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专题04 浮力与浮力计算
知识点一 浮力
1、浮力：浸在液体（气体）中的物体受到向上的力，这个力叫作浮力。
2、方向：竖直向上
3、产生原因：上下表面的压力差
4、称重法求浮力：F浮=G-F
特别提示：在液体中，无论物体上浮还是下沉，形状规则还是不规则，运动还是静止，浸在哪种液体中都会受到浮力的作用
典例：1.（2021·上海）关于浮力，下列说法正确的是（　　）
A . 上浮的物体所受浮力一定越来越大 B . 下沉的物体不受浮力
C . 浮力的方向总是竖直向下 D . 物体在空气中可能不受浮力
【答案】D
【解析】
A．上浮的物体所受的浮力，在没有浮出液面之前，排开液体的体积不变，由阿基米德原理可知，浮力不变，故A错误；
B、上浮和下沉的物体都受到浮力的作用，如果浮力大于自重，物体上浮；如果浮力小于自重，物体下沉，故B错误；
C．浮力的方向总是竖直向上，故C错误；
D．当物体与地面密合时，物体下表面不受气体的压力，因此浸没在空气中的物体，可能不受浮力，故D正确。
典例：2.重5N的石块浸没在水中称时为3N，则石块受到的浮力为（　　）
A . 2N B . 3N C . 5N D . 8N
【答案】A
【解析】
因为G＝5N，F示＝3N，
所以F浮＝G F示＝5N 3N＝2N；
知识点二 阿基米德原理
1、探究浮力的影响因素：浮力的大小与液体的密度和物体浸入液体的体积有关，与深度无关,（详见专题8力学实验）。
2、阿基米德原理：物体受到的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力的大小，即F浮=G排
3、阿基米德原理公式：F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排
典例：3.（2021·天津）在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，同学们根据日常生活经验，提出了如下四种猜想：
猜想一：浮力的大小可能跟液体的密度有关；
猜想二：浮力的大小可能跟物体的密度有关；
猜想三：浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关；
猜想四：浮力的大小可能跟物体浸入液体的体积有关．
为了验证以上猜想是否正确，同学们选择了装有小石子的塑料瓶和其他实验器材进行探究，实验过程如图所示．
（1）由实验a、________、________（均填序号），可以验证猜想一是否正确；
（2）若F1 F3________F1 F4（选填“=”或“≠”），可以确定浮力大小跟物体浸没的深度无关；
（3）为了验证猜想二，可以在塑料瓶中________再进行探究．
【答案】
（1）d e
（2）=
（3）加入（或取出）适量的石子
【解析】
（1）要探究浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关，应控制物体浸没在液体中的深度、物体的密度、物体浸在液体中的体积相同，改变液体的密度，故由实验a、d、e，可以验证猜想一是否正确；
（2）若F1 F3=F1 F4，即c、d实验中物体受到的浮力相等，可以确定浮力大小跟物体浸没的深度无关；
（3）为验证浮力的大小可能跟物体的密度有关，可以在塑料瓶中加入（或取出）适量的石子来改变其密度，完成猜想二的验证．
典例：4.（2021·杭州）在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求：（g取值10N/kg，在此过程中水面上升高度可忽略不计）
（1）完全浸没时，圆柱体受到的浮力？
（2）圆柱体的密度是多少？
（3）该圆柱体的底面积为多少？
【答案】
1.完全浸没时，圆柱体受到的浮力为8N；
2.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3；
3.该圆柱体的底面积为0.02m2。
【解析】
由图象可知，当h＝0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G＝F拉＝12N；
从h＝7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，对圆柱体受力分析，根据平衡关系可知，F浮＝G F拉＝12N 4N＝8N；
