物理-浮力(1) - 图文

浮力

（一）浮力基本知识点 1、浮力的定义：

一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力 叫浮力。 2、浮力方向：竖直向上，施力物体：液（气）体

3、浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差 即浮力。 4、物体的浮沉条件：

（1）前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。 （2）请根据示意图完成下空。

G F浮 F浮 G F浮 F浮 G G 下沉 悬浮 上浮 漂浮 F浮 < G F浮 = G F浮 > G F浮 = G

ρ液<ρ物 ρ液 =ρ物 ρ液 >ρ物 ρ液 >ρ物

（3）说明：

① 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。

②一物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的1/3，则物体密度为 2/3ρ

分析：F浮 = G 则：ρ③ 悬浮与漂浮的比较 相同： F浮 = G 不同：悬浮ρ液 =ρ5、阿基米德原理：

（1）内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。

（2）公式表示：F浮 = G排 =ρ关。

（3）适用条件：液体（或气体）

6、漂浮问题“五规律”：（历年中考频率较高）

规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；

液

物

液

V排g =ρ物

Vg F浮 ρ物=（ V排／V）·ρ液= 2/3ρ液

G ；V排=V物 漂浮ρ液 <ρ物；V排

④判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F浮 与G或比较ρ液与ρ物 。

V排g 从公式中可以看出：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

规律二：同一物体在不同液体里，所受浮力相同；

规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；

规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；

规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。

7、浮力的利用： （1）轮船：

工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心

的，使它能够排开更多的水。

排水量：轮船满载时排开水的质量。单位 t 。

由排水量m 可计算出：排开液体的体积V排= ρ液 ； 排开液体的重力 G排 = m g ；轮船受到的浮力F浮 = m g 轮船和货物共重G=m g 。

（2）潜水艇：工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。 （3）气球和飞艇：

气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。 （4）密度计：

原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。 构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。

刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大 (二)浮力重难点解析 1.关于液面升降的问题.

分析 其实质是比较变化前后的V排.

例: 一块冰浮于水面,如图.那么当冰熔化前后,其水面将______(选填“升高”、“降低”或“不变”) 解: 冰熔化前:由于漂浮,F浮＝G物.则V排＝m冰g/ρ水g＝m冰/ρ水.

冰熔化后:由于m水＝m冰,由ρ＝m/V得 V化水＝m水/ρ水＝m冰/ρ水

因 V排水＝V化水,即冰熔化成水后,刚好填满原来被冰排开的水的体积,因此,水面保持不变. 冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。

2.如何用浮力知识来测固体或液体的密度. A.测固体的密度

例一 请利用弹簧测力计、水、烧杯测出一块小石头(ρ物>ρ水)的密度. ① 实验原理 F浮＝G－F拉(称重法) ② 步骤

a 用弹簧测力计先测出小石块在空气中的重力记为G石；

b 用弹簧测力计悬吊着小石块,使之浸没在水杯中,并记下此时弹簧测力计的示数为F拉； c 由F浮＋F拉＝G可求得小石块浸没在水中受到的浮力为F浮＝G石－F拉； d 由F浮＝ρ液gV排和G＝mg＝ρ物gV物及V物＝V排得ρ石＝

m ρ水

2

例二 利用量筒、水、细针测出不沉于水的蜡块(ρ物<ρ水)密度. ① 实验原理 F浮＝G(漂浮法) ② 步骤

a 先往量筒中倒入适量的水,记下水的体积为V0；

b 然后往量筒中放入小蜡块,待小蜡块静止后,记下水面现在所对应的刻度为V1,即蜡块漂浮时V排＝V1－V0；

c 用细针将蜡块全部按入水中,记下现在水面刻度为V2,此时蜡块的体积为V蜡＝V2－V0； d 利用漂浮条件F浮＝G,即ρ

水

gV排＝ρ

蜡

gV蜡得出ρ蜡＝ ρ水

B.测液体的密度 第一种方法

原理 F浮＝G－F拉和F浮＝ρ液gV排.(称重法)

器材 弹簧测力计、烧杯、适量的水、适量的待测液体和一个密度大于水和液体的物体. 过程 用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的浮力,则有 即:ρ液＝

第二种方法

原理 F浮＝G物(漂浮法)

器材 量筒、水和待测液体、一个密度比水和待测液体小的物体.

