第十章 浮　　力

【速练题】 (1)在海上航行的航母受到浮力,浮力的方向　　　　　　。 (2)航母从海水里行驶到河水里,浮力　　　　,排开水的体 积　　　　。 竖直向上 不变 变大

５×10８ 上浮 变小 (3)航母的排水量是50000t,则在水中所受浮力为 N。 (4)航母上,一架战机起飞后,航母将　　　　(选填“下沉”或“上浮”)一些,受到的浮力　　　　。 上浮 变小

(2)(2014·衡阳中考)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7. 4 N。当把零件浸没在密度为0 (2)(2014·衡阳中考)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.4 N。当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6 N。求: ①金属零件所受浮力为多少? ②金属零件的体积为多少? ③金属零件的密度为多少?

【备选例题】(2013·聊城中考)如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓慢下降(其底部始终与水面平行),使其逐渐浸入水中某一深度,如图所示是整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图像。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:

【示范题2】(2014·天津中考)下面是小明自制“浮力秤”的装置图(如图所示)和使用说明书。 “浮力秤”使用说明书 结构　浮力秤由浮体和外筒构成。浮体包括秤盘和长度为L0、底面直径为D0的圆柱体,外筒是足够高的、内径为D的圆柱形透明大筒。 使用　向外筒中加入适量水,将浮体竖直放入外筒的水中,被称物体放在秤盘上,测出浮体的圆柱体浸入水中的深度就可以“称”出物体的质量。

已知水的密度为ρ水,秤盘中未放物体时浮体的圆柱体浸入水中的深度为h0,请根据上述内容和条件解答: (1)在图中画出未称物体时,浮体在水中沿竖直方向受力的示意图。 (2)推导出被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式。 (3)求出要使此“浮力秤”能够达到最大称量值,使用前应在外筒中至少加入的水的质量。

【解析】本题考查有关质量、密度、浮力知识的综合 应用。(1)未称物体时,浮体在水中沿竖直方向上受到 浮力和重力的作用,且二力平衡。受力示意图如图所 示。 (2)秤盘中未放物体时,浮体在水中漂浮,有 F浮1=G0　ρ水gV排1=G0 可得G0= ρ水gh0

被称物体放在秤盘上后,浮体仍漂浮,有 F浮2=G0+G物　ρ水gV排2=G0+mg ρ水g h=ρ水g h0+mg 则m= ρ水(h-h0) (3)至少应加入的水的体积 V水= L0 其质量为m水=ρ水V水= ρ水L0 答案:(1)见解析 (2)m= ρ水(h-h0)　(3) ρ水L0

【备选例题】1.(2013·佛山中考)水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g的圆筒,筒内装有16cm深的某液体。弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为8cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图所示。(圆筒的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出)求:

(1)圆柱体浸没在液体中所受的浮力是多少? (2)筒内液体密度是多少?

【解析】本题考查浮力的相关计算。(1)读图可知h=0cm时,拉 力F=10N即圆柱体重G=10N。当h=8cm时,拉力F′=2N,随着深度 继续增加拉力的示数不变,说明圆柱体已全部浸没。所以圆柱 体浸没在液体中所受的浮力F浮=F-F′=10N-2N=8N。(2)圆柱体 的体积V=Sh=40cm2×8cm=320cm3=3.2×10-4m3。根据阿基米德 原理F浮=ρgV排可得 ρ= =2.5×103kg/m3。 答案:(1)8N　(2)2.5×103kg/m3

【延伸思考】上题中,圆柱体的密度是多少? 【解析】由题意,当测力计读数是10N时,此时是圆柱体的重 力。则圆柱体的质量:m= =1kg; 则圆柱体的密度:ρ′= =3.125×103kg/m3。 答案:3.125×103kg/m3

2.(2012·安顺中考)某地在江面上修建一座大桥,图甲是使用吊车向江底投放长方形石料的示意图。在整个投放过程中,石料以恒定速度下降。图乙是钢绳的拉力F随时间t变化的图像(从开始投放到石料刚好接触江底前)。t=0时刻吊车开始下放石料,忽略水的摩擦阻力,则下列说法错误的是　(　　) Ｃ

