第12讲　浮力 物理

考点一　浮力、阿基米德原理 【例1】(2017，广元)一只弹簧测力计和一根细线，要求测量小石块的密度。小强将小石块挂在弹簧测力计下端，示数如图甲所示，再将小石块浸没在水中，示数如图乙所示，则小石块浸没在水中时受到的浮力为________N，小石块的密度为________g/cm3(已知水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)。 2 2.4

考点二　物体的浮沉条件 【例2】(2016，来宾)把体积为2×10－3 m3、重为12 N的物块放入水中，当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g取10 N/kg)( 　 ) A．漂浮，F浮＝20 N　　　B．漂浮，F浮＝12 N C．沉底，F浮＝20 N D．沉底，F浮＝12 N B

【方法归纳】本题有两种方法判定物块静止后的状态，可根据密度比较，即比较ρ物和ρ水的大小，还可以假设物块浸没，由F浮＝ρ水gV排算出物块浸没时的浮力，再与物重比较，最后根据静止后的状态求浮力。

考点三　浮力的综合应用 【例3】(2017，兰州)如图所示，将物体A放入水中时悬浮，将物体B放入水中时有一半的体积露出水面，将物体A置于物体B上再放入水中时，物体B有三 分之一的体积露出水面，则两物体的体积之比VA：VB＝________，物体B的密度是________kg/m3。 1∶6 0.5×103

【点拨】物体A在水中悬浮，所受浮力等于自身的重力，ρA＝ρ水；将物体B放入水中时有一半的体积露出水面，物体B在水中漂浮，根据所受浮力等于自身的重力，算出B的密度；将物体A置于物体B上再放入水中时，物体B有三分之一的体积露出水面，处于漂浮状态，根据所受浮力等于自身的重力，列出等式，从而解出两物体的体积之比。

【易错易混】 1．浸在液体中的物体不一定都受到浮力，如水中的圆柱形桥墩。 2．浮力的大小与物体的密度、物体在液体中的运动状态、液体体积等无关。如在水中下沉的物体不一定比上浮的物体所受浮力大；1 N的水有可能产生大于1 N的浮力等。 3．区分F浮＝G排和F浮＝G物，阿基米德原理F浮＝G排，在计算浮力时普遍适用，而F浮＝G物，只有在物体受力平衡，即漂浮或悬浮时用到。 4．潜水艇下潜时所受浮力不变，是靠改变自重达到下潜目的。

【例4】关于浮力的说法，正确的是( ) A．上浮的物体受到的浮力比下沉的物体受到的浮力大 B．漂浮在液面的物体浮力大于重力 C．氢气球在真空中会上浮 D．重1 N的水可能产生大于1 N的浮力 D

【图片与命题】 图中大鱼和小鱼的争论中，①____鱼的说法正确。这是因为两条鱼浸没在同种液体中，它们所受浮力的大小与②____________________有关，而与③所处_______无关 将新鲜鸡蛋分别放在盛水和盛浓盐水的容器中，在水中的鸡蛋沉底，即水的密度④_______鸡蛋的密度，在盐水中的鸡蛋⑤________，即浓盐水的密度⑥________鸡蛋的密度 大 排开液体体积 深度 小于 悬浮 等于

潜水艇的艇身装有水舱，向水舱充水时，潜水艇变重，逐渐潜入水中；当水舱充水后潜水艇的重力等于同体积水的重力时，它可以⑦_______在水中，当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，从而⑧________ 如果气球里充的是密度⑨________空气密度的气体，那么气球可以飘在空中，热气球中充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气 悬浮 上浮 小于

实验　探究浮力的大小跟哪些因素有关 命题点 1．弹簧测力计使用前观察量程和分度值，用称量法计算浮力F浮＝______。 2．控制变量法的应用： ①用测力计提着同一物体，让不同体积浸入同种液体中，目的是研究浮力与_____________________的关系； ②用测力计提着同一物体，分别浸没在不同液体中，目的是研究浮力与________________的关系； ③用测力计提着同一物体，让它分别浸没入同种液体的不同深度，目的是研究浮力与_________________的关系。 G－F拉 物体排开液体体积 液体密度 浸没深度

