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第四讲 浮力
一、浮力
?知道浮力的概念；
?描述阿基米德原理；
?直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单的计算。
一、浮力
1.浮力：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力叫浮力。
2.浮力方向：竖直向上，施力物体是液（气）体。
3.浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差就是浮力；如图（1）所示。
图（1）浮力产生原因
二、阿基米德原理
1. 阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。如图（2）所示。
图（2）验证阿基米德原理
2. 公式表示：；
从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
3. 适用条件：液体（或气体）。
三、物体的浮沉条件
1.前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。
2.示意图：重力与浮力的关系如图（3）所示：
图（3）物体的沉浮条件
如图所示，（1）当时，物体上浮；。
当时，物体悬浮；。
当时，物体下沉；。
当（物体未完全浸没液体）时，物体漂浮；。
3. 说明：
（1） 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。
（2）物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积，则物体密度为ρ。
（3） 悬浮与漂浮的比较：相同点： ；
不同点：悬浮时，，；漂浮时，，。
（4）判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较与G或比较与。
（5）物体吊在测力计上，在空中重力为G，浸在密度为ρ的液体中，示数为F，则物体密度为：。
（6）冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。21·世纪*教育网
4.漂浮问题“五规律”：
规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；
规律二：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同；
规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；
规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；
规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力，外力等于液体对物体增大的浮力。
四、浮力的利用
1. 轮船
（1）工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。
排水量：轮船满载时排开水的质量。单位是t，由排水量m 可计算出：排开液体的体积；排开液体的重力；轮船受到的浮力，轮船和货物共重。
2. 潜水艇
工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
3. 气球和飞艇
工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。
4. 密度计
原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。
构造：下面的金属粒能使密度计直立在液体中。
刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大（上小下大）。
5.计算浮力方法
（1）示重差法：就是物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。
例1：弹簧秤下挂一铁块，静止时弹簧秤的示数是4N，将铁块浸入水中时，弹簧秤的示数为3.5N，这时铁块所受的浮力是 N，= 。
解：由题意可知，铁块受到的重力为4N；铁块浸入水中示数是3.5N，铁块所受浮力为：，假设铁块体积为。21*cnjy*com
所以，。
（2）压力差法：应用求浮力，这是浮力的最基本的原理。
例2：某物块浸没在水中时，下表面受到水的压力为2.3N，上表面受到水的压力为1.5N，则该物块受到水的浮力为 牛，方向为 。21世纪教育网版权所有
解：下表面受到水的压力为2.3N，上表面受到水的压力为1.5N；所以浮力方向向上，大小为：。
（3）公式法：。
例3：将体积是50cm3的物体浸没在水中，它受到的浮力多大？若此物体有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大？（ρ煤油=0.8×103kg/m3）g取10N/kg）
解：由公式，得到物体在水中的浮力：
；
在煤油中的浮力为：
（4） 受力分析法：如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态，则物体受重力和浮力作用，且此二力平衡，则。
例4：把质量是200g的塑料块放入水中，静止时塑料块有一半露出水面。（g取10N/kg）
求（1）塑料块在水中受到的浮力？（2）塑料块的体积和密度？
解：（1）塑料块受到的重力：，
因为塑料块静止，故它受到的浮力：；
（2）塑料受到的浮力等于它排开水受到的重力，故排开水的体积为：
，
塑料块的体积：，故塑料块的密度：
。
（5）排水量法（也是阿基米德原理）：。
轮船的满载重量，一般是以排水量表示的，即是排开水的质量，船也是浮体，根据浮体平衡条件也得：船受到的总，而排水量kg?g，就是船排开水的重，即是浮力，又是船、货的总重力。
考点一：浮力
一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力叫浮力。浮力方向竖直向上，施力物体是液（气）体。
浮力产生的原因（实质）是液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差就是浮力。
【典例】（2018春?杭州期末）一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如图所示，图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应是（　　）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【分析】从浮力产生的原因和浮力的方向去解答此题。
【解答】解：鸡蛋悬浮在液体中，此时鸡蛋上、下表面受到的液体压力不同，
这个压力差就是鸡蛋所受的浮力，因浮力的方向总是竖直向上的，所以F3正确；
故选：C。
考点二：阿基米德原理
阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
公式；从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
适用条件：液体（或气体）。
【典例】（2017秋?江北区期末）一个立方体木块，细线的一端跟木块底部相连，另一端固定在容器底，如图甲所示（容器高比细线与木块边长之和大得多），现向容器中慢慢加水直到加满，如图乙所示。用F表示绳子受到的拉力，用h表示容器中水的深度，则下列图象正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】向容器中慢慢加水，物体浸入水中，排开水的体积越来越大，当物体受到的浮力小于物体重时，此时拉力为0；继续加水，当物体受到的浮力大于物体重时，物体开始上升，当细线被拉直，细绳的拉力增大，当物体全浸入水中，排开水的体积不变、浮力不变，细线的拉力不变，据此分析判断。
【解答】解：向容器中慢慢加水，物体浸入水中，一开始因为排开水的体积小，物体受到的浮力小于重力，细线没有被拉直，拉力为0；
随着水的增多，排开水的体积越来越大，当物体受到的浮力大于物体重时，物体开始上升，当细线被拉直，细绳的拉力增大；
当物体全浸入水中，排开水的体积不变、浮力不变，细线的拉力不变；
由此可见细线的拉力是先为0，不断增大，最后不变。
故选：B。
考点三：物体沉浮条件
在物体浸没在液体中，且只受浮力和重力时，
当时，物体上浮；。
当时，物体悬浮；。
当时，物体下沉；。
当（物体未完全浸没液体）时，物体漂浮；。
【典例】（2017·衢州市衢江区模拟）如图甲所示，一个边长为1m的正方体静止在湖底，上表面离水面深度为h。现用一根粗细和重力不计的绳子，将该物体从水底竖直向上拉，直至完全拉出水面，在整个拉动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。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3）求：
（1）物体在露出水面前受到水的浮力是多少牛？
（2）物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少牛？
（3）物体的密度是多少千克/米3？
【解析】（1）物体的体积为，浸没在水中时，，则根据阿基米德原理，它露出水面前受到的浮力为：。
（2）由图乙可知，物体的重力，所以露出水面前，绳子的拉力为：
；
（3）物体的密度为：；
（4）从图乙可知，物体由刚露出水面至完全露出水面共用时10s，通过了1m的距离，所以物体上升的速度为：；由于物体一直做匀速直线运动，所以；
