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第十章 浮力
人教版物理八年级下册
第1节 浮力
鸭子、轮船、人都受到重力的作用，但却没有因此沉入水底，这表明水对它们有一个向上托起的力，这个力叫做浮力。
把乒乓球按入水中后松开手，观察乒乓球怎样运动？由此说明了浮力的方向向什么方向？
向上运动
竖直向上
你能画出下图中的小球在水中所受的浮力的示意图吗？试试看。
F浮
F浮
1.在弹簧测力计下悬挂一个铝块，读出弹测力计的示数，这就是铝块所受的重力G。
2.把铝块浸没在水中，看看示数有什么变化？它说明了什么问题？
漂浮在液面上的物体是因为物体受到竖直向上的浮力。那么在液体中下沉的物体是否受到浮力呢？你能设计实验进行验证吗？如果能，说说你的方法。
物体处于平衡状态，由几个力平衡的知识可得：
F + F浮=G，移项得：
F浮=G - F
为什么浸在液体中的物体会受到浮力呢？
由于h1＜h2,根据液体压强的计算公式p=ρgh可知，p1＜ p2;又因为表面积S1=S2，根据公式F=pS可知，F1＜F2，即液体对长方体竖直向上的压力大于液体对它竖直向下的压力，这个压力差就是长方体受到液体对它的浮力。
F浮=F2-F1
长方体两个相对的侧面所受液体的压力相互平衡，作用效果相互抵消，对物体水平方向的受力没有影响。
浮力的大小跟哪些因素有关呢？
分析如图所示的实验，你能得出什么结论？
结论：浮力的大小跟与物体浸没的深度无关。
小组交流讨论
浮力的大小跟哪些因素有关？有怎样的定性关系？
物体在液体中所受浮力的大小跟浸在液体中的体积（排开液体的体积）和液体的密度有关。
液体的密度不变，物体浸在液体中的体积越大，所受浮力越大。
物体浸在液体中的体积不变，液体的密度越大，所受浮力越大。
1.(2019·德州)小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时，先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中，静止时如图甲所示，然后逐渐向杯中添加清水，直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水的过程中，下列说法不正确的是（ ）
A.鸡蛋受到的浮力不变 B.盐水的密度变小
C.盐水对烧杯底的压强逐渐变小 D.盐水对烧杯底的压力逐渐变大
2.（2019·成都A卷）将一枚重为0.5N的鸡蛋放入一杯均匀盐水中,静止时如图所示,然后向杯子里加入一些清水,则（ ）
A.鸡蛋会下沉 B.鸡蛋的重力增加
C.鸡蛋所受浮力变大 D.鸡蛋所受浮力为0.5N
C
A
3.(2019·凉山)一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图象是（　 ）




4.（2019·邵阳）潜入海底观光是人们现代旅游休闲方式之一。某潜水爱好者从水下2m深处继续下潜的过程中，他受到的浮力和海水对他的压强变化的情况分别是（不考虑海水的密度变化）（　 ）
A.浮力逐渐变大，压强不变 B.浮力逐渐变大，压强逐渐变大
C.浮力不变，压强逐渐变大 D.浮力逐渐变小，压强逐渐变大
A
C
5. (2019·铁岭)2019年5月，我国浮空艇新技术成功应用。浮空艇成功上升到7000m高空，高空中的空气密度远远小于地面附近的空气密度。浮空艇加速上升过程中，它受到的浮力　 　，大气压强　 　（均填“变大”、“不变”或“变小”） 。
6.（2019·桂林）如图所示，将一重为8N的物块用细线系在弹簧测力计的挂钩上，将它浸没在水中静止，弹簧测力计示数为5N，则物块受到的浮力是
N，浮力的方向是 。
? ?
?
?
7.（2019·武威）2018年4月20日，我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”首次下潜（如图所示）。潜水器在水面下匀速下潜过程中（假定海水的密度不变），受到的浮力________（选填“变大”、“不变”或“变小”），潜水器下表面受到的压强________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
变小
变小
3
竖直向上
不变
变大
8.(2019·青海)如图所示，请画出鸡蛋在盐水中上浮时所受力的示意图。 ?
