物理 第11讲浮力 考点一 浮力 特别提醒 1 浸在液体中的物体不一定都受到浮力 如 桥墩 拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合 水对它向上的压力F向上 0 故物体不受浮力作用 2 浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力 因此 在分析物体的受力情况时 浮力和液体的压力不能同时考虑 考点一 浮力 2 大气压强的测量 考点二 阿基米德原理 考点二 阿基米德原理 特别提醒 1 液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关 而与物体的质量 体积 重力 形状 浸没的深度等均无关 2 当物体浸没在液体里 此时V排 V物 当物体的一部分浸入液体里 另一部分露在液面上 此时V排 V物 考点二 阿基米德原理 考点三 物体的浮沉条件及应用 1 浸在液体中的物体同时受到浮力和重力的作用 物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的关系 2 浮力的应用 考点三 物体的浮沉条件及应用 考点三 物体的浮沉条件及应用 考点一浮力 阿基米德原理 例1 2015 齐齐哈尔 多选 在弹簧测力计下悬挂一个实心小球 弹簧测力计的示数是8N 把实心小球浸没在密度为0 8 103kg m3的油中 弹簧测力计的示数是6N 下列说法正确的是 A 小球受到的浮力是2NB 小球的质量是0 8kgC 小球的体积是2 5 10 4m3D 小球的密度是3 2 103g cm3 点拨 根据称重法F浮 G F拉 可求出小球受到浮力的大小 再结合阿基米德原理 F浮 液gV排可求出V排 因为小球浸没 有V球 V排 则小球密度可求出 答案 ABC 考点二物体的浮沉条件 例2 2015 来宾 把体积为2 10 3m3 重为12N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10N kg A 漂浮 F浮 20NB 漂浮 F浮 12NC 沉底 F浮 20ND 沉底 F浮 12N 点拨 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 物和 水的大小 还可以假设物块浸没 由F浮 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 答案 B 方法归纳 在有关浮力的综合练习中 若题目未 例3 2015 广东 如图所示 台秤上放置一个装有适量水的烧杯 已知烧杯和水的总质量为600g 杯的底面积为100cm2 将一个质量为600g 体积为300cm3的长方体实心物体A用细线吊着 然后将其一半浸入烧杯的水中 烧杯的厚度忽略不计 杯内水没有溢出 g 10N kg 则 1 物体A的密度是 g cm3 当物体A的一半浸入水中后 如图 水对烧杯底部的压强增大了 Pa 2 物体A所受的浮力为 N 细线对物体A的拉力为 N 台秤的示数为 N 此时烧杯对台秤的压强为 Pa 考点三浮力的综合应用 点拨 由题意 当A物体有一半浸入烧杯的水中时 水面上升 水对烧杯底的压强 压力都会增大 水对杯底增大的压力 F G排水 FA浮 烧杯对台秤增大的压力 F FA浮 图中台秤的示数F示 G总 FA浮 水对杯底增大的压强用 p 水g h或 p 都可求出 答案 1 2150 2 1 54 57 5750 考点三浮力的综合应用 图片与命题 图片与命题 图片与命题 图片与命题 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 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 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 实验探究浮力的大小跟哪些因素有关 G F拉 物体排开液体体积 液体密度 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 3 选用不同液体进行多次实验的目的是 4 能根据测得数据计算固体或液体的密度 实验探究浮力的大小跟哪些因素有关 浸没深度 使实验结论具有普遍性 例 2015 陕西 在 探究浮力的大小跟哪些因素有关 的实验时 小丽提出如下猜想 猜想一 浮力的大小跟物体排开液体的体积有关 猜想二 浮力的大小跟液体的密度有关 猜想三 浮力的大小跟物体的密度有关 1 小丽用重为3 2N的物体A做了如图1所示的实验 该实验验证了猜想 是正确的 可得出 在同种液体中 物体排开液体的体积越大 受到的浮力 实验中 物体A浸没时受到的浮力为 N 方向 2 下表是小丽验证猜想二时收集的实验数据 分析比较表中数据和图1实验中 填 甲 乙 或 丙 的数据可知 浮力的大小与液体的密度 3 为验证猜想三 小丽选用了与物体A密度不同的物体B进行实验 她将物体B逐渐浸入水中 容器中的水面上升至图示O位置时 发现棉线松弛 弹簧测力计示数变为0 如图2所示 取出物体B后 小丽又将物体A缓慢浸入水中 她在水面上升到 填 O点之上 O点 或 O点之下 位置时 读取弹簧测力计的示数 