过程 用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的V排即可,即:由G物＝F浮水和G物＝F浮液可知

ρ水gV排水＝ρ液gV排液,也即ρ液＝

6.掌握计算浮力大小的四种方法.

A.称重法.利用弹簧测力计两次读数不等来计算浮力.

基本公式 F浮＝G－F拉(式中的G和F拉分别为称在空气中的物体和称在液体中的同一物体时弹簧测力计的读数)

适用范围 此式适用于液体中下沉的物体.常用于题中已知用弹簧测力计称物体重的情况. B.压力差法.利用浮力产生的原因来计算浮力. 基本公式 F浮＝F向上－F向下.

适用范围 此法用于判断物体是否受到浮力或计算浸没深度已知的规则物体所受的浮力. C.原理法.利用阿基米德原理来计算浮力. 基本公式 F浮＝G排液或F浮＝ρ液gV排液. 适用范围 普遍适用.

D.平衡法.利用物体漂浮或悬浮的条件来计算浮力. 基本公式 F浮＝G物、F浮＋N支＝G物、F浮＝G物＋F拉. 适用范围 漂浮体、悬浮体、沉底、连接体等.

其中称重法、原理法、平衡法是常用的计算浮力的方法.其它方法一般都要与原理法联合使用,才能顺利完成浮力问题的解答. 7.求解浮力问题的一般步骤 a 明确研究对象

b 明确研究对象所处的运动状态.(漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等)

c 对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图.(除分析重力、浮力外,还要注意是否有其它相关联的物体对它有拉力、压力等)

d 列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程(在展开方程时,应注意抓住题中的关键字“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等)

3

e 解方程求出未知量.

典型题目

一、作图题

1．重为10牛的木球浮在水面上,在图中作出木球所受到的水对它的浮力的图示.

2．木块M漂浮在液面上，处于静止状态，如图所示.请你画出木块M所受力的示意图. 二、填空题

1．(05沈阳市(课改区))如图所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形，分别放入相同的甲、乙两杯水中，静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力_________乙杯中橡皮泥所受的浮力（选填\大于\、\小于\或\等于\），_______杯中水面升高得多。

2．(05哈尔滨市)将同一小石块分别浸没在水和某种液体中，弹簧测力计的示数如图所示，则小石块的密度是________kg/m3,，这种液体的密度是__________ kg/m3.(g取10N/kg)

3．(04青海)将一个密度为0.9×103kg/m3的实心小球，先后放入水和酒精当中，则小球排开水的体积与排开酒精的体积之比为 ________；小球在水和酒精中所受浮力之比是______(ρ酒=0．8×l03kg/m3)

4【2009?江苏省】 一只苹果的质量为140g、体积为1.8×10-4m3，用手将其浸没在水中时，

苹果受到的浮力为＿＿＿＿＿N（g取10N/kg），松手后苹果将＿＿＿＿＿（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）． 5、【2009?潍坊市】 (6分)今年4月，为庆祝人民海军建军60周年，我潜艇部队参加了

在青岛举行的海军检阅活动。某潜水艇的总体积为1.5×103m3，最大下潜深度350m，此潜艇位于海面以下100m处时受到的浮力大小是＿＿＿＿ N，受到海水的压强是＿＿＿＿＿Pa。(海水的密度为1.03×103Kg/m3，取g=10N/g) 6、【2009?德州市】 某同学用如右3所示的装置，研究物块受到液体的浮力。弹簧

测力计吊着物块在空气中称时，读数为3N；当把物块浸没在煤油中称时，读数为2.5N，此时物块受煤油的浮力为＿＿＿N。当把物块浸没在水中称时，读数为＿＿＿2.5N（大于/小于/等于）。由此可得出结论: 浸没在液体中的物图体所受的浮力跟＿＿＿＿＿＿有关。 7、【2009?黔东南州】一个质量为0.06 kg的鸡蛋悬浮在一杯盐水中不动时，它受到的浮

力是＿＿N。当向杯中加盐时，鸡蛋将＿＿＿（选填“上浮” “悬浮”或“下沉”）．(g 取10 N/kg) 三、选择题

1．(05河北课改区)如图所示，体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。甲上浮、乙悬浮、丙下沉，在甲露出水面之前，关于它们所受浮力的说法正确的是( )