物体上表面受到水的压强为：。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）。
易错点1：未完全理解物体沉浮的条件
例一：（2018?金华模拟）将同一物体M先后放入在装有不同液体的甲、乙两个容器中。当物体静止后，两容器内液面恰好相平，如图所示。若液体对甲、乙两容器底部的压强分别是p甲、p乙，液体对两物体的浮力分别是
F甲、F乙，则下列判断中正确的是（　　）
A．p甲＞p乙，F甲＜F乙 B．p甲＜p乙，F甲=F乙
C．p甲=p乙，F甲＜F乙 D．p甲=p乙，F甲＞F乙
【易错点】液体压强计算公式的应用；物体的浮沉条件及其应用．菁优网版权所有
【分析】放入液体的物体完全相同，一个悬浮、一个漂浮，由浮沉条件可知两物体所受浮力相等，由阿基米德原理公式可知两液体的密度关系，再根据液体压强公式得出对容器底部的压强关系。
【纠错】解：由题知，同一物体先后放入不同液体中，物体的重力不变，
在甲液体中悬浮、在乙液体中漂浮，所受到的浮力相等，都等于物体重，即F甲=F乙；
因为F浮=ρ液V排g，排开甲液体的体积大于排开乙液体的体积，
所以ρ甲＜ρ乙，
两容器液面等高，由p=ρgh可知，甲容器液体对底部的压强小于乙容器液体对底部的压强，即：p甲＜p乙。
故选：B。
易错点2：不能正确判断浮力与重力的关系
例二：（2018?滨江区模拟）如图，台秤的托盘上一个装有水的烧杯，一个不吸水的木块下面用细线悬挂一个实心铁球，木块仍浮在水面上。下列各种说法中正确的是（　　）
A．木块的重力等于木块所受的浮力 B．铁球的重力一定大于木块的重力
C．剪断细线前后，台秤示数不变 D．剪断细线前后，容器底部受水的压强不变
【易错点】物体的浮沉条件及其应用．菁优网版权所有
【分析】物体漂浮时，所受浮力与重力相等，可根据细线剪断前和剪断后浮力的大小变化；
根据阿基米德原理判断V排的变化，得出液面的升降情况，从而可判断出容器底部所受水的压强变化。
把烧杯、水和木块、铁块作为一个整体，分析剪断细线前后托盘受到的压力。
【纠错】解：A、因木块和铁球整体漂浮，受到的浮力等于自身的重力，且铁块受到的浮力小于自身的重力，所以木块受到的浮力大于自身的重力，故A错误；
B、不知铁球和木块体积的大小关系，无法比较重力的大小，故B错误；
C、把烧杯、水、木块和铁球作为一个整体，剪断细线前托盘受到的压力等于烧杯、水、木块和铁块的重力之和；剪断细线后，托盘受到压力仍然等于烧杯、水、木块和铁块的重力之和，所以，剪断细线后，托盘受到的压力不变，故C正确；
D、剪断细线后，木块将上浮一些，所以液面下降，容器底所受压强将变小，故D错误。
故选：C。
易错点3：不注意观察，整体思考、综合能力差
例三：（2018?鹿城区校级一模）如图是港珠澳大桥海底隧道一施工现场。起重船“振华30”将长方体物体放入水至全部浸没的过程中，“振华30”主船体所受浮力的变化是（　　）
A． B．
C． D．M
【易错点】阿基米德原理的应用．菁优网版权所有
【分析】对“振华30”主船体受力分析知：船受竖直向上的浮力、竖直向下的重力，重物对船向下的拉力，物体逐渐浸入水时，浮力逐渐增大，拉力逐渐减小，船的浮力逐渐减小，等物体全部浸没后浮力不变，物体受拉力不变，船的浮力不变。
【纠错】解：“振华30”主船体受竖直向上的浮力、竖直向下的重力，重物对船向下的拉力，当物体逐渐浸入水时，根据F浮=ρ液gV排知，浮力逐渐增大，根据F浮=G﹣F知，拉力逐渐减小，船受到的浮力逐渐减小，等物体全部浸没后浮力不变，物体受拉力不变，船的浮力不变，图象A符合题意。
故选：A。
一．选择题（共1小题）
1．（2018?湖州）圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的2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 F1＜F2
C．ρ1＜ρ2 F1=F2 D．ρ1＞ρ2 F1=F2
二．填空题（共2小题）
2．（2018?金华）杯子放在水平桌面上，放入茶叶，再倒入开水，茶叶先漂浮在水面上，过一段时间，茶叶逐渐下沉到杯底。
（1）茶叶漂浮在水面，是因为浮力　 　重力（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）茶叶匀速下沉阶段（不考虑水的蒸发），茶杯对桌面的压力将　 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
3．（2017?金华）“彩球温度计”是一种现代居家饰品，其结构模型如图所示，该“彩球温度计”是由体积相同（保持恒定）、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成。当环境温度升高时，浸没在液体中的小球受到的浮力将　 　，在某一环境温度下，四个小球处于如图位置，此时B小球受到的浮力与D小球受到的浮力的大小关系为　 　。
三．实验探究题（共1小题）
4．（2018?嘉兴）某课外兴趣小组同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”，设计了如下实验步骤和数据记录表格：
①在量筒中加入水，读出量筒内水面位置的刻度。
②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上，测出铁块的重力。
③把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里，再次读出弹簧测力计的示数。
④读出量筒内水面位置升高后的刻度
⑤计算铁块排开水的体积。求出铁块排开的水受到的重力。
铁块浸没时弹簧测力计的示数/N
铁块在水中受到的浮力/N
水的体积/cm3
水和铁块的总体积/cm3
排开水的体积/cm3
排开的水受到的重力/N
实验过程中，小组同学发现设计的表格中缺少一项，该项是　 。补充完整后，完成实验。分析数据得出结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
实验后，该组同学进行了反思：
（1）量筒中不能加入太多的水，否则无法直接测出　 ，从而不能得出实验结论。
（2）通过以上实验得出结论不可靠，理由是　 。
A．没有进行多次重复实验
B．没有换用其它液体进行实验
C．没有进行物体部分浸入水中时的实验
四．计算题（共1小题）
5．（2018?杭州）“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3，空载时质量约为22吨，最大荷载240千克。
（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？（海水密度取1.0×103千克/米3，g取10牛/千克）
五．解答题（共2小题）
6．（2017?湖州）取一根内部横截面积为1平方厘米的直筒形塑料管，在底部扎上橡皮膜后，称得质量为2克。向管内倒入10克液体，再将它放入水中。放手后，观察到橡皮膜恰好变平，如图所示（管壁厚可以忽略）。
请回答：
（1）气管内液体的密度　 　（选填”大于“”等于“或”小于“）水的密度。
（2）水对塑料管底部橡皮膜产生的压强大小。
（3）装有液体的塑料管受到的浮力大小。
7．（2017?宁波）如图甲所示，是小科家的“懒人花盆”。它的外面是一个储水盆，里面是一个栽培盆，栽培盆中有一圆柱体浮子能在光滑的管中自由上下运动，浮子的顶端可显示水位高低，栽培盆底的陶粒通过渗透与蒸发的原理起到吸水和透气的作用，从而为土壤提供水分。“懒人花盆”的原理图可简化成图乙。已知浮子重为0.02N，横截面积为0.5cm2．请回答下列问题：
（1）从植物细胞吸水或失水原理分析，若储水盆内所用营养液浓度过高，会导致植物细胞　 　。
（2）浮子在水中漂浮时，浸入水中的深度是多少？
（3）当储水盆内盛有密度比水大的营养液时，营养液对漂浮的浮子底面的压强多大？
一．选择题（共2小题）
1．（2018?富阳区一模）如图所示，将苹果和梨子放入水中后，苹果漂浮，梨子沉底，若苹果的质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1，梨子的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2，以下判断正确的是（　　）
A．若m1＞m2，则F1一定小于F2 B．若m1=m2，则F1一定小于F2
C．若V1=V2，则F1一定小于F2 D．若V1＞V2，则F1一定大于F2
2．（2018?义乌市模拟）漂浮在水面上的潜水艇从水面向下匀速潜航过程中，下列关于它所受到的海水浮力和自身重力的变化情况的分析正确的是（　　）
A．从a到b的过程中，浮力增大，自重变大
B．从b到c的过程中，浮力不变，自重变大
C．从a到c的过程中，浮力变大，自重不变
D．从a到c的过程中，浮力逐渐减小，自重逐渐变大
二．填空题（共10小题）
3．（2018?越城区模拟）将重10牛的长方体木块A放入水平放置的盛水容器中静止时，有的体积露出水面，木块受到的浮力是　 　牛。若在木块上放另一物块B，使木块刚好全部压入水中，如图，若所加物块的体积是木块的，则物块B密度与木块A密度之比是　 　。
4．（2018?诸暨市模拟）一个正方体木块，下表面通过一﹣细线与容器底相连（容器足够高）。现向容器中慢慢加水，木块位置随加水深度的变化如图甲所示。用F浮表示木块受到的浮力，h表示容器中水的深度，则图乙可以正确描述F浮随深度h变化的图象。
（1）当F浮=6N时，木块处于　 　（填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”）状态。
（2）木块的密度为　 　千克/米3。
5．（2018?仙居县模拟）某品牌厕所便桶水箱结构如图（图中略去了向水箱注水的装置）。出水口上的橡胶盖是空心的，放水时它漂浮在水面上，水从出水口流出，如图（a）。随着水的流出，水面降低，橡胶盖位置逐渐降低，直到盖住出水口，则放水过程结束。注水过程中和注满水后，橡胶盖都能盖住出水口，如图（b）。