这样做是为了控制 相同 以便判断浮力的大小与物体的密度是否有关 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 答案 1 一越大2 2竖直向上 2 丙有关 3 O点排开液体的体积 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 1N的水有可能产生大于1N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 1 2015 宜昌 某一物体的体积为100cm3 密度为0 8 103kg m3 把它浸没在水中后放手 它将 填 上浮 下沉 或 悬浮 它最终静止时所受到的浮力为 N 水的密度为1 103kg m3 g取10N kg 2 2015 湖州 下图呈现的是体积相同 未打开的普通可乐和无糖可乐浸入水中时的浮沉状况 则质量较大的是 受到浮力较大的是 上浮 0 8 普通可乐 普通可乐 3 2015 益阳 体积均为200cm3的木块和合金块 放入水中静止时的情况如图所示 已知木块重为1 8N 合金块重为6N 则木块受到的浮力为 N 合金块受到的浮力为 N 4 2015 烟台 一艘远洋轮船装上货物后 发现船身下沉了一些 则它受到的浮力 填 变大 变小 或 不变 当船由内河驶入大海后 船受的浮力 填 变大 变小 或 不变 船相对于水面将 填 上浮 下沉 或 不变 1 8 2 变大 不变 上浮 5 2015 广东 如图所示为一种自制简易密度计 它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的 用它来测量液体密度时 该密度计 填 悬浮 漂浮 或 下沉 在被测液体中 将其分别放入装有液体密度为 1和 2的两个烧杯中 可以判断 1 2 若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1 m2 则m1 m2 后两空填 或 6 2015 苏州 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 漂浮 5 2 5 8 7 2015 恩施 大家都知道 曹冲称象 的方法 如图我们来分享小曹冲所运用的智慧 1 用物理知识解释 称象 的原理 前后两次水面正对记号说明 2 要推出 象重等于石头重 的结论 必须附上的关键推理依据是 前后两次排开水的体积相同 物体漂浮的条件 浮力等于重力 8 2015 德州 如图所示 桌面上有甲 乙两个相同的容器 有体积相等的实心木球和实心铜球 容器中分别装有等质量的水和酒精 水 酒精 木球和铜球的密度关系为 酒精 木 水 铜 将木球放入水中 铜球放入酒精中 无液体溢出 静止时 甲 乙两容器对桌面的压强分别为p1和p2 木球和铜球所受浮力分别为F1和F2 则p1 p2 F1 F2 均填 大于 等于 或 小于 小于 大于 9 2015 黄冈 在物理教学研讨会上 王老师用自制教具演示了如下实验 将一只去盖 去底的饮料瓶的瓶口朝下 把乒乓球 直径略大于瓶口直径 放入瓶内并注水 看到有少量水从瓶口流出 此时乒乓球静止 如图 然后用手堵住瓶口 一会儿乒乓球浮起来了 以下分析正确的是 A 图中乒乓球静止时没有受到浮力作用B 图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力平衡C 乒乓球上浮过程中 受到的浮力等于受到的重力D 乒乓球上浮过程中 受到的浮力始终不变 A 10 2015 朝阳 如图所示 三个相同的容器内水面高度相同 甲容器内只有水 乙容器内有木块漂浮在水面上 丙容器中悬浮着一个小球 则下列四种说法正确的是 A 三个容器对水平桌面的压力不相等B 三个容器中 丙容器对水平桌面的压强最大C 如果向乙容器中加入盐水 木块受到的浮力不变D 如果向丙容器中加入酒精 小球受到的浮力不变 C 11 如图所示 在容器中放一个上 下底面积均为10cm2 高为5cm 体积为80cm3的均匀对称石鼓 其下底表面与容器底部完全紧密接触 石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平 则石鼓受到的浮力 A 0B 0 3NC 0 5ND 0 8N12 2015 内江 密度为0 8 103kg m3的实心木块 轻放于足够深的水中 木块静止后 浸入水中的体积与木块总体积之比为 A 4 5B 4 1C 1 4D 1 1 B A 13 2015 长沙 水平桌面上放有甲 乙两个盛水的容器 现把两个形状和体积都相同的物体分别放入两容器中 当物体静止时 两容器中液面刚好相平 如图所示 下列说法正确的是 A 两物体受到的浮力相等B 两容器底部所受液体压强相等C 两物体的质量相等D 乙容器中物体密度较大 B 14 2015 重庆 弹簧测力计下挂一长方体物体 将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降 然后将其逐渐浸入水中如图甲 图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象 则下列说法中正确的是 A 物体的体积是500cm3B 物体受到的最大浮力是5NC 物体的密度是2 