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(共12张PPT)
第20讲　浮力
1．甲、乙、丙是由不同材料制成、质量相等的实心球，把它们投入水中静止后，甲球漂浮、乙球悬浮、丙球沉底，则它们受到浮力的情况是( )
A．三球浮力相同 B．甲球浮力最小
C．乙球浮力最小 D．丙球浮力最小
2．(2024，杭州富阳区一模)小明帮妈妈洗菜时发现，放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示，而土豆沉在盆底如图乙所示，他用所学的物理知识对此现象作出一些分析，其中正确的是( )
A．茄子受到的浮力小于它受到的重力
B．茄子的密度大于土豆的密度
C．放入土豆前后水对盆底的压强不变
D．土豆排开水的重力小于自身的重力
D
D
3．中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时，下列对该潜艇的说法中正确的是( )
A．通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B．在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力增大
C．从长江潜行进入东海时，需要往水仓内注水
D．从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变小
4．(2024，台州二模)小黄在两根完全相同的蜡烛底部各插入一根相同的铁钉，使其能竖直漂浮在水中(如图所示)。下列关于甲、乙烧杯
中蜡烛露出液面的高度h1、h2的大小关系正确的是( )
A．h1＞h2 B．h1＝h2
C．h1＜h2 D．无法判断
C
C
5．(2024，宁波一模)自太空课堂开设以来，我们发现了很多地球实验和太空实验的差异性。下图所示是分别在太空中和地球上做的油和水混合后充分振荡，再静置充足时间后的实验现象。下列说法错误的是( )
A．实验说明太空中水能溶解油，而地球上不行
B．地球上油滴上浮时，它受到的浮力大于重力
C．太空失重环境下，浸在水中的油滴不受浮力作用
D．无论太空还是地球实验，瓶中油和水的质量始终不变
A
6．为了探究“空气产生浮力大小是否与排开体积”有关，小明设计了如下实验，能够达成目的的是( )
A
7．(2024，河南)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛，展现了我国古人的智慧。如图为打捞过程示意图，先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛就被拉起，然后把船划到岸边，解开绳索卸下铁牛，就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置所受浮力为F甲、F乙、F丙，下列判断正确的是( )
A．F甲＝F乙＝F丙 B．F甲＞F乙＞F丙
C．F甲＝F乙＞F丙 D．F甲＜F乙＜F丙
B
8．(2024，台州三模)在研究物体浮沉条件的实验中，将一只鸭蛋浸没在水中，向水中缓慢加盐，直至盐不再溶解为止，鸭蛋受到的浮力F随盐水密度变化的规律如图所示(ρA＝ρ水)。
(1)当鸭蛋处于图甲中②状态时，盐水的密度_________(填“大于”“小于”或“等于”)鸭蛋密度。
(2)鸭蛋的体积大小为__________________。
等于
9×10－5　m3
9．(1)图甲所示是运动员从跳板一跃而起的瞬间，此时运动员受到的支持力_________(填“大于”“小于”或“等于”)自身的重力。
(2)图乙所示是运动员从接触水面到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断减小的阶段是____________(填序号，用箭头表示过程)。
大于
④→⑤
10．(2024，宁波模拟)某项目化小组用相同材料制作5个不同密度的小球，分别标为1、2、3、4、5号。按顺序用长度相同的细绳连接(细绳质量与体积忽略不计)。如图所示，将这串小球放入未知液体中，根据小球不同的浮沉状态测出液体的密度。
【原理】图中液体的密度与______号小球密度相同。
【制作】请从表1中选择一种材料来制作密度均匀变化的5个小球，并说明具体制作方法：______________________________________________________________________
________________。
【改进】若被测液体密度介于相邻的两球之间，请预测出现的实验现象：__________
_______________________。
材料种类 A B C
密度(g/cm3) 0.5 1.0 2.7
4
取质量分别为1 g、2 g、3 g、4 g、5 g的C材料，将其制成体积相同的5
个空心小球
两个小球
间的细线会被拉直
