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(共58张PPT)
第5讲 浮力
第一部分 力学
知识梳理
1
重点突破
2
实验过关
3
跨学科实践
4
课堂检测
5
知识梳理
1
知识点1 浮力
1. 定义：浸在液体(气体)中的物体受到向_______的力；
方向： _______ 。
2. 影响因素：物体浸在液体中的体积越_______ ，液体的密度越_______ ，所受的浮力就越大。(对于气体同样适用)
3. 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_______不同。
上
竖直向上
大
大
压力
上
知识点2 阿基米德原理
1. 内容：浸在液体中的物体受到向_______的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的_______ 。
2. 公式：F 浮= G 排。推导式：F 浮= m 排g= _______ 。
重力
ρ 液V 排g
知识点3 浮力的四种计算方法
G物 F 拉
阿基米德原理法 称重法 平衡法 压力差法(定义法)
图示
公式 F 浮= G 排= m 排g=ρ 液gV 排 F 浮=_______ F 浮= G 物= m 物g F 浮= __________
F向上 F 向下
知识点4 物体的浮沉条件及应用
浮沉条件
＞
上浮 下沉 漂浮 悬浮 沉底
受力示意图
受力分析 F 浮 ①____G F 浮②____ G F 浮③ ____ G F 浮④ ____ G F 浮+F 支⑤ ____ G
＜
=
=
=
＞
上浮 下沉 漂浮 悬浮 沉底
密度、体积关系 (实心物体) ρ 液 ⑥____ ρ 物 ρ 液 ⑦____ ρ 物 ρ 液 ⑧____ ρ 物 V 排V 排 ____ V 物
运动状态 处于动态(运动状态不断改变)，受非平衡力作用 是“上浮”的最终 状态 可以停留在液体 中的任意深度处 是“下沉”的最
终状态
处于静止状态，受平衡力作用 ＜
＞
=
=
＜
=
2. 浮力的应用
(1)轮船：轮船漂浮在水面上，受到的浮力_______自身重力；轮船的大小通常用排水量来表示，排水量就是轮船装满货物时排开水的_______ 。
(2)潜水艇：潜水艇能潜入水下航行。它的艇身内有水舱，向水舱充水时，潜水艇变重，逐渐潜入水中。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，从而 _______ 。当水舱充水后潜水艇所受的重力等于浮力时，它可以_______ 在水中。
等于
质量
上浮
悬浮
(3)气球和飞艇：利用充入密度_______空气的气体，使气球(飞艇)飘在空中。
(4)密度计：测量液体密度时，可以漂浮在不同液体中，根据_______所处的位置直接读出液体的密度。
小于
液面
重点1 浮力与阿基米德原理
1. [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分别为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B
重点突破
2
2. 如图所示，物体浸没在水中时，所受到的浮力为_______ N；从图中还可以看出浮力的大小与液体的_______有关。
1
密度
3. [2024 盘锦模拟] 浸没在水中的实心物块如图所示，其上表面受到的水的压力F1 ＝ 8 N，下表面受到的水的压力F2 ＝ 13 N，该实心物块所受浮力的大小为_______ N；若该实心物块可以自由悬浮在水中，则该实心物块的密度为 _______ g/cm3。 (ρ 水=1×103 kg/m3)
5
1
4. [2025大连一模] 如图所示，装满水的溢水杯放在水平桌面上，杯底面积为S，重力为G的圆柱体体积浸在水中，弹簧测力计的示数为F；当圆柱体静止在杯底时，弹簧测力计的示数为0 N，此时圆柱体_______ (填 “受”或“不受”)浮力；与圆柱体体积浸在水中时相比，溢水杯
对桌面的压强增加了_______
(结果用题中字母表示)。
受
5. 容器中装有一定量的水，水中有一木块用细线系着与容器底部相连，如图所示。木块的体积为4×10-3 m3，此时木块所受浮力为 _______ N，细线的拉力为_______ N。 (ρ 木=0.6×103 kg/m3， ρ 水=1.0×103 kg/m3， g取10 N/ kg)
