第九章 浮力

基础知识点再回顾 1 Part 一、浮力 液体或气体对浸在其中的物体都有 　的托力,叫做浮力,浮力的施力物体是　 　.浮力是由于液体或气体对物体向上和向下的　 　产生的.  二、称重法测浮力 物体重为G,浸入液体中稳定后,弹簧测力计示数减小到F′,则物体在液体中所受到的浮力为F浮=　 　.  竖直向上 液体或气体 压力差 G-F′

三、阿基米德原理 1.影响浮力大小的因素有　 　和　 　,浮力大小与物体浸没在液体中的　 　无关.  2.阿基米德原理的数学表达式:　 　,推导式:F浮=　 　=　 　.  3.阿基米德原理的适用范围:　 　.  液体密度 物体排开液体的体积 深度 F浮=G排 m排g ρ液gV排 液体和气体

浮沉情况 F浮与G物的关系 实心物体 ρ物与ρ液的关系 悬浮 F浮 G物 ρ物 ρ液 下沉 上浮 ρ物 ρ液 漂浮 F浮 G物 四、物体的浮沉条件 浮沉情况 F浮与G物的关系 实心物体 ρ物与ρ液的关系 悬浮 F浮　 　G物  ρ物　 　ρ液  下沉 上浮 ρ物　 　ρ液  漂浮 F浮　 　G物  = = < > > < < =

五、浮沉条件的应用 1.密度计:是测量　 　的工具;使用时处于　 　状态,在液体中所受浮力始终　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)密度计的重力.  密度计的刻度值　 　(选填“上小下大”或“上大下小”),密度计浸得越深,被测液体的密度越　 　(选填“大”或“小”).  2.潜水艇和热气球的上浮与下沉其实都是靠　 　来实现的,它们在浮沉过程中所受的浮力大小都是　 　(选填“改变”或“不变”)的.  液体密度 漂浮 等于 上小下大 小 改变自身重力 不变

2 基本题型训练 Part 题组一:有关浮力的实验探究 1.(2018孝感)为了探究影响浮力大小的因素.某校学习小组设计了如下两组实验. (1)第一组:(甲)、(乙)、(丙)图是小方同学的实验过程(整个过程为同一物块,g取10 N/kg). 由图可知: ①由以上实验过程及数据分析可得:物体所受浮力大小与　 　有关;  ②该物块浸没在水中所受的浮力为　 　 N;  ③物块的密度为　 　 kg/m3.  液体的密度 1.0 4.8×103

(2)第二组:在水平桌面上,两个完全相同的烧杯中装有相同体积的水,小杨同学将A,B两个不同的实心物块,分别放入两个烧杯中,A物块沉入杯底,B物块漂浮于水面.待A,B均静止后,两液面的高度仍相同,如图所示.则: A物块所受浮力　 　B物块所受浮力,A物块的密度　 　B物块的密度,甲杯对桌面压力　 　乙杯对桌面压力.(以上选填“>”“<”或“=”)  = > >

2.(2018河南)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系. (1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为　 　N.  (2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为　 　N.石块排开的水所受的重力可由　 　(填字母代号)两个步骤测出.  (3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于__________　 　.  3.8 1.4 AD 排开水 的重力

(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是　 　.  A.用原来的方案和器材多次测量取平均值 B.用原来的方案将水换成酒精进行实验 C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验 (5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则　 　(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论.  A 能

题组二:阿基米德原理的综合应用 3.如图所示,用细绳系住体积为3×10-4m3的物体A,使它竖直下垂且全部浸入水中静止,此时绳子的拉力是1.5 N,容器和水的总质量是0.7 kg,容器与水平桌面的接触面积是100 cm2(ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg)求: (1)物体A受到的浮力; (2)物体A的密度.

4. 如图(甲)所示,水平面上有一底面积为5. 0×10-3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0. 5 kg的水 4.如图(甲)所示,水平面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5 kg的水.现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10-5m3.(g取10 N/kg,水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3) (1)求物块受到的浮力大小; (2)求物块的密度; (3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图(乙),求此时水对容器底的压强.