A.石料在t=20s时开始浸入水中 B.石料的重力是1400N C.石料受到的浮力始终是500N D.石料完全浸没水中后钢绳的拉力为900N

C 考点一 浮力 1.(2014·福州中考)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 ( ) 考点一 浮力  1.(2014·福州中考)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 【解析】本题考查阿基米德原理。根据阿基米德原理知,浮力等于排开的水重,即F浮=G排=4 N。 C

2.(2013·宜昌中考)两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉。比较松手时两者所受的浮力　(　　) A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大 C.两者受的浮力一样大 D.条件不足,无法比较 B

D 3.(2013·内江中考)下列有关浮力的说法正确的是 ( ) A.物体的密度越大,受到的浮力越大 B.物体的体积越大,受到的浮力越大 3.(2013·内江中考)下列有关浮力的说法正确的是　(　　) A.物体的密度越大,受到的浮力越大 B.物体的体积越大,受到的浮力越大 C.物体没入水中越深,受到的浮力越大 D.浸没在水中的物体,可能不受浮力 D

大 4.(2013·怀化中考)如图所示,图中为大 鱼与小鱼的对话情景。其中 鱼 的说法正确,另一个鱼之所以说法错误, 鱼与小鱼的对话情景。其中　　　　鱼 的说法正确,另一个鱼之所以说法错误, 是因为___________________________ 　 。 大 根据F浮=ρ液gV排可知,液体密度相同时,大鱼排开液体的体积大,故受到的浮力大,与浸没在液体中的深度无关

不变 ０.４ 5.(2014·常德中考)在空气中用弹簧测力计称得一物体重1 N, 　　　　(选填“增大”“不变”或“减小”)。 ０.４ 不变

6.(2013·凉山中考)如图所示,一烧杯静止在斜面上,烧杯内的水面上漂浮着一小球。请在图中作出烧杯对斜面的压力F压和小球受到的浮力F浮的示意图。

7.(2013·成都中考)在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中,同学们提出了如下猜想: A.可能与液体的密度ρ1有关; B.可能与物体的密度ρ2有关; C.可能与物体的体积V1有关; D.可能与物体浸在液体中的体积V2有关; E.可能与物体浸没在液体中的深度h有关。 小明所在的实验小组得到的实验器材有:柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(足够多)、细线。

Ｄ 错误 静止 (1)只用这些器材,他们可以验证上述猜想中的E和___ (填序号即可)是否正确。 　　　(填序号即可)是否正确。 (2)他们在验证猜想E的过程中,先让铁块静止在如图 所示的状态,读出测力计的示数F1。接着向下移动测 力计和铁块,增大深度h,待铁块处于　　　　状态时,再读出测 力计的示数F2。继续增大h,重复上述操作。若每次测量,测力 计的示数都相等,说明猜想E　　　　。 静止 错误

Ｂ 考点二 阿基米德原理的理解及应用 8.(2014·台州中考)物块在空气中和浸没在水中 时,弹簧测力计示数如图。下列判断正确的是 ( ) 考点二 阿基米德原理的理解及应用  8.(2014·台州中考)物块在空气中和浸没在水中 时,弹簧测力计示数如图。下列判断正确的是 　(　　) A.物块受到的浮力是1 N B.物块的体积是2×10-4m3 C.物块的密度是3×103kg/m3 D.物块浸没在水中时,所受浮力随深度增加而增大 Ｂ

C 9.(2014·山西中考)如图,A、B体积相同,B、C质量相等,将它 们放入水中静止后A漂浮、B悬浮、C沉底,则下列说法正确的是 ( ) 　(　　) A.A所受的浮力一定大于B所受的浮力 B.B上表面所受的压力一定大于B下表面所受的压力 C.C所受的浮力一定小于B所受的浮力 D.C所受的浮力一定小于A所受的浮力 C

16 2 10.(2014·兰州中考)如图所示,将一重为18 N,体积 为2×10-3m3的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上, 此时测力计的示数是　　　　N。(g取10 N/kg,ρ酒精 =0.8×103kg/m3) 【解析】本题考查浮力的相关计算。蜡块受到的浮力F浮= ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10 N/kg×2×10-3m3=16 N;弹簧 测力计的示数F=G-F浮=18 N-16 N=2 N。 16 2

DBCA或BDCA F2-F3=F1-F4 11.(2013·广东中考)如图所示为探究“浮力的大小等于什 么”的实验。 以上探究中,不重复操作的合理顺序是　　　　　　(只填字 母)。若图中F1、F2、F3、F4四个力之间的关系式__________ 成立,则可得出结论F浮=G排。 DBCA或BDCA F2-F3=F1-F4

12.(2014·广州中考)悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为3×106kg(g取10 N/kg,海水的密度取1×103kg/m3)。 (1)画出潜艇的受力示意图(以点代替潜艇)。 (2)潜艇排开海水的体积是多少? (3)潜艇所受浮力多大? (4)潜艇所受重力多大?

