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第11课时　浮力
【本课时知识结构】
过 基 础
1．定义：浸在液体中的物体受到液体向______的力。
2．方向：____________。
上
知识点　 　浮力
图1
3．产生原因：由图1可知，长方体侧面受到液体的压力F＝pS＝_______，由于两个相对侧面的______相等，所以压力相互平衡；而上、下表面的深度h1 _____h2，因此液体对长方体上、下表面的压力：F向上 ______F向下，这两个力的差就是浮力。
竖直向上
ρghS
深度
＜
＞
4．影响浮力大小的因素
大
大
5．浮力的计算方法
计算方法 压力差法 称重法 阿基米德原理法 平衡法
示意图
公式 F浮＝________ ______ F浮＝_______ F浮＝G排＝m排g＝__________ F浮＝______
适用条件 普遍适用 测力计测浮力 普遍适用 漂浮或悬浮
F向上－
F向下
G物－F拉
ρ液gV排
G物
1．阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受________的大小。
重力
知识点　 　阿基米德原理
2．公式：
变形式：求液体的密度ρ液＝________；求排开液体的体积V排＝________。
注意　1．物体浸入液体的体积等于排开液体的体积，即V浸＝V排。
2．阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
知识点　 　物体的浮沉判断
图解
浮沉情况 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮与G物 的比较 F浮____G物 F浮____G物 F浮____G物 F浮____G物 F浮____G物
ρ物与ρ液 的比较 ρ物____ρ液 ρ物____ρ液 ρ物____ρ液 ρ物____ρ液 ρ物____ρ液
＞
＜
＝
＝
＜
＜
＞
＝
＜
＞
V物与V排 的比较 V物____V排 V物____V排 V物____V排 V物____V排 V物____V排
运动状态 处于动态(物体的运动状态不断改变)，受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度 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
＝
＝
＝
＞
＝
知识点　 　浮力的应用
应用 工作原理 关键特点
轮船 通过空心结构增大排水体积，使浮力总________总重力实现漂浮 排水量指满载时排开水的________，船排开水的体积V排随载货量而变化
潜水艇 通过压载水舱注水或排水改变____________，实现浮沉 在水面下时体积不变，浮力恒定，依靠重力调节
等于
质量
自身重力
应用 工作原理 关键特点
气球和 飞艇 充入密度________空气的气体 (如氢气、氦气、热空气等)，使F浮＞G总实现升空 热气球通过加热减小内部空气密度；飞艇通过充气或放气调节气囊体积
密度计 利用漂浮F浮______G计 刻度上小下大、不均匀
小于
＝
过 易 错
易错点　 　对产生浮力的条件理解有误
例1　如图2所示，洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头，则水堵头 (　　)
A．不受水的压力，受浮力
B．受水的压力，不受浮力
C．受水的压力，也受浮力
D．不受水的压力，也不受浮力
B
图2
物体浸在液体(气体)中，液体对物体的压力的合力方向向上。如果柱状物体下表面没有与液体接触，那么液体就不会对物体的下表面产生向上的压力，物体也就不受浮力。
易错点　 　误认为物体浸入液体中的深度越大，物体受到的浮力越大
例2　如图3，一长方体铁块从下表面恰好与液体接触到下降至图中虚线位置的过程中，下列能大致反映铁块所受浮力的大小F与铁块下表面浸入液体深度h的关系的图像是 (　　)
B
图3
根据F浮＝ρ液gV排，判断物体浸入液体中时所受浮力的变化：
易错点　 　判断浮力大小的方法不正确
例3　如图4所示，一艘满载的轮船从印度洋海域驶向北大西洋海域。已知该轮船的排水量是10 000 t，g取10 N/kg。
图4
(1)该轮船在印度洋海域航行时，受到的浮力是_________N；当它驶入北大西洋海域后，它所受的浮力________(选填“变大”“变小”或“不变”)，该轮船到达港口卸下货物后，船身将________(选填“上浮”或“下沉”)一些。
1×108
不变
上浮
(2)根据图中轮船上“吃水线”的排列情况，可以判断：印度洋的海水密度________(选填“大于”“小于”或“等于”)北大西洋的海水密度。
小于
图4
过 实 验