A.甲受到的浮力 B.乙受到的浮力大

C.丙受到的浮力大 D.甲、乙、丙受到的浮力一样大 2、【2009?北京市】甲溢水杯盛满密度为?1的液体，乙溢水杯盛满密度为?2的液体。将密度

4

为?的小球A轻轻放入甲溢水杯，小球A浸没在液体中，甲溢水杯溢出液体的质量是32g。将小球B轻轻放入乙溢水杯，小球B漂浮，且有1/6的体积露出液面，乙溢水杯溢出液体的质量是40g。已知小球A与小球B完全相同，?大于?1则下列选项正确的是【 】

A.小球A的质量为32g B.小球B的质量为8g C.?1与?2之比为2?3 D.?1与?2之比为24?25 3、【2009?河南省】如图4所示，把一个苹果放入浓盐水中，苹果处于漂浮状态。如果把

水面以上的部分切去，则余下的部分【 】 A.沉入水底 B.仍然漂浮 C.刚好悬浮 D.无法判断 4、【2009?河北省】一物体（长方体）漂浮在液面上，如图7（甲）

所示，对物体施加力的作用，使物体下降至图中的虚线位置。已知物体的下表面到水面的高度为h，水对物体下表面的压强为p，物体受到的浮力为F浮，p、F浮与h的关系

图4

如图7（乙）所示。其中正确的是【 】

A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 5、【2009?长沙市】将重为4N，体积为6×10-4m3的物体投入一装有适量水的溢水杯中，溢

出水300g．若不计水的阻力，当物体静止时，下列判断正确的是【 】 A．物体上浮，F浮= 6 N B．物体悬浮，F浮= 4 N C．物体漂浮，F浮= 4 N D．物体沉在水底，F浮= 63N 6、【2009?济宁市】 物理小组制作的潜水艇模型如图9所示。通过胶管A

从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时，若从A管吸气，烧瓶将会【 】

图9 A．上浮，它受到的浮力增大 B.下沉，它受到的浮力减小

C下沉，它受到的浮力不变 D. 上浮，它受到的浮力不变

7．(04临沂)将质量相等的实心铁块、铝块和木块放入水中，静止时，比较它们受到的浮力(ρ铁=7.8g／cm3、ρ铝=2.7g/cm3、ρ木=0.4g/cm3) ( ) A.铁块受到的浮力最小 B.铝块受到的浮力最小

C.木块受到的浮力最小 D.铁块和铝块受到的浮力一样大

8．(04山西)将一实心物体先后投入足量的水和酒精中，物体静止时，所受浮力分别为6N和5N，判定物体在水、酒精中的浮沉状态可能是（ρ酒=0.8×103kg/m3）( ) A.在水中漂浮，在酒精中漂浮 B.在水中漂浮，在酒精中沉底 C.在水中悬浮，在酒精中漂浮 D.在水中沉底，在酒精中沉底

9．(04泰州)如图所示，质量相等的A．B．C三个小球，放在同一液体中，结果A球漂浮，B球悬浮，C球下沉到容器底部，下列说法中正确的是 （ ） A．如果三个小球都是空心的，则它们的体积可能相等 B．如果三个小球的材料相同，则A．B两球一定是空心的

C．如果三个小球都是空心的，则它们所受浮力的大小关系为FA＞FB＞FC

D．如果三个小球都是实心的，则它们密度的大小关系为ρA＞ρB＞ρC 10．(02山西)如图所示,在三个相同的容器中分别盛有甲、乙、丙三种液体；将三个完

5

全相同的铜球,分别沉入容器底部,当铜球静止时,容器底部受到 铜球的压力大小关系是F甲>F乙>F丙,则液体密度相比较 ( ) A.甲的最小 B.乙的最小 C.丙的最小 D.一样大

11、（05广西河池)如图所示，将两只同样盛满水的溢水杯放在天平的两盘时天平平衡。将一木块放在右盘的溢水杯中木块漂浮在水面上，并将溢出的水取走，此时天平 ( )

A.右边上移 B.保持平衡 C.右边下移 D.无法确定

三、探究与实验题 1、【2009?广州市】（7分）做研究浮力的实验中 （1）测量浸没在水中物体所受浮力大小步骤如图

①用细线把一物体挂在弹簧测力计上如图24所示，测出该物体所受重力G=1.2N ②把该物体浸没在水中如图25所示．此时弹簧测力计示数F=＿＿＿； ③该物体所受浮力F浮=＿＿＿