由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排得：
V排=F/ρg=8N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=8×10 4m3，
因为物体全部浸没，
所以物体的体积等于排开液体的体积，即V物＝V排＝8×10 4m3
物体的质量：m=G/g=12N/10N/kg=1.2kg，
圆柱体的密度：ρ=m/V=1.2kg/8×10 4m3=1.5×103kg/m3；
由图知BC段为物体慢慢浸入液体，至到浸没的过程，BC段的距离就是物体的高度，所以h＝7cm 3cm＝4cm＝0.04m。
根据V＝Sh知，该圆柱体的底面积：S=V/h=8×10 4m/30.04m=0.02m2。
典例：5.（2021·台州）如图甲所示，石料在钢绳拉力的作用下，从水面下方以恒定的速度上升，直到全部露出水面。图乙所示是，钢绳拉力F随时间t变化的图象，若不计水的摩擦力，
求：
（1）石料完全浸没在水中，受到的浮力；
（2）该石料的体积；
（3）该石料的密度。
【答案】
1.石料完全浸没在水中，受到的浮力400N；
2.该石料的体积0.04m3；
3.该石料的密度2.25×103kg/m3。
【解析】
当石料完全露出液面，没有浸入水中时，石料不受浮力，此时拉力等于重力，从图可知，该石料重力为：G＝F拉＝900N，
当石料完全浸没在水中时，从图可知，此时绳子的拉力为500N，则石料受到的浮力大小为：
F浮＝G F拉＝900N 500N＝400N；
由F浮＝ρ水V排g可得：
石料排开水的体积（金属块的体积）：
V石＝V排=F/ρg=400N/(1×103kg/m3×10N/kg)=0.04m3；
石料的质量为：m=G/g=900N/10N/kg=90kg，
石料的密度为：ρ石=m/V=90kg/0.04m3=2.25×103kg/m3。
典例：6.（2021·福州）如图所示，四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中不同深度处．受到浮力最小的是（ ）
A . 甲 B . 乙 C . 丙 D . 丁
【答案】A
【解析】
解：由图知，四个球排开水的体积：
V甲因为F浮=ρ水V排g，ρ液相同，
四个球受到的浮力：
F甲典例：7.（2021·成都）将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球放入水中后发现：实心球沉入水底，而乒乓球浮出水面如图。此时对实心球和乒乓球所受浮力大小分析正确的是（　　）
A . 实心球受到的浮力大 B . 它们受到的浮力一样大
C . 乒乓球受到的浮力大 D . 不能确定
【答案】A
【解析】
由图可知，两球放入水中后，实心球排开水的体积较大，由F浮＝ρ水gV排可知，实心球受到的浮力较大。
特别提示：典例6.7为比较浮力大小两种题型，例6是相同物体（体积），不同液体（密度）例7相同液体（密度），不同物体（体积）。二者均通过控制变量法，运用公式F浮=ρ液gV排；进行比较
知识点三 物体的浮沉
1、平衡状态：
2、非平衡态：
典例：8.（2021·营口）把重10N，密度为0.9×103kg/m3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________m3．
【答案】漂浮 10 1×10 3
【解析】
因为ρ物=0.9×103kg/m3<ρ水，
所以物体静止时，物体漂浮；因为物体漂浮，所以F浮=G物=10N；因为F浮=G排=ρ水gV排，
所以V排=F浮/(ρ水g)=10N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=1×10 3m3．
典例：9.（2021·天津）排水量为106kg的轮船在河水中航行，船满载时所受河水的浮力________N（g取10N/kg）；若轮船从河水航行到海水中，它所受到的浮力________（选填“变大”“变小”或“不变”）．
【答案】107 不变
【解析】
解：轮船满载时受到的浮力：F浮=G排=106kg×10N/kg=107N；
由河里驶入海里时，因船在海水中也处于漂浮状态，所受浮力不变。
知识点四 物体浮沉应用