25 103kg m3D 物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N C 15 2015 连云港 潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中 体积不断变大 关于气泡所受压强和浮力的变化情况 下列说法正确的是 A 压强变大 浮力变大B 压强变大 浮力变小C 压强变小 浮力变大D 压强变小 浮力变小 C 16 2015 大连 甲 乙物体的密度相同 甲的体积是乙的2倍 将它们叠放在水槽里的水中 水面恰好与甲的上表面相平 如图所示 现将乙物体取下 当甲物体静止时 甲物体将 A 沉在水槽的底部B 悬浮在原位置C 漂浮 水下部分高度与甲的高度之比为1 2D 漂浮 露出水面部分的体积与甲的体积之比为1 3 D 17 2015 漳州 如图所示 在水平桌面上放置一个装有适量水的锥形瓶 瓶内漂浮着一块冰 冰融化过程中 A 瓶内水面上升B 水对瓶底的压强减小C 桌面受到的压力增大D 桌面受到的压强不变 D AC 19 2015 眉山 一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中 静止后有160g煤油溢出 将其轻轻放入盛满水的大烧杯中 静止后有180g水溢出 已知煤油的密度是0 8 103kg m3 则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是 A 下沉 1 1 103kg m3B 漂浮 0 85 103kg m3C 悬浮 1 0 103kg m3D 漂浮 0 90 103kg m3 D 20 2013 荆门 如图所示装置 实心铝块 铝 2 7g cm3 B C的体积均为10cm3 当B浸没在水中时 木块A恰能在粗糙的水平桌面上向左做匀速运动 若用铝块D替换C 则A在粗糙的桌面上向右做匀速运动 则D的质量为 g 已知水的密度为1 0 103kg m3 铝块B始终在水中 水与B之间的粘滞阻力及滑轮的摩擦均忽略不计 7 21 2015 鄂州 如图所示是小新同学验证阿基米德原理的一个实验过程图 1 如果是你做这个实验 为了减小误差 则图中的操作步骤顺序为 2 图中 两个步骤是为了测量浮力的大小 DABC AB 3 下面是小新同学实验时设计的表格及填写的实验数据 请你将该表格第三行数据补充完整 小新同学在进行数据分析时 发现第二次实验数据与其他两次反映的规律不相符 为了得到结论 他将第二次实验中G1的数据改为1 1N G排的数据改为0 5N 请你对他的做法进行评估 如果是你 对这种情况采用的做法是 没有实事求是的科学态度 做法不正确 分析原因 重新实验 22 2015 随州 为了测量某种不吸水的软塑泥的密度 刘强同学设计了如图实验步骤 甲 将适量的水装入量杯 水面处刻度值为V1 乙 将软塑泥捏成小碗形状 小碗漂浮在量杯中的水面上 水面处刻度值为V2 丙 将软塑泥捏成实心团 放入量杯中的水里 泥团漂浮在水面上 用细钢针轻压泥团 使泥团完全浸没水中 水面处刻度值为V3 丁 将泥团取出 吸干表面水滴 用细线系着泥团称重 测力计示数为F 1 请给步骤丙这种方法取一个名字 2 选取甲 乙 丙三步法测塑泥密度 用V1 V2 V3 水表示 泥 3 选取甲 丙 丁三步法测塑泥密度 用V1 V3 F g表示 泥 针压法 合理即可 23 2013 重庆 在一次物理兴趣小组的活动中 某小组同学准备用弹簧测力计 烧杯 水 吸盘 滑轮 细线来测量木块 不吸水 的密度 1 如图甲所示 用弹簧测力计测出木块在空气中的重力为 N 0 6 2 将滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上 挤出吸盘内部的空气 吸盘在 的作用下被紧紧压在烧杯底部 如图乙所示 在烧杯中倒入适量的水 将木块放入水中后 用弹簧测力计将木块全部拉入水中 如图丙所示 此时弹簧测力计示数为0 4N 3 如果不计摩擦和绳重 图丙所示的木块受到的浮力为 N 木块的密度为 kg m3 4 如果将烧杯中的水换成另一种液体 用弹簧测力计将该木块全部拉入该液体中时 弹簧测力计示数为0 2N 该液体的密度为 kg m3 5 如果实验中先用弹簧测力计将木块全部拉入水中 然后取出木块直接测量木块的重力 从理论上分析 按这样的实验顺序测得的木块密度值 填 偏大 偏小 或 不变 大气压 1 0 6 103 0 8 103 偏大 24 2015 孝感 小红物理学习小组在 测量物质的密度 的实验中 所用器材有 天平 小石块 烧杯 水 细线等 她的实验过程如下 1 调节天平平衡时 应将游码移至 处 若发现天平的指针偏向分度盘的右侧 应将平衡螺母向 填 左 或 右 调 直至天平平衡 2 用天平测出石块的质量m1 3 如图甲所示 将烧杯中装入适量的水 置于天平上 平衡时的读数为m2 4 如图乙所示 接着用细线将石块拴住 使之完全浸没在上述烧杯的水中 天平平衡时的读数为m3 此时手向上拉住细线另一端 石块不接触杯壁和杯底 水不外溢 零刻度线 左 5 若水的密度为 水 则石块排开水的质量为 石块的体积为 6 石块的密度表达式为 石 7 此实验过程中若将 3 4 顺序对换 则所测密度的值是偏 m3 m2 小 。