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第二讲 浮力
【衔接导入】
2002年中国科技部将深海载人潜水器研制列为国家高技术研究发展计划（863计划）重大专项，启动“蛟龙号”载人深潜器的自行设计、自主集成研制工作。2009年至2012年，“蛟龙”号接连取得1000米级、3000米级、5000米级和7000米级海试成功。2012年7月，“蛟龙”号在马里亚纳海沟试验海区创造了下潜7062米的中国载人深潜纪录，同时也创造了世界同类作业型潜水器的最大下潜深度纪录。这意味着中国具备了载人到达全球99．8%以上海洋深处进行作业的能力。
2015年1月14日，蛟龙号在西南印度洋龙旂热液区执行印度洋科考首航段的最后一次下潜，这也是“蛟龙”号在这个航段的第9次下潜。这次下潜结束后，“蛟龙”号将搭乘母船靠泊毛里求斯补给，随后继续在西南印度洋执行印度洋科考第二航段的下潜科考任务；3月17日，蛟龙号搭乘“向阳红09”船停靠国家深海基地码头，正式安家青岛，不必再从江阴出发，可以搭乘母船一同从青岛出发。
【知识新授】
浮力
浮力的概念：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。
浮力的方向：竖直向上 施力物体：液（气）体


二、浮力产生的根本原因：液（气）体对物体上下表面都有压力，浮力是上下表面的压力差（F下—F上）。
阿基米德原理：浸在液体里的物体，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。
表达式：F浮 = G排液＝ m排g = ρ液gV排液 （阿基米德原理也适用于气体）
【例题分析】
例1.（2020·金华·丽水）如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况，叙述正确的是（ ???）

A.?密度和浮力都不变??????B.?密度和浮力都变大??????C.?密度变小，浮力不变??????D.?密度变小，浮力变大
例2.（2020·嘉兴）如图是我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行科目训练的场景。下列说法正确的是（ ?）
A.?战斗机从甲板上起飞后， 航母受到的浮力变小
B.?航母能浮在海面上是因为它受到的浮力大于它的总重力
C.?甲板上的战斗机受到的重力与战斗机对甲板的压力是一对平衡力
D.?甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力
例3.（2020·余杭模拟）放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力，木块开始上浮，如图所示，最后漂浮，且有五分之二体积浸入水面。下列叙述中，正确的是（??? ）

A.?在露出水面之前，木块所受浮力不变
B.?在露出水面之前，木块所受浮力等于木块的重力
C.?木块在浸没和漂浮两种情况下，水对烧杯底的压强相同
D.?木块的密度为0.6克/厘米3
例4.（2020·上城模拟）如图桌面上有一高度为10cm，底面积为50cm2 ， 重5N的容器，现将密度为0.5g/cm3、高度为10cm、底面积为20cm2的圆柱体放入容器，再逐渐向容器内加水。下列说法错误的是(??? )

A.?还未放入圆柱体时，容器对桌面的压力为5N
B.?仅放入圆柱体后，圆柱体对容器底的压力为1N
C.?当圆柱体对容器的压力为0N时，浸入水中的体积为100cm3
D.?将容器内加满水，则需要水的体积为300cm3
例5.（2020·平湖模拟）课本上的插图可以帮助我们更好地理解学习内容。下列插图表示的意义有错误的是(??? )
A.?手按矿泉水瓶感受浮力的存在
B.?覆杯实验证明大气压的存在
C.?飘出来的窗帘说明空气流速越大压强越小
D.?烧红的玻璃能导电说明玻璃是导体
例6.（2020·西湖模拟）有个足够大的水池，在其水平池底以不同的方式放置一个木块，木块规格为1米×1米×2米，密度为0.5×103千克/米3。

（1）如图所示，甲乙两种放置方式，往水池内加水，木块漂浮时，木块排开水的体积甲________?乙(选填“<”、“=”或“>”)。
（2）木块的重力是多少牛？
（3）当水池内注水深度达到0.6米时，求两种不同的放置方式木块所受的浮力F甲和F乙。
例7.（2020·杭州模拟）小华做“验证阿基米德原理”实验中，用图（a）所示的溢水杯和小桶收集石块排开的水，他的实验过程分别如图（b）、（c）、（d）、（e）所示。
（1）图（c）所示，是小华在使用弹簧测力计测量石块的________。
（2）若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式________，该原理将得到验证。
（3）以下关于实验过程中的操作，会影响验证结果的是???????? 。
A.图（a）中溢水杯内未盛满水
B.图（b）中小桶内有少量水
C.图（d）中石块未浸没水中
【巩固练习】
1.（2020·玉环模拟）如图所示，水母身体外形像一把透明伞。水母身体内有一种特别的腺，腺能产生一氧化碳改变自身体积，从而能在水中上浮与下沉。下列判断不正确的是(??? )