1、密度计的原理：用密度计测量液体的密度时，它所受的浮力总是等于它的重力，根据密度计浸入液体的深度就可以从刻度上读出液体的密。
2、盐水选种的原理：把种子放在一定浓度的盐水里，利用浮力把好种子和坏种子分开来。
3、潜水艇的浮沉原理 ：潜水艇的原理是靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。
4、热气球的升降原理：热气球的升降原理是利用里面充的气体的密度小于空气的密度，空气产生的浮力大于自身的重力来升空；利用减小浮力来下降。
典例：10.（2021·益阳）海权握，国则兴．建设一支强大海军是实现中国梦的有力保障，潜水艇是海军的战略重器．如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程．下列对此潜水艇分析正确的是（ ）
A . 悬浮和漂浮时受到的浮力相等 B . 漂浮时排开的海水所受的重力最小
C . 上浮过程中所受浮力逐渐变大 D . 漂浮时潜水艇底部所受海水压强最大
【答案】B
【解析】
A．由图可知，悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积，由F浮=ρ液gV排可知，潜艇悬浮时所受浮力大，即F悬浮>F漂浮，故A错误；
B．根据阿基米德原理可知，浮力等于排开液体所受的重力；由A项可知F悬浮>F漂浮，所以漂浮时排开海水所受的重力最小，故B正确；
C．潜艇上浮过程中，露出水面前，V排不变，根据F浮=ρ液gV排可知，潜艇所受浮力不变；逐渐露出水面时，V排减小，潜艇所受浮力减小，故C错误；
D．由图可知，潜艇漂浮时其底部所处深度最小，根据p=ρgh可知，此时潜艇底部所受海水压强最小，故D错误．
1.2018年4月20日，我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”成功下潜。潜水器水下匀速下潜过程中（ ）
A . 受到的重力小于浮力 B . 上下表面的压力差变大
C . 浮力越来越大，压强越来越 D . 受到的浮力不变，压强变大
【答案】D
【解析】
潜水器在水面下匀速下潜，处于平衡状态，则潜水器受到的重力等于浮力；
潜水器在水面下匀速下潜，此时水的密度不变，潜水器浸没在水中，其排开水的体积不变，但是在水中的深度逐渐增深，根据公式p＝ρgh可知，潜水器受到水的压强增大；根据公式F浮＝ρ液gV排可知，潜水器受到的浮力不变；
由于浮力是物体上、下表面受到的压力差产生的，所以潜水器上、下表面受到的压力差不变；综上可知，选项A、B、C均错误，D正确。
2. (2021·长沙) 如图情景中没有受到浮力的物体是（ ）
A . B .
遨游的“天宫一号” 航行的“辽宁号”
C . D .
下潜的“蛟龙”号 上升的热气球
【答案】A
【解析】
A、太空中没有空气，所以太空中遨游的“天宫一号”没有受到浮力，故A符合题意；
B、浮力是浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）向上托起的力，航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力，即受到浮力，故B不符合题意；
C、下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉，但仍然受到浮力，故C不符合题意；
D、空中上升的热气球，由于受到空气的浮力而升空，故D不符合题意。
3.(2021·临沂) 如图所示，甲、乙两个完全相同的容器中盛有两种不同的液体，把两个完全相同的立方体A、B分别放入这两种液体中，均处于漂浮状态，静止时两个容器中的液面相平，A、B在两种液体中所受浮力分别为FA、FB，液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙，则（　　）
A . FAp乙
【答案】D
【解析】
由于FA＝FB，根据F浮＝ρ液gV排可得：ρ甲gV排甲＝ρ乙gV排乙(1)由图可知V排甲ρ乙(2)两个容器中的液面相平（即深度相同），根据p＝ρ液gh可得：p甲>p乙；故BC错误，D正确。
4. (2021·烟台) 将一个乒乓球放入倒置的饮料瓶中，然后向瓶内注入水将乒乓球浸没，如图所示，乒乓球保持静止状态则乒乓球（ ）
A . 仍受水的浮力 B . 不受水的浮力，也不受水对它的压力
C . 不受水的浮力，但受水对它的压力 D . 无法判断
