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文档简介
专题10浮力
本节要点
知识点1浮力
知识点2阿基米德原理
知识点3物体的浮沉条件及应用
知识精讲
知识点1浮力
定义一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它向上的力,叫浮力
如图所示,液体(气体)对物体上、下表面的压力不相等,并且向上的压力大于向下的
压力,上、下表面压力差即为浮力
产生原因k二二二耳居产二|
h—————同r——1
『左二二1***二;二二二1
1垂物块新1
fx?百年三三三
公式E浮=弓上一稣]下
方向竖直向上
施力物体液体(气体)
用弹簧测力计测出物体的重力G,将物体悬挂在测力计下,浸在液体中,记下测力计
测量
的示数F,”则物体受到的浮力耳孚=G-号
当物体没有完全浸没前,浮力的大小随着深度的增加而增大;当物体完全浸没后,浮
力的大小与深度无关,浮力不变。其大小随深度变化的图象如图所示
浮力与深度的
关系
0h
知识点2阿基米德原理
操作过程
测量空小桶重力Go、物体重力G、物体完全浸没后测力计示数F,排开水和小桶总重力Gi
分析归纳物体受到的浮力/=G-E;排开水的重力6排=61-6。,对比二者大小得出实验结论
注意事项溢水杯中水要装满,若水面低于溢水口,则测出的G排<F浮,得不到正确结论
浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。这就
实验结论
是著名的阿基米德原理
知识点3物体的浮沉条件及应用
1.物体的浮沉条件
上浮下沉悬浮漂浮沉底
崛
■
■BS
耳孚〉G浮<耳孚=G4孚=G
FGF9+N=G
实心体夕液>夕物
P'液<P颗P液=夕物,嗫=曦P液〉夕物,曝〈曝P液<夕物
可以停留在液体任何是“上浮”过程的最终是“下沉”过程的
处于动态(运动状态不断改变),受非平
深度处状态最终状态
衡力作用
处于静态,受平衡力作用
2.物体浮沉条件的应用
应用原理和特点
木船物体的密度小于液体的密度,可以漂浮在液体的表面上,做成空心的以增大可以利用的浮力
物体的密度大于液体的密度,做成空心的可以漂浮在液体的表面上,也增大了可以利用的
轮船
浮力
轮船的大小用排水量表示,排水量是指轮船按照设计要求满载货物时排开水的质量
潜水艇通过水舱吸水和排水的方式改变自身重力来实现上浮和下沉(浸没时浮力不变)
气球飞艇靠充入密度小于空气密度的气体(热空气、氢气、氢气等)来工作
根据物体漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成,用来测定液体密度的仪器
密度计
密度计示数越靠下,示数越大(选填“大”或“小”)
随堂练习
一、单选题
1.(2024・湖南岳阳•模拟预测)下面实例不能说明物体受到浮力的是()
A.2022年我国第三艘航空母舰“福建舰”下水
B.携带仪器的高空探测气球进行高空气象探测
C.太空中运行的中国空间站
D.三国时代,诸葛亮放飞的“孔明灯”
2.(2024・山西吕梁•三模)小明看到弟弟玩水时,漂在水面的空心塑料球被弟弟压到水
底,放手后,塑料球迅速上浮并弹离水面,如图所示。下列说法中正确的是()
O
A.漂浮在水面的塑料球受到的浮力大于自身重力
B.塑料球整个上浮过程中,受到的浮力始终不变
C.塑料球离开水面上升过程中,不受力的作用
D.塑料球整个上浮过程中,水对容器底部的压强先不变后变小
3.(2024•山东泰安•一模)一个底部横截面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器静止于水平
桌面上,一个物体悬挂于弹簧秤下端,开始完全浸没在水中处于静止状态,如图甲,此时
弹簧秤的读数为5.0N;后来缓慢提起物体,直到物体的四分之一体积露出水面,如图乙,
发现容器底部水的压强减少了lOOPa,已知"次=1.0xl()3kg/m3,g=10N/kgo则下列说法正确
的是()
甲乙
①物体的质量为1.3kg②物体的密度为1.625xl03kg/m3
③容器底部对桌面的压力减小2N④弹簧秤的读数变为8N
A.只有①②③正确
B.只有①③④正确