11．(2024，杭州萧山区模拟)小明想将量程为0～4 N的弹簧测力计改装为密度秤(如图所示)，左侧为拉力值。他的操作如下：①先将重为4 N的不锈钢金属块(不锈钢密度为8.0×103 kg/m3)挂在弹簧测力计上。②再将金属块浸没在密度已知的A液体中，显示读数为F1，取出金属块洗净并擦干后，浸没到另一种密度已知的B液体中，显示读数为F2。③用同样的方法，浸没在各种密度大小不同的其他液体中。④在弹簧测力计示数右侧空白处先贴上一张白纸，然后在白纸上标注密度值。
(1)改装成密度秤后，其零刻度应标注在______位置(填相对应的拉力值)。
(2)如果F1＜F2，则液体A的密度________(填“大于”
“小于”或“等于”)液体B的密度。
(3)拉力值为3 N处，应标注的密度值为多少？(写出计算过程)
4 N
大于
解：不锈钢金属块浸没在液体中时弹簧测力计的示数为3 N，则不锈钢金属块浸没时受到的浮力F浮1＝G－F示＝4 N－3 N＝1 N；由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可得1 N＝ρ液gV排；不锈钢金属块的重力为4 N，根据G＝mg＝ρVg可得4 N＝ρ钢gV钢；浸没时V排＝V钢，解得ρ液＝0.25ρ钢＝2×103 kg/m3。(共24张PPT)
第20讲　浮力
浮力
2．浮力的分析与计算
(1)直接运用阿基米德原理：F浮＝G排＝____________。
竖直向上
ρ液gV排
重力
G物－F′
(3)平衡条件法：____________，一般指物体在液体中处于悬浮或漂浮状态。
【备考补充】
①当物体部分浸入液体中时，上表面不受液体压力，F浮＝F向上。
②若浸没在液体中的物体下表面和容器底紧密接触，则液体对物体向上的压力为零，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力。如：水中的桥墩、深陷在淤泥中的沉船等。
F浮＝G物
1．(2024，成都)小李同学想估算空气对自己的浮力大小，采集的数据有：自己的体重、自己的密度(与水接近，约为1.0×103 kg/m3)、空气的密度(约为1.3 kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为( )
A．0.006 N　　　 B．0.6 N C．60 N D．600 N
B
2．(2024，浙江)运河中一艘货船因偏离航道搁浅(如图)。为使该货船能回到航道继续航行，下列措施中一定不可行的是( )
A．借助浮筒使货船上浮
B．将货船拖回到航道
C．清除货船底部淤泥
D．将货物搬到甲板上
D
物体浮沉条件及应用
1．物体在液体中的浮沉条件(取决于F浮与G的大小)
>
<
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮______G F浮______G F浮______G F浮______G F浮＋FN
______G
ρ液______ρ物 ρ液______ρ物 ρ液______ρ物
V排______V物 ρ液______ρ物
V排______V物 ρ液______ρ物
V排______V物
处于动态(运动状态不断改变)，受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
处于静态，受平衡力作用
＝
＝
＝
>
<
＝
＝
>
<
<
＝
2.浮沉条件的应用：潜水艇是通过改变____________来实现浮沉的；密度计的工作原理是物体的________条件，其刻度是上小下大，上疏下密；用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是________条件。
自身重力
漂浮
悬浮
3．(2024，上海)如图所示，塑料块能浮在水面上，将其放在煤油中会下沉。那么，塑料块、水、煤油三者密度由大到小排列正确的是( )
A．塑料块、煤油、水
B．煤油、塑料块、水
C．水、塑料块、煤油
D．水、煤油、塑料块
C
浮力的计算
【例1】　用硬塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管等制作如图所示的潜艇模型。已知潜艇模型的体积为0.6 dm3，空模型的质量为200 g，不计进排气管的体积。请回答下列问题。(g取10 N/kg)
(1)空模型漂浮在水面时，所受浮力为多少？
(2)若要让潜艇模型完全浸入水中，至少需要进水多少毫升？
解：(1)空模型漂浮在水面时，所受浮力为：F浮＝G＝mg＝200×10－3 kg×10 N/kg＝2 N。
(3)要让原本悬浮在a位置的潜艇下潜至b位置后悬浮，采取的措施是使瓶内水量
______________________。
先增加后减少
1．在科技节上，小宁用传感器设计了如图甲所示的浮力感应装置，竖直细杆的上端通过力传感器连在天花板上，力传感器可以显示出细杆的上端受到作用力的大小。下端与物体M相连，细杆及连接处的重力可忽略不计。向图甲所示的空水箱中加水直到刚好加满。图乙是力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像。
(1)由图乙可知，物体M受到的重力为______N。
(2)当向水箱中加入质量为4 kg的水时，物体M
受到的浮力为________N。
2
10
(3)求物体M的密度。