【答案】C
【解析】
解：图中，乒乓球下部没有水，它的底部不受水的向上的压力，所以，乒乓球不受浮力，乒乓球上部有水，水对乒乓球有一个向下的压力，故C正确，ABD错误．
5.(2021·深圳) 如图所示，我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号，于2012年6月24日在马里亚纳海沟区域进行下潜试验，成功突破7000米深度，创造了我国载人深潜新纪录。关于潜水器“蛟龙”号的下潜过程，下列说法正确的是（　　）
A . “蛟龙”号 下潜越深，所受海水压强越大
B . “蛟龙”号 下潜过程中，所受海水压强不变
C . “蛟龙”号 下潜过程中，所受海水的压力不变
D . “蛟龙”号 下潜过程中，所受海水的压力差减小
【答案】A
【解析】
下潜过程中，潜水器受到海水的压强是增大的，由p=F/S可知，所受海水的压力变大，故C错误（1）（3）下潜过程中，排开水的体积不变，由F浮＝ρ液gV排知，潜水器受到海水的浮力不变，即所受海水的压力差不变，故D错误。
6. (2021·河北)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（g取10N/kg）（ ）
A . 物体的体积是500cm3 B . 物体受到的最大浮力是5N
C . 物体的密度是2.25×103kg/m3 D . 物体刚浸没时下表面受到水的压力时9N
【答案】C
【解析】
AB．由图象知，G=9N，当物体完全浸没时，拉力F=5N，则完全漫没时的浮力为F浮=G F=9N 5N=4N，此时物体完全浸没，所以浮力最大，由F浮=ρ液gV排得，V=V排=F浮/ρ水g=4×10 4m3，故AB错误；
C．物体的质量m=G/g=9N/10N/kg=0.9kg，则ρ=m/V=2.25×103kg/m3，故C正确；D．物体刚浸没时，下表面受到的压力F下=F浮=4N，故D错误．
7. 如图所示，体积相等的木球和空心铁球，用细线系住后悬浮在水中，在水中加入一定量的盐，过一段时间后，则（ ）
A . 两球受到的浮力一样大
B . 木球受到的浮力大
C . 铁球下表面受到水的压强可能变小
D . 木球受到的浮力等于自身的重力
【答案】C
【解析】
未加盐时两球正好悬浮，把两球看作一个整体，所以该整体所受的浮力等于该整体的重力，
当加上盐后，液体的密度变大，由F浮＝G排＝ρ液gV排，该整体受到的浮力将变大，所以该整体将上浮，最终会漂浮在液面上，所以木球一定有一部分露出液面，因为铁球是空心的，空心部分体积未知，其平均密度与盐水的密度大小无法判断，所以铁球有可能悬浮，有可能下沉，还有可能漂浮，但在未加盐时，两球悬浮，说明铁球的平均密度一定大于木球的平均密度，所以加盐后不管铁球处于何种状态，铁球排开液体的体积一定大于木球排开液体的体积，由F浮＝ρ液gV排 知，铁球受到的浮力一定大于木球受到的浮力，故AB错误．
如果铁球在液面下方，则铁球可能会对木球有向下的拉力，此时木球并非漂浮，所以木球受到的浮力将大于自身的重力，故D错误．
若加盐后，铁球也漂浮，则铁球下表面浸入液体中的深度变小，虽然液体密度变大，但根据p＝pgh计算的结果有可能变小，故C正确．
8.圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中，均处于漂浮状态，如图所示．圆柱体在两液体中所受浮力依次是F1和F2，则（ ）
A . ρ1>ρ2，F1>F2 B .ρ1<ρ2，F1ρ2，F1=F2 D . ρ1<ρ2，F1=F2
【答案】C
【解析】
AB．由图可知，圆柱体在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态，由于物体漂浮时，受到的浮力和自身的重力相等，所以，圆柱体在两液体中所受浮力相等，都等于圆柱体的重力，故AB错误；
CD．由于圆柱体在两液体中所受浮力F1=F2，由图可知：V排甲ρ2，故D错误，C正确．
故选C．
9.(2021·河南) 某长方体悬挂在弹簧测力计下，静止在空气中测力计的示数为10牛；若该立方体一半浸在水中测力计的示数变为5.1牛（如图所示），则此时长方体所受水的浮力为________牛，浮力的方向为________；若撤去弹簧测力计的拉力，将该长方体放入水中，当它静止时上下表面所受压力差为________牛。
【答案】4.9 竖直向上 9.8
【解析】