（1）图（a）中橡胶盖及其连杆所受的重力G与浮力F浮大小的关系是：　 　。
（2）这种便桶水箱的缺点是，每次冲便都要用掉一箱水。为节约用水，应对橡胶盖做些改造使按下手柄时橡胶盖抬起放水，放开手柄后橡胶盖立即盖上出水口，停止放水。写出橡胶盖的改造措施：　 。
7．（2018?路桥区模拟）如图，一个充满空气的气球静止在烧杯底部，将导管伸到烧杯底部，然后缓缓地通入一定量的二氧化碳气体，观察到气球慢慢升起并悬浮在靠近烧杯口的位置（不考虑整个过程中气球体积的变化）。气球上升说明了二氧化碳具有　 　的性质，整个过程中气球所受浮力的变化情况是　 　。
8．（2018?鄞州区模拟）“模拟实验”是科学探究中一种重要方法。观察以下模拟实验并回答问题。
（1）如图甲所示两人朝不同方向用力拉板，直至纸撕裂。该实验模拟的是板块的　 　；
（2）如图乙所示是潜水艇浮沉的模拟装置。用注射器将水逐渐注入小瓶中，小瓶从漂浮状态至没入水中的过程中，小瓶变所受的浮力大小的变化情况是　 　；
（3）如图丙所示是人体呼吸运动模拟装置，薄膜向下运动模拟的是　 　过程。
9．（2018?义乌市模拟）用铁线将一冰块慢慢地压入到盐水中，并保持悬置状态（如图），在冰块被压入的过程中，台秤的读数将 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；在冰块熔化过程中，台秤的读数将　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（已知：冰的密度为900kg/m3，盐水的密度为1200kg/m3；整个过程中无液体溢出。）
10．（2018?义乌市模拟）如图所示，烧杯里面装有一定量分水（图甲），用弹簧测力计吊着未知物体，先将物体浸没在水中（图乙），水位升高到B处，示数是18N；再将物体缓慢提出，使水位下降到AB的中点C处，示数是23N（不计物体带出的水）．则物体浸没时受到的浮力是 　N，物体的密度是　 　kg/m3。
11．（2018?柯桥区校级模拟）如图可以估测一支蜡烛的密度。用手提着蜡烛的引线，使蜡烛稳定在水中，测出蜡烛在水中的长度L1与蜡烛全长为L，可以计算出蜡烛的密度为　 　。
12．（2018?下城区模拟）如图所示，漂浮在水池中的木块下悬吊着重物A．若把悬吊重物的绳子剪断，重物将沉入水底，这时水面　 　（填“上升”、“下降”或“不变”），容器底部受到水的压强将　 　（填“增大”、“减小”或“不变”）。
三．实验探究题（共1小题）
13．（2018?拱墅区二模）在学习了密度计的知识后，小金同学自制了一支密度计，通过实验比较自制密度计与实验室用密度计的异同。他将两支密度计A、B分别放入甲、乙两种液体中，观察到密度计静止后的现象如图（a）、（b）、（c）和（d）所示。（两支密度计的重力相同）
（1）观察比较图（a）、（b）可以判断：液体　 　密度大（选填“甲”或“乙”）。
（2）观察比较图（c）、（d）可知，自制密度计　 　判断出液体甲、乙密度的大小关系（选填“能”或“不能”），且对比密度计A、B可知，它们的刻度线都是　 　的（选填“均匀”或“不均匀”）。
四．计算题（共3小题）
14．（2018?余杭区一模）2017年4月2日上午，中国第二艘航空母舰001A在大连船厂举行下水仪式，据外界猜测，001A的排水量可达6万吨，“标准排水量”是指人员武装齐备，但不包含燃油、滑油、备用锅炉水在内的排水量（第1、2小问计算中g取10N/kg，ρ海水=1×103kg/m3）
（1）若该航空母舰标准排水量6万吨，则此状态下航空母舰所受到海水的浮力是多少？
（2）若装载燃油、滑油、备用锅炉水共1.8万吨到达满载，则满载后排开水的体积为多少m3。
（3）已知印度洋的海水密度小于太平洋的海水密度，当这艘航空母舰满载时从太平洋到印度洋时请结合相关公式推断表达舰身会上浮一些还是下沉一些？
15．（2018?江干区模拟）自成品油价格放开以来，国内油价与国际油价接轨。但国际油价报道时为国际原油价格涨至多少美元一桶，而我国进口原油价格每吨提高多少元。小敏想知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系。并将密度为0.6×103kg/m3．体积为200cm3的立方体木块放入原油中，木块漂浮在油面上，经测量木块有的体积露出油面（g=10N/kg）。
求：（1）木块受到的浮力。
（2）原油的密度。
（3）若每桶原油的体积为m3，1吨原油等于多少桶？
16．（2018?越城区模拟）用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触（未浸入水）如图甲，然后将其逐渐浸入水中，如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况，求：
（1）圆柱体受的最大浮力为　 　N。
（2）求圆柱体的体积为多少？
（3）求圆柱体的密度为多少？
五．解答题（共7小题）
17．（2018?吴兴区校级二模）在探究“浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力”关系时，小洋进行了如图所示实验。
（1）物块浸没在水中时所受到的浮力F浮=　 　N。
（2）本实验测量的浮力（F浮）大于G排液（物体排开液体的重力）。仔细观察小洋的操作过程，请你找出导致此结果的原因　 　。
（3）通过已给的实验数据计算：实际排开水的体积？该物体的密度？
18．（2018?温岭市校级模拟）科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。他们找来一个瓶身为柱状体的空饮料瓶，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖系一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，如图所示。使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。
（1）这里石块的作用是　 　；
（2）这种浮力秤的质量刻度是均匀的吗？为什么？　 　；
（3）经测量，该饮料瓶圆柱状部分的横截面积为50cm2，当浮力秤中不放被测物体时，水面所对位置为零刻度，如图所示。请根据图中标明的长度值，求出3刻度线处应标的质量值。
19．（2018?上城区一模）小金学习浮力后自制了一个密度计，将密度计放入水中，测出浸入水中的深度为8cm，并在对应处标记为a。
（1）要把酒精密度0.8×103kg/m3也标记上去，应该标在a的　 　（选填“上方”或“下方”）位置。
（2）把密度计放入待测液体中，浸入液体中的深度为7cm，求液体密度（用科学记数法，保留小数点后2位）。
20．（2018?西湖区校级二模）海豚是靠回声定位来判断目标的远近、方向、位置、形状、甚至物体的性质。海豚不但有惊人的听觉，还有高超的游泳和异乎寻常的潜水本领。据有人测验，海豚的潜水记录是300米深，而人不穿潜水衣，只能下潜20米。至于它的游泳速度，更是人类比不上的，它有完美的流线型，而且皮肤非常光滑，因而速度可达每小时40公里，相当于鱼雷快艇的中等速度。海豚可以听到150～150，000Hz的各种声音。在东亚（日本）、南亚、东南亚和非洲、南美的部分地区，猎杀海豚，是千百年来不变的习俗。半数被捕的海豚却在被捕后两年内死去，而它们的平均生活年限，也仅为5年；在人工环境里，海豚极易患上 肺炎、肠炎等疾病，还会因为氯水中毒和长期抑郁惊慌而活不过七年之坎。
海豚有完美的流线型身体，而且皮肤非常光滑，其作用是　 　。当海豚从水面下探出头到水面上呼吸的过程中（如图所示），海豚所受的浮力　 　（“增大”、“不变”、“减小”）。
21．（2018?仙居县模拟）已知10℃时氯化钠溶液的密度和浓度关系如下表：
浓度
10%
15%
20%
23%
密度（g/cm3）
1.07
1.11
1.15
1.18
（1）如图所示，将一只鸡蛋放在盛有清水的烧杯里，鸡蛋沉入杯底。逐渐将食盐溶解在水中后，鸡蛋会由沉底变为悬浮直至漂浮。若烧杯中原有清水270克，往水中溶解了30克食盐后鸡蛋恰能悬浮，则这只鸡蛋的密度为多大？
（2）若将质量为60克，体积为100厘米3的实心木球放入浓度为10%的氯化钠溶液中，木球静止时将　 　（选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”）；此时木球露出水面的体积是多大？
22．（2018?柯桥区校级二模）中国首艘国产航母001A于2017年4月26日正式下水（如图所示）。下水方式采用了漂浮式下水，这也是现代航母建造中普遍使用的下水方式。漂浮式下水是打开闸门让海水注入船坞，船依靠浮力浮起后驶离船坞。（海水密度取1.0×103kg/m3）问：
（1）航母001A设计满载排水量约7万吨，那么它满载时受到的浮力是多少？排开水的体积为多少？
（2）一位质量为60kg的歼15舰载机飞行员来到航母的水平甲板上，若双脚与甲板的接触面积是0.04m2，则他双脚站立时对甲板的压强是多少？
（3）航母上一架歼15舰载机升空而起，战斗升空利用的原理是　 　。
23．（2018?余杭区二模）小金利用18cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制了如图的密度计。
（1）使用时发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小，导致测量液体密度时误差较大，他提出了如下改进方案，其中可行的是　 　
A．换大的容器做实验 B．换细的吸管制作密度计
C．换稍长的吸管制作密度计 D．适当增加密度计的质量
（2）小金将该密度计放入水中，吸管露出水面的长度是10.8cm，小金将该密度计放入某液体中，吸管浸入液体的深度为9cm，则此液体的密度是多少？（ρ水=1.0×103kg/m3）
第四讲 浮力
一、浮力