40
16
重点2 物体浮沉条件的相关判断
6. 泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“ 起舞”。如图所示，冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，由于浮力大于重力而_______ ；茶叶充分吸水后，由于其密度_______水的密度而下沉。
上浮
大于
7. 小明受到沈阳“ 名师在线”课堂的启发，模仿老师在厨房里做起了物理小实验。他将鸡蛋分别浸没在盛有水和浓盐水的玻璃杯中，如图甲，鸡蛋沉在水底，如图乙，鸡蛋悬浮在浓盐水中，此时两玻璃杯中液面恰好相平。两种液体对两玻璃杯底部的压强分别是p 甲、p 乙，鸡蛋受到的浮力分别是F 甲、F 乙，则p 甲_______ p 乙，F 甲 _______ F 乙(均填 “大于”“小于”或“等于”)。
小于
小于
8. [ 2025 营口模拟，多选] 物理课上，如图甲，老师将整个橙子放入水中，漂浮在水面上。如图乙，将其切成大小两块，再次投入水中(杯中水量不变)。发现大块仍漂浮、小块缓慢沉入水底。下列说法正确的是 ( )
A. 图乙中大块橙子受到的浮力等于其重力
B. 图乙中小块橙子缓慢沉入水底的过程中
受到的浮力逐渐变小
C. 图乙中两块橙子受到的浮力之和等于图甲中整个橙子受到的浮力
D. 图甲中杯底所受水的压强大于图乙中杯底所受水的压强
AD
重点3 物体浮沉条件的应用(2024.21)
9. [2024 丹东三模] 我国第三艘国产航空母舰“福建舰”成功下水，其排水量约为8 0000 t，该航母满载时，受到的浮力为_______ N，当一艘舰载机飞离航母后，航母排开的海水体积改变了26m3，则该舰载机的质量是_______ kg。(ρ 海水取1.0×10 3 kg/m3 , g 取10 N/ kg)
8.0×108
2.6×104
10. [2025 鞍山模拟] 孔明灯通过点燃灯笼下端小碟内的松脂，加热内部的空气，使孔明灯内部气体的密度比空气的密度_______ ，实现升空。容积为0.5 m3 的孔明灯，所受浮力大小约是 _______ N。(空气的密度约为1.3 kg/m3，g 取10 N/ kg)
小
6.5
11. [2025 阜新模拟] 将一块质量为6 0 g、体积为100 cm3 的物块浸没在水中后放手。物块最终处于_______ (填“沉底”“悬浮”或 “ 漂浮”)状态，此时物块浸入水中的体积是 _______ cm3。
漂浮
60
12. [2025 沈阳模拟] 如图是小明制作的潜艇模型，通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气，使其从如图所示的位置下沉(胶管在水中的体积忽略不计)，则下列说法正确的是 ( )
A. 潜艇模型所受的浮力不变
B. 潜艇模型排开水的重力变小
C. 潜艇模型顶部受到水的压强保持不变
D. 潜艇模型是通过改变浮力的大小来实现下沉的
A
13. [多选] 如图所示，小明利用一根吸管制作一个简易密度计，下列说法正确的是 ( )
A. 这根吸管竖直漂浮在不同液体中时，
液体密度越大，排开液体的重力越大
B. 这根吸管竖直漂浮在不同液体中时，
液体密度越大，它露出液面部分长度越长
C. 如图乙所示为设计好的密度计的一部分，刻度上至A 下至B，量程为ρ1～ρ 2。若把它放到某种液体中，液面恰好在AB的中点C，这种液体的密度ρ =
D. 若只增加配重，该密度计C 处对应的刻度将变大
BCD
实验1 探究浮力的大小与哪些因素有关
实验思路
每次探究浮力的大小与其中一个量(体积、液体的密度等)的关系，其他量要保持不变。
(1)探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关→ 改变物体浸在液体中的_______ 。
(2)探究浮力的大小是否与液体的密度有关→ 把同一个物体浸没在________ 的液体中。
实验过关
3
体积
不同密度
实验例题
例1 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，小明提出了如下4 种猜想：
猜想1：浮力的大小与液体的密度有关。
猜想2：浮力的大小与物体的形状有关。
猜想3： 浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关。