9.（2019·湘潭）小球漂浮在静止于斜面上的杯内液体中，请在图中画出小球所受重力G和浮力F浮。
10.(2019·德州)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中（如图所示），小明先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在表中：







（1）分析比较实验步骤A和　 　，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析比较A、B、C、D可知：浮力大小与物体　 有关；分析实验步骤A、E、F可知：浮力的大小还与　 　有关。
（2）分析实验数据可知，F中液体密度　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）水的密度。
（3）金属块浸没在水中时受到的浮力大小是　　 N。
D、E
排开液体的体积
液体的密度
小于
1
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
　　 两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金制成的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：
第2节 阿基米德原理
排开液体的体积×液体的密度＝排开液体的质量
浮力的大小跟排开液体所受的重力有关。
猜想
排开液体的体积越大
排开液体的质量越大
液体的密度越大
浮力越大
?排开液体的重力越大
思考：下图中较合理的实验操作顺序是 。
丁、甲、乙、丙
实验：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
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重力。
F浮=G排
G排=m排g
m排=ρ液V排
=m排g
=ρ液gV排
F浮=ρ液gV排
ρ液—kg/m3,V排—m3,F浮—N
你能说出阿基米德原理中浸在的含义吗？
（1） “全部浸入液体中，即浸没，包括上浮未露出液面、悬浮、下沉。如图所示，此时V排=V物。
（2）部分浸入液体中，包括漂浮。如图，此时V排＜V物。
1.(2019·青海)把一重4.74N 的金属块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上，把它浸没在水中时弹簧测力计的示数是4.14N ，把它浸没在某液体中时弹簧测力计的示数是4.11N。则下列计算结果错误的是（ ）
A.金属块在水中受到的浮力是0.6N B.金属块的体积是6×10-5m3
C.液体的密度是1.05×103kg/m3 D.金属的密度是6.9×103kg/m3
2. (2019·武汉)如图所示，在溢水杯中装满水，将挂在弹簧测力计下的铁块缓慢放入水中，从铁块下表面刚刚接触水面直至测力计示数为零的过程中（ ）
A.铁块受到的浮力一直变大
B.溢水杯底部受到水的压力一直变大
C.弹簧测力计对手的拉力先变小后变大
D.桌面受到溢水杯的压强先不变后变大
D
D
3.(2019·巴中)将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下，物体下表面刚好与水面接触，从此处匀速下放物体，直至浸没（物体未与容器底接触）的过程中，弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A.物体重力为40N
B.物体浸没时受到的浮力为15N
C.物体的密度为2.5×103kg/m3
D.物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800Pa
C
4.(2019·潍坊) （多选）2019年4月，中国自主研发的600m无人遥控潜水器“海龙Ⅲ”成功完成下潜任务。在某次下潜中，若从“海龙Ⅲ”刚好浸没开始计时，到返回水面结束计时，下潜深度h随时间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“海龙Ⅲ”的形变，下列对“海龙Ⅲ
”分析正确的是（ ）
A.从开始到结束计时，共用时10min
B.在1～3min，受到海水的浮力逐渐变大
C.在4～6min，处于匀速直线运动状态
D.在6～8min，受到海水的压强逐渐减小
AD
5.（2019·玉林）如图所示，是我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，下列分析正确的是（ ）
A.飞行时，机翼下表面气流流速大于上表面气流流速
B.飞行时，机翼下表面气流流速等于上表面气流流速
C.航行时，速度越大受到水的浮力越大
D.航行时，受到水的浮力等于它排开的水所受的重力