?知道浮力的概念；
?描述阿基米德原理；
?直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单的计算。
一、浮力
1.浮力：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力叫浮力。
2.浮力方向：竖直向上，施力物体是液（气）体。
3.浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差就是浮力；如图（1）所示。
图（1）浮力产生原因
二、阿基米德原理
1. 阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。如图（2）所示。
图（2）验证阿基米德原理
2. 公式表示：；
从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
3. 适用条件：液体（或气体）。
三、物体的浮沉条件
1.前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。
2.示意图：重力与浮力的关系如图（3）所示：
图（3）物体的沉浮条件
如图所示，（1）当时，物体上浮；。
当时，物体悬浮；。
当时，物体下沉；。
当（物体未完全浸没液体）时，物体漂浮；。
3. 说明：
（1） 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。
（2）物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积，则物体密度为ρ。
（3） 悬浮与漂浮的比较：相同点： ；
不同点：悬浮时，，；漂浮时，，。
（4）判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较与G或比较与。
（5）物体吊在测力计上，在空中重力为G，浸在密度为ρ的液体中，示数为F，则物体密度为：。
（6）冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。21·世纪*教育网
4.漂浮问题“五规律”：
规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；
规律二：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同；
规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；
规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；
规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力，外力等于液体对物体增大的浮力。
四、浮力的利用
1. 轮船
（1）工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。
排水量：轮船满载时排开水的质量。单位是t，由排水量m 可计算出：排开液体的体积；排开液体的重力；轮船受到的浮力，轮船和货物共重。
2. 潜水艇
工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
3. 气球和飞艇
工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。
4. 密度计
原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。
构造：下面的金属粒能使密度计直立在液体中。
刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大（上小下大）。
5.计算浮力方法
（1）示重差法：就是物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。
例1：弹簧秤下挂一铁块，静止时弹簧秤的示数是4N，将铁块浸入水中时，弹簧秤的示数为3.5N，这时铁块所受的浮力是 N，= 。
解：由题意可知，铁块受到的重力为4N；铁块浸入水中示数是3.5N，铁块所受浮力为：，假设铁块体积为。21*cnjy*com
所以，。
（2）压力差法：应用求浮力，这是浮力的最基本的原理。
例2：某物块浸没在水中时，下表面受到水的压力为2.3N，上表面受到水的压力为1.5N，则该物块受到水的浮力为 牛，方向为 。21世纪教育网版权所有
解：下表面受到水的压力为2.3N，上表面受到水的压力为1.5N；所以浮力方向向上，大小为：。
（3）公式法：。
例3：将体积是50cm3的物体浸没在水中，它受到的浮力多大？若此物体有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大？（ρ煤油=0.8×103kg/m3）g取10N/kg）
解：由公式，得到物体在水中的浮力：
；
在煤油中的浮力为：
（4） 受力分析法：如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态，则物体受重力和浮力作用，且此二力平衡，则。
例4：把质量是200g的塑料块放入水中，静止时塑料块有一半露出水面。（g取10N/kg）
求（1）塑料块在水中受到的浮力？（2）塑料块的体积和密度？
解：（1）塑料块受到的重力：，
因为塑料块静止，故它受到的浮力：；
（2）塑料受到的浮力等于它排开水受到的重力，故排开水的体积为：
，
塑料块的体积：，故塑料块的密度：
。
（5）排水量法（也是阿基米德原理）：。
轮船的满载重量，一般是以排水量表示的，即是排开水的质量，船也是浮体，根据浮体平衡条件也得：船受到的总，而排水量kg?g，就是船排开水的重，即是浮力，又是船、货的总重力。
考点一：浮力
一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力叫浮力。浮力方向竖直向上，施力物体是液（气）体。
浮力产生的原因（实质）是液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差就是浮力。
【典例】（2018春?杭州期末）一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如图所示，图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应是（　　）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【分析】从浮力产生的原因和浮力的方向去解答此题。
【解答】解：鸡蛋悬浮在液体中，此时鸡蛋上、下表面受到的液体压力不同，
这个压力差就是鸡蛋所受的浮力，因浮力的方向总是竖直向上的，所以F3正确；
故选：C。
考点二：阿基米德原理
阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
公式；从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
适用条件：液体（或气体）。
【典例】（2017秋?江北区期末）一个立方体木块，细线的一端跟木块底部相连，另一端固定在容器底，如图甲所示（容器高比细线与木块边长之和大得多），现向容器中慢慢加水直到加满，如图乙所示。用F表示绳子受到的拉力，用h表示容器中水的深度，则下列图象正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】向容器中慢慢加水，物体浸入水中，排开水的体积越来越大，当物体受到的浮力小于物体重时，此时拉力为0；继续加水，当物体受到的浮力大于物体重时，物体开始上升，当细线被拉直，细绳的拉力增大，当物体全浸入水中，排开水的体积不变、浮力不变，细线的拉力不变，据此分析判断。
【解答】解：向容器中慢慢加水，物体浸入水中，一开始因为排开水的体积小，物体受到的浮力小于重力，细线没有被拉直，拉力为0；
随着水的增多，排开水的体积越来越大，当物体受到的浮力大于物体重时，物体开始上升，当细线被拉直，细绳的拉力增大；
当物体全浸入水中，排开水的体积不变、浮力不变，细线的拉力不变；
由此可见细线的拉力是先为0，不断增大，最后不变。
故选：B。
考点三：物体沉浮条件
在物体浸没在液体中，且只受浮力和重力时，
当时，物体上浮；。
当时，物体悬浮；。
当时，物体下沉；。
当（物体未完全浸没液体）时，物体漂浮；。
【典例】（2017·衢州市衢江区模拟）如图甲所示，一个边长为1m的正方体静止在湖底，上表面离水面深度为h。现用一根粗细和重力不计的绳子，将该物体从水底竖直向上拉，直至完全拉出水面，在整个拉动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。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3）求：
（1）物体在露出水面前受到水的浮力是多少牛？
（2）物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少牛？
（3）物体的密度是多少千克/米3？
【解析】（1）物体的体积为，浸没在水中时，，则根据阿基米德原理，它露出水面前受到的浮力为：。
（2）由图乙可知，物体的重力，所以露出水面前，绳子的拉力为：
；
（3）物体的密度为：；
（4）从图乙可知，物体由刚露出水面至完全露出水面共用时10s，通过了1m的距离，所以物体上升的速度为：；由于物体一直做匀速直线运动，所以；
物体上表面受到水的压强为：。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）。
易错点1：未完全理解物体沉浮的条件