猜想4： 浮力的大小与物体所受重力的大小有关。
基础设问全练会
(1)如图甲所示，小明用手把开口朝上的饮料罐按入水中，饮料罐浸入水中越深，手会感到越吃力。这个事实可以支持猜想 _______ 。
3
(2)为了验证猜想1 和4，选用了体积相同的A、B、C 三个圆柱体，测得它们的重力分别为4 N、4. 4 N 和5 N，然后进行如图乙所示的实验。
① 比较_______三次实验，可初步得出结论：浮力大小与液体的密度有关。进一步分析可知：物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体所受浮力越_______ (填“大”或“小”)。
a、d、e
大
② 比较_______三次实验，可以得出结论：浮力的大小与物体所受重力的大小无关。
(3)为了验证猜想2，小明用同一块橡皮泥分别捏成实心圆锥体和圆柱体进行如图丙所示的实验，小明由此得出结论：浮力的大小与物体的形状有关。请你分析该结论是否正确，并说明原因：__________________________________。
a、b、c
不正确，没有控制橡皮泥浸在水中的体积相同
(4)小明认为还应该换用不同物体或不同液体进行多次实验，这样做的目的是________________________。
(5)拓展： 根据测量数据，可得出圆柱体A 的密度为_______ kg/m3。(ρ 水=1.0×103 kg/m3)
使实验结论更具有普遍性
4×103
中考能力点提升
(6)如图丁所示，正确反映图乙a 中弹簧测力计的示数F 与圆柱体A 下表面在水中的深度h 关系的图像是_______ 。
D
(7)另一位同学为了验证猜想4，将重力相同而体积不同的铁块和铝块浸没在水中，观察到所受浮力的大小不相等，由此得出结论：浮力的大小与物体所受重力的大小有关。请指出他的实验的错误之处：__________________________________。
没有控制物块浸在水中的体积相同
科学探究要点梳理
1. 实验注意事项
(1)物体的选择：物体的密度要_______ (填 “大于”“等于”或“小于”)实验所用液体的密度；物体的体积应较大，因为物体浸入液体体积的变化范围越大，浮力变化范围就越大，实验效果越_______ 。
(2)实验时，容器中液体“ 适量”的标准：能使物体______ ，且不接触到容器底部，液体不溢出。
大于
明显
浸没
2. 重难能力点
如图为从物体下表面刚接触液面至浸没在液体中的一定深度处，弹簧测力计示数F 示 (图线a)和物体受到的浮力F 浮(图线b)与物体下表面所处深度h 的关系图像。
实验2 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
实验思路
需要测量物体所受的浮力和物体排开液体所受的重力， 然后分析它们的关系，如图所示。
(1)测量物体所受浮力的大小→ F 浮= G 物-F 示= _______ (选用F1、F2、F3、F4 表示，下同)。(物重G 物可直接测量，弹簧测力计的示数F 示可以直接读数)
(2)测量物体排开液体所受的重力→ G 液=G 总- G 小桶= _______ 。(桶与排开液体所受的总重力G 总和空桶所受的重力G 小桶可直接测量)
F2-F3
F4-F1
实验例题
例2 [2025 沈阳模拟] 某实验小组的同学们用鹅卵石、弹簧测力计、细线、溢水杯、水和小桶等器材做“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验。同学们做了如图1所示的一系列操作：
基础设问全练会
(1)实验前弹簧测力计已调零，实验中为了减小误差并便于操作，最合理的步骤顺序应为_______ (用图1 中的字母表示)。
(2)鹅卵石排开水的重力G 排可以利用_______ (用图1 中的字母表示)两个步骤得到。若图中四个测量值F1、F2、F3、F4 满足关系式： _______ =F3 -F4，则可以验证阿基米德原理：浸在液体中的物体所受的浮力大小等于_________________________ 。
DABC
CD
F1-F2
物体排开液体所受的重力
(3)进行实验并把数据记录在表格中，若某次数据如下：
由表格中数据可知，鹅卵石浸没在水中时，受到的浮力F 浮= _______ N，小组同学发现F 浮> G 排，则造成这种结果的原因可能是_______ (填字母)。
A. 最初溢水杯中水未装至溢水口
B. 实际操作步骤B 时，鹅卵石没有完全浸入水中
