第16讲 浮力 阿基米德原理 浮沉条件 （含答案）

第16讲浮力阿基米德原理浮沉条件目标领航构建知识网考点通关直击考什么考点1浮力1．定义：浸在液体中的物体受到①____的力，这个力叫作浮力。（方向:竖直向上）2．产生原因：浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力②____，如图1所示。图1易错警示（1）物体漂浮时，F向下=0（2）物体下表面与底面紧密贴合时，F向上=03．公式：F浮=③__________4．测量：称重法测浮力，F浮=④______图2考点2阿基米德原理（适用于液体和气体）1．内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小⑤____它排开的液体所受的重力。2．公式：F浮=⑥________=m排g=⑦__________3．影响因素：（1）浸在液体中的⑧____；（2）液体的⑨____。易错警示（1）物体浸没时，V排（2）物体部分浸入液体时，V排（3）浮力的大小跟物体本身的体积、密度、在液体中的深度、液体多少等均无关。考点3浮沉条件的理解与应用1．物体的浮沉条件浮沉状态上浮下沉悬浮漂浮沉底示意图受力关系F浮⑩____GF浮F浮⑪____GF浮⑫____GF浮⑬____G密度关系ρ液ρ液⑭____ρρ液⑮____ρρ液⑯____ρρ液状态受非平衡力，运动状态不断改变可以停留在液面下的任何位置“上浮”过程的最终状态“下沉”过程的最终状态2．浮力的应用（1）轮船：轮船的大小通常用排水量m排来表示。轮船受到的浮力F浮=⑰________（2）气球和飞艇：靠充入密度小于空气的气体来工作。（3）潜水艇：通过向水舱充水或排水来改变⑱____，从而实现上浮和下潜。（4）密度计：根据物体漂浮在液体中受力平衡，结合阿基米德原理计算出液体密度。（密度计上的刻度数值上小下大，刻度线间距上大下小不均匀）深度理解（1）轮船总重力不变,从河流驶入大海，ρ液变大，V排减小，轮船上浮，（2）潜水艇出水前，V排=（3）同一密度计，重力不变。由F浮=ρ液gV排可知重点实验多维透析实验15探究浮力大小与哪些因素有关新课标探究类必做实验实验一题练透问题学习小组的小明想用弹簧测力计、物块、烧杯、盐水和水探究“浮力的大小与哪些因素有关”，如图所示，请根据图示回答问题（已知ρ水证据1．与图甲相比，图乙中弹簧测力计示数变小，说明物体受____力，其大小为____N。2．由甲、乙、丙三图所示进行实验，可探究的问题是______________________________________。解释3．由图丙、丁可知，浸在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的深度____。（选填“有关”或“无关”）4．为了探究浮力大小与液体密度是否有关，应选择的装置是图________。5．根据图中数据可知，盐水的密度为____________kg/m3，物体的密度为____________交流6．同组的小丽选用了与物块A密度不同的物块B探究浮力的大小是否与物体的密度有关。她将物块B逐渐浸入水中，容器中的水面上升至O位置时，弹簧测力计示数变为0，如图己。取出物块B，小丽又将物块A缓慢浸入水中，她在水面上升到O位置时，读取弹簧测力计的示数，这样做的目的是控制__________________相同。7．某同学根据生活经验“铁块放入水中会下沉，而铁块做成轮船却能漂浮在水中”提出浮力大小与物体形状有关的猜想。请说出该猜想是否合理并说明原因。________________________________________________。实验16探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系问题如图是探究浮力大小跟排开液体所受重力大小关系的实验过程示意图。1．石块受到的重力G=______2．图丙中存在的错误是________________。这会使测出的物体排开水的重力____（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。3．改正错误后，进行实验。石块浸入溢水杯的过程中，石块受到的浮力____；溢水杯底部受到的水的压强____。（均选填“变大”“变小”或“不变”）4．图丁中石块所受浮力F浮=__________；石块排开水受到的重力G排=_________解释5．若等式__________________成立，则表明浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受的重力。为了使实验结论更具有普遍性，应该________________________________。交流6．[装置创新]学习结束后，小组反复讨论，改进了实验，改进后的实验装置如图己所示，其中A、B是弹簧测力计，C为重物，D为薄塑料袋（质量不计），E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞和弯曲玻璃管自制的溢水杯，杯中加入红色的水，F是可升降平台，G为铁架台。①实验前，在选择A、B两个弹簧测力计时，很多同学认为选择任何规格的弹簧测力计都可以，而小军同学认为应选择________（选填“规格相同”或“规格不同”）的弹簧测力计。②实验中，同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧测力计A的示数____，弹簧测力计B的示数____（前两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。