6.(2019·泰安)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，测力计的示数是7.5N。把零件浸入密度为0.8×103kg/m3的液体中，当零件的体积露出液面时，测力计的示数是6N，则金属块的体积是（g取10N/kg）（ ）
A.2×10－4m3 B.2.5×10－4m3
C.6×10－4m3 D.7.5×10－4m3
D
B
7.(2019·抚顺)如图所示为某新型淡水科考潜水艇，体积为10m3，该潜艇悬浮在水下8m深处时，所受到水的压强为
　 Pa，受到的浮力为　 N。在水面下上浮过程中，其所受浮力 （填“变大”、“不变”或
“变小”）。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
8.(2019·铁岭)如图所示，2019年5月，国之重器“东方红3”成功试水，成为世界上排水量最大的科考船。该船排水量为5000t，在水中静止时受到的最大浮力为　 N。若此时船底距离水面12m，则船底受到水的压强为
　 Pa。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
8×104
1×105
不变
5.0×107
1.2×105
9.（2019·宿迁）在测量物质密度的实验中，用调好的天平测量一合金块的质量，所加的砝码和游码在标尺上的
位置如图甲所示，将合金块放入盛有30ml水的量
筒中，水面位置如图乙所示，则合金块的密度为
______g/cm3。合金块浸没在水中受到的浮力是
______N（g=10N/kg），放入合金块后，量筒底部受到水的压强将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
10.（2019·德阳）如图所示，有一圆柱形容器，放在水平桌面上。现将一体积为2×10-4m3，质量为0.54kg的矩形金属块放在容器底部，再向容器中加入水至14cm深时，水对容器底的压强是
Pa，金属块对容器底部的压力是________N（
金属块与容器底部不是紧密接触，ρ水=1.0×103kg/m3，
取g=10N/kg）。
4.4
0.1
增大
1400
3.4
11.（2019·德阳）在弹簧测力计下挂一个圆柱体M，让M从盛有水的容器上方逐渐竖直浸入水中，弹簧测力计的示数随圆柱体下表面在水中深度的变化关系如图所示，则圆柱体M的底面积为_____ （ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。



12.(2019·天津)小明在学习“阿基米德原理”时，做了如图所示的实验。由图可知物体A所受浮力为____N；由阿基米德原理可知，丙图中弹簧测力计的示数应为_____N。
2.4×10-3m2
1
1.5
13.（2019·福建）如图，“验证阿基米德原理”的实验步骤如下：




①用弹簧测力计测出物体所受的重力G（图甲）；
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水，读出这时测力计的示数F（图乙）；
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1（图丙）；
④将小桶中的水倒出，测出小桶所受的重力G2（图丁）；
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力，并比较它们的大小是否相同。回答下列问题：
（1）物体浸没在水中，受到水的浮力F浮＝　 　，被排开的水所受的重力G排＝　 　。（用上述测得量的符号表示）
（2）指出本实验产生误差的原因（写出两点）：
（a） 　 ；
（b） 　 。
（3）物体没有完全浸没在水中，　 （选填“能”或“不能”）用实验验证阿基米德原理。
G－F
G1－G2
测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等
小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等
能
14.(2019·上海)体积为2×10﹣3m3的金属块浸没在水中。ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求金属块受到的浮力大小F浮。

15.(2019·北京)将物块竖直挂在弹簧测力计下，在空气中静止时弹簧测力计的示数F1＝2.6N。将物块的一部分浸在水中，静止时弹簧测力计的示数F2＝1.8N，如图所示，已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
求：（1）物块受到的浮力；
（2）物块浸在水中的体积。
33.解： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3＝20N