【解析】本题考查阿基米德原理、物体的浮沉条件以及力的示 意图。 (1)潜艇悬浮在海水中,受到重力和浮力的作用,且这两个力是 一对平衡力,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,画图时, 保证浮力和重力的线段长度相等。 (2)潜艇排开海水的体积: V排= =3×103m3 (3)潜艇所受浮力: F浮=G排=m排g=3×106kg×10 N/kg=3×107N

(4)潜艇所受重力:G=F浮=3×107N 答案:(1)如图所示 (2)3×103m3　(3)3×107N　(4)3×107N

考点三 物体的浮沉条件及其应用  13.(2014·泸州中考)某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标,有时要上浮或下潜,但都未露出水面。若该潜水艇下潜时所受的重力为G1,浮力为F1,上浮时所受的重力为G2,浮力为F2,下列对力之间的大小关系的判断,正确的是　(　　) A.F1=F2,G1>G2 B.F1=F2,G1=G2 C.F1<F2,G1=G2 D.F1>G1,F2<G2 A

14.(2014·滨州中考)小滨看到鸡蛋浮在盐水面上,如图所示,他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉。在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是图中的　(　　) D

A 15.(2014·遂宁中考)用细绳连在一起的气球 和铁块,恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内如图 所示位置,若用力向下轻轻拨动一下铁块,则 气球和铁块的沉浮情况及水对容器底部的压强将　(　　) A.下沉,变小 B.下沉,变大 C.上浮,变小 D.悬浮,不变 A

下 16.(2013·扬州中考)如图所示,将装有水的 小瓶瓶口向 (选填“上”或“下”), 使其漂浮在大塑料瓶的水面上,将大塑料瓶 小瓶瓶口向　　　(选填“上”或“下”), 使其漂浮在大塑料瓶的水面上,将大塑料瓶 密封后,就制成了“浮沉子”。制作时,在 小瓶中放入的水要适量,水过少了,会导致　　　　　　　。 下 手捏大瓶时,小瓶可能不能沉入水中

8 上浮 6 17.(2013·宁德中考)将重为6 N的物体全部压入水中,物体 排开的水重为8 N,此时物体受到浮力为 N;放开物体, 物体将　　　　(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”);待物 体静止时所受浮力为　　　　N。 【解析】本题考查物体浮沉判断及应用。由阿基米德原理知 F浮=G排=8 N,则F浮>G物,当浮力大于重力时,物体上浮,最终漂 浮后浮力等于重力,故静止时F浮=G物=6 N。 8 上浮 6

18.(2013·湘西中考)如图所示,新鲜鸡蛋在水 中会下沉,陆续向水中加盐并轻轻搅拌,会看到 什么现象?请简要解释这一现象。 【解析】本题考查浮力的相关知识。新鲜鸡蛋 在水中会下沉,是因为鸡蛋密度比水大,浸没在水中时所受浮力小于重力;陆续向水中加盐并轻轻搅拌,这时盐水的密度会变大,导致新鲜鸡蛋所受的浮力变大,当浮力大于自身重力时,这时鸡蛋会上浮。

答案:由于新鲜鸡蛋的密度比水的大,新鲜鸡蛋放入水中会下沉。陆续向水中加盐并轻轻搅拌后,盐水的密度变大,导致新鲜鸡蛋所受浮力变大,当浮力大于自身重力,新鲜鸡蛋会上浮。

19.(2013·郴州中考)小明发现妈妈在腌制萝卜块时,新鲜的萝卜块在盐水中是漂浮的,浸泡几天后,原来漂浮的萝卜块又沉在了容器底。 他与几位同学对这一现象进行探究,提出如下猜想: 猜想1:可能是由于水的蒸发,盐水密度增大,导致萝卜块下沉; 猜想2:可能是浸泡几天后,萝卜块质量变大,导致萝卜块下沉; 猜想3:可能是浸泡几天后,萝卜块体积变小,导致萝卜块下沉。 经过一番讨论后,他们马上否定了猜想1,你认为他们否定的原因是　 。 如果盐水的密度增大,萝卜块将会上浮而不会下沉,与现象不符