比较弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB，它们的大小关系是ΔFA____（选填“>”“③在这个过程中溢水杯对升降台的压力____（选填“变大”“变小”或“不变”）。命题研究聚焦怎么考命题点1浮力的产生及影响因素★☆☆5年2考1．[模型构建]如图所示，取一只去底的矿泉水瓶，瓶口朝下，瓶口直径略小于乒乓球的直径，放入乒乓球。第1题图（1）如图甲所示，往瓶中注水，可观察到的现象：乒乓球被水压在瓶底，同时有少量水从瓶口流出。这说明乒乓球____（选填“受”或“不受”）浮力。（2）如图乙所示，用瓶盖（或手）堵住漏水的瓶口，当乒乓球下面积满水时，乒乓球会上浮。（3）上述实验说明：①浸在液体中的物体______（选填“一定”或“不一定”）受到浮力；②浮力产生的根本原因是________________________。2．[2025房山一模]如图所示，装有水的容器静止放在水平桌面上，正方体物块M悬浮在水中，其上表面与水面平行，则下列说法中正确的是（）第2题图A．M上、下表面受到水的压力的合力大于M受到的浮力B．M上、下表面受到水的压力的合力大小等于M受到的重力大小C．M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力D．M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力3．[浮力与压强结合]如2题图所示，若正方体M边长为10cm，上表面受到水的压力为5N,下表面受到水的压力为13N，则正方体受到的浮力为____N，水对正方体下表面的压强为__________4．[2022北京]小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的，他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。（1）以下是他的部分实验步骤，请帮他补充完整。①将金属块悬挂在弹簧测力计下，测量金属块受到的重力G并记录。②在烧杯中装入适量的水，________________________________，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。③____________________________________________，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。④用公式____________计算金属块所受浮力F浮1、（2）由水的深度变化时，F浮1____F浮2（选填“（3）画出实验数据记录表。命题点2阿基米德原理★☆☆5年5考5．[气体浮力]某实验小组自制“口罩热气球”，其体积约为800cm3，已知空气密度约为1.29kg/m3，该“口罩热气球”在空气中所受浮力为____6．[平衡法测浮力2020北京]排水量是轮船装满货物时排开水的质量。一艘排水量为2000t的轮船，装满货物在河水中航行。河水密度取1.0×（1）装满货物时，轮船和货物受到的总重力；（2）轮船排开水的体积。7．[称重法测浮力2025海淀一模]将一物体悬挂在弹簧测力计下，稳定时弹簧测力计的示数为5N，将物体浸没在水中，静止时弹簧测力计的示数为3N，如图所示，已知水的密度ρ水（1）画出物体浸没在水中时的受力示意图。（2）求物体所受浮力的大小F浮（3）求物体的体积。（4）[2024海淀一模改编]将物体从水中取出，擦干后浸没在某液体中，静止时，弹簧测力计读数为28．[T7变式与图像结合]如图甲所示，水平桌面上放着盛有水的柱形容器，在容器上方的弹簧测力计下悬挂着一个实心圆柱体，将圆柱体缓慢浸入水中。记录圆柱体下表面到水面的距离h和弹簧测力计的示数F，并根据记录的数据画出F−h图像，如图乙所示。圆柱体浸入水的过程中，始终不与容器接触且容器中的水未溢出。已知水的密度为1.0×103A．圆柱体所受的重力为4B．圆柱体受到的浮力的最大值为2.5C．圆柱体的密度约为2.7D．h从1cm增大到9．[实验设计2024顺义一模改编]为了探究“浸在水中的物体所受浮力的大小跟物体排开水所受重力的大小是否有关”，小明利用如图所示的金属圆柱体A(ρ（1）以下是他的部分实验步骤，请你帮他补充完整：①将空小桶悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F1②将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F2③把圆柱体A下部的一个格浸入盛满水的溢水杯中，圆柱体A不接触溢水杯，静止时记录弹簧测力计的示数F3④将盛有水的小桶悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F4⑤________________________________________________________________________，重复步骤③④操作，记录相应的数据；⑥利用公式G排=__________和F浮=_________（2）画出实验数据的记录表格。命题点3物体的浮沉条件★★☆5年5考10．[一题多问2023北京改编]小京洗水果时，发现体积较小的橘子漂浮在水面上，而体积较大的芒果却沉在水底，如图所示。完成下列填空。