浮力的方向是竖直向上的（1）（2）根据阿基米德原理F浮＝ρ水gV排可知，物体全部浸没水中时浮力：
F浮'＝2F浮＝2×4.9N＝9.8N(2)因为物体全部浸没水中时浮力F浮'所以当撤去弹簧秤的拉力，将该长方体放入水中，当它静止时，物体下沉（3）因为物体浸没水中受到的浮力等于上下表面受到水的压力差，所以物体上下表面所受的压力差：△F＝F浮'＝9.8N。
10. (2021·永州) 一只鸭子漂浮在水面上，此时，它受到了________对它产生向上的浮力；一条金鱼在水里游泳，此时，它________（选填“受到”或“不受”）浮力作用。
【答案】水 受到
【解析】
一只鸭子漂浮在水面上，会受到水对鸭子向上的托力，这个托力就是鸭子受到的浮力；
一条金鱼在水里游泳，金鱼受到水向上的压力大于向下的压力，这个压力差即为金鱼受到的浮力。
11. 在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止，如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求：
（1）分析图象可知，圆柱体重力是________N；
（2）圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是________N；
（3）分析图象BC段，可得结论：物体浸没液体之前，浸入液体的深度越深，受到的浮力越________（选填“大”或“小”）；
（4）圆柱体的密度是________kg/m3。
【答案】
1.12
2.8
3.大
4.1.5×103
【解析】
由图象可知，当h＝0时，弹簧测力计示数为12N，
此时圆柱体在空气中，根据二力平衡条件可知，圆柱体的重力G＝F＝12N；
由图象可知，从h＝7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，弹簧测力计的拉力F'＝4N，
则圆柱体浸没在水中时，受到的浮力：
F浮＝G F'＝12N 4N＝8N；
分析图象的BC段，物体浸没液体之前，浸入液体的深度越深，弹簧测力计的示数越小，由F浮＝G F'可知，受到的浮力越大；
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮＝ρ水gV排可得，圆柱体的体积：
V＝V排=F/(ρg)=8N/(1×103kg/m3×10N/kg)=8×10 4m3，
由G＝mg可得，圆柱体的质量：
m=G/g=12N/10N/kg=1.2kg，
圆柱体的密度：
ρ=m/V=1.2kg/8×10 4m3=1.5×103kg/m3。
12. 潜水艇是通过改变________达到上浮和下沉的；热气球通过加热空气或某些密度比空气小的气体（如氦气）从而获得较大的________升到空中的。（两空均选填“自身重力”或“浮力”）
【答案】自身重力 浮力
【解析】
把压缩空气压入潜水艇的压力舱，将海水排出，潜水艇自重G减小，当F浮>G时，潜水艇上浮（1）打开压力舱的阀门，让海水进入压力舱内，潜水艇自重G增大，当F浮（2）当给热气球内的气体加热时，气球内的气体膨胀、体积增大、密度减小，当自身所排开空气的重力大于本身的重力，即：F浮>G，热气球上浮（4）当停止加热时，气球内的气体温度降低，体积收缩、密度增大，当自身所排开空气的重力小于本身的重力，即：F浮由此可见，热气球是通过改变气体的密度来实现上升或下降。
13.(2021·绍兴)如图甲所示，用粗细和重力不计的细线系住一个体积为0.001立方米的物体，从液面上方竖直向下运动直至浸入水中，整个过程中物体始终保持匀速运动，拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示。求：
（1）物体的密度。
（2）物体浸没时浮力的大小。
（3）物体浸没时拉力的大小。
【答案】
1.物体的密度为2×103kg/m3；
2.物体浸没时浮力为10N；
3.物体浸没时拉力为10N。
【解析】
刚开始时，物体没有浸入水中，物体受到的拉力等于自身重力；
由G＝mg可得，物体质量：m=G/g=20N/10N/kg=2kg，
则物体的密度：ρ=m/V=2kg/0.001m3=2×103kg/m3；
物体浸没时浮力：F浮＝ρ液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.001m3＝10N；