（2）按上述方法测定两组共8个实心物体浸没往水中所受浮力的实验数抓如表1、表2

①为了研究体积相同的不同物体，浸没在水中时所受浮力与重

力的关系，根据表1数据，在以G为横坐标、F浮为纵坐标的方格纸上描点，再把这些点连起来 ②甲同学根据图线得出“一切浸没在水中的物体所受的浮力皆

相等”的结论乙同学根据表2数据得出“一切浸没在水中的物体所受浮力与其所受重力成正比”的结论请你从两位同学的结论中任选一个判断其是否正确，并说出理由

③假如将体积为100cm3的铅块浸没在水中，它将受到多大的浮力？

2、【2009?福州市】（4分）翔翔在家探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因

素有关，如图13所示。请仔细观察图示并回答下列问题： （1）从A、B两图可知，鸡蛋在水中受到的浮力大小是___N。 （2）根据B、C两实验，他就得出鸡蛋受到的浮力大小与液体的密

度有关，你认为对吗？＿＿＿，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）在图22实验中，你还可以观察到什么现象？ （写出一个）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 3、【2009?绵阳市】小军同学在探究“浮力的大小等于什么”

时，用弹簧秤、塑料块、烧杯、小桶等进行实验操作测量，如图a、b、c是其中的三个步骤示意图，还差一个步骤图d，才能完成探究任务，则d是测量＿＿＿

图13

6

＿＿＿的。设四个图中弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3、F4。由四个图中＿＿＿两个图的弹簧秤的读数可以求出塑料块受到的浮力；被排开液体的重力为＿＿＿；如果关系式 成立，就可以得到著名的阿基米德原理。

4．(05北京市)小东同学想测出液体B的密度，他手边只有：一个弹簧测力计、一根细线、一个小石块、两个烧杯和足量的水。小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤，但不完整。请你将小东的实验步骤补充完整：

（1）用细线系住小石块，将适量的水与液体B分别倒入两个烧杯中； （2）__________________________________________________； （3）用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的拉力F；

（4）________________________________________________。 请根据小东测量的物理量表示出液体B的密度：ρB=________. 四、综合应用题 1、【2009?重庆市】 为了响应“健康重庆”的号召，小林和爸爸周末到郊外去钓鱼，他在

亲近大自然的同时还观察到爸爸在钓鱼前要“试漂”来确定铅坠（铅坠由合金制成）的大小，尽量使“浮标”更灵敏（如图15甲所示），图15乙是浮标和铅坠的位置示

3

意图。若球形浮标的体积为15cm，铅坠的密谋为11g/cm3。（取水的密度ρ水=1.0×33

10kg/m，g=10N/kg。）

（1）若铅坠在水面下1.2m处，它受到水的压强是多大？

2（2）有经验的钓鱼者会使浮标体积的浸入水中，此时浮标受到的浮力是多大？

3（3）小林看见爸爸有一种体积为0.5cm3的铅坠，如果使用这种铅坠，浮标静止时浸

入水中的体积在多大？（铅坠未接触池底，不计浮标的质量，不计钓线、鱼钩、鱼饵的体积及质量。）

图15

2、【2009?荆门市】“武汉号”导弹驱逐舰在亚洲处于领先水平，参

加了我国海军首批赴亚丁湾、索马里海域的护航任务。“武汉号”的排水量为7000t，是一种防空、反潜、反舰能力均衡的远洋驱逐舰。（海水的密度为1.03×103kg/m3，g取10N/kg） （1）满载时，“武汉号”受到的浮力有多大？

（2）若舰底某处距海面的深度为8m，则该处受到海水的压强是

多少？

图17 （3）“武汉号”在巡航时，通过舰载雷达发现了目标。若雷达

发出电磁波经2×10-4s收到了回波，则目标距军舰的距离是多少？

7

3、【2009?临沂】在研究物体的浮沉条件实验中，张聪同学将鸡蛋放入装有密度为1.1×

103kg/m3盐水的量筒中，如图18所示，鸡蛋恰好能处于静止状态，测得鸡蛋排开盐水的体积是5×103m3（g=10N/kg） (1)该鸡蛋的重力是多少？

（2）请说出使鸡蛋下沉的可行方案 4、【2009?威海市】（7分）小明同学注意到新闻节目中经常报道国际原油图18 价格

涨至多少美元一桶，又报道我国进口原油价格每吨提高多少元。他想知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系。经过努力，小明设法获得“胜利原油”