实验　 　探究浮力的大小与哪些因素有关(课标必做实验)
例1　小华和同学们利用一长方体物体来探究影响浮力的大小因素，他们按图5所示的步骤进行实验。
图5
(1)将物体竖放后挂在弹簧测力计上，测出物体的重力为2.7 N，然后将物体部分浸入水中，当弹簧测力计的示数如图甲所示时，物体所受浮力为_______N。
0.3
(2)由图甲、乙、丙中的数据可知：在同种液体中，物体排开液体的体积越______，所受浮力越大。
(3)由图丙、丁中的数据可知：当物体浸没在同种液体中时，所受浮力的大小跟浸在液体中的深度________(选填“有关”或“无关”)。
大
无关
(4)为了探究浮力的大小与液体密度的关系，小华又将上述实验中的物体分别浸没在另外两种不同的液体中，并将弹簧测力计的示数记录在下表中。请将表格内横线处的内容补充完整。
液体种类 液体密度ρ液 弹簧测力计的示数F/N 浮力F/N
盐水 大 1.6 1.1
酒精 小 1.9 _______
根据表格数据得出结论：___________________ ___________________________________________。
0.8
当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体所受浮力越大
(5)同组的小明猜想：物体在浸没前，所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度有关。于是他利用4个小长方体磁力块组合成长方体物体，按图6所示步骤进行实验。
图6
①为验证小明的猜想，应分析图A、______、______的测量结果。(均填字母)
②实验表明物体在浸没前，所受浮力的大小与浸入的深度_______ (选填“有关”或“无关”)。
B
D
无关
实验　 　探究浮力大小与排开液体所受重力的关系(教材重点实验)
例2　小明在验证“阿基米德原理”时：
(1)用已调零的弹簧测力计按照图7甲所示顺序进行实验，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，由此可知铁球浸没在水中时所受浮力的表达式为F浮＝_________，铁球排开的水所受重力的表达式为G排＝__________。(均用测量量和已知量的符号表示)
F2－F3
图7
F4－F1
(2)小明要验证的结论是__________________(用测量量和已知量的符号表示)。
(3)在读数正确的情况下，小明由实验数据发现：铁球浸没在水中时所受浮力F浮大于铁球排开水所受的重力G排，而且超出了误差允许的范围，原因可能是________________________(写出一条即可)。
(4)小明改正问题后，进一步思考：若实验中铁球没有完全浸入水中，则______(选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理。
F2－F3＝F4－F1
溢水杯中的水没有装满
能
(5)同桌小格想用电子秤来验证阿基米德原理，实验如下：将溢水杯注满水后放在电子秤上，如图乙所示，电子秤的示数为m1；将铁球用细线悬挂后轻轻放入水中浸没(未接触杯底和杯壁)，待杯中水停止外溢时，如图丙所示，电子秤的示数为m2。若m1______m2(选填“＞” “＜”或“＝”)，则可以验证阿基米德原理。
＝
过 考 点
考点　 　浮力
1．将甲、乙、丙三个体积相同、质量和形状不同的物体放在水中，静止时的情形如图8所示，则它们所受的浮力F甲、F乙、F丙的大小关系为 (　　)
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丙＞F乙
D
图8
2．(2024天河区期末改编)如图9甲，用细绳悬吊一实心物块从水面上方以恒定的速度竖直下降，图乙是细绳的拉力F随物块下降的高度h变化的图像。
(1)物体的重力为_______N。
(2)当h＝_____m时，物块恰好浸没在水中，此时其上表面受到水的压力是_____N。
图9
140
2
0
(3)请在方框中(O点代表物块)画出当h＝3 m时物块的受力示意图，此时物块受到的浮力为______N。
50
如答图1所示
答图1
考点　 　阿基米德原理
3．(2024广州)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，急剧下降的过程称为“掉深”。如图10，某潜水艇从a处驶入低密度海水区，“掉深”到b处。与a处相比，潜水艇在b处(　　)
A．受到的浮力大小变小 　
B．受到的浮力大小变大
C．排开液体的重力不变　
D．排开液体的重力变大
A
图10
