第九讲 浮力
浮力
1．氢气球脱手后会飞上天空是因为氢气球受到________，用一弹簧测力计吊着一个铁块，将其浸没于水中，发现____________，由此可以说明____________________________________________。
2．(2018·池州模拟)中国核潜艇在捍卫中国领海过程中发挥了巨大作用，它的核反应堆是将核能转化为内能。为了执行任务，当它从长江潜入到东海时，假设潜入深度不变，则所受浮力________，潜艇机身所受液体压强________(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
第2题图
3．(2017·郴州)请画出漂浮在水面上的木块的受力示意图。
第3题图
阿基米德原理
4．(2017·辽阳)“辽宁舰”是我国第一艘航空母舰，该舰满载时排水量为67 000 t，则该舰满载时所受浮力为____________N(g取10 N/kg)。“辽宁舰”在航行时，两侧的护卫舰不能靠它太近，是因为它们之间水的流速大，____________，容易发生相撞事故。
5．(2018春·南陵县期末)如图所示，将一个正方体木块放入水中，静止时刚好有一半的体积露出水面，则该木块的密度是____________kg/m。(已知：ρ水＝1.0×10 kg/m)
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3
第5题图
6．(2018·宿州模拟)如图所示，容器中装有一定质量的水，先后按甲、乙两种方式使物体A和小玻璃杯漂浮在水面上(图中细线重力及体积均不计)。设甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力分别为F甲和F乙，水对容器底的压强分别为p甲和p乙，则( )
第6题图
A．F甲＜F乙，p甲＝p乙 B．F甲＝F乙，p甲＝p乙 C．F甲＝F乙，p甲＜p乙 D．F甲＞F乙，p甲＞p乙
7．(2017·聊城)如图所示，水平地面上有一底面积为1.5×10 m的圆柱形容器，容器中水深40 cm，一个边长为10 cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4 N。(g＝10 N/kg)求：
(1)此时容器底受到水的压强和压力； (2)此时物块受到的浮力和物块的质量； (3)细线剪断后，物块静止时浸入水中的体积。
－2
2
第7题图
物体的浮沉条件
8．(2017·自贡)一重为0.6 N的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中，如图所示，鸡蛋在甲中悬浮，在乙中漂浮，则鸡蛋在甲中受到的浮力为________N，甲的密度________(选填“＞”“＜”或“＝”)乙的密度。
第8题图
9．(2018·泰州)把重10 N，密度为0.9×10 kg/m的实心物体投入水中。当物体静止时，物体处于________(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态，物体所受浮力为________N，排开水的体积是__________m。(g取10 N/kg)
10．(2018·眉山)如图所示，放在水平桌面上的三个完全相同的容器内，装有适量的水，将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内，待正方体静止后，三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
3
3
3
第10题图
A．物体受到的浮力大小关系为FA＞FB＞FC B．三个物体的密度大小关系是ρA＞ρB＞ρC C．容器对桌面的压力大小关系为F甲＝F乙＝F丙 D．容器底部受到水的压强大小关系为p甲＞p乙＞p丙
浮力的应用
11．潜水艇在水中能够自由的上浮下沉，这主要是利用改变____________来实现的，气象气球在空中也能自由的上浮下沉，它主要是利用改变气囊的________来实现浮沉的。
12．(2018·庐阳区一模)图中a、b所示的是将相同的密度计分别放入两种不同液体中的情形，由图可知：两种液体的密度相比较：ρa________ρb。密度计在两种液体中受到浮力相比较：Fa________Fb。(均选填“＞”“＝”或“＜”)
第12题图
第13题图
13．小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”，如图所示。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封，用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列说法中错误的是( )
A．“浮沉子”下沉时，所受重力大于它受到的浮力
B．无论怎样挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”不可能悬浮在水中 C．“浮沉子”上浮时，小瓶内的压缩空气会将内部的水压出 D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
探究浮力的大小与哪些因素有关
14．(2018·吉林)在“探究浮力的大小跟液体的密度是否有关”的实验中，小明找来烧杯、清水、盐水、细线、弹簧测力计和小石块。实验步骤如下：
(1)用弹簧测力计测出小石块在空气中重力G；
(2)把小石块浸没在清水中，读出弹簧测力计的示数为F1，则小石块受到的浮力F浮＝____________；
(3)把小石块浸没在________中，读出弹簧测力计的示数F2，求出小石块此时受到的浮力F′浮；
(4)若F浮____________ (选填“等于”或“不等于”)F′浮，说明浮力的大小跟液体的密度有关。
15．(2018·北京)为了验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”，小明选用如图所示的圆柱体A(ρA＞ρ
水
)、弹簧测力计和装有适量水的烧杯进行实验。
第15题图
(1)以下是他的部分实验步骤，请你帮他补充完整：
①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F1；
②将圆柱体A下部的一格浸入水中，圆柱体不接触容器，静止时记录弹簧测力计的示数为F2；
③________________________________，静止时记录弹簧测力计的示数为F3。 (2)由F1－F2________(选填“＝”或“≠”)F1－F3，可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”。
阿基米德原理的应用
16．(2014·安徽·4分)一均匀的长方体浸没在液体中，如图所示。已知它的底面积为
S，上表面所处深度为h1，下表面所处深度为h2，则长方体下表面所受到液体的压力表达式
为____________，浮力表达式为 ________________________(液体密度ρ液和g为已知量)。