C.只有②③④正确
D.只有①②④正确
.p1OOPa__1
△7人或TLOxlO/g/mMoN/馆=°-°lm减小的体积
Ar=SAA=200xIOWxO.Olm=2xIOW物体的体积
々4xAP^4x2xl(Hm3=8xl(Hm3物体浸没在水中时受到的浮力
4.(2024・广东佛山・三模)如图所示,重为ION的物体挂在弹簧测力计下面,当它一半的
体积浸入到水中时,测力计的示数为IN,取下该物体放入水中,物体静止时受到的浮力是
A.18NB.14NC.8ND.ION
5.(2024・湖北十堰•二模)如图所示,一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸没
水中,一次开口朝上,一次开口朝下,若使两次药瓶在水里的位置相同。下列说法正确的
是()
甲乙
A.甲图中,瓶内气体的密度更大
B.甲图中,瓶内气体的压强更大
C.乙图中,瓶口橡皮膜受到液体的压强更小
D.乙图中,药瓶受到的浮力更小
6.(2024•山西运城••一模)小梦在煮汤圆时发现,当把汤圆放入沸腾的水中后,汤圆先下
沉到锅底,过了一会儿又上浮,最终漂浮在水面上(不考虑汤圆的吸水性)。下列分析正确
的是()
A.汤圆在下沉的过程中,受到水的压强不变
B.汤圆在上浮过程中,受到的浮力小于它所受的重力
C.汤圆在上浮过程中,受到的浮力等于它排开的水所受的重力
D.汤圆在水面漂浮时,受到的浮力小于它沉底时所受的浮力
7.(2024•新疆乌鲁木齐•一模)容器内装有90(的热水,一不吸水的物块正好悬浮在容器
内,当水的温度降至i(rc的过程中,物块将()
A.下沉B.悬浮C.上浮D.上下振动
8.(2024・福建泉州•模拟预测)做中学是学习物理的有效方法,小一在学习了潜水艇知识
后,利用硬塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,制作如图所示的潜水艇模
型,不计进排气管体积,要让原本悬浮的潜水艇下沉,采取的措施是使瓶内气体()
B.增加
C.先增加后减少D.先减少后增加
9.(2024•山西•模拟预测)如图是我国自主研发的“极目一号”III型浮空艇,其内部有两个气
囊,主气囊内充满氮气(密度小于空气),副气囊内充有空气。关于驻空的浮空艇,下列说
法正确的是()
A.排出副气囊内的部分空气,使浮空艇受到的重力等于浮力,实现上浮
B.排出主气囊内的部分氧气,使浮空艇受到的重力大于浮力,实现上浮
C.浮空艇上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
D.浮空艇上浮和下潜是靠改变自身重力大小实现的
10.(2024・上海宝山•一模)下列事例中,利用连通器原理工作的是()
A.密度计B.吸尘器C.潜水艇D.船闸
二、填空题
11.(2024•广东深圳•模拟预测)如图所示,弹簧测力计拉着某物体,逐渐下降,直到将其
完全浸入到溢水杯中液体,已知溢水杯中液体高度高于物体高度(。物>夕海)。则弹簧测力
计示数随物体下降高度的变化是,弹簧秤示数随物体下降高度的变化
是。
F=G-尸拗体所受浮力变大,则弹簧测力计示数变小,当物体完全浸入液体中时,物体排
开液体的体积不变,根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小不变,所以弹簧测力计
示数不变,则则弹簧测力计示数随物体下降高度的变化是先变小后不变。
12.(2024・山东济南•二模)如图所示,福建泉州的洛阳桥是中国古代桥梁建筑史上的杰
作,素有“海内第一桥”之称。据《天工开物》记载:筏形基础、种蛎固基法、浮运架梁法
是洛阳桥的三大创新。“筏形基础”是向桥梁中轴线方向的江底抛置大量的石块,形成一条
像筏子一样的矮石墙,它在水中(选填“受”或“不受”)到浮力作用。以矮石墙
作为桥的基础,在上面建设桥墩,由于其底面积大,在压力相同时,可以减小基底
的,有效地增强基底的整体性,调整不均匀沉降。
13.(2024・四川眉山•一模)用弹簧测力计悬挂重为5.4N的物体,放入水中,静止时弹簧
测力计示数如图所示,则物体在水中受到的浮力为N,物体的密度为kg/m3„
("水uLOxlO^kg/n?)