C. 实际操作步骤B 时，鹅卵石浸没后不小心碰触到溢水杯底部
0.2
实验步骤 A B C D
测量值 F1 F2 F3 F4
弹簧测力计示数/ N 1.8 1.6 0.4 0.3
AC
(4)若将实验中的液体由水换成盐水，对实验结论_______ (填“有”或“没有”)影响。
没有
中考能力点提升
(5) 实验结束后，小组同学讨论，改进了现有的实验，改进后的实验装置如图2所示，使用该装置的优点是：_________________________________ 。将装满水的溢水杯放在升降台上，用升降台来调节溢水杯的高 度。当升降台逐渐升高时，组内小明发现随着石块浸在水中的体积变大，弹簧测力计甲的示数_______ ，此时弹簧测力计乙的示数会_______ (前两空均填“变大”“变小”或“不变”)，若它们的变化量相等，则证明F 浮 _______(填 “＞”“=”或“＜”)G 排。
弹簧测力计固定，示数更稳定(合理即可)
变小
变大
=
科学探究能力提优
1. 实验注意事项
(1)溢水杯应装满水至溢水口，确保水面与溢水口齐平，保证物体排开的水全部流入小桶。
(2)待弹簧测力计示数稳定后再读数。
(3)物体的选取要求：密度_______水且不吸水。
大于
2. 重难能力点：图像分析
物块从水面缓慢浸入水中时，小红同学根据实验数据描绘出的弹簧测力计示数F 随物块浸入深度h 变化的关系图像如图所示。分析图像可得：h= 4 cm 时，物块受到的浮力为 _______ N，物块的密度是_______ kg/m3。(g 取10 N/ kg， ρ 水=1.0×103 kg/m3)
1
2×103
小明同学在跨学科实践活动中，尝试制作微型密度计以测量小瓶消毒酒精的密度。已知合格消毒酒精的密度范围为0 . 86 ～0 . 88 g/cm3。他们设计的密度计由标度杆(塑料管)、浮子(泡沫塑料球)和配重(铜丝)组成，如图所示。
跨学科实践
4
(1)该密度计漂浮时，所受浮力_______ (填 “＞”“=”或“＜”)重力。
(2)当酒精的密度增大时，密度计浸入液体的体积_______ (填“增大”或“减小”)，标度杆上标记的密度值应_______ (填 “自下而上”或“自上而下”)逐渐增大。
(3)测量未知消毒酒精时，液面位于标度杆的0 . 86 g/cm3 和 0 . 88 g/cm3 之间，说明该消毒酒精的密度_______ (填“ 合格”或 “不合格”)。
=
减小
自上而下
合格
(4)若实际测量时液面位置难以分辨，可能的原因是标度杆直径过_______ (填“大” 或“小”)，改进方法是____________________。(写一条即可)
大
换用更细的标度杆
1. [2分] “青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时，受到的浮力和吃水深度的变化是 (ρ 海水＞ ρ 水，忽略驱逐舰自重的变化)( )
A. 浮力变大
B. 浮力不变
C. 吃水深度变小
D. 吃水深度不变
B
课堂检测
5
2. [ 2025 凉山州，2 分] 《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的方法，对用于制盐的海水密度有严格要求。关于海水等级的测评，《熬波图咏》中谈到，可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水等级。测定时，浮起的“ 浮子”数量越多，待测海水的等级越高(一等海水密度最大, 等级最高，二、三、四、五等依次次之)。
若将以上四颗“浮子”放入盛有待测
海水的竹管内，“浮子”的沉浮情况如图所示，
下列选项正确的是 ( )
A. 竹管内待测的海水为一等海水
B. ①号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”大
C. ①号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”大
D. 若竹管内改盛四等海水，① 号“浮子”所受浮力不变
C
3. [ 2025 鞍山，多选，2 分] 某同学在家帮忙做家务时，将土豆和茄子放在水池里清洗，茄子浮在水面而土豆沉底，如图所示。关于上述情景，下列说法正确的是 ( )
A. 茄子的密度一定小于土豆的密度
B. 茄子受到的浮力一定大于土豆受到的浮力
C. 水堵头受到水的压力，但没有受到水的浮力