3．选用不同液体进行多次实验的目的是_______________________。 4．能根据测得的数据计算固体或液体的密度。 使实验结论具有普遍性

【例】(2017，乐山)某实验小组利用甲图所示的器材来探究“浮力的大小与哪些因素有关”。 (1)选择器材，验证猜想： 探究一：只选择器材a、b、c、d、e，就可以探究“浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关”； 探究二：只选择器材_________________________________(选选器材编号)，就可以探究“浮力的大小是否与液体的密度有关”； 探究三：只选择器材a、b、d、e，就可以探究 __________________________________________________。 adef(或bdef或cdef均可以) 浮力的大小是否与物体的密度有关

(2)在上述过程中采用的研究方法主要是____。 A．比值法　　　　　B．等效法 C．控制变量法 D．估算法 C

(3)完成以上探究后，他们又按乙图所示的步骤进行了测量物质密度的实验。 ①称量出a金属块的重力G＝F1＝4.8 N；将它浸没在水中时，弹簧测力计的示数F2＝____N，则此时物体所受浮力为F浮＝____N。 ②将a金属块浸没到煤油中，此时弹簧测力计的示数F3＝4.0 N，由此可知煤油的密度为ρ煤油＝____________kg/m3。 3.8 1 0.8×103

【拓展设问】 (4)为了观察物体逐渐浸入水中浮力变化情况，将弹簧测力计吊着物体要匀速、缓慢地下降，使物体处于________状态。 (5)右图中能正确反映物体A浸入水中所受浮力与物体A浸入水中深度h的图象是____(物体未触底)，由图可知物体A的密度是______________kg/m3。 平衡 ① 1.45×103

(6)小丽在将物体浸没在水和盐水中测浮力时，发现弹簧测力计的示数变化太小，几乎变化一样，为使现象明显些，你的改进是______________________________________________________。 【点拨】浸在液体中的物体，所受浮力的大小只与物体排开液体的体积和液体的密度有关，应采用控制变量法进行探究。 换用体积较大的物块实验或换用分度值更小的弹簧测力计实验

1．(2017，益阳)如图所示，将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态，它的上表面受到的压力为1 1．(2017，益阳)如图所示，将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态，它的上表面受到的压力为1.8 N，下表面受到的压力为3 N，则该物体受到的浮力大小为_______N，如将物体再下沉5 cm，则它受到的浮力大小为_______N。 1.2 1.2

2．(2017，金华)“彩球温度计”是一种现代居家饰品，其结构模型如图所示，该“彩球温度计”是由体积相同(保持恒定)、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成。当环境温度升高时，浸没在液体中的小球受到的浮力将___________，在某一环境温度下，四个小球处于如图位置，此时B小球受到的浮力与D小球受到的浮力的大小关系为______________。 变小 FB＝FD

3．(2017，自贡)有质量相同的两个实心球，其密度分别为水的密度的2倍和5倍。把它们分别挂在两个弹簧测力计的下端，然后将两球完全浸没在水中，此时两球所受浮力之比为_________，两弹簧测力计的示数之比为____________。 4．(2017，泰州)一物块的质量为90 g，体积为100 cm3，现将它浸没在水中，物体所受的浮力为____N，松手后，物体将会_______(填“上浮”“下沉”或“悬浮”)，最终静止时物体排开水的质量为____g。(g＝10 N/kg，ρ水＝1.0 g/cm3) 5∶2 5∶8 1 上浮 90

5．(2017，淮安)我国自主设计建造的第一艘航母001A已经顺利下水，航母的总质量为6 5．(2017，淮安)我国自主设计建造的第一艘航母001A已经顺利下水，航母的总质量为6.5×104 t，当航母漂浮在水面上时，受到的浮力是________________N，此时航母排开水的体积为_____________m3(g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)。 6.5×108 6.5×104

6．(2017，德州)如图所示，在水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器，装有不同的液体，现将三个完全相同的圆柱体分别放入容器的液体中，静止时三个容器的液面恰好相平。在三个容器中，液体密度最小的是____，三种液体对容器底的压强最大的是____。(均填“甲”“乙”或“丙”) 甲 丙