例一：（2018?金华模拟）将同一物体M先后放入在装有不同液体的甲、乙两个容器中。当物体静止后，两容器内液面恰好相平，如图所示。若液体对甲、乙两容器底部的压强分别是p甲、p乙，液体对两物体的浮力分别是
F甲、F乙，则下列判断中正确的是（　　）
A．p甲＞p乙，F甲＜F乙 B．p甲＜p乙，F甲=F乙
C．p甲=p乙，F甲＜F乙 D．p甲=p乙，F甲＞F乙
【易错点】液体压强计算公式的应用；物体的浮沉条件及其应用．菁优网版权所有
【分析】放入液体的物体完全相同，一个悬浮、一个漂浮，由浮沉条件可知两物体所受浮力相等，由阿基米德原理公式可知两液体的密度关系，再根据液体压强公式得出对容器底部的压强关系。
【纠错】解：由题知，同一物体先后放入不同液体中，物体的重力不变，
在甲液体中悬浮、在乙液体中漂浮，所受到的浮力相等，都等于物体重，即F甲=F乙；
因为F浮=ρ液V排g，排开甲液体的体积大于排开乙液体的体积，
所以ρ甲＜ρ乙，
两容器液面等高，由p=ρgh可知，甲容器液体对底部的压强小于乙容器液体对底部的压强，即：p甲＜p乙。
故选：B。
易错点2：不能正确判断浮力与重力的关系
例二：（2018?滨江区模拟）如图，台秤的托盘上一个装有水的烧杯，一个不吸水的木块下面用细线悬挂一个实心铁球，木块仍浮在水面上。下列各种说法中正确的是（　　）
A．木块的重力等于木块所受的浮力 B．铁球的重力一定大于木块的重力
C．剪断细线前后，台秤示数不变 D．剪断细线前后，容器底部受水的压强不变
【易错点】物体的浮沉条件及其应用．菁优网版权所有
【分析】物体漂浮时，所受浮力与重力相等，可根据细线剪断前和剪断后浮力的大小变化；
根据阿基米德原理判断V排的变化，得出液面的升降情况，从而可判断出容器底部所受水的压强变化。
把烧杯、水和木块、铁块作为一个整体，分析剪断细线前后托盘受到的压力。
【纠错】解：A、因木块和铁球整体漂浮，受到的浮力等于自身的重力，且铁块受到的浮力小于自身的重力，所以木块受到的浮力大于自身的重力，故A错误；
B、不知铁球和木块体积的大小关系，无法比较重力的大小，故B错误；
C、把烧杯、水、木块和铁球作为一个整体，剪断细线前托盘受到的压力等于烧杯、水、木块和铁块的重力之和；剪断细线后，托盘受到压力仍然等于烧杯、水、木块和铁块的重力之和，所以，剪断细线后，托盘受到的压力不变，故C正确；
D、剪断细线后，木块将上浮一些，所以液面下降，容器底所受压强将变小，故D错误。
故选：C。
易错点3：不注意观察，整体思考、综合能力差
例三：（2018?鹿城区校级一模）如图是港珠澳大桥海底隧道一施工现场。起重船“振华30”将长方体物体放入水至全部浸没的过程中，“振华30”主船体所受浮力的变化是（　　）
A． B．
C． D．M
【易错点】阿基米德原理的应用．菁优网版权所有
【分析】对“振华30”主船体受力分析知：船受竖直向上的浮力、竖直向下的重力，重物对船向下的拉力，物体逐渐浸入水时，浮力逐渐增大，拉力逐渐减小，船的浮力逐渐减小，等物体全部浸没后浮力不变，物体受拉力不变，船的浮力不变。
【纠错】解：“振华30”主船体受竖直向上的浮力、竖直向下的重力，重物对船向下的拉力，当物体逐渐浸入水时，根据F浮=ρ液gV排知，浮力逐渐增大，根据F浮=G﹣F知，拉力逐渐减小，船受到的浮力逐渐减小，等物体全部浸没后浮力不变，物体受拉力不变，船的浮力不变，图象A符合题意。
故选：A。
一．选择题（共1小题）
1．（2018?湖州）圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的2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 F1＜F2
C．ρ1＜ρ2 F1=F2 D．ρ1＞ρ2 F1=F2
【解答】解：
（1）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，
（2）由于圆柱体在两液体中所受浮力F1=F2，由图可知：V排甲＜V排乙，根据F浮=ρ液gV排得ρ液=可知：ρ1＞ρ2 ，故C错误；D正确；
故选：D。
二．填空题（共2小题）
2．（2018?金华）杯子放在水平桌面上，放入茶叶，再倒入开水，茶叶先漂浮在水面上，过一段时间，茶叶逐渐下沉到杯底。
（1）茶叶漂浮在水面，是因为浮力　等于　重力（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）茶叶匀速下沉阶段（不考虑水的蒸发），茶杯对桌面的压力将　不变　（填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解答】解：（1）根据物体浮沉条件可知，茶叶漂浮在水面，是因为浮力等于重力；
（2）茶杯对桌面的压力等于茶杯、水和茶叶的总重力，所以不考虑水的蒸发，茶杯对桌面的压力不变。
故答案为：（1）等于；（2）不变。
3．（2017?金华）“彩球温度计”是一种现代居家饰品，其结构模型如图所示，该“彩球温度计”是由体积相同（保持恒定）、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成。当环境温度升高时，浸没在液体中的小球受到的浮力将　变小　，在某一环境温度下，四个小球处于如图位置，此时B小球受到的浮力与D小球受到的浮力的大小关系为　FB=FD　。
【解答】解：（1）浸没在液体中的小球，由于排开液体的体积不变，根据液体密度随温度的升高而减小可知：
当环境温度升高时，液体密度减小，根据F浮=ρgV排可知所受浮力变小；
（2）由图可知：B小球与D小球都处于浸没状态，排开液体的体积与物体的体积相等，由于BD小球的体积相等，所以B小球与D小球排开液体的体积相等，根据F浮=ρgV排可知所受浮力相等，即：FB=FD。
故答案为：变小；FB=FD。
三．实验探究题（共1小题）
4．（2018?嘉兴）某课外兴趣小组同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”，设计了如下实验步骤和数据记录表格：
①在量筒中加入水，读出量筒内水面位置的刻度。
②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上，测出铁块的重力。
③把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里，再次读出弹簧测力计的示数。
④读出量筒内水面位置升高后的刻度
⑤计算铁块排开水的体积。求出铁块排开的水受到的重力。
铁块浸没时弹簧测力计的示数/N
铁块在水中受到的浮力/N
水的体积/cm3
水和铁块的总体积/cm3
排开水的体积/cm3
排开的水受到的重力/N
实验过程中，小组同学发现设计的表格中缺少一项，该项是　铁块的重力/N　。补充完整后，完成实验。分析数据得出结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
实验后，该组同学进行了反思：
（1）量筒中不能加入太多的水，否则无法直接测出　水和铁块的总体积　，从而不能得出实验结论。
（2）通过以上实验得出结论不可靠，理由是　ABC　。
A．没有进行多次重复实验
B．没有换用其它液体进行实验
C．没有进行物体部分浸入水中时的实验
【解答】解：根据阿基米德原理的公式：F浮=G排和根据称量法F浮=G﹣F测量浮力，需要用弹簧测力计测量空气中物体的重力和水中弹簧测力计的拉力，故表格少“铁块的重力/N”；
（1）向量筒中加入“适量的水”不能太少，否则不能把固体完全浸没，也不能加入太多的水，否则在放入物体后超过量筒的量程不能测量出排开水的体积，从而不能得出实验结论；
（2）为得到普遍性的规律，应换用不同液体进行多次重复实验以及进行物体部分浸入水中时的实验，多测几组数据进行分析，从而得出结论，故ABC正确；
故选ABC。
故答案为：铁块的重力/N；（1）水和铁块的总体积；（2）ABC。
四．计算题（共1小题）
5．（2018?杭州）“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3，空载时质量约为22吨，最大荷载240千克。
（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？（海水密度取1.0×103千克/米3，g取10牛/千克）
【解答】解：
（1）蛟龙号”空载漂浮在水面时，根据漂浮条件可知潜艇受到浮力：
F浮=G空载=m空载g=22×103kg×10N/kg=2.2×105N；
（2）满载时需要下沉时潜水器排开海水的体积V排=V船=30m3，
此时F浮′=ρ海gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N，
满载总重力G满=m满g=（22×103kg+240kg）×10N/kg=2.224×105N，
G注水=F浮′﹣G满=3×105N﹣2.224×105N=7.76×104N，
则由G=mg=ρgV可得注入水的体积：
V注入===7.76m3。
答：（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为2.2×105N；
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，至少注入7.76m3的水。
五．解答题（共2小题）
6．（2017?湖州）取一根内部横截面积为1平方厘米的直筒形塑料管，在底部扎上橡皮膜后，称得质量为2克。向管内倒入10克液体，再将它放入水中。放手后，观察到橡皮膜恰好变平，如图所示（管壁厚可以忽略）。
请回答：
（1）气管内液体的密度　小于　（选填”大于“”等于“或”小于“）水的密度。
（2）水对塑料管底部橡皮膜产生的压强大小。
（3）装有液体的塑料管受到的浮力大小。
【解答】解：（1）如图所示液体高于水面且橡皮膜恰好变平，说明橡皮膜内外压强相等，由于液体高度大于浸入的水深，由p=ρgh可知玻璃管内液体密度小于水的密度；