F=3.4N
14.(2024•西藏日喀则•一模)用弹簧测力计提着球形物体缓慢浸入水中后,如图所示时该
物体浸没后所受浮力是N,在此浸入过程中有水不断排出,溢水杯底部所受水的压
15.(2024•河南安阳•模拟预测)在弹簧测力计下悬挂一实心物块,如图甲所示,物块匀速
竖直向下运动过程中,弹簧测力计的示数F与物体浸入水中的深度〃的关系如图乙所示,
则物体受到的重力为N,物块完全浸入水中时受到的浮力为N,物块
的密度为kg/m3(水的密度为1.0xl03kg/m3)o
16.(2024•江苏淮安・模拟预测)如图所示,是我国新型万吨级055型导弹驱逐舰,其满载
排水量达L25xl0,kg。该型驱逐舰我国南海海上满载巡航过程中,驱逐舰所受浮力的大小
是N;浮力的方向是:当它发射导弹后,驱逐舰所受浮力
(填“变大”、“变小”“不变”)。
17.(2024・广东深圳•二模)一小石块浸没在水中,弹簧测力计示数如图所示,则小石块受
到的浮力为,小石块所受的浮力方向为。
5N13N
18.(2024•辽宁辽阳•二模)如图所示,白玛用手将重L5N,体积为1.6x1OY面的苹果压入
水中,请在图中画出苹果所受浮力的示意图,并标明浮力的大小。她松手后苹果将一
(选填“上浮”、“悬浮”或“下沉,(p*=1.0xl03kg/m3,g=10N/kg)
19.(2024•宁夏银川•模拟预测)福建舰是中国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母
舰,可搭载歼-15T、歼-35、歼-15D、空警600等不同类型的舰载机70架,当航母舰载机
全部弹出后。下列说法正确的是()
A.舰体略上浮,受到浮力不变B.舰体略上浮,受到浮力变小
C.舰体略下沉,受到浮力变大D.舰体略下沉,受到浮力不变
理由:__________
20.(2024•黑龙江哈尔滨•模拟预测)夏天原本漂浮在海面上的冰山熔化了一部分以后,冰
山会在水中处于状态(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)。这个冰山在水下部分的体积
约为2xl()5m3,则此冰山受到的浮力为No(2海水=L03xl()3kg/m3,g=10N/kg)o
21.(2024•山东枣庄•二模)2022年6月17日,我国第三艘国产航空母舰“福建号”成功下
水,其满载排水量为880003如图所示。该航母满载时,受到的浮力为N,当舰
载机飞离航母后,航母所受浮力变,舱底所受海水压强变,此时航
母排开的海水体积改变了26m3,则该舰载机的质量是t„1.0xl03kg/m3,g
取lON/kg)
22.(2024・湖北武汉•模拟预测)如图一个飞艇充入气体后的质量是1.5t,体积为1500m2。
当装入t货物时,飞艇能够悬浮在空中;飞艇在空中某一高度沿水平方向匀速飞行时
的速度为90km/h,40min可飞行km;普通飞艇依靠浮力上升,飞艇在空中加速上升
时所受的浮力(填“大于”“等于”或“小于”)它排开的空气所受的重力。
p空=1.29kg/m3
23.(2024•四川成都•二模)如图所示,海洋科学家驾驶“深水飞机”探索神秘海洋。深水飞
机机翼是向下拱起。在下潜过程中,机翼上方的水流速度小,压强,机翼上下表面
形成压力差,使“飞机”迅速下潜;若海水密度不变,在下潜过程中“飞机”受到的浮力大
小O
24.(2024•宁夏吴忠•二模)将一重为80N的物体,放入盛满水的溢水杯中,从杯中溢出
30N的水,则物体受到的浮力是No
25.(2024•黑龙江哈尔滨•三模)如图所示,900多年前,僧人怀丙把两艘很大的木船并排
拴在一起,船上装满了泥沙。把船上的泥沙卸到河里,最终把沉落河中的铁牛打捞上来。
当泥沙卸到河里的过程中,假定船体浸在水中的体积不变,船受到河水的浮力,铁
牛受到绳子的拉力(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
26.(2024•河南安阳•模拟预测)2023年2月,一艘属民用性质的中国无人飞艇受西风带影
响,且自身控制能力有限,导致飞艇严重偏离预定航线误入美国领空的事件,引起世界的
关注.如图所示是一艘民用科研飞艇,该飞艇总质量约2625kg,在海拔4300m处的空气密
度约为0.8kg/m3,飞艇在此处升空前体积达9060m3,此时浮空艇受到的浮力大小约为
N;飞艇内部有三层:上层装有氮气(相同条件下氧气密度比空气小得多),中间隔开,下
层是空气。当悬于空中的浮空艇需要(填“上浮”或“下降”)的时候,可以用上
层的氮气排出下层的部分空气,以此改变.