16.（2019·怀化）某容器放在水平桌面上，盛有足量的水，现将体积为1.25×10-4 m3，质量为0.4kg的实心正方体放入水中，正方体不断下沉，直到沉底，如图所示。知ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求：
（1）正方体受到的重力的大小；
（2）正方体浸没在水中受到的浮力的大小;
（3）容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强。
17. (2019·济宁)小明用同一物体进行了以下实验。实验中,保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息,求：(g取10N/kg)
(1)物体的质量；
(2)物体在水中受到的浮力；
(3)某液体的密度。
18. (2019·安徽)将底面积S＝3×10﹣3m2，高h＝0.1m的铝制圆柱体，轻轻地放入水槽中，使它静止于水槽底部，如图（圆柱体的底部与水槽的底部不密合），此时槽中水深h1＝0.05m（已知ρ铝＝2.7×103kg/m3 ，ρ水＝1.0×103kg/m3,。g取l0N/kg）。求：
（1）水对圆柱体底部的压强p1 ；
（2）圆柱体受到的浮力F浮；
（3）圆柱体对水槽底部的压强p2。
　　浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用，但是有的物体要上浮，有的悬浮，有的却要下沉。
第3节 物体浮沉条件及应用
上浮
G
悬浮
下沉
G
F浮＞G
F浮=G
F浮＜G
思考：在液体中上浮、悬浮、下沉的物体受到几个力的作用？你能画出它们的受力示意图吗？
上浮
∵上浮：F浮＞G物
∴G排＞G物
m排g＞m物g
ρ液V排g＞ρ物V物g
又∵浸没：V排=V物
∴ ρ液＞ρ物
F浮＞G
悬浮
F浮=G
∵悬浮：F浮=G物
∴G排=G物
m排g=m物g
ρ液V排g=ρ物V物g
又∵浸没：V排=V物
∴ ρ液=ρ物
G
下沉
G
F浮＜G
∵下沉：F浮＜G物
∴G排＜G物
m排g＜m物g
ρ液V排g＜ρ物V物g
又∵浸没：V排=V物
∴ ρ液＜ρ物
思考：漂浮在液面上的物体受到几个力的作用？你还能画出物体的受力示意图吗？这两个力的大小有什么关系？
G
F浮=G
∵漂浮：F浮=G物
∴G排=G物
m排g=m物g
ρ液V排g=ρ物V物g
又∵部分浸入：V排＜V物
∴ ρ液＞ρ物
漂浮
上浮
G
悬浮
下沉
G
F浮＞G
F浮=G
F浮＜G
G
F浮=G
漂浮
ρ物＜ρ液
ρ物=ρ液
ρ物＞ρ液
ρ物＜ρ液
思考：你能根据物体的浮沉条件总结出一种计算浮力的方法吗？用这种方法必须满足什么前提条件？需要已知哪些物理量？
必须满足：物体在液体中处于漂浮或悬浮。
需要已知物体的重力、或质量、或密度和体积。
F浮=G物=m物g=ρ物gV物 (条件法）
G
F浮=G
G
F浮=G
人类从远古时代就开始利用浮力了，最初可能是抱住或骑在一段树干上顺水漂流，这是人类最早的航行方式。后来人们发明了木船，它能承载更多的人和物。据记载，1405年郑和下西洋时乘坐的木船长约147m，是当时世界上最大的木船。
回忆
1、把橡皮泥放入水中，观察它怎样运动？
2、怎样使橡皮泥漂浮在水面上，并能承载重物？说说你的办法。
把橡皮泥捏成瓢状，即做成中间空心的形状，它所受重力不变，但是排开水的体积增大，根据阿基米德原理
F浮=ρ液gV排可知，ρ液、g不变，V排增大，F浮增大，所以能漂浮在水面上，轮船就是根据这一原理制成的。
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质量，用字母表示为m排。
3、已知轮船排水量（m排），怎样求轮船受到的浮力？
F浮=G排=m排g (原理法）
轮船始终漂浮：
F浮=G总
G排=G总
m排g=m总g
m排=m总
m排=m船+m物
即排水量等于轮船的质量和货物的质量之和。
你能应用所学知识推导出轮船满载时的排水量m排与轮船的质量m船和货物的质量m物之间的关系吗？
轮船始终漂浮： F浮=G船
G空排=G船
m空排g=m船g
m空排=m船
即空载时的排水量等于轮船自身的质量。
你还能应用所学知识推导出轮船空载时的排水量m空排与轮船的质量m船之间的关系吗？
气球和飞艇的气囊里充入密度比空气小的气体，如氢气、氦气或热空气，可以减轻自身的重力G。根据阿基米德原理F浮=ρ气gV排可知， ρ气、g、V排都不变，即受到的浮力F浮不变。所以，F浮＞G,在空气中上浮。
1．（2019·天门）在习近平总书记“改革强军，科技兴军”伟大思想指引下，我国军队的武器装备建设取得了巨大进步，下列说法正确的是（　 ）




A.国产航空母舰001A型的排水量是7万吨，满载时所受海水的浮力为7×108N
B.国产歼20战机是利用空气的浮力直接升空的
C.国产99式主战坦克安装宽大的履带是为了增大坦克对地面的压强D.当向悬浮于水中的国产潜水艇的水舱充水时，潜水艇会逐渐浮出水面
A