（2）塑料管受到的压力F=G液+G管=（m液+m管）g=（0.01kg+0.002kg）×10N/kg=0.12N，
所以对塑料管底部橡皮膜产生的压强p===1200Pa；
（3）装有液体的塑料管受到的浮力F浮=G总=（0.01kg+0.002kg）×10N/kg=0.12N。
故答案为：（1）小于；
（2）水对塑料管底部橡皮膜产生的压强是1200Pa；
（3）装有液体的塑料管受到的浮力是0.12N。
7．（2017?宁波）如图甲所示，是小科家的“懒人花盆”。它的外面是一个储水盆，里面是一个栽培盆，栽培盆中有一圆柱体浮子能在光滑的管中自由上下运动，浮子的顶端可显示水位高低，栽培盆底的陶粒通过渗透与蒸发的原理起到吸水和透气的作用，从而为土壤提供水分。“懒人花盆”的原理图可简化成图乙。已知浮子重为0.02N，横截面积为0.5cm2．请回答下列问题：
（1）从植物细胞吸水或失水原理分析，若储水盆内所用营养液浓度过高，会导致植物细胞　失水　。
（2）浮子在水中漂浮时，浸入水中的深度是多少？
（3）当储水盆内盛有密度比水大的营养液时，营养液对漂浮的浮子底面的压强多大？
【解答】解：（1）从植物细胞吸水或失水原理分析，若储水盆内所用营养液浓度过高，大于萝卜细胞液的浓度，会导致植物细胞失水。
（2）由于浮子漂浮在液面上，则F浮=G=0.02N，
由F浮=ρgV排得：
V排===2×10﹣6m3；
浮子浸入水中的深度：h===0.04m。
（3）由于浮子漂浮在液面上，则浮子底面的压力F=G=0.02N，
所以p===400Pa。
答：（1）失水；
（2）浮子在水中漂浮时，浸入水中的深度是0.04m。
（3）当储水盆内盛有密度比水大的营养液时，营养液对漂浮的浮子底面的压强是400Pa。
一．选择题（共2小题）
1．（2018?富阳区一模）如图所示，将苹果和梨子放入水中后，苹果漂浮，梨子沉底，若苹果的质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1，梨子的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2，以下判断正确的是（　　）
A．若m1＞m2，则F1一定小于F2 B．若m1=m2，则F1一定小于F2
C．若V1=V2，则F1一定小于F2 D．若V1＞V2，则F1一定大于F2
【解答】解：
（1）由于苹果漂浮，梨子沉底，则根据浮沉条件可知：
F1=G1=m1g，G2=m2g＞F2，
A、若m1＞m2，则F1＞F2，故A错误；
B、若m1=m2，则F1＞F2，故B错误；
由于苹果漂浮，梨子沉底，则：
V排1＜V1，V排2=V2，
（2）由于都是浸在水中，根据F浮=ρ水gV排可知：
C、若V1=V2，因苹果有一部分露出水面，所以V排1＜V排2，则F1＜F2；故C正确；
D、若V1＞V2，则V排1与V排2的大小不能比较，所以F1不一定大于F2，故D错误。
故选：C。
2．（2018?义乌市模拟）漂浮在水面上的潜水艇从水面向下匀速潜航过程中，下列关于它所受到的海水浮力和自身重力的变化情况的分析正确的是（　　）
A．从a到b的过程中，浮力增大，自重变大
B．从b到c的过程中，浮力不变，自重变大
C．从a到c的过程中，浮力变大，自重不变
D．从a到c的过程中，浮力逐渐减小，自重逐渐变大
【解答】解：
A、从a到b的过程中，即由部分露出水面到全浸入，排开水的体积变大，根据F浮=ρ水V排g可知，潜水艇受到水的浮力变大；由于潜水艇在a时处于漂浮状态，则浮力与重力相等；潜水艇要下潜到b处，则重力大于浮力，所以从a到b的过程中自重变大，故A正确；
B、从b到c的过程中，潜水艇都全浸入，排开水的体积不变，根据F浮=ρ水V排g可知潜水艇受到水的浮力不变；由于从水面向下匀速潜航过程中，则浮力与重力相等，浮力不变，所以自重也不变，故B错误；
CD、潜水艇从a到c的过程中，即由部分露出水面到刚好全浸入再下潜，排开水的体积先变大后不变，所以潜水艇受到水的浮力先变大后不变；自身重力也是先变大后不变，故C、D都错。
故选：A。
二．填空题（共10小题）
3．（2018?越城区模拟）将重10牛的长方体木块A放入水平放置的盛水容器中静止时，有的体积露出水面，木块受到的浮力是　10　牛。若在木块上放另一物块B，使木块刚好全部压入水中，如图，若所加物块的体积是木块的，则物块B密度与木块A密度之比是　1：1　。
【解答】解：
根据题意可知，有的体积露出水面，说明木块A漂浮在水中，因此木块受到的浮力F浮=GA=10N；
当木块有的体积露出水面时，即木块有的体积浸入水中，木块受到的浮力为10N；
根据阿基米德原理有：
F浮=ρ水g×V木=10N，
整理得：
ρ水gV木=N，
当木块全部浸没在水中时，木块受到的浮力：
F浮′=ρ水gV木=N；
将AB看作一个整体时，AB漂浮在水中，浮力等于总重力，
即F浮′=GA+GB；
所以物体B的重力：
GB=F浮′﹣GA=N﹣10N=N；
由G=mg和ρ=可得：
ρB：ρA=：=×=×=1：1。
故答案为：10；1：1。
4．（2018?诸暨市模拟）一个正方体木块，下表面通过一﹣细线与容器底相连（容器足够高）。现向容器中慢慢加水，木块位置随加水深度的变化如图甲所示。用F浮表示木块受到的浮力，h表示容器中水的深度，则图乙可以正确描述F浮随深度h变化的图象。
（1）当F浮=6N时，木块处于　漂浮　（填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”）状态。
（2）木块的密度为　0.6×103　千克/米3。
【解答】解：（1）我们结合图丙将木块的各个状态分解出来，当F浮=6N时就是水面上升到线刚好伸直，而此时线对木块没有拉力，由此可知，此时为漂浮状态（F浮=G）。
（2）木块的质量m===0.6kg，
木块体积V=（10cm）3=1000cm3=1×10﹣3m3，
木块的密度ρ===0.6×103kg/m3。
故答案为：（1）漂浮；（2）0.6×103。
5．（2018?仙居县模拟）某品牌厕所便桶水箱结构如图（图中略去了向水箱注水的装置）。出水口上的橡胶盖是空心的，放水时它漂浮在水面上，水从出水口流出，如图（a）。随着水的流出，水面降低，橡胶盖位置逐渐降低，直到盖住出水口，则放水过程结束。注水过程中和注满水后，橡胶盖都能盖住出水口，如图（b）。
（1）图（a）中橡胶盖及其连杆所受的重力G与浮力F浮大小的关系是：　G=F浮　。
（2）这种便桶水箱的缺点是，每次冲便都要用掉一箱水。为节约用水，应对橡胶盖做些改造使按下手柄时橡胶盖抬起放水，放开手柄后橡胶盖立即盖上出水口，停止放水。写出橡胶盖的改造措施：　配重物，或在橡胶盖内心部分注入沙粒等　。
【解答】解：（1）图（a）中放水时空心橡胶盖漂浮在水面上，所以它所受重力与浮力相等。
（2）若要使放开手柄后橡胶盖就立即盖上出水口，橡胶盖就要下沉，重力要大于浮力，因此要将橡胶盖适当加重，如配重物，或在橡胶盖内心部分注入沙粒等。
故答案为：（1）G=F浮；（2）配重物，或在橡胶盖内心部分注入沙粒等。
6．（2018?余杭区二模）如图所示的金属球连接在弹簧的一端，弹簧的另一端固定在盛水的容器底部（弹簧处于压缩状态）
（1）将甲中的水取出一部分，水面仍高于金属球则甲中的弹簧长度将　不变　（填“增大”“不变”“减小”）。
（2）如果地球的引力减为一半，则甲图中的弹簧对物体的弹力将　减小　（填“增大”“不变”“减小”）。
【解答】解：
（1）小球受到重力、弹力以及浮力作用，而弹力大小等于重力与浮力的差，将甲中的水取出一部分，水面仍高于金属球，金属球所受浮力不变，弹簧对金属球的弹力大小不变，故长度不变；
（2）当地球引力减为一半时，g将变为原来的一半，而F浮=ρgV排，因此浮力也减为原来的一半，即重力与浮力之差变为原来的一半。
因此弹簧被压缩的长度变为原来的一半；
故答案为：（1）不变；（2）减小。
7．（2018?路桥区模拟）如图，一个充满空气的气球静止在烧杯底部，将导管伸到烧杯底部，然后缓缓地通入一定量的二氧化碳气体，观察到气球慢慢升起并悬浮在靠近烧杯口的位置（不考虑整个过程中气球体积的变化）。气球上升说明了二氧化碳具有　密度大　的性质，整个过程中气球所受浮力的变化情况是　先变大，再不变　。
【解答】解：
由题知，把二氧化碳气体缓缓地通入烧杯中，气球会慢慢升起并悬浮在靠近烧杯口的位置；
气球上升说明气球受到的浮力增大，原因是二氧化碳气体的密度大于空气的密度；气球最终悬浮在靠近烧杯口的位置，此时浮力等于气球的重力，即此时所受浮力不变；所以，整个过程中气球所受浮力的变化情况是先变大，再不变。
故答案为：密度大；先变大，再不变。
8．（2018?鄞州区模拟）“模拟实验”是科学探究中一种重要方法。观察以下模拟实验并回答问题。
（1）如图甲所示两人朝不同方向用力拉板，直至纸撕裂。该实验模拟的是板块的　张裂　；
（2）如图乙所示是潜水艇浮沉的模拟装置。用注射器将水逐渐注入小瓶中，小瓶从漂浮状态至没入水中的过程中，小瓶变所受的浮力大小的变化情况是　变大　；
（3）如图丙所示是人体呼吸运动模拟装置，薄膜向下运动模拟的是　吸气　过程。
【解答】解：（1）两人朝不同方向用力拉板，直至纸撕裂；该实验模拟的是板块的张裂。
（2）用注射器将水逐渐注入小瓶中，小瓶从漂浮状态至没入水中的过程中，小瓶浸入水中的体积越来越大，排开水的体积也越来越大，根据公式F浮=ρgV排可知浮力越来越大，直到完全没入。
（3）吸气时，膈肌与肋间肌收缩，引起胸腔前后、左右及上下径均增大，胸廓的容积扩大，肺随之扩张，造成肺内气压减小，小于外界大气压，外界气体进入肺内，形成主动的吸气运动；
当膈肌和肋间外肌舒张时，肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位，结果胸廓容积缩小，肺也随之回缩，造成肺内气压大于外界气压，肺内气体排出肺，形成被动的呼气运动。
图中薄膜向下运动，类似膈肌顶部下降，肺扩张，表示吸气过程。
答案为：（1）张裂；（2）变大；（3）吸气。