27.(2024・山东济南•一模)2024年1月1日,全球首艘5G邮轮、中国首艘国产大型邮轮
“爱达•魔都”号从吴淞口国际邮轮港顺利开启首航。爱达•魔都号船体涂装从敦煌壁画艺术
中采撷灵感,以“丝绸之路”为主题,选取中式美学的敦煌飞天及天女散花,将经典的颜色
与灵动的线条融为一体,创新演绎东方文化韵味。该邮轮全长323.6米,满载排水量为
13.55万吨,有24层楼高,2125间客房,最多可载乘客5246人。则这艘邮轮满载时所受
水的浮力为;到达某港口,卸去货物后,邮轮在水中要一些(选填“上浮”或
“下沉”)。(取g=10N/kg)
28.(2024•宁夏吴忠・三模)下列四个情景中,物体受到的浮力增大的是()
A.在码头装载货物的轮船B.从长江驶入大海的轮船
C.海面下正在下沉的潜水艇D.从深水处走向海岸沙滩的游泳者
选择理由:___________
29.(2024•江苏扬州•三模)在吸管一端塞入铜丝作为配重制作密度计,两端用蜡密封好,
放水中后如图甲,此时应适当______(选填“增加”或“减少”)铜丝的量。调整并标好刻度
后如图乙,/处示数为Ig/cnP,8处为1.8g/cm3。把它放入某液体中,液面恰好处在的
中点C处,则所测液体的密度(选填“大于”“等于”或“小于”)1.4g/cm3o如果再增加
一些配重,则C处对应的液体密度值应(选填“调大”“不调”或“调小”)。
30.(2024•陕西西安•模拟预测)2024年4月16日,“雪龙2号”完成中国第40次南极科
学考察任务返回上海港。“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船,“雪龙2
号”破冰船满载时的排水量为14000t»“雪龙2号”满载时在海水中受到的浮力为
N;“雪龙2号”破冰船“首柱削尖”的构造是通过方法从而增大压强。
31.(2024•河南商丘•模拟预测)如图是综合实践活动中,小明用自制密度计测量液体密度
的场景。这种简易密度计从上到下的标度依次变(选填“大”或“小”),原因
32.(2024•福建福州•模拟预测)小红用密度计测量液体的密度,如图所示,密度计0.8刻
度位于1.0刻度的(选填“上方”或吓方”),液面正好位于密度计0.8和1.0刻
度正中间,则该液体的密度(选填“等于”、“略小于”或“略大于”)0.9g/cm3o
三、实验题
33.(2024•安徽六安・模拟预测)如图所示是“探究浮力大小影响因素”实验装置。器材有:
两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不
计)、铁块。
(1)当把铁块从空气慢慢浸入水中(未浸没)时,发现弹簧测力计A的示数会随着减小,说
明浮力大小和有关;
(2)实验中发现弹簧测力计A的示数变化量等于弹簧测力计B的示数变化量,可以初步得
到结论是:=
34.(2024•黑龙江哈尔滨•一模)同学们在王老师的指导下用装满细沙的带盖塑料瓶(塑料
瓶的质量和体积可以忽略不计)来探究浮力大小的影响因素。下表是他们依据生活常识所
列出的猜想:
猜想甲:浮力大小与物体浸入液体
常识1:木头漂在水面,铁钉沉在水底
的深度有关
常识2:轮船从长江驶入大海,船身会上
猜想乙:浮力大小与物体的密度有
浮
关
常识3:从泳池浅水区走向深水区,感觉
猜想丙:浮力大小与液体的密度有
身体变轻
关
(1)小明基于常识的三个猜想中,符合“常识2”的是猜想、
(2)为了验证上述三个猜想是否正确,小明依次做了如下实验:
①实验前,需将弹簧测力计在__________方向调零。
②根据步骤A、B、C小明认为猜想甲是正确的,而同组的小聪认为小明不对,他根据步
骤得出浮力大小与深度无关,排除深度的影响后,再根据步骤A、B、
C得出影响浮力大小的因素是。
③他们再根据步骤A、C、E,可以得出的结论是o
(3)为验证猜想乙,小明倒掉细沙,将瓶子装满密度比细沙小的大米,接着他仿照步骤D进
行实验,发现此时测力计示数小于L8N,便认为浮力大小与物体的密度有关。你认为小明
的结论是否正确并说明理
由o
(4)接着小明倒掉大米,将瓶子装满水,想要测量这瓶水的重力,王老师告诉他不用测量也
能知道这瓶水的重力。请你告诉小明,这瓶水的重力是N„
尸产G-尸将瓶子中的沙子倒掉,则此时瓶子(含有沙子的)重力小1.8N,为验证猜想乙,