【解析】AB．潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，排开水的体积不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，潜水艇受到的浮力变小，因此与a处相比，潜水艇在b处受到的浮力大小变小，故A符合题意，B不符合题意；CD．根据阿基米德原理可知，物体浸在液体中受到的浮力等于其排开的液体受到的重力，由于潜水艇受到的浮力变小，所以潜水艇排开液体所受的重力变小，即与a处相比，潜水艇在b处排开液体的重力变小，故CD不符合题意。故选A。
4．如图11所示，水平桌面上有甲、乙两只相同的烧杯，分别盛有两种不同的液体，把同一物块先后放入两烧杯中，物块在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，则 (　　)
A．物块在甲杯中所受浮力较大
B．物块在两杯中排开液体的质量一样大
C．物块在两杯中排开液体的体积一样大
D．甲杯中液体的密度比乙杯中液体的密度小
B
图11
5．(2025铁一中学二模)如图12所示，甲、乙是体积相同且不吸水的两个小球，它们都浸没在水中，并处于静止状态，甲受到绳子的拉力为零。下列说法正确的是 　 (　　)
A．甲受到的浮力一定比乙的大
B．甲排开水的重力等于乙排开水的重力
C．甲受到的重力一定比乙的小
D．将绳子剪掉后，甲会上浮，且最终漂浮
B
图12
6．(2022广州)两个量筒均装有20 mL的水，往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块，物块静止后如图13所示，水的密度为1 g/cm3，g取10 N/kg，则 (　　)
A．甲的体积为40 cm3
B．甲受到的浮力为0.4 N
C．乙排开水的体积小于20 mL
D．乙受到的浮力小于甲受到的浮力
B
图13
【解析】A．由题图可知，放入甲后，量筒读数为60 mL，故甲排开水的体积V排甲＝60 mL－20 mL＝40 mL＝40 cm3，且小于V甲，故A错误，不符合题意；B．甲受到的浮力F浮甲＝ρ水gV排甲＝1×103 kg/m3×10 N/kg×40×10－6 m3＝0.4 N，故B正确，符合题意；C．由题图可知，放入乙后，量筒读数为70 mL，故乙排开水的体积V排乙＝70 mL－20 mL＝50 mL，大于20 mL，故C错误，不符合题意；D．V排甲＜V排乙，根据公式F浮＝ρ液gV排可知，F浮甲＜F浮乙，故D错误，不符合题意。故选B。
7．图14甲中，圆柱形容器内装有适量的水，水温从0 ℃升到15 ℃的过程中，水的密度ρ和水温t的关系如图乙所示。此过程中水的质量不变，不考虑圆柱形容器的热胀
图14
冷缩。如图丙，把测力计下悬挂的实心金属块M(体积不变)浸没在水中，M处于静止状态。下列能正确反映测力计示数F和水温t关系的是 (　　)
C
【解析】由题图乙可知，水温从0 ℃升到15 ℃的过程中，水的密度ρ先变大后变小；实心金属块M(体积不变)浸没在水中时，根据F浮＝ρ液gV排可知，M受到的浮力先变大后变小；M受到自身重力G、水对它的浮力F浮、测力计对它的拉力F拉三个力的作用处于静止状态，故测力计示数F＝F拉＝G－F浮，由于F浮先变大后变小，所以测力计示数F先变小后变大，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
8．(2025广州)图15甲是实践小组设计的自动储水箱简图，竖直细杆固定在水箱底部，浮筒可沿细杆上下移动，水箱中水深为0.1 m时，浮筒对水箱底部的压力刚好为零；水深为0.4 m时，浮筒开始接触进水阀门；水深为0.6 m时，浮筒使进水阀
门完全关闭，浮筒所受浮力和水深关系的图像如图乙，已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。
(1)水深从0.1 m到0.4 m的过程中，浮筒排开水的重力________，水对箱底产生的压强________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
不变
变大
图15
(2)阀门完全关闭时，求：
①水对箱底产生的压强；
②浮筒排开水的体积。
解：(2)阀门完全关闭时，水的深度h＝0.6m
①水对箱底产生的压强p水＝ρ水gh＝1.0× 103 kg/m3×10 N/kg×0.6 m＝6×103 Pa
②由题图乙可知，此时浮筒受到的浮力F浮＝7.5 N
由F浮＝ρ水gV排可得，浮筒排开水的体积
考点　 　物体的浮沉条件及应用
9．如图16所示，点燃孔明灯下方小碟内的松脂，加热孔明灯内部的空气，可以使其升空，则升空后 (　　)
A．孔明灯受到的重力大于浮力
B．孔明灯受到的重力一定等于浮力
C．孔明灯内气体的密度小于灯外空气的密度
D．孔明灯内气体的密度大于灯外空气的密度
C
图16
10．(2021广州)将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的烧杯中。若甲、乙所受的重力和排开水所受的重力如下表，则两球静止在水中时的情形可能是 (　　)