9．（2018?义乌市模拟）用铁线将一冰块慢慢地压入到盐水中，并保持悬置状态（如图），在冰块被压入的过程中，台秤的读数将　增大　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；在冰块熔化过程中，台秤的读数将　减小　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（已知：冰的密度为900kg/m3，盐水的密度为1200kg/m3；整个过程中无液体溢出。）
【解答】解：用铁线将一冰块慢慢地压入到盐水中，并保持悬置状态，此时冰块受到的向下的重力与向上的浮力和拉力是一对平衡力，合力为零。
因为冰块对盐水的压力与盐水对冰块的浮力是相互作用力，据阿基米德原理，在冰块被压入的过程中，所受浮力增大，对盐水的压力也增大，所以台秤的示数增大；
冰块熔化前，台秤的示数等于冰块、盐水、杯子的重力加上铁线的压力；冰块熔化后，铁线的压力消失，所以台秤的示数减小。
故答案为：增大；减小。
10．（2018?义乌市模拟）如图所示，烧杯里面装有一定量分水（图甲），用弹簧测力计吊着未知物体，先将物体浸没在水中（图乙），水位升高到B处，示数是18N；再将物体缓慢提出，使水位下降到AB的中点C处，示数是23N（不计物体带出的水）．则物体浸没时受到的浮力是　10　N，物体的密度是　2.8×103　kg/m3。
【解答】解：
设物体重为G，将物体浸没在水中（图乙），水位升高到B处，F示=G﹣F浮=18N﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
将物体缓慢提出，当水位下降到AB的中点C时，排开水的体积减半，浮力减半，
此时F示′=G﹣F浮=23N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①得：F浮=23N﹣18N=5N，
则物体浸没在水中时，受到的浮力F浮=10N；
由F浮=ρ水V排g可得，物体的体积：
V=V排===1×10﹣3m3；
将F浮=10N代入①式可得：G=28N，
物体的质量：
m===2.8kg，
物体的密度：
ρ===2.8×103kg/m3。
故答案为：10；2.8×103。
11．（2018?柯桥区校级模拟）如图可以估测一支蜡烛的密度。用手提着蜡烛的引线，使蜡烛稳定在水中，测出蜡烛在水中的长度L1与蜡烛全长为L，可以计算出蜡烛的密度为　（2﹣）ρ水　。
【解答】解：设蜡烛横截面积为S，蜡烛与水平面的夹角为θ，如图：
则由题意知，蜡烛稳定在水中受重力、浮力和拉力作用。
以蜡烛的引线点为支点，设重力的力臂为Lcosθ，则浮力的力臂为（L﹣L1）cosθ，
根据杠杆的平衡条件：
F浮?（L﹣L1）cosθ=G?Lcosθ，
即：ρ水gSL1?（L﹣L1）cosθ=ρ蜡gSL?Lcosθ，
∴ρ水L1?（L﹣L1）=ρ蜡?L?L，
解得：ρ蜡=（2﹣）ρ水。
故答案为：（2﹣）ρ水。
12．（2018?下城区模拟）如图所示，漂浮在水池中的木块下悬吊着重物A．若把悬吊重物的绳子剪断，重物将沉入水底，这时水面　下降　（填“上升”、“下降”或“不变”），容器底部受到水的压强将　减小　（填“增大”、“减小”或“不变”）。
【解答】解：物体漂浮时浮力等于木块和重物的总重力；绳子剪断后木块受到的浮力等于重力，而重物受到的浮力小于它的重力，因此总浮力减小，根据浮力的计算公式F浮=ρ液gV排，绳子剪断后排开的水的体积变小，水面将下降，压强将变小。
故答案：下降；减小。
三．实验探究题（共1小题）
13．（2018?拱墅区二模）在学习了密度计的知识后，小金同学自制了一支密度计，通过实验比较自制密度计与实验室用密度计的异同。他将两支密度计A、B分别放入甲、乙两种液体中，观察到密度计静止后的现象如图（a）、（b）、（c）和（d）所示。（两支密度计的重力相同）
（1）观察比较图（a）、（b）可以判断：液体　甲　密度大（选填“甲”或“乙”）。
（2）观察比较图（c）、（d）可知，自制密度计　能　判断出液体甲、乙密度的大小关系（选填“能”或“不能”），且对比密度计A、B可知，它们的刻度线都是　不均匀　的（选填“均匀”或“不均匀”）。
【解答】解：（1）由于密度计两次静止时都处于漂浮，则F浮=G，即密度计在两种液体中受到的浮力相等，都等于密度计受到的重力G，
由图知，密度计排开液体的体积：V甲排＜V乙排，
由F浮=ρ液gV排可知：ρ甲＞ρ乙。
（2）c、d图通过自制密度计排开液体体积的大小也可以判断液体密度的大小；
因为当密度计漂浮在密度为ρ液的液体中时，V排液=Sh，则有：
F浮液=G物，即ρ液gV排液=G物，
所以，ρ液gSh=G物，
则h=；
由此可知：h和ρ液是反比例函数，即h与ρ液的变化不是正比例关系；
所以，密度计刻度分布不均匀；
故答案为：（1）甲；（2）能；不均匀。
四．计算题（共3小题）
14．（2018?余杭区一模）2017年4月2日上午，中国第二艘航空母舰001A在大连船厂举行下水仪式，据外界猜测，001A的排水量可达6万吨，“标准排水量”是指人员武装齐备，但不包含燃油、滑油、备用锅炉水在内的排水量（第1、2小问计算中g取10N/kg，ρ海水=1×103kg/m3）
（1）若该航空母舰标准排水量6万吨，则此状态下航空母舰所受到海水的浮力是多少？
（2）若装载燃油、滑油、备用锅炉水共1.8万吨到达满载，则满载后排开水的体积为多少m3。
（3）已知印度洋的海水密度小于太平洋的海水密度，当这艘航空母舰满载时从太平洋到印度洋时请结合相关公式推断表达舰身会上浮一些还是下沉一些？
【解答】解：
（1）航空母舰标准排水量6万吨，处于漂浮，受到的浮力：
F浮=G排=m排g=6×104×103kg×10N/kg=6×108N；
（2）航空母舰满载受到的浮力，因为漂浮，
F浮′=G排′=m排′g=（m排+m）g=（6×104×103kg+1.8×104×103kg）×10N/kg=7.8×108N；
由F浮=ρ液gV排可得，满载后排开水的体积：
V排===7.8×104m3；
（3）由F浮=ρ液gV排可得，当这艘航空母舰满载时从太平洋到印度洋时（不考虑燃油、食物、淡水等物质的消耗，舰体浸水部分当作长方体）。已知印度洋的海水密度小于太平洋的海水密度，液体密度变小，排开液体的体积变大，故舰身会下沉一些；
答：（1）若该航空母舰标准排水量6万吨，则此状态下航空母舰所受到海水的浮力是6×108N；
（2）满载后排开水的体积为7.8×104m3；
（3）下沉一些。
15．（2018?江干区模拟）自成品油价格放开以来，国内油价与国际油价接轨。但国际油价报道时为国际原油价格涨至多少美元一桶，而我国进口原油价格每吨提高多少元。小敏想知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系。并将密度为0.6×103kg/m3．体积为200cm3的立方体木块放入原油中，木块漂浮在油面上，经测量木块有的体积露出油面（g=10N/kg）。
求：（1）木块受到的浮力。
（2）原油的密度。
（3）若每桶原油的体积为m3，1吨原油等于多少桶？
【解答】解：（1）因为木块漂浮，
所以木块受到的浮力：
F浮=G木=ρ木gV=0.6×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣6m3=1.2N；
（2）因为F浮=ρ油gV排，V排=×200cm3=×10﹣6m3，
所以ρ油===0.9×103kg/m3；
（3）每桶原油的质量：
m=ρ油V桶=0.9×103kg/m3×m3=150kg，
1吨原油等于多少桶：
n==6.67≈7（桶）。
答：（1）木块受到的浮力为1.2N。
（2）原油的密度为0.9×103kg/m3；
（3）1吨原油等于7桶。
16．（2018?越城区模拟）用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触（未浸入水）如图甲，然后将其逐渐浸入水中，如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况，求：
（1）圆柱体受的最大浮力为　0.6　N。
（2）求圆柱体的体积为多少？
（3）求圆柱体的密度为多少？
【解答】解：
（1）由图可知，圆柱体的重G=2N；
当圆柱体浸入水中的深度为12cm时，圆柱体恰好浸没在水中，此时弹簧测力计的示数为F′=1.4N，
则圆柱体受到的最大浮力（浸没时）：
F浮=G﹣F′=2N﹣1.4N=0.6N；
（2）根据F浮=ρ水gV排 可得圆柱体的体积：
V=V排===6×10﹣5m3；
（3）由G=mg可得，圆柱体的质量：
m===0.2kg；
则圆柱体的密度：
ρ==≈3.3×103kg/m3。
答：（1）0.6；
（2）圆柱体的体积为6×10﹣5m3；
（3）圆柱体的密度为3.3×103kg/m3。
五．解答题（共7小题）
17．（2018?吴兴区校级二模）在探究“浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力”关系时，小洋进行了如图所示实验。
（1）物块浸没在水中时所受到的浮力F浮=　0.4　N。
（2）本实验测量的浮力（F浮）大于G排液（物体排开液体的重力）。仔细观察小洋的操作过程，请你找出导致此结果的原因　溢水杯的水没装满　。
（3）通过已给的实验数据计算：实际排开水的体积？该物体的密度？
【解答】解：（1）由图乙知，物体的重力G=F=2N；
由图丁知，测力计的分度值为0.2N，示数为1.6N，则F浮=G﹣F=2N﹣1.6N=0.4N；
（2）溢水杯的水没装满，物体放入溢水杯时，先要使溢水杯满了才可以向外排水，故在此过程中，物体受到的浮力大于排出的水的重力；
（3）根据阿基米德原理，若溢水杯装满水，则G排=F浮=0.4N；
由F浮=ρ水gV排可知，物体的体积V=V排===4×10﹣5m3。
物体的密度ρ====5×103kg/m3。
故答案为：（1）0.4；
（2）溢水杯的水没装满；