D. 茄子底部受到水的压强小于土豆底部受到水的压强
ACD
4. [2025 营口一模，2 分] “ 奋斗者”号是我国自主研制的万米载人潜水器，总体积为36 m3，它下潜过程中，所受液体压强变_______ ； “当奋斗”者号悬浮在海面下5 000 m 的深度时，受到海水的浮力为 _______ N。(ρ 海水取1.0×10 3 kg/m3， g 取10 N/ kg)
大
3.6×105
5. [2 分] 如图甲所示，足够高的圆柱形薄壁容器，装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量为2 kg、底面积为100 cm2 且质地均匀的长方体竖直放入容器中，受到容器的支持力为4 N，此时长方体所受浮力为 _______ N。若再加入适量的水，使该长方体刚好漂浮，如图乙所示，则此时水面的高度与图甲相比增加了_______ cm (ρ 水=1.0×10 3 kg/m3， g 取10 N/ kg)。
16
4
6. [2025 沈阳模拟，6 分] 小王在“ 探究浮力的大小与哪些因素有关”时，提出以下三个猜想：猜想1：浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关；猜想2：浮力的大小与液体密度有关；猜想3：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关。他找来弹簧测力计、实心圆柱体、相同的大烧杯若干、水、密度未知的某种液体、细线等进行实验，实验步骤及测得的数据如图所示。
(1)由A、B、C 三次实验数据可知，猜想_______正确；由 _______三次实验可知，浸在液体中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在液体中的深度_______ 。
(2)在实验完成后，小王发现利用实验中的数据不但可以计算圆柱体的密度，还可以计算出实验F 所用的液体的密度，液体的密度为_______ kg/m3。
1
A、D、E
无关
0.8×103
(3)由以上数据分析，小王想到：我们能不能将弹簧测力计改造成一个液体密度计？于是他在弹簧测力计2 N 的位置标上水的密度，在弹簧测力计2. 4 N 的位置标上算出的液体的密度，再把该金属块分别______在密度不同的液体中，按照上述方法分别标上对应的密度值，就可以把弹簧测力计改造成一个密度计，则该密度计能测量的最大密度为_______ kg/m3。
浸没
2×103
7. [6 分] 如图是小明利用容积为400 mL，质量为20 g，厚度不计的硬质饮料瓶做成的潜水艇模型，配重螺母质量为80 g，体积不计；其余部件质量与体积均不计，g 取10 N/ kg，ρ 水=1. 0×103 kg/m3。求：
(1)当饮料瓶内不装水时，模型受到的重力。
解：当饮料瓶内不装水时，模型受到的重力G=mg=
(20 g+80 g)×10 N/kg=(0.02 kg+0.08 kg)×10 N/kg=1 N。
(2)模型悬浮在水中时，饮料瓶中水的质量。
模型浸没在水中受到的浮力F 浮=ρ 水gV 排=
1.0×103 kg/m3×10 N/kg×400×10-6 m3= 4 N。当潜水艇模型悬
浮时，G'= F 浮= 4 N，故其中水所受的重力
G 水=G'-G=4 N-1 N=3 N。在饮料瓶中装入水的质量
m水= ==0.3 kg。
(3)排尽饮料瓶中的水，静止后，模型排开水的体积。
排尽饮料瓶中的水，静止后，模型漂浮在水面上，所受
浮力等于其自身的重力，为1 N ；根据阿基米德原理知，模
型排开水的体积
V排′ = = = =1×10 4 m3。
8. [ 多选,2 分] 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 的彩球标牌上的温度值为2 2℃，相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃。
下列说法正确的是 ( )
A. 彩球④ 在2 2℃时所受浮力大于18℃时所受浮力
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 24℃D. 要增大该温度计能测得的最高温度，可增加一个与彩球①体积相等但质量更小的彩球
CD

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