C
实心球 实心球所受的重力/N 排开水所受的重力/N
甲 1 1
乙 2 1
【解析】AD．根据阿基米德原理可知，实心球排开水的重力等于其所受的浮力，故乙球所受的重力大于浮力，所以乙球沉底，故A、D不符合题意；BC．甲、乙两球排开水的重力相同，由于都在水中，故排开水的体积相同，而甲、乙两球的体积相同，故说明甲、乙两球都浸没在水中，故B不符合题意，C符合题意。故选C。
11．如图17所示，物理小组利用体积为170 cm3的潜水艇模型(忽略进气、排气管的体积)探究潜水艇在水中如何实现上浮和下沉。下列说法错误的是(ρ水＝1.0× 103 kg/m3，g取10 N/kg) (　　)
C
A．模型浸没在水中时受到的浮力为1.7 N
B．模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
C．要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
D．潜水艇模型上浮和下沉是通过改变自重实现的
图17
12．(2025铁一中学三模)甲、乙、丙三个实心小球的质量、体积的柱状图如图18所示(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)，下列说法正确的是 (　　)
A．ρ甲＜ρ乙
B．将丙球完全浸入水中时，所受的浮力为0.03 N　
C
图18
C．丙球放入水中后会沉底　
D．甲、乙两球放入水中静止后浮力大小相等
C．由题图可知丙的质量是3 g，则丙的重力G丙＝m丙g＝3×10－3 kg×10 N/kg＝0.03 N，因为G丙＞F浮，所以丙球放入水中后将下沉，最后沉底，故C正确；D．甲、乙的质量相同，重力相同，由于甲球的密度大于水的密度，所以甲球放入水中后会沉底，甲球受到的浮力小于重力；乙球的密度小于水的密度，所以乙球放入水中静止后会漂浮，乙球受到的浮力等于重力，所以甲球静止后受到的浮力小于乙球静止后受到的浮力，故D错误。故选C。
13．(2023广州节选)小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图19甲，当该液体的温度为19 ℃时，质量为4×10－3 kg的小球b悬浮，小球b标记“19 ℃”；另外两个小球分别标记“15 ℃”
图19
“23 ℃”，当小球悬浮时，它标记的温度与液体温度相等。图甲、乙中小球a、b、c均静止，忽略小球体积变化，g取10 N/kg。
(1)图甲中小球b悬浮：
①在方框中画出小球b的受力示意图(用“·”表示小球b)；
如答图2所示
答图2
②求此时小球b受到的浮力；
解：小球b受到的浮力
F浮＝G＝mg＝4×10－3 kg×10 N/kg＝0.04 N
③此时液体的密度为0.8×103 kg/m3，求小球b排开液体的体积。
解：由F浮＝ρ液gV排可得，小球b排开液体的体积
(2)图乙中小球b漂浮：
①此时小球b所受的浮力________(选填“大于”“小于”或“等于”)图甲中小球b所受的浮力。
②此时液体温度________(选填“高于” “低于”或“等于”)19 ℃。
③小球c对应标记__________(选填“15 ℃”或“23 ℃”)。
等于
低于
15 ℃
跨学科实践
14．(2025天河区期末)实验小组开展“自制微型密度计”跨学科实践。
【项目提出】
用密度计测量酒精密度，是一种初步判断酒精是否合格的简单方法(0.86～0.88 g/cm3为合格)，现有一批如图20甲所示的小瓶酒精，外观无区别。用图乙密度计无法直接检测这批酒精密度的原因是____________________________________________________。
密度计的截面大于瓶口的直径，无法放入瓶内直接测量
【项目分析和实施】
小明想设计和制作一个能直接用来判断酒精是否合格的微型密度计。
(1)设计
①对于图甲的小瓶酒精来说，用微型密度计测量时排开不超过2 mL的酒精，就不会导致酒精溢出，因此微型密度计的质量不应超过________g。(假设酒精密度为0.88 g/cm3)
1.76
②在密度计质量不变的情况下，分别漂浮在密度为0.86 g/cm3和0.88 g/cm3的酒精中，在密度计上与液面相平处做标记，两次标记间的长度记为ΔH。为便于分辨，ΔH应适当______(选填“大”或“小”)一些，则密度计应适当______(选填“粗”或“细”)一些。
大
细
(2)制作
用直径约为3 mm的实心杆作为标度杆，为使密度计能在酒精中竖直漂浮，增加了细铜丝作为配重和直径为1 cm的泡沫塑料球作为浮子。把密度计放入水中，若发现密度计浸没在水中，应________(选填“增加”或“减少”)配重。
减少
【展示交流】