（3）4×10﹣5m3；5×103kg/m3。
18．（2018?温岭市校级模拟）科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。他们找来一个瓶身为柱状体的空饮料瓶，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖系一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，如图所示。使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。
（1）这里石块的作用是　可以使浮力秤能够竖直地漂浮在水中　；
（2）这种浮力秤的质量刻度是均匀的吗？为什么？　均匀　；
（3）经测量，该饮料瓶圆柱状部分的横截面积为50cm2，当浮力秤中不放被测物体时，水面所对位置为零刻度，如图所示。请根据图中标明的长度值，求出3刻度线处应标的质量值。
【解答】解：（1）石块受到的重力远大于空饮料瓶受到的重力，所以浮力秤的重心较低，并低于浮力的作用点，如右图所示，当浮力等于重力时，浮力秤将竖直漂浮在水中。如果没有石块，整套装置的重心将会高于浮力的作用点，在浮力和重力的作用下，浮力秤容易歪斜，难以竖直漂浮在水中。所以石块的作用是可以使浮力秤能够竖直地漂浮在水中。
（2）设被测物体的质量为m，饮料瓶圆柱状部分的半径为r，在浮力秤中放入被测物体后，瓶身浸入的深度增加值为h，则：
浮秤再次漂浮时，增大的浮力等于增大的重力：△F浮=G，
即：ρ水gπr2h=mg，
可得：h=，
因为ρ水、π、r为定值，
所以h与m成正比，即该测量的刻度或量程是均匀的；
（3）因为m=ρ水πr2h，即m=ρ水Sh，其中ρ水=1.0×103kg/m3，S=50cm2=5.0×10﹣3m2，代入以上数据，
因为h=，
所以m=ρ水Sh，
当h=3cm时，
m=ρ水Sh=1.0×103kg/m3×5.0×10﹣3m2×0.03m=0.15kg=150g。
19．（2018?上城区一模）小金学习浮力后自制了一个密度计，将密度计放入水中，测出浸入水中的深度为8cm，并在对应处标记为a。
（1）要把酒精密度0.8×103kg/m3也标记上去，应该标在a的　上方　（选填“上方”或“下方”）位置。
（2）把密度计放入待测液体中，浸入液体中的深度为7cm，求液体密度（用科学记数法，保留小数点后2位）。
【解答】解：（1）密度计处于漂浮，则F浮=G，由于酒精密度比水小，在浮力不变的情况下，根据F浮=ρgV排可得：排开液体的体积变大，所以应该在刻度线a的上方。
（2）根据漂浮条件和F浮=ρ液gV排可知：
密度计漂浮在水上时所受浮力：F浮水=G，
密度计漂浮在待测液体上时所受浮力：F浮液=G，
所以，F浮液=浮水，
即：ρ液gV排液=ρ水gV排水，
所以，ρ液gSh液=ρ水gSh水，
则：ρ液=ρ水=×1×103kg/m3≈1.14×103kg/m3。
答：（1）上方。
（2）液体密度是1.14×103kg/m3。
20．（2018?西湖区校级二模）海豚是靠回声定位来判断目标的远近、方向、位置、形状、甚至物体的性质。海豚不但有惊人的听觉，还有高超的游泳和异乎寻常的潜水本领。据有人测验，海豚的潜水记录是300米深，而人不穿潜水衣，只能下潜20米。至于它的游泳速度，更是人类比不上的，它有完美的流线型，而且皮肤非常光滑，因而速度可达每小时40公里，相当于鱼雷快艇的中等速度。海豚可以听到150～150，000Hz的各种声音。在东亚（日本）、南亚、东南亚和非洲、南美的部分地区，猎杀海豚，是千百年来不变的习俗。半数被捕的海豚却在被捕后两年内死去，而它们的平均生活年限，也仅为5年；在人工环境里，海豚极易患上 肺炎、肠炎等疾病，还会因为氯水中毒和长期抑郁惊慌而活不过七年之坎。
海豚有完美的流线型身体，而且皮肤非常光滑，其作用是　减小水的阻力　。当海豚从水面下探出头到水面上呼吸的过程中（如图所示），海豚所受的浮力　减小　（“增大”、“不变”、“减小”）。
【解答】解：（1）海豚完美的流线型身体可以减小水的阻力；
海豚皮肤非常光滑，减小了接触面的粗糙程度，也能减小了水的阻力，快速游动；
（2）海豚从水面下探出头到水面上呼吸的过程中，排开水的体积减小，根据F浮=ρ水gV排可知海豚受到的浮力减小。
故答案为：减小水的阻力；减小。
21．（2018?仙居县模拟）已知10℃时氯化钠溶液的密度和浓度关系如下表：
浓度
10%
15%
20%
23%
密度（g/cm3）
1.07
1.11
1.15
1.18
（1）如图所示，将一只鸡蛋放在盛有清水的烧杯里，鸡蛋沉入杯底。逐渐将食盐溶解在水中后，鸡蛋会由沉底变为悬浮直至漂浮。若烧杯中原有清水270克，往水中溶解了30克食盐后鸡蛋恰能悬浮，则这只鸡蛋的密度为多大？
（2）若将质量为60克，体积为100厘米3的实心木球放入浓度为10%的氯化钠溶液中，木球静止时将　漂浮　（选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”）；此时木球露出水面的体积是多大？
【解答】解：（1）水中溶解了30克食盐后的浓度为×100%=10%。
由表格可知：浓度10%的盐水的密度ρ盐水为1.07g/cm3，
由于鸡蛋恰能悬浮，则这只鸡蛋的密度与浓度10%的盐水的密度相等，为1.07g/cm3；
（2）实心木球的密度：
ρ===0.6g/cm3，
由表格可知：浓度10%的盐水的密度ρ盐水为1.07g/cm3，
则ρ＜ρ盐水，所以最终木球漂浮在盐水面上；
则此时木球所受的浮力：
F浮=G=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N。
根据F浮=ρ液gV排知，
排开水的体积：V排===6×10﹣5m3
V露=V﹣V排=100×10﹣6m3﹣6×10﹣5m3=4×10﹣5m3。
故答案为：（1）这只鸡蛋的密度为1.07g/cm3；
（2）漂浮；此时此时木球露出水面的体积是4×10﹣5m3。
22．（2018?柯桥区校级二模）中国首艘国产航母001A于2017年4月26日正式下水（如图所示）。下水方式采用了漂浮式下水，这也是现代航母建造中普遍使用的下水方式。漂浮式下水是打开闸门让海水注入船坞，船依靠浮力浮起后驶离船坞。（海水密度取1.0×103kg/m3）问：
（1）航母001A设计满载排水量约7万吨，那么它满载时受到的浮力是多少？排开水的体积为多少？
（2）一位质量为60kg的歼15舰载机飞行员来到航母的水平甲板上，若双脚与甲板的接触面积是0.04m2，则他双脚站立时对甲板的压强是多少？
（3）航母上一架歼15舰载机升空而起，战斗升空利用的原理是　流体压强与流速的关系　。
【解答】解：（1）满载时排水量：
m排=70000t=7×107kg，
航母满载时受到的浮力：
F浮=G排=m排g=7×107kg×10N/kg=7×108N；
根据F浮=ρgV排可得，排开水的体积：
V排===7×104m3；
（2）在水平甲板上，对地面的压力：
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，
站立时着地面积：S=0.04m2，
双脚站立时对甲板的压强：
p===1.5×104Pa；
（3）飞机机翼做成上凸下平的形状，在相同时间内，空气经过上方的路程长，速度大；经过下方的路程短，速度小。上方空气流速越大，压强越小；下方空气流速越小，压强越大。所以机翼下方的气压大于上方的气压，便形成向上的升力，即飞机升力是根据流体压强与流速的关系的原理获得的。
答：（1）航母001A满载时受到的浮力是7×108N；排开水的体积为7×104m3；
（2）他双脚站立时对甲板的压强是1.5×104Pa。
（3）流体压强与流速的关系。
23．（2018?余杭区二模）小金利用18cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制了如图的密度计。
（1）使用时发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小，导致测量液体密度时误差较大，他提出了如下改进方案，其中可行的是　BD　
A．换大的容器做实验 B．换细的吸管制作密度计
C．换稍长的吸管制作密度计 D．适当增加密度计的质量
（2）小金将该密度计放入水中，吸管露出水面的长度是10.8cm，小金将该密度计放入某液体中，吸管浸入液体的深度为9cm，则此液体的密度是多少？（ρ水=1.0×103kg/m3）
【解答】解：（1）换用大的容器、增加吸管的长度不会使密度计相邻两刻度线之间的距离变大，故AC错误。
因为△V=S△h，所以△h=，适当减小S，可以增大△h，具体做法是：用更细的吸管；故B正确；
设密度计的质量为m，放入两种不同的液体中排开液体的质量分别为m1、m2，且m2＞m1，
则有△V=V2﹣V1=﹣=m（﹣）
即△h==m（），因此适当增加比重计的配重，也可以使密度计相邻两刻度线之间的距离变大，故D正确；
故应选BD。
（2）因为密度计不管是在水中还是在液体中，都是漂浮状态，
所以F浮水=F浮液=G，
设密度计的底面积为S，已知吸管露出水面的长度是10.8cm，所以吸管浸入水中的深度为18﹣10.8cm=7.2cm，浸入液体中的深度为9cm，
则ρ水gSh水=ρ液gSh液，
即：1.0×103kg/m3×g×S×0.072m=ρ液×g×S×0.09m，
解得ρ液=0.8×103kg/m3。
故答案为：
（1）BD；
（2）此液体的密度是0.8×103kg/m3。
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日期：2018/12/26 16:36:15；用户：薛老师；邮箱：xueyuhuan111@xyh.com；学号：24494304

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