甲
”或“乙”）。?
（2）小明將一支鉛筆的下端纏繞了適量銅絲，初步做成了一支密度計（如圖丙）；為了給密度計標上刻度，他進行了如下實驗：
a．將其放入水中，豎立靜止后，在密度計上與水面相平處標上水的密度值1.0g/cm3；
b．將其放入植物油中，用同樣的方法在密度計上標上植物油的密度值0.9g/cm3；
c．像標示彈簧測力計刻度的方法一樣，他以兩刻度線間的長度表示0.1g/cm3將整個
鉛筆均勻標上刻度；
d．他將做好的密度計放入酒精中進行檢驗，發現液面明顯不在0.8g/cm3刻度處。
①如丙圖所示，小明制作的密度計，你認為刻度0.9應該在________點（選填“p”或“q”）。
②在實驗步驟c中，小明這樣均勻標示刻度對嗎？________；若被測液體的密度為ρ液，密
度計浸入被測液體的深度為h（如圖丁）、自制密度計的質量為m鉛筆的橫截面積為s，請你推導出h與ρ液的關系式________（用給定的字母表示推導結果）。
8.2019年春節前后，我們就有可能坐上大型豪華游船，泛舟錢塘江上，假設滿載時船及船上的人總重為5000噸，江水的密度為1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求：
（1）滿載時輪船受到的浮力；
（2）此時船體浸在水面下的體積。
參考答案
例1.
例3.漂浮時，
F浮=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N
下沉時，完全浸沒，有V排=V船此時
F浮=ρ海gV排=1×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N
G滿載=m總g=（22×103kg+240kg）×10N/kg=222400N=2.224×105N
G注水=F浮?G滿載=3×105N?2.224×105N=7.76×104N
V注水=G注水/(ρ海g)=7.76×104N/(1×103kg/m3×10N/kg)=7.76m3
例4．增大
減小
增大
1.D
2.C
3.A
4．C
5．變大
不變
小于
6.上升；變大；變小
7.(1)＝
???(2)1.2????偏大????金屬塊離開水帶有水滴
8.（1）300g；（2）大；（3）ρ石=m1ρ水/m2
9.(1)漂浮?
(2)15N?
(3)8cm
1.C
2.B
3.C
4.C
5.＝；>
6、
7.（1）不變
乙
（2）p?不對
?h=m/(ρ液S)
8.（1）5×107N（2）5×103m3
2021浙教版科學中考第一輪復習--物理模塊（七）
浮
力
甲
乙
A
B

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