[(1)∼(6)均选填“>”“（1）橘子的密度____水的密度。（2）橘子的密度____芒果的密度。（3）橘子受到的浮力____它受到的重力。（4）橘子受到的重力____芒果受到的重力。（5）橘子受到的浮力____芒果受到的浮力。（6）橘子底部受到的水的压强____芒果底部受到的水的压强。11．[2022北京]甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如表所示。将它们浸没在水中释放，在其稳定后，三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和小球甲乙丙m/g304054V/605020A．F甲>FC．F丙>F12．[潜水艇模型]小明用如图所示装置模拟“潜水艇”的下潜过程。“潜水艇”在水中A位置时漂浮；当水舱中再充入一部分水时，“潜水艇”逐渐下沉，稳定后停留在水中B位置。关于此过程下列说法正确的是（）A．“潜水艇”下潜过程中浮力变小B．“潜水艇”下潜过程中浮力大于重力C．“潜水艇”在A位置受到的浮力小于在B位置受到的浮力D．“潜水艇”在A位置受到的重力等于B位置受到的重力13．[2025北京]某小组设计了水箱自动控制进水装置,如图所示。水箱内的圆柱形金属控制棒用不可伸长的细线悬挂在力传感器下面,并始终浸在水中,通过它对力传感器拉力的大小触发开关,控制水泵自动进水。用水时,水箱内水位降低,当到达最低水位时,力传感器所受拉力等于F1,触发开关,水泵开始持续向水箱注水;当水位到达最高水位时,力传感器所受拉力等于F2,再次触发开关,水泵停止向水箱注水。若进水过程中同时用水,相同时间内进水量大于出水量。已知控制棒的质量为m,水的密度为A．控制棒受到的浮力最大时,排开水的体积为mgB．控制棒受到的浮力的变化量最大为mgC．力传感器受到的拉力大小在F1与FD．缩短悬挂控制棒的细线,可使水箱中的最高和最低水位均升高14．[2024北京]图甲为一彩球“温度计”，其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体，随着温度升高，这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球，彩球体积（包括标牌）相等，其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时，悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图，编号为4的彩球标牌所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为A．彩球4在22℃时所受浮力大于B．当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时，5个彩球均漂浮C．若有2个彩球漂浮，3个彩球沉底，则环境温度t满足24D．要增大该温度计能测得的最高温度，可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球15．[分析论证2024北京]某同学将粗细均匀的吸管一端密封，在吸管内装上适量的铁砂，并在吸管上标上刻度线及相应的密度值，制成了简易密度计，如图所示。密度计上有密度值为ρ1和ρ2的两条刻度线(ρ1>ρ216．[定量计算2023北京]某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖上系一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，当瓶中不放被测物体静止时，在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线，再在瓶身上均匀标记其他刻度线，左侧标记的是长度值，若在刻度线右侧标上相应的质量值，即可做成一个简易浮力秤，如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀，其横截面积为50cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为170g,水的密度为1.0（1）画出图中浮力秤的受力示意图。（2）求图中所示状态浮力秤受到的浮力。（3）求浮力秤上2第16讲浮力阿基米德原理浮沉条件考点通关直击考什么考点1浮力1．向上2．不同3．F24．G−考点2阿基米德原理（适用于液体和气体）1．等于2．G排；3．体积；密度考点3浮沉条件的理解与应用1．>；=；=；<；<；=；>2．G排重点实验多维透析实验15探究浮力大小与哪些因素有关新课标探究类必做实验液体密度；将物体浸入密度不同的液体；物体排开液体的体积；在同一位置测量并使同一个物体浸没；物体排开液体的体积；改变物体浸入液体的体积；液体密度；在同一液体中测量；浮力大小；用弹簧测力计测出物体重力G，提着物体使物体浸入液体中，读出弹簧测力计示数F拉，利用公式F实验一题练透1．浮；0.62．浮力大小与物体排开液体的体积是否有关3．无关4．甲、丁、戊5．1.3×106．物体排开液体的体积7．不合理，铁块做成轮船后排开液体的体积发生了变化实验16探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系1．F12．溢水杯没有装满水；偏小3．变大；不变4．F1−5．F16．①规格相同②减小；增大；=③不变命题研究聚焦怎么考命题点1浮力的产生及影响因素★☆☆5年2考