7．(2017，临沂)将两物体分别挂在弹簧测力计下，让它们同时浸没在水中时，两弹簧测力计示数的减小值相同，则这两物体必定有相同的( ) A．密度 　 　B．体积 　 　C．质量 　 　D．重量 B

8．(2017，北京)为验证阿基米德原理，小明将电子秤放在水平桌面上并调零，然后将溢水杯放到电子秤上，按实验操作规范将溢水杯中装满水，再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中，如图所示，铝块始终不与溢水杯接触。则下列四个选项中，判断正确的是( ) A．铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，水对溢水杯底的压力变小 B．铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，水对溢水杯底的压强变大 C．铝块浸没在水中静止时，绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力 D．铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，若电子秤示数不变，则验证了阿基米德原理 D

9．(2017，西宁)用一个量筒、水、一根细针做实验来测小木块的某些物理量(ρ木＜ρ水，小木块能放入量筒中)，下列说法中正确的是( ) A．只能测木块的体积 B．只能测木块所受的浮力 C．只能测木块的体积、质量和密度 D．木块的体积、所受的浮力、质量和密度都能测量 D

10．(2017，苏州)小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图)，他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封，用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”上浮。下列说法错误的是( ) A．“浮沉子”下沉时，所受重力大于它受到的浮力 B．无论怎样挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”不可能悬浮在水中 C．“浮沉子”上浮时，小瓶内的压缩空气会将内部的水压出 D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同 B

11．(2017，通辽)如图所示，A、B、C三个完全相同的杯子盛有不同体积的水，现将三个质量相同，材料不同的实心金属球甲、乙、丙分别浸没在A、B、C三个盛水的杯子中(水均未溢出)，且各杯中的水面达到同一高度。下列关于甲、乙、丙对杯子底部压力大小的判断正确的是( ) A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大 C

12．(2017，南京)如图所示，将苹果和梨子放入水中后，苹果漂浮，梨子沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1，梨子的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2，现有以下判断，其中正确的是( ) (1)若m1＞m2，则F1一定小于F2 (2)若m1＝m2，则F1一定大于F2 (3)若V1＝V2，则F1一定小于F2 (4)若V1＞V2，则F1一定大于F2 A．(1)(3) B．(1)(4) C．(2)(3) D．(2)(4) C

13．(2017，河南)(多选)如图所示，放在同一水平桌面上的两个相同容器，分别盛有甲、乙两种液体，现将同一木块分别放入两容器中，当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比，下列判断正确的是( ) A．木块受到的浮力一样大B.木块在甲液体中受的浮力较大 C．甲液体对容器底部的压强较大 D．盛甲液体的容器对桌面的压强较小 AD

14．(2017，广东)将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球，分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中，甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮，如图所示，下列说法正确的是( ) A．三个小球的质量大小关系是m甲＞m乙＞m丙 B．三个小球受到的浮力大小关系是F甲＝F丙＜F乙 C．三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲＞p乙＞p丙 D．三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p′甲＞p′乙＝p′丙 D

D

B

17．(2017，呼和浩特)(多选)将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中，静止后有72 g浓盐水溢出；若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中，靜止后有64 g煤油溢出(浓盐水密度为1.2×103 kg/m3，煤油密度为0.8×103 kg/m3、水银密度为13.6×103 kg/m3)，则( ) A．该物体前后两次所受浮力之比为9∶8 B．该物体前后两次排开液体体积之比为4∶3 C．该物体的密度为0.9×103 kg/m3 D．若将该物体分别浸没在水银和纯水中，则除重力和浮力外还需施加第三个力方能静止，静止时这个物体在这两种液体中受到的第三个力分别是F1和F2，则F1和F2大小之比为12∶7 AC