物体浸没时，物体受到自身重力、拉力和浮力的作用；
由F浮＝G F拉可得，F拉＝G F浮＝20N 10N＝10N。
14.如图所示，圆柱形容器中盛有某种液体，有一个体积为103cm3、质量为500g的实心小球被细线系在容器底部，液体深为50cm，对容器底的压强为4.0×103Pa．（g=10N/kg）求：
（1）容器中液体的密度．
（2）细线对小球的拉力．
（3）剪断细线后，小球最终露出液体表面的体积．
【答案】
1.（1）容器中液体的密度0.8×103kg/m3．
2.（2）细线对小球的拉力3N．
3.（3）剪断细线后，小球最终露出液体表面的体积375cm3．
【解析】
（1）由p=ρgh得：
容器中液体的密度：
ρ液=p/（gh）=4×103Pa/（10N/kg×0.5m）=0.8×103kg/m3．
（2）小球排开液体的体积V排1=V=103cm3=10 3m3，
小球的重力：G=mg=0.5kg×10N/kg=5N，
小球受到的浮力：
F浮1=ρ液gV排1=0.8×103kg/m3×10N/kg×10 3m3=8N，
根据二力平衡知识可得，细线对小球的拉力：
F拉=F浮1 G=8N 5N=3N．
（3）剪断细线后，小球漂浮，此时F浮2=G=5N，
由F浮2=ρ液gV排2得：
此时小球排开液体的体积：
V排2=F浮2/（ρg）=5N/（0.8×103kg/m3×10N/kg）=6.25×10 4m3，
小球最终露出液体表面的体积：
V露=V V排2=10 3m3 6.25×10 4m3=3.75×10 4m3=375cm3
15.探究影响浮力大小的实验中将同一物体分别按如图所示的步骤进行实验：
（1）物体浸没在水中受到的浮力________N，物体的密度是________kg/m3．
（2）比较A、B、C三幅图可探究浮力的大小与________有关．
（3）D图中弹簧测力计的示数是________N．（g取10N/kg，ρ酒精=0.8×103kg/m3）
【答案】
1. 1 4×103
2. 物体排开液体的体积
3. 3.2
【解析】
解：（1）由图可知，物体的重力G=4N，物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=3N，
物体浸没在水中时受到的浮力：
F浮=G F′=4N 3N=1N，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮=ρ水gV排可得，物体的体积：
V=V排=F浮/（ρ水g）=1N/（1×103kg/m3）=1×10 4m3
由G=mg可得，物体的质量：
m=G/g=4N/10N/kg=0.4kg，
物体的密度：
ρ=m/V=0.4kg/1×10 4m3=4×103kg/m3．
（2）由图示ABC三次实验可知，液体的密度不变而物体排开液体的体积不同，物体受到的浮力不同，排开液体体积越大，物体受到的浮力越大，由此可知：浮力的大小与物体排开液体的体积有关．
（3）D图中将物体浸没在酒精中，则物体受到的浮力：
F浮′=ρ酒gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10 4m3=0.8N，
则弹簧秤的示数F=G F浮′=4N 0.8N=3.2N．专题04 浮力与浮力计算
知识点一 浮力
1、浮力：浸在液体（气体）中的物体受到向上的力，这个力叫作浮力。
2、方向：竖直向上
3、产生原因：上下表面的压力差
4、称重法求浮力：F浮=G-F
典例：1.（2021·上海）关于浮力，下列说法正确的是（　　）
A . 上浮的物体所受浮力一定越来越大 B . 下沉的物体不受浮力
C . 浮力的方向总是竖直向下 D . 物体在空气中可能不受浮力
典例：2.如图所示，重5N的石块浸没在水中称时为3N，则石块受到的浮力为（　　）
A . 2N B . 3N C . 5N D . 8N
知识点二 阿基米德原理
1、探究浮力的影响因素：浮力的大小与液体的密度和物体浸入液体的体积有关，与深度无关,（详见专题8力学实验）。
2、阿基米德原理：物体受到的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力的大小，即F浮=G排
3、阿基米德原理公式：F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排