2．(2019·深圳)水平桌面上两个底面积相同的容器中，分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球 M、N分别放入两个容器中，静止时两球状态如图所示，两容器内液面相平。下列分析正确的是（ ）
A.两小球所受浮力FM＞FN
B.两种液体的密度ρ甲＜ρ乙
C.两种液体对容器底部的压强 p甲= p乙
D.两种液体对容器底部的压力F甲＞F乙
3．(2019·西宁)一个质量为60g、体积为100cm3的物体放入酒精（ρ酒精=0.8×103kg/m3）中，物体静止时，物体在酒精中的体积与物体总体积的比值为（　）
A.3︰4 B.3︰5 C.1︰2 D.2︰3
D
A
4. (2019·遂宁)如图所示，水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水，将A、B、C三个体积相同的小球分别放入容器内，待小球静止后，A漂浮、B悬浮、C沉底，此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是（　）
A.容器底部受到水的压强关系：p甲=p乙=p丙
B.小球受到的浮力关系：FA＞FB＞FC
C.容器对桌面的压力关系：F甲＜F乙＜F丙
D.小球的质量关系：mA=mB＜mC
A
5．（2019·福建）如图，气球下面用细线悬挂一石块，它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总，则气球受到的浮力
F浮　 　G总（选填“＞”、“＜”或“＝”）；若水温升高，石块将　 　（选填“上浮”、“下沉”或“保持悬浮”）。
? ?
?


6.（2019·宜昌）如图是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙AG600”，某次执行任务时它的质量为38t，当它停在水面上时，排开水的体积是　 m3，受到的浮力为　 　 N。（g＝10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3）
=
上浮
38
3.8×105
7．(2019·巴中)两个完全相同容器内分别盛满不同
的液体，现将两个完全相同的小球轻轻放入容器中，
小球静止后的状态如图所示，则液体对容器底部的压
强关系是p甲　 p乙；两小球所受的浮力关系是F甲　　F乙。（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
8．(2019·内江)质量为8kg的木块漂浮在水面上，它受到的浮力大小为　 　N，浮力的方向是　 　 。（g=10N/kg）
9．（2019·荆州）2018年10月20日，全球最大水陆两栖飞机“鲲龙”AG600在湖北荆门成功实现水上首飞起降。若某次AG600漂浮停在水面上时，飞机排开水的体积为45m3，飞机底部距水面2m深处受到水的压强为　 　 Pa，飞机所受重力为　 　 N。（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）
＜
＜
80
竖直向上
2×104
4.5×105
10.（2019·贵港）潜水艇是靠改变 来实现上浮或下沉的。
11.（2019·怀化）一个重为0.5 N的木块放入装有水的烧杯中，木块处于漂浮状态，则木块受到的浮力是 N；若再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水，则木块受到的浮力将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
12．(2019·海南)渔民出海捕捞，常常满舱而归。在平静的海面上，一艘空船受到的浮力是F1，装满鱼后受到的浮力是F2，则F1 F2（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
自身的重力（自重）
0.5
不变
＜
13. (2019·聊城)如图所示，一容器放在水平桌上，容器内装有0.2m深的水，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）水对容器底的压强；（2）如果将体积为200cm3，密度为0.8×103kg/m3的木块放入水中，待木块静止后，浸在水中的体积有多大？（3）取出木块，再将体积为100cm3，重1.8N的一块固体放入水中，当
固体浸没在水中静止时，容器底部对它的
支持力有多大？
14．(2019·恩施)如图所示，容器中水的深度为2m，水面上漂浮着一块体积为1m3的冰。冰的密度为0.9×103kg/m3，水的密度1.0×103kg/m3。求：
（1）杯底受到水的压强；
（2）冰块受到的浮力；
（3）如果冰块全部熔化，试计算判断液面高度变化情况。
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