即浮力与物体的密度有关,应测量出此时瓶子(含有沙子的)重力,故小明在该实验环节
中存在的问题是没有测量出此时瓶子(含有沙子的)重力。
35.(2024•陕西西安・模拟预测)小华利用如图装置探究“浮力的大小与排开液体所受重力
的关系
图2
(1)小华的实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为片、鸟、
月,入。由图甲和可知物体受到的浮力;若片-玛=,则可以得出
浮力的大小与排开液体所受重力相等的关系;
(2)实验完成后,小华利用两个相同的弹簧测力计/和2、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、
薄塑料袋(质量忽略不计)对实验装置进行了改进,如图2所示。向下移动水平横杆,使
重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到/的示数逐渐,(选填“增大”“减小”或
“不变”)8的示数逐渐增大,且48示数的变化量__________(选填“相等”或“不相
等”);
(3)上述实验完成后,小华还探究了“物体受到浮力的大小与其形状是否有关“,他用橡皮
泥代替实心圆柱体物块,操作步骤如下:
A.将橡皮泥做成“碗”状并放入盛水的烧杯中,使其漂浮在水面上,杯中水深瓦;
B.把橡皮泥从水中取出捏成团状,再放入烧杯中,其下沉至杯底,杯中水深必;
①由此小华认为:物体受到的浮力与其形状有关,其结论错误的原因是;
②橡皮泥第一次受到的浮力(选填”或“>")第二次受到的浮力;
36.(2024•江苏徐州・三模)在测量“小石块的密度”实验中:
-10()
50g—60
甲乙丙
(1)天平使用前调节时,若发现指针静止时的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向
调节;
(2)测量时,天平平衡时,祛码及游码的位置如图乙所示,则石块的质量为g;
(3)用细线系着小石块浸没在装有60mL水的量筒中,这时量筒中水面的位置如图丙所示。
则小石块的密度为g/cm3;
(4)小红用圆柱形容器、刻度尺和一个不吸水的小木块等器材测量石块密度:
①如图丁所示,容器内装入适量的水,小木块放入容器内静止时,测出容器内水深为用;
②如图戊所示,用细线把石块与木块系住放入容器内静止时,测出容器内水深为必;
③如图己所示,将石块直接放入容器内水中,测出容器内水深为必;
④石块密度的表达式〃=(用字母表示,水的密度为〃次)
37.(2024•甘肃平凉•一模)小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系。他把金属块挂
在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置,如图所示。
@
@
王
三
4N上4N
三4..4N42N
二
|1主|
三5N
工
-
T4
1
LLJ1-.
水
米
主
水
水
酒cn
戊
丙
丁
甲
乙
(1)做丁、戊两次实验,是为了探究浮力大小与有关;
(2)做两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无
关;
(3)上面图乙中物体受到浮力大小为No
38.(2024•陕西西安•模拟预测)如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的
中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、6、d抓住手
柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮膜(填字母)的形变可知,液体内部存在向上的压强;
(2)不断增大塑料盒浸没的深度,其受到的浮力(选填“变大”“变小”或“不
变”);
(3)已知该仪器重5N,长宽高为lOctnx10cmx10cm,忽略手柄和橡皮膜形变引起的体积
变化,松手后,塑料盒静止时(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”
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