典例：3.（2021·天津）在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，同学们根据日常生活经验，提出了如下四种猜想：
猜想一：浮力的大小可能跟液体的密度有关；
猜想二：浮力的大小可能跟物体的密度有关；
猜想三：浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关；
猜想四：浮力的大小可能跟物体浸入液体的体积有关．
为了验证以上猜想是否正确，同学们选择了装有小石子的塑料瓶和其他实验器材进行探究，实验过程如图所示．
（1）由实验a、________、________（均填序号），可以验证猜想一是否正确；
（2）若F1 F3________F1 F4（选填“=”或“≠”），可以确定浮力大小跟物体浸没的深度无关；
（3）为了验证猜想二，可以在塑料瓶中________再进行探究．
典例：4.（2021·杭州）在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求：（g取值10N/kg，在此过程中水面上升高度可忽略不计）
（1）完全浸没时，圆柱体受到的浮力？
（2）圆柱体的密度是多少？
（3）该圆柱体的底面积为多少？
典例：5.（2021·台州）如图甲所示，石料在钢绳拉力的作用下，从水面下方以恒定的速度上升，直到全部露出水面。图乙所示是，钢绳拉力F随时间t变化的图象，若不计水的摩擦力，
求：
（1）石料完全浸没在水中，受到的浮力；
（2）该石料的体积；
（3）该石料的密度。
典例：6.（2021·福州）如图所示，四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中不同深度处．受到浮力最小的是（ ）
A . 甲 B . 乙 C . 丙 D . 丁
典例：7.（2021·成都）将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球放入水中后发现：实心球沉入水底，而乒乓球浮出水面如图。此时对实心球和乒乓球所受浮力大小分析正确的是（　　）
A . 实心球受到的浮力大 B . 它们受到的浮力一样大
C . 乒乓球受到的浮力大 D . 不能确定
知识点三 物体的浮沉
1、平衡状态：
2、非平衡态：
典例：8.（2021·营口）把重10N，密度为0.9×103kg/m3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________m3．
典例：9.（2021·天津）排水量为106kg的轮船在河水中航行，船满载时所受河水的浮力________N（g取10N/kg）；若轮船从河水航行到海水中，它所受到的浮力________（选填“变大”“变小”或“不变”）．
知识点四 物体浮沉应用
1、密度计的原理：用密度计测量液体的密度时，它所受的浮力总是等于它的重力，根据密度计浸入液体的深度就可以从刻度上读出液体的密。
2、盐水选种的原理：把种子放在一定浓度的盐水里，利用浮力把好种子和坏种子分开来。
3、潜水艇的浮沉原理 ：潜水艇的原理是靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。
4、热气球的升降原理：热气球的升降原理是利用里面充的气体的密度小于空气的密度，空气产生的浮力大于自身的重力来升空；利用减小浮力来下降。
典例：10.（2021·益阳）海权握，国则兴．建设一支强大海军是实现中国梦的有力保障，潜水艇是海军的战略重器．如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程．下列对此潜水艇分析正确的是（ ）
A . 悬浮和漂浮时受到的浮力相等 B . 漂浮时排开的海水所受的重力最小
C . 上浮过程中所受浮力逐渐变大 D . 漂浮时潜水艇底部所受海水压强最大
1.2018年4月20日，我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”成功下潜。潜水器水下匀速下潜过程中（ ）
A . 受到的重力小于浮力 B . 上下表面的压力差变大
C . 浮力越来越大，压强越来越 D . 受到的浮力不变，压强变大
2. (2021·长沙) 如图情景中没有受到浮力的物体是（ ）
A . B .
遨游的“天宫一号” 航行的“辽宁号”
C . D .