接着他们就猜想2和猜想3进行了如下实验操作。 ①取三块新鲜的萝卜块,编上编号A、B、C,分别测出它们的质量和体积; ②配制一大杯盐水; ③将三块萝卜块放在盐水中,起初处于漂浮状态。几天后,发现萝卜块沉底后将其捞出擦干,分别测出其质量和体积,并记录实验数据如下表。

萝卜块 编号 质量/g 体积/cm3 放入盐水前 放入盐水后 A 63.6 58.2 54.8 48.5 B 47.3 42.5 42.2 35.4 C 79.3 69.8 70.8

错误 没有控制萝卜块的质量一定 请分析上表实验数据可知: (1)猜想2是 (选填“正确”或“错误”)的。 (1)猜想2是　　　　(选填“正确”或“错误”)的。 (2)有同学认为猜想3是正确的,他认为萝卜块体积变小,浮力变小,导致萝卜块下沉。但也有同学认为这种分析是错误的,理由是　 。 (3)综合分析上表数据,导致萝卜块下沉的原因是__________ 　 。 错误 没有控制萝卜块的质量一定 萝卜块的密度增大,大于盐水的密度,导致重力大于浮力,萝卜块下沉

竖直漂浮 20.(2014·泰州中考)小明按照教材中“综合实践活动”的要 求制作简易密度计。 (1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用 石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能　　　　　　在液体 中。 竖直漂浮

> (2)将吸管放到水中的情景如图甲所示,测得浸入的长度为H; 放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入的长度为h。用ρ液、 ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液　　　　ρ水(选填“=” “>”或“<”),h与ρ水、ρ液及H的关系式是h=　　　　。 >

下 不均匀 (3)小明根据图甲在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同), 再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻 度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的______ (选填“上”或“下”)方,相邻刻线的间距　　　　(选填“均 匀”或“不均匀”)。 下 不均匀

(4)为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平和量筒测量其密 度,然后再用这个密度计测量。但操作时却出现了图丙所示的 情形,这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗?根据经验或思考, 在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试:_______ 　 。 往烧杯中加油或将烧杯换成细长容器再用密度计实验

【解析】本题考查密度与浮沉的关系。(1)塞入金属丝可使吸 管的重心降低,增加稳定性,使吸管竖直地立在液体中漂浮。 (2)吸管漂浮时受到的浮力与重力相等,根据F浮=ρ液gV排可知, 当浮力相等时,液体的密度越大,排开液体的体积越小,由于乙 图中排开液体的体积较小,说明这种液体的密度比水的密度大; 由F浮=ρ水gV排水=ρ液gV排液得ρ水gSH=ρ液gSh,即h= 。 (3)液体的密度越小,吸管露出液面的长度越小,因此1.1刻线是 在1.0刻线的下方;根据h= 可知,相邻刻线的间距不均匀。 (4)增加液体的深度是解决这一问题的关键。

21.(2014·德州中考)如图是蓝鳍金枪鱼- 21型自主式水下航行器的示意图,它是一 种专业水下搜寻设备,在搜寻马航失联客 机MH370的过程中发挥了较大的作用。航行器质量约为750 kg, 体积约为1 m3,可潜入水下4 500 m深处,在配置声呐系统后能 以较高的分辨率搜寻水下物体。(海水密度ρ海水= 1.03×103kg/m3,g取10 N/kg)求:

(1)航行器下潜至水下3 000 m深处时,所受海水的压强和浮力;

【解析】本题考查液体压强的计算、阿基米德原理。 (1)当航行器下潜至3 000 m深度时, 其壳体受到海水的压强为 p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10 N/kg×3 000 m=3.09×107Pa 浮力F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10 N/kg×1 m3 =1.03×104N

(2)航行器所受重力是 G=mg=750 kg×10 N/kg=7 500 N 因为F浮>G,所以航行器在海水中将上浮。 答案:(1)3.09×107Pa　1.03×104N (2)航行器将上浮