将制作好的密度计放入四瓶酒精中漂浮时，如图丁所示。
(1)_________瓶酒精合格，______瓶酒精密度偏大。(均填字母)
(2)密度计在C、D瓶中受的浮力大小关系为FC______FD(选填“＞” “＜”或“＝”)。
A、B
D
＝
参考答案
过基础
知识点1　1．上　2．竖直向上　3．ρghS　深度　＜　＞
4．大　大　5．F向上－F向下　G物－F拉　ρ液gV排　G物
知识点3　＞　＜　＝　＝　＜　＜　＞　＝　＜　＞　
＝　＝　＝　＞　＝
知识点4　等于　质量　自身重力　小于　＝
过易错
例1　B　例2　B
例3　(1)1×108　不变　上浮　(2)小于
过实验
例1　(1)0.3　(2)大　(3)无关
(4)0.8　当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体所受浮力越大
(5)①B　D　②无关
例2　(1)F2－F3　F4－F1　(2)F2－F3＝F4－F1
(3)溢水杯中的水没有装满　(4)能　(5)＝
过考点
1．D
2．(1)140　(2)2　0　(3)如答图1所示　50
答图1
3．A　【解析】AB．潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，排开水的体积不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，潜水艇受到的浮力变小，因此与a处相比，潜水艇在b处受到的浮力大小变小，故A符合题意，B不符合题意；CD．根据阿基米德原理可知，物体浸在液体中受到的浮力等于其排开的液体受到的重力，由于潜水艇受到的浮力变小，所以潜水艇排开液体所受的重力变小，即与a处相比，潜水艇在b处排开液体的重力变小，故CD不符合题意。故选A。
4．B　5．B
6．B　【解析】A．由题图可知，放入甲后，量筒读数为60 mL，故甲排开水的体积V排甲＝60 mL－20 mL＝40 mL＝40 cm3，且小于　　V甲，故A错误，不符合题意；B．甲受到的浮力F浮甲＝ρ水gV排甲＝1×103 kg/m3×10 N/kg×40×10－6 m3＝0.4 N，故B正确，符合题意；C．由题图可知，放入乙后，量筒读数为70 mL，故乙排开水的体积V排乙＝70 mL－20 mL＝50 mL，大于20 mL，故C错误，不符合题意；D．V排甲＜V排乙，根据公式F浮＝ρ液gV排可知，F浮甲＜F浮乙，故D错误，不符合题意。故选B。
7．C　【解析】由题图乙可知，水温从0 ℃升到15 ℃的过程中，水的密度ρ先变大后变小；实心金属块M(体积不变)浸没在水中时，根据　F浮＝ρ液gV排可知，M受到的浮力先变大后变小；M受到自身重力G、水对它的浮力F浮、测力计对它的拉力F拉三个力的作用处于静止状态，故测力计示数F＝F拉＝G－F浮，由于F浮先变大后变小，所以测力计示数F先变小后变大，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
8．解：(1)不变　变大
(2)阀门完全关闭时，水的深度h＝0.6m
①水对箱底产生的压强p水＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.6 m＝6×103 Pa
②由题图乙可知，此时浮筒受到的浮力F浮＝7.5 N
由F浮＝ρ水gV排可得，浮筒排开水的体积
9．C
10．C　【解析】AD．根据阿基米德原理可知，实心球排开水的重力等于其所受的浮力，故乙球所受的重力大于浮力，所以乙球沉底，故A、D不符合题意；BC．甲、乙两球排开水的重力相同，由于都在水中，故排开水的体积相同，而甲、乙两球的体积相同，故说明甲、乙两球都浸没在水中，故B不符合题意，C符合题意。故选C。
11．C
C．由题图可知丙的质量是3 g，则丙的重力G丙＝m丙g＝3×10－3 kg ×10 N/kg＝0.03 N，因为G丙＞F浮，所以丙球放入水中后将下沉，最后沉底，故C正确；D．甲、乙的质量相同，重力相同，由于甲球的密度大于水的密度，所以甲球放入水中后会沉底，甲球受到的浮力小于重力；乙球的密度小于水的密度，所以乙球放入水中静止后会漂浮，乙球受到的浮力等于重力，所以甲球静止后受到的浮力小于乙球静止后受到的浮力，故D错误。故选C。
13．解：(1)①如答图2所示
②小球b受到的浮力
F浮＝G＝mg＝4×10－3 kg×10 N/kg＝0.04 N
③由F浮＝ρ液gV排可得，小球b排开液体的体积
(2)①等于　②低于　③15 ℃
答图2
跨学科实践
14．【项目提出】密度计的截面大于瓶口的直径，无法放入瓶内直接测量
【项目分析和实施】(1)①1.76　②大　细　(2)减少
【展示交流】(1)A、B　D　(2)＝

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