判断浮力的变化
【例2】　(2024，绍兴模拟)小敏将橙子放入水中，静止后如图甲所示。将该橙子剥去部分表皮后放入水中，静止后如图乙所示，剥去全部表皮后放入水中，静止后如图丙所示(不考虑实验过程中橙子吸水)。下列说法正确的是( )
A．三种状态下橙子的密度关系：ρ甲＝ρ乙＝ρ丙
B．图甲中，橙子所受浮力大于自身重力
C．图乙中，橙子的V排小于图甲中橙子的V排
D．图丙中，橙子对容器底部压力为零
C
2．(2024，湖州一模)如图1所示，有两个完全相同的杯子，装有相同质量的水，用密度为ρ0的同质量某种材料制成的甲、乙两物体，甲中空，乙为实心小球，且甲体积为乙体积的3倍，分别放入杯中，稳定时，甲悬浮，乙沉底。则( )
A．此材料的密度为水密度的2倍
B．乙对杯子底的压力与其自身重力的比值为2∶3
C．放甲的杯子内水面较高，对桌面的压力较大
D．如图2，将甲沿虚线切去下面部分，甲剩余部分仍悬浮
B
关于浮力的探究
【例3】　(2024，宁波模拟)某兴趣小组为了验证阿基米德原理，设计并开展了如下的实验：
步骤一：取一个如图甲所示的塑料圆筒和金属圆柱体(塑料圆筒内径和金属圆柱体直径相同)，按图乙进行操作，读出弹簧测力计的示数，记为F1。
步骤二：如图丙所示，向烧杯中逐渐加水，直到烧杯中液面与金属圆柱体上表面相平，读出弹簧测力计的示数，记为F2。
步骤三：如图丁所示，用滴管向塑料圆筒中加满水，调节铁夹的高度，使烧杯中液面与金属圆柱体上表面相平，读出弹簧测力计的示数，记为F3。
(1)如图丙所示，此时金属圆柱体受到的浮力大小为__________(用F1、F2、F3列式表示)。
(2)若实验中的测量结果满足__________的关系，则可以验证阿基米德原理(用F1、F2、F3列式表示)。
(3)实验中小组同学发现圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力。下列操作会引起该结果的有________(填字母)。
A．步骤一中弹簧测力计未调零就使用
B．步骤二中液面未达到圆柱体上表面
C．步骤三中塑料圆筒中的水没有加满
D．步骤三未调节好铁夹的高度就读数
F1－F2
F3＝F1
CD
3．某同学为了证明“浸在水中的物体所受的浮力大小与物体的体积有关”的观点是错误的，他利用如图所示的两个底面积相同、高度不同的金属块A、B(每格体积相等)和符合实验要求的弹簧测力计、烧杯、水等器材进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤，请帮他补充完整。
①用弹簧测力计分别测量金属块A、B的重力G并记录。
②在烧杯中装入适量的水，用弹簧测力计悬挂着金属块A，
使金属块A三格体积浸入到水中，静止时读出弹簧测力计的示数F并记录。
③________________________________，静止时读出弹簧测力计的示数F并记录。
④用公式______________计算金属块所受浮力F浮A、F浮B并记录。
使金属块B三格体积浸入到水中
F浮＝G－F
(2)由金属块A、B体积不同时，F浮A________F浮B(填“＝”或“≠”)，就可以证明这种观点是错误的。
＝
【例】　(2024，丽水一模)下图所示是小科制作的浮力秤。
【制作原理】物体漂浮时所受的浮力等于重力。
【制作步骤】①将底面积为S的厚底玻璃小筒竖直
漂浮在水面上，在水面与小筒相交处h1标零刻度。
②在小筒内放上质量m为100 g的小铁块，小筒保持竖直漂浮，在水面与小筒相交处h2标100 g，小筒浸入水中的深度增加了Δh＝h2－h1。
③在h1和h2刻度之间进行10等分，每等份表示10 g。
【提出问题】步骤③中标记浮力秤刻度可以用等分法吗？
【实验探究】在小筒中分步倒入不同质量的液体，测量小筒浸入液体中增加的深度Δh与所加液体的质量m，获得数据如下表：(已知ρ盐水＞ρ水＞ρ酒精)
等于
(1)分析表格中Δh和m数据关系，可得出的结论是____________________________
__________________________________________。
(2)要研究Δh和ρ液的关系，应选择实验____________________________(填序号)。若要增大浮力秤精确度，可选用密度________(填“大”或“小”)的液体。
小筒静止时浸入液体的深度变
化Δh与小筒中所加液体的质量m成正比
1、4、7或2、5、8或3、6、9
表一
序号 液体1 m/g Δh/cm
1 水 10 2.0
2 20 4.0
3 30 6.0
表二
序号 液体2 m/g Δh/cm
4 酒精 10 2.5
5 20 5.0
6 30 7.5
表三
序号 液体3 m/g Δh/cm
7 盐水 10 1.7
8 20 3.4
9 30 5.1
小
【理论推导】根据二力平衡及漂浮原理，请用上述实验中的物理量字母(ρ液、
Δh、S、m)推导并判断浮力秤刻度是否可用等分法。
判断浮力变化时，首先判断物体是否是平衡状态，然后再选择合适的公式判断浮力大小的变化。

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