第十章第十章 浮力浮力 浮力 第十章 【本章考点】 1.浮力的产生； 2.称重法测浮力； 3.阿基米德原理的探究过程； 4.物体的浮沉条件及应用。 基础知识小测 1浸在液体或气体中的物体受到_的托力叫做浮力 阿基米德原理的公式表达为_ 2浸在液体中的物体，当_时，物体上浮；当 _时，物体下沉；当_时，物体悬浮在液 体中或漂浮在液面上 3轮船采用“空心”的方法来增大_，从而增大 _使其漂浮在水面上潜水艇是通过向水舱中充水或排 水来改变_从而实现上浮、悬浮或下潜的气球和飞艇的 气囊中充的是密度_空气的气体(如氢气、热空气或氦气) ，它们的总重_气球或气囊所排开的空气的重力，因而能 够升空 竖直向上 F浮G排m排g液gV排 F浮G 排开液体的体积 浮力 自重 小于 小于 F浮GF浮=G 浮力1 阿基米德原理2 物体的浮沉条件及应用 3 考点 浮力 第十章 考点一：浮力 C （2015 德阳市)如图所示，将盛有适量水的容器放在水平桌 面上，然后把系在弹簧测力计下的铁块慢慢地浸入水中(水 未溢出)，观察铁块从刚开始浸入水中到完全浸在水中的实 验现象，并对一些物理量做出了如下判断：铁块受到的浮 力变大；弹簧测力计的示数变小；桌面受到的压力变大 ；水对容器底部的压强变大其中正确的是() A B C D 解题思路 根据题意可知，铁块刚开始浸入水中到完全浸没在水中 ，铁块排开液体的体积越来越大，因此受到的浮力变大，说法 正确； 由FGF浮可知，由于铁块受到的浮力变大，所以弹簧 测力计的示数变小，说法正确； 整个过程中，铁块受到的浮力变大，根据力的作用的相 互性，铁块会给水向下的压力，所以容器对桌面的压力变大， 说法正确； 铁块刚开始浸入水中到完全浸没在水中，铁块排开液体 的体积越来越大，水的深度越来越大，由pgh可知，水对容 器底的压强变大，说法正确 由以上分析知，均正确 答案：C 全方位突破 1. (2014 安徽省)一均匀的长方体浸没在液 体中，如图所示已知它的底面积为S.上 表面所处深度为h1，下表面所处的深度为 h2，则长方体下表面受到液体的压力表达 式为_，浮力表达式为_ _(液体的密度液 和g为已知量) 液gh2S 液g(h2h1)S 全方位突破 2. 将一空饮料罐压入装满水的烧杯中，其排开的水 所受到的重力为4 N ，则空饮料罐受到的浮力大小 为_N，方向竖直_如图所示，将 去盖的矿泉水瓶截去底后倒置，放入一乒乓球 后压着球向里注水，然后放手，则乒乓球_ ，同时观察到有少量水流出；再用手将瓶口堵住， 过一会儿，观察到乒乓球将_该实验表明 产生浮力的根本原因是 _ 4向上 不上浮 上浮 向上的压力大于向下的压力 全方位突破 3.(2015 重庆市)小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的 实验中，用到如下器材：分度值为0.1 N的弹簧测力计， 底面积为5 cm2、高度为6 cm的实心圆柱体铜块，相同的 大烧杯若干，水，密度未知的某种液体，细线等 全方位突破 (1)小冉进行了如图所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示 数为_N；用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中 不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出)， 并将其示数记录在表中： 2.7 实验步骤BCDEF 弹簧测力计示 数/N 2.62.52.42.42.3 全方位突破 (2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮_N. (3)分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟 _有关；分析实验步骤A、E、F，可以说 明浮力大小跟_有关 0.1 实验步骤BCDEF 弹簧测力计示 数/N 2.62.52.42.42.3 排开液体的体积 液体的密度 全方位突破 (4)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度 _kg/m3(结果保留一位小数)，还算出了步骤B中铜 块下表面受到水的压强是_Pa，并发现步骤B、C 、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐 _(选填“增大”或“减小”) 1.3103 实验步骤BCDEF 弹簧测力计示 数/N 2.62.52.42.42.3 200 增大 全方位突破 (5)小冉在步骤B的基础上继续探究：保持铜块下表面所处的位 置不变，把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上，缓慢向烧杯内 加水，发现弹簧测力计的示数逐渐_(选填“增大”或“减 小”)；当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出)，烧杯底部受到水 的压强增加了_Pa.(已知在一定范围内，弹簧受到的拉 力每减少0.1 N，弹簧的长度就缩短0.1 cm) 减小 实验步骤BCDEF 弹簧测力计示 数/N 2.62.52.42.42.3 420 浮力 第十章 阿基米德原理的实验探究： 器材：弹簧测力计、小石头、细线、溢水杯、小桶、水等. 过程：第一步，用弹簧测力计测出小桶的重力记为G1； 第二步，用弹簧测力计测出小石块的重力记为G2； 第三步，在溢水杯内装满水，把石块缓缓浸没在水中，用小桶接着溢出 的水，等弹簧测力计示数稳定后，记下弹簧测力计的示数为F1； 第四步，用弹簧测力计测出小桶和溢出水的总重为G3. 