18．(2017，兰州)如图甲所示，盛有液体的柱形容器置于水平桌面上，容器对桌面的压强为1000 Pa；如图乙所示，用细线拴一铝块，将铝块的一半浸在液体中，容器对桌面的压强改变了80 Pa；如图丙所示，将细线剪断，铝块沉到容器底部，容器对桌面的压强又改变了460 Pa。容器的底面积为100 cm2，ρ铝＝2.7 g/cm3，g取10 N/kg。下列判断正确的是( ) A．铝块全部浸没在液体中时所受浮力是0.8 N B．铝块的体积是100 cm3 C．铝块沉底时对容器底部的压力是4.6 N D．液体的密度是0.8 g/cm3 D

19．(2017，衢州)小柯是个善于观察的学生，她注意到一个有趣的现象：在无风的、寒冷的冬天，用吸管沿水平方向吹出的肥皂泡是先上升，一段时间后才开始下降(如图)。而这种现象在火热的夏天不明显。请结合所学知识，解释冬天吹肥皂泡时出现这种现象的原因。(不计空气阻力)

答：在无风的、寒冷的冬天，肥皂泡被吹出后，由于肥皂泡内气体密度小，所受浮力大于肥皂泡的重力而上升；随后肥皂泡内气体的温度降低，体积变小，受到的浮力减小，浮力小于肥皂泡的重力而下降。 在火热的夏天，肥皂泡被吹出后，由于空气的气温高，密度也小，与肥皂泡内气体密度相比，大的不多，故肥皂泡受到浮力大于肥皂泡的重力不明显。故肥皂泡是先上升再下降的现象不明显。

20．(2016，南昌)如图甲所示，杯中放有一个用细线与杯底相连的小木块，细线体积忽略不计，当往杯中缓慢地匀速加水，直至木块完全没入水中(如图乙所示)。请你在虚线方框内，大致画出浮力F浮与时间t的图象。(温馨提示：ρ木＜ρ水)

21．(2017，枣庄)将一只手的食指浸入水中，你会感受到浮力的作用。你想知道食指所受的浮力大小吗？请从如图所示提供的实验器材中选择合理的实验器材，设计出两种测出你的食指受到浮力的实验方案，并完成填空。(已知水的密度为ρ水)

方案一： (1)写出你需要测量的物理量及仪器符号：___________________________________________、_______。 (2)食指所受浮力大小的表达式为：F浮＝_____________。 方案二： (1)写出你需要测量的物理量及仪器符号：__________________________________________________、________。 (2)食指所受浮力大小的表达式为：F浮＝____________。 食指浸入水中时排开水的体积V排 B、E ρ水V排g 小桶的重力G0、小桶和食指浸入水中时排开水的总重力G A、B、C G－G0

22．(2017，重庆B)如图1所示，小彬同学对“浸没在液体中的物体所受浮力大小与深度是否有关”进行了实验探究。

(1)实验前首先应按竖直方向对弹簧测力计进行_______。本实验中，使用弹簧测力计时，手应该拿住弹簧测力计的_______(填“拉环”或“刻度盘”)。 (2)小彬同学依次进行了如图1所示的实验，第①次实验中测力计示数为_______N。通过分析发现，浸没在纯水中的物体所受的浮力大小与深度_______(填“有关”或“无关”)。进一步分析得出：物体浸没后与放入前相比，容器对水平地面的压力增加了____N。 调零 拉环 2.5 无关 1

(3)小彬同学又进行了“盐水浮鸡蛋”的实验，发现一个有趣的现象：悬浮在盐水中如图2所示位置的鸡蛋，如果用外力将鸡蛋轻轻向下或向上移动一小段距离，撤销外力后它马上又回到原来位置悬浮。此现象初步表明：深度增大，浸没在盐水中的鸡蛋所受的浮力_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 增大

(4)为了精确检验这一结论是否正确，小彬同学找到一个分度值为0 (4)为了精确检验这一结论是否正确，小彬同学找到一个分度值为0.1 kg的电子秤，将图1中的纯水换成盐水静置一段时间后，用图1中的同一物体，依次进行了图3所示的实验。分析电子秤的示数可知：(3)中的结论是正确的。进一步分析可知，出现这一现象的真正原因是：盐水的_______随深度而变化。小彬同学为自己的新发现感到万分高兴，但他并没有停下探究的脚步，再一次分析，他计算出图3②到图3④细线对物体拉力的变化量为________N。 密度 0.025