题组三:物体浮沉条件及其应用 5.为解决人口膨胀、全球变暖等问题,设计师提出建立海上漂浮城市的设想,如图所示“百合镇”就是其中最著名的设计,这座城市能自给自足,全部物质都可以循环使用并采用清洁能源. (1)假设“百合镇”的底面积为5×108 m2,浸入海水中的体积为2×107 m3,则“百合镇”受到的浮力为多少,其底部受到的压强为多大?(ρ海水=1.03×103 kg/m3, g=10 N/kg) (2)随着入住人数的增加,“百合镇”受到的浮力会变大还是变小?为什么?

(1)假设“百合镇”的底面积为5×108 m2,浸入海水中的体积为2×107 m3,则“百合镇”受到的浮力为多少,其底部受到的压强为多大 (1)假设“百合镇”的底面积为5×108 m2,浸入海水中的体积为2×107 m3,则“百合镇”受到的浮力为多少,其底部受到的压强为多大?(ρ海水=1.03×103 kg/m3, g=10 N/kg) 答案:(1)2.06×1011 N 412 Pa

(2)随着入住人数的增加,“百合镇”受到的浮力会变大还是变小?为什么? 解析:(2)随着入住人数的增加,“百合镇”自重增大,因为“百合镇”漂浮,F浮=G,所以“百合镇”受到的浮力变大. 答案:(2)浮力会变大　随着入住人数的增加,“百合镇”自重增大,因为“百合镇”漂浮,F浮=G,所以“百合镇”受到的浮力变大.

6. (2018潍坊)如图所示,用细线将正方体A和物体B相连放入水中,两物体静止后恰好悬浮,此时A上表面到水面的高度差为0. 12 m 6.(2018潍坊)如图所示,用细线将正方体A和物体B相连放入水中,两物体静止后恰好悬浮,此时A上表面到水面的高度差为0.12 m.已知A的体积为1.0×10-3 m3,所受重力为8 N;B的体积为0.5×10-3 m3,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 N/ kg,求: (1)A上表面所受水的压强; (2)B所受重力大小; (3)细线对B的拉力大小.

(1)A上表面所受水的压强; (2)B所受重力大小; 解析:(1)A上表面所受水的压强p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m= 1 200 Pa. (2)A,B受到的总浮力 F浮=ρgV排=ρg(VA+VB)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(1.0×10-3 m3+0.5×10-3m3) =15 N;因为A,B恰好悬浮,所以F浮=GA+GB,则B受到的重力大小GB=F浮-GA=15 N- 8 N=7 N. 答案:(1)1 200 Pa　(2)7 N

(3)细线对B的拉力大小. 解析:(3)B受到的浮力大小F浮B=ρgV排B=ρgVB=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5×10-3 m3=5 N, 细线对B的拉力大小 F拉=GB-F浮B=7 N-5 N=2 N. 答案:(3)2 N

易错点分析 3 Part 1.如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况,此时甲、乙、丙三个物体所受的浮力分别为F甲,F乙,F丙,则下面关系正确的是(　 　) C A.F甲>F乙>F丙 B.F甲<F乙<F丙 C.F甲=F乙=F丙 D.F甲=F乙>F丙 易错提示: (1)T1错误地认为,在水中下沉的物体受到的浮力小,上浮的物体受到的浮力大.

2.如图所示,当溢水杯盛满密度为ρ1的液体时,把实心物块放入杯中,物块漂浮,静止后溢出的液体质量为m1;当溢水杯盛满密度为ρ2的液体时,把同一物块放入杯中,物块沉底,静止后溢出的液体质量为m2.则物块的密度为(　 　) D 易错提示: (2)T2要明白溢水杯装满液体,溢出液体的质量即排开液体的质量.

3. 我国首台载人潜水器“蛟龙号”已突破7 000 m深海 3.我国首台载人潜水器“蛟龙号”已突破7 000 m深海.当其排开海水的体积为2 m3时,受到浮力的大小为　 　 N;该潜水器从1 000 m深处继续下潜,受到的浮力将 　 　(选填“变大”“变小”或“不变”).(海水的密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)  2×104 不变 易错提示: (3)T3错误地认为,物体在液体中的深度越深,它受到的浮力越大.