结论：浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）对它竖直向 上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体（或气体）所受的重力. 阿基米德原理公式：F浮=G排=m排g液gV排. 考点二：阿基米德原理 阿 基 米 德 原 理 (2015 佛山市）如图所示，弹簧测力计下端悬挂一高 度为l、质量为m的圆柱体，它在水中受到最大浮力为 mg/2，圆柱体下表面刚刚与水面接触到全部浸没后， 测力计示数F拉及圆柱体所受的浮力F浮分别与浸入水 中深度h关系图正确的是（） A 解题思路 圆柱体下表面刚刚与水面接触，没有受到浮力；然 后随着浸入水中深度的逐渐增大到全部浸没时物体排开水 的体积逐渐变大，根据F浮液gV排可知受到的浮力逐渐变 大；当浸没时，物体排开液体的体积最大，受到浮力最大 为mg/2，然后浮力保持不变，故C、D错误. 由上可知，金属块逐渐浸入水中的过程中，浮力是 先变大后不变的.弹簧测力计的示数F示GF浮，重力是 一定的，所以浮力变大时，弹簧测力计的示数变小；当受 到浮力最大时，则弹簧测力计的示数为mg/2，然后示数不 变，故A正确，B错误. 答案：A 全方位突破 4.（2014 福州市）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 N B. 6 N C. 4 N D. 2 N C 全方位突破 5.（2014 郴州市）小英同学在探究“浮力的大小等于什么” 时，做了如图所示的实验，四步实验中弹簧测力计的示数F1 、F2、F3、F4，下列等式正确的是 （） A. F浮F2F3 B. F浮F4F3 C. F浮F2F1 D. F浮F2F4 A 全方位突破 6.（2015 枣庄市）在水平桌面上放置一个底面积为100 cm2，质量为400 g的圆筒，筒内装有16 cm深的某种液体. 弹簧测力计的下端挂着一个底面枳为40 cm2、高为8 cm的 金属柱，当金属柱从液面上方逐渐浸入液体中直到全部 浸没时.弹簧测力计的示数F与金属柱浸入液体深度h的关 系如图所示.（圆筒厚度忽略不计，筒内液体没有溢出，g 10 N/kg） 全方位突破 求：（1）当金属柱有一半的体积浸在液体中时，受到液 体的浮力是多少？ 答：由图象知，当h0时，此时测 力计的示数等于圆柱体的重力，所 以G10 N；当金属柱有一半的体 积浸在液体中时，即当h112h 128 cm4 cm时的拉力F16N； 所以F浮1GF110 N6 N4 N. 全方位突破 (2)圆筒内所装液体的密度是多少？ 答：当金属柱有一半的体积浸在液体中时 ，物体排开液体的体积： V排1S物h140 cm24 cm160 cm31.6104 m3. 由F浮液gV排得： 液 =2.5103 kg/m3. 全方位突破 （3）当金属柱有一半的体积浸在液 体中时，圆筒对桌面的压强是多少？ 答：由mV得液体的质量： m液液V液2.5103 kg/m3100104 m20.16 m4 kg. 容器和液体的总重力： G总(m容器m液)g(0.4 kg4 kg)10 N/kg44 N， 当圆柱体的一半浸入液体中时，对地面的压力： FG总F浮144 N4 N48 N， pF/S48 N/100104 m24.8103 Pa. 浮力 第十章 考点三：物体的浮沉条件及应用 (2015 重庆市）如图甲所示，烧杯里盛有6 的水，小球 在水中恰好悬浮.经研究发现，水的密度随温度的变化如图 乙所示.现在烧杯四周放上大量的冰块，在烧杯内水的温度 下降到0 的过程中，假设小球的体积始终不变，关于小 球的浮沉情况判断正确的是（ ） A. 先下沉然后上浮 B. 浮力变小，一直下沉 C. 先上浮然后下沉 D. 浮力变大，一直上浮 C 解题思路 由于烧杯里盛有6 的水，小球在水中恰好悬浮.则小 球的密度与水的密度相等；由图象可知：4 的水的密度 最大，6 的水的密度比0 时水的密度大；所以当水的温 度从6 降到4 时，因水热胀冷缩，水的密度增大，大于 小球的密度，使小球上浮、向上运动；当水的温度从4 降到0 时，因水热缩冷胀，水的密度减小，最后小于小 球的密度，使物体下沉、向下运动。 答案：C 8. (2015 湖北省)把边长为1 m的正方体木块放在水中，有 25的体积露出液面，则木块的密度为_kg/m3；木 块在水中受到的浮力为_N. 全方位突破 7.（2015 张家界市）一艘轮船从长江驶入大海，下列分析 正确的是（） A.浮力变小，船体上浮一些 B.浮力变大，船体下沉一些 C.浮力不变，船体下沉一些 D.浮力不变，船体上浮一些 8.6102 6000 D 全方位突破 9.(2015 无锡市)小明利用18 cm长的吸管、细铜丝、石蜡等 材料自制密度计 (1)制作密度计的过程中，需要一个盛放液体的容器，现有 250 mL的量筒和400 mL的烧杯供选择，则小明应选择 _ (2)小明将自制的密度计放入水中，发现密度计不能直立漂 浮，其原因可能是_，实验改进后，小明将密度 计放入水中，用刻度尺测出吸管露出水面的长度是10.8 cm ，则吸管浸入水中的深度h水_ cm，小明将该密度计 放入某液体中，吸管浸入液体的深度为9 cm，则此液体的 密度是多少？(水1.0103 kg/m3) 250 mL 的量筒 7.2 重心偏上 答：8102 kg/m3 全方位突破 (3)小明的同学也用吸管制作密度计，他发现密度计相邻 两刻度线之间的距离太小，导致用此密度计测量液体密度 时误差较大，为此同学们提出了如下改进方案，其中可行 的是_ A换大的容器做实验 B换细的吸管制作密度计 C换稍长的吸管制作密度计 D适当减小密度计的配重 B