下潜的“蛟龙”号 上升的热气球
3.(2021·临沂) 如图所示，甲、乙两个完全相同的容器中盛有两种不同的液体，把两个完全相同的立方体A、B分别放入这两种液体中，均处于漂浮状态，静止时两个容器中的液面相平，A、B在两种液体中所受浮力分别为FA、FB，液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙，则（　　）
A . FAp乙
4. (2021·烟台) 将一个乒乓球放入倒置的饮料瓶中，然后向瓶内注入水将乒乓球浸没，如图所示，乒乓球保持静止状态则乒乓球（ ）
A . 仍受水的浮力 B . 不受水的浮力，也不受水对它的压力
C . 不受水的浮力，但受水对它的压力 D . 无法判断
5.(2021·深圳) 如图所示，我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号，于2012年6月24日在马里亚纳海沟区域进行下潜试验，成功突破7000米深度，创造了我国载人深潜新纪录。关于潜水器“蛟龙”号的下潜过程，下列说法正确的是（　　）
A . “蛟龙”号 下潜越深，所受海水压强越大
B . “蛟龙”号 下潜过程中，所受海水压强不变
C . “蛟龙”号 下潜过程中，所受海水的压力不变
D . “蛟龙”号 下潜过程中，所受海水的压力差减小
6. (2021·河北)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（g取10N/kg）（ ）
A . 物体的体积是500cm3 B . 物体受到的最大浮力是5N
C . 物体的密度是2.25×103kg/m3 D . 物体刚浸没时下表面受到水的压力时9N
7. 如图所示，体积相等的木球和空心铁球，用细线系住后悬浮在水中，在水中加入一定量的盐，过一段时间后，则（ ）
A . 两球受到的浮力一样大
B . 木球受到的浮力大
C . 铁球下表面受到水的压强可能变小
D . 木球受到的浮力等于自身的重力
8.圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中，均处于漂浮状态，如图所示．圆柱体在两液体中所受浮力依次是F1和F2，则（ ）
A . ρ1>ρ2，F1>F2 B .ρ1<ρ2，F1ρ2，F1=F2 D . ρ1<ρ2，F1=F2
9.(2021·河南) 某长方体悬挂在弹簧测力计下，静止在空气中测力计的示数为10牛；若该立方体一半浸在水中测力计的示数变为5.1牛（如图所示），则此时长方体所受水的浮力为________牛，浮力的方向为________；若撤去弹簧测力计的拉力，将该长方体放入水中，当它静止时上下表面所受压力差为________牛。
10. (2021·永州) 一只鸭子漂浮在水面上，此时，它受到了________对它产生向上的浮力；一条金鱼在水里游泳，此时，它________（选填“受到”或“不受”）浮力作用。
11. 潜水艇是通过改变________达到上浮和下沉的；热气球通过加热空气或某些密度比空气小的气体（如氦气）从而获得较大的________升到空中的。（两空均选填“自身重力”或“浮力”）
13.(2021·绍兴)如图甲所示，用粗细和重力不计的细线系住一个体积为0.001立方米的物体，从液面上方竖直向下运动直至浸入水中，整个过程中物体始终保持匀速运动，拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示。求：
（1）物体的密度。
（2）物体浸没时浮力的大小。
（3）物体浸没时拉力的大小。
14.如图所示，圆柱形容器中盛有某种液体，有一个体积为103cm3、质量为500g的实心小球被细线系在容器底部，液体深为50cm，对容器底的压强为4.0×103Pa．（g=10N/kg）求：
（1）容器中液体的密度．
（2）细线对小球的拉力．
（3）剪断细线后，小球最终露出液体表面的体积．
15.探究影响浮力大小的实验中将同一物体分别按如图所示的步骤进行实验：
（1）物体浸没在水中受到的浮力________N，物体的密度是________kg/m3．
（2）比较A、B、C三幅图可探究浮力的大小与________有关．
（3）D图中弹簧测力计的示数是________N．（g取10N/kg，ρ酒精=0.8×103kg/m3）

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