第16题图
17．(2018·安徽·12分)重为200 N的方形玻璃槽，底面积为0.4 m，放在水平台面上，向槽中加水至水深0.3 m(已知ρ度不计)。
(1)求水对玻璃槽底部的压强和槽底对水平台面的压强；
(2)将边长为20 cm的正方体物块轻轻放入水中，当其静止时，测出该物块露出水面的高度为5 cm，求该物块的密度；
(3)用力F垂直向下作用在物块的上表面，使物块露出水面的高度为2 cm并保持静止，求此时力F的大小。
水
2
＝1.0×10 kg/m，g取10 N/kg，玻璃槽的侧壁厚
3 3
第17题图
18．(2017·安徽·6分)如图a所示，一长方体木块质量为0.12 kg，高为4.0 cm。将木块平稳地放在水面上，静止时木块露出水面的高度为2.0 cm。如图b所示，利用金属块和细线，使木块浸没水中且保持静止状态。已知水的密度ρ水＝1.0×10 kg/m，g取10 N/kg，求：
3
3
第18题图
(1)木块的密度ρ木； (2)细线对木块的拉力F。
19．(2016·安徽·8分)理论上分析：浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体表面压力的合力。如图所示，一个底面积为S、高为h的长方体浸没在密度为ρ的液体中。
(1)分析该物体侧面所受液体压力的合力F合1； (2)求出该物体底面所受液体压力的合力F合2；
(3)结合以上结果，说明该理论分析与阿基米德原理的表述是一致的。
第19题图
实验一：探究浮力的大小与哪些因素有关
(2017·怀化)某同学按照如图所示的操作，探究影响浮力大小的因素。
例1题图
(1)物体受到的重力为________N； (2)物体全部
浸没在水中时，受到的浮力是________N；
(3)由________两图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关； (4)由________两图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关； (5)由D、E两图可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的________有关。 【拓展设问】
(6)在图C中，若物体完全浸没在水中后，继续向下移动，在没有接触到杯底前，弹簧测力计的示数不变，说明物体浸没后，所受浮力的大小与________无关；
(7)图中物体的密度为____________；
(8)实验时，如果先放在水中测量，再测量物体的重力，则会使浮力的测量结果________(选填“偏大”或“偏小”)。
实验二：探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
(2016·兰州)如图所示，为了验证“阿基米德原理”，某同学做了如下实验：
例2题图
(1)如图甲所示，在弹簧的下端挂一个小桶，小桶的下面吊一个石块，记下弹簧伸长后下端到达的位置O，将此时弹簧对小桶的拉力记为T1，小桶与石块的总重记为G，则
T1________(选填“＞”“＜”或“＝”)G；
(2)如图乙所示，在溢水杯中盛满水，当石块浸没在水中时，排出的水便流到旁边的小水杯中，将排出的水的重力记为G排；
(3)如图丙所示，把小杯中的水全部倒入弹簧下方的小桶中，弹簧的下端又会到达原来
的位置O，将此时弹簧对小桶的拉力记为T2，则T2________(选填“＞”“＜”或“＝”)T1；
(4)通过对图丙中小桶和石块的受力分析，请推导石块受到的浮力F浮与排出水的重力G排
之间的关系________________________。(要求写出推导过程)
【方法指导】此题主要考查的是学生对验证“阿基米德原理”实验的理解和掌握，关键
是等效替代法在实验中的应用。
专题强化集训13 浮力的相关计算
1．(2018·宜昌)有一木块的体积为200 cm，密度为0.8×10 kg/m。把它浸没在水中时，它受到的浮力是________N；松手后，木块静止时排开水的质量是________kg。(g＝10 N/kg)
2．(2017·河南)如图甲所示，物体A的体积为V，放入水中静止时。浸入水中的体积为V1；现将一体积为V2的物体B放在物体A上，物体A刚好全部浸没在水中，如图乙所示。则图甲中物体A下表面受到的压力大小为____________________，物体B的密度为____________________。(水的密度用ρ水表示)
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第2题图
3．(2018·宣城二模)如图所示的是我国研发的“圆梦”号平流层飞艇。该飞艇依靠浮力可升到20 km高的平流层，其推进系统由太阳能电池提供能量。推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡，可使飞艇长时间悬停。若飞艇的气囊体积为3×10m，平流层空气密度取0.06 kg/m，则飞艇在平流层受到的浮力约为________________N。(g取10 N/kg)
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第3题图
4．(2017·泰安)有甲、乙两个溢水杯，甲溢水杯盛满酒精，乙溢水杯盛满某种液体。将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中，小球下沉到杯底，溢出酒精的质量是40 g；将小1
球从甲溢水杯中取出擦干，轻轻放入乙溢水杯中，小球漂浮且有的体积露出液面，溢出液
11体的质量是50 g，已知ρ
酒精
＝0.8×10 kg/m，下列计算正确的是( )
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①小球的质量是40 g ②小球的体积是50 cm ③液体的密度是1.1×10 kg/m ④小球的密度是0.9×10 kg/m A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有②④正确 D．只有①③正确
5．(2017·天水)如图甲所示，不吸水的长方体物块放在底部水平的容器中，物块的质量为0.2 kg，物块的底面积为50 cm，物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连，当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置，停止注水，此时，物块上表面距水面10 cm，绳子竖直拉直，物块水平静止，绳子的拉力为2 N。已知ρ水＝1.0×10 kg/m，g＝10 N/kg。求：
(1)物块的重力； (2)物块的密度；
(3)注水过程中，绳子刚好竖直拉直时到图乙所示位置时，水对物块下表面压强的变化范围。
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第5题图
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