333

样品若干，并将密度为0.6×10kg/m、体积为200cm的立方体木块放入原油中，木块漂浮在油面上，经测量木块有1/3的体积露出油面（g=10N/kg）。求：（1）木块受到的浮力。（2）原油的密度。（3）若每桶原油的体积为1/6m3，1吨原油等于多少桶？

5．(05毕节地区)如图所示，边长为10 cm的实心正方体木块，密度为0.6×103kg/m，静

止在装有足量水的容器中，且上下底面与水面平行，求： (1)木块的质量；

(2木块在水中所受浮力的大小； (3)木块浸在水中的体积；

(4)水对木块下底面的压强。(取g＝10 N/kg）

6、【2009?朝阳市】（10分）图19是某公共厕所的自动冲水装置。浮筒A

是边 长为20cm的正方体，盖片B的质量为lkg，表面积为80cm2，厚度不计。连接AB的是长为30cm，体积和质量都不计的硬杆。当供

8

图19

水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所(g取10N/kg)。

(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？ (2)浮筒A的质量

是多少？

(3)当水箱中的水有多深时，盖片B又自动关上？ 7、【2009?雅安市】把体积为1dm3的空心铜球挂在弹簧秤上，浸没在水中静止时，弹簧秤

的示数是放在空气中称时的

5,已知ρ铜=9.0×103kg/m3。（取g=10N/kg）求： 6（1）铜球受到的浮力是多少？(2分)

（2）铜球的重力是多少？（3分）

（3）铜球空心部分的体积是多少？（3分）

8、【2009?齐齐哈尔市】4月23日，是中国海军建军60周年纪念日，举行海上阅兵仪式，展

示了中国海军的军威。如图所示是海上阅兵的部分场景，其中参加演习的某艘军舰排水量为3000吨。请你回答以下问题（海水的密度视为水的密度）： （1）当这艘军舰满载行驶时受到的浮力是多少N ? （2）卸下一批装备后，这艘军舰排开水的体积减少

了50m3，那么卸下的这批装备的质量是多少kg？

图20

9、【2009?河池市】 龙滩水电站位于红水河上游的河池市天峨县境内.该水电

站堪称世界级工程，建成后正常蓄水位400m，最大坝高216.5m，装机容

9

图21

量630万千瓦.

（1）如图21是大坝的截面图，大坝被建成“上窄下宽”的形状，主要是考虑到水对

坝体侧面有 ＿＿＿＿ ，并且随深度的增加而＿＿＿＿＿ ．

（2）若坝内水的密度为1.0×103kg/m3，求水深120m处大坝受到的压强. （3）某兴趣小组积极响应今年世界环境日的中国主题：“减少污染——行动起来”的

号召，进行了一次“龙滩库区洪水期水质调查”的实践活动.通过活动，发现龙滩电站水库对改善水质具有重要的作用.在实际测量中，他们将一根质量为100g的圆柱棒（下端密度较大）放入从大坝附近取来的水样中，该棒恰好竖直漂浮，测得棒浸入水样中的长度为总长的3/4. 然后将该棒放入从距大坝150km处的上游库区取来的水样中，棒仍竖直漂浮，测得棒浸入该水样中的长度为总长的5/8.求该棒在坝区附近的水样中所受的浮力和距大坝150km处水样的密度.（大坝附近的水样密度约为1.0×103kg/m3）

浮力参考答案：

二、填空题 4、1.8 上浮

5、1.545×107(3分) 1.03×106(3分) 6、0.5；小于；液体密度 7、0.6 上浮 三、选择题 1-5 CCBAC 6-11 DACBAB

四、实验题 1、（1）②0.4 N ③0.8 N（2）①略②甲同学判断错误。因为他没有说明样本体积相等

且完全浸没（即排水量相等）这个前提。乙同学判断错误。因为他没有说是同种物质这个前提。③根据图像可知，浮力为1.0N。 2、（1）0.5 （2）不对 实验中没有控制鸡蛋排开液体的体积相同

（3）浸没在水中的鸡蛋看起来比在空气中的大（或鸡蛋浸入盐水中的部分看起来比空气中的大）（本题是开放性试题，答案科学、合理即可得分） 3、空小桶的重力 a、b F3 - F4 F1- F2=F3一F4 四、综合题

1、解： ((3分) (2)浮标有三分之二的体积浸人水中

时：

浮标浸入水中的体积：

(3分)

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