A.?水母漂浮时，所受浮力等于重力?????????????????????????B.?处于悬浮的水母体积变大时会上浮
C.?水母在下沉过程中受到水的压强变大??????????????????D.?水母漂浮时比沉在水底时排开的水要少些
2.（2020·湖州模拟）网上流传着一种说法，鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性，小亮买了些新鲜鸡蛋，并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲)，取出鸡蛋擦干放置50天后，再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙)，看来网传是真的。下列分析不正确的是（ ???）

A.?乙图中鸡蛋漂浮，浮力等于重力????????????????????????B.?甲乙两图中的鸡蛋重力不会发生改变
C.?甲图中鸡蛋沉底，浮力小于重力????????????????????????D.?鸡蛋放置50天后漂浮，主要是因为鸡蛋密度变小
3. 对下列现象解释合理的是（??? ）

A.?图甲：悬挂于树枝上的苹果静止——拉力和重力两个力的三要素相同
B.?图乙：卡纸弹出后，硬币落入杯中——硬币受惯性作用
C.?图丙：游轮漂浮在水面上——浮力大于重力
D.?图丁：软木塞被筒内高压气体冲出——内能转化为机械能
4.（2020·富阳模拟）如图所示，甲、乙两杯液体静止放在水平桌面上。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯液体中，鸡蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，此时两液面相平（注：甲乙两杯的液体均为食盐水）。下列说法中正确的是(??? )
A.?鸡蛋在甲、乙两杯液体中受到的浮力相等???????????B.?两杯液体的密度相等
C.?两杯液体对容器底部的压强相等?????????????????????????D.?在甲杯液体中加入食盐溶解后，鸡蛋会下沉一些
5. 浸没在水中，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等。从开始流动到水流完的时间用t来表示，则铁受到的浮力F随时间t变化而变化，其变化曲线合理的是(??? )

A.?????????????B.?????????????C.?????????????D.?
6. 如图所示，三个相同的容器内水面高度相同，甲容器内只有水，乙容器内有木块漂浮在水面上，丙容器中悬浮着一个小球，则下列四种说法正确的是(??? )
A.?三个容器对桌面的压强关系为p甲=p乙=p丙
B.?三个容器中，乙容器中水对杯底的压力最大
C.?如果向乙容器中加入盐水，木块所受浮力将变大
D.?如果向丙容器中加入酒精，小球所受浮力将不变
7.（2020·衢州模拟）密封在漂流瓶中的纸条往往包含着重要的信息或者衷心的祝福。某同学用一个漂流瓶装上写有“2020中考加油”的纸片，然后上盖子并密封，投入河中。如果漂流瓶从内河漂入大海(如图)，漂流瓶底受到液体的压强变化是(已知海水密度大于河水密度)(??? )

A.?变大??????????????????????????????????B.?不变??????????????????????????????????C.?变小??????????????????????????????????D.?无法判断
8. 在一只不计重力和厚度的塑料袋中装入大半袋水，用弹簧测力计钩住并将其慢慢浸入水中，直至塑料袋中的水面与容器中的水面相平此过程中弹簧测力计的示数(??? )

A.?逐渐减小到零????????????????????B.?先减小后增大????????????????????C.?始终保持不变????????????????????D.?逐渐增大
9.（2019八上·新昌期末）在学习浮力时，老师将空矿泉水瓶慢慢压入水中，直到完全浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是（ ???）
A.?矿泉水瓶受到水对它的浮力????????????????????????????????B.?浮力的方向竖直向上
C.?排开水的体积越大，受到的浮力越大??????????????????D.?浸没后，压入越深，受到的浮力越大
10.（2019八上·海曙期末）如图所示：三个相同的容器内水面高度相同，甲容器内只有水，乙容器内有木块漂浮在水面上，丙容器中悬浮着一个小球。下面说法正确的是（??? ）

A.?三个容器对水平桌面的压力不相等
B.?三个容器中，丙容器对水平桌面的压力最大
C.?如果向乙容器中加入盐水，最终木块受到的浮力不变
D.?如果向丙容器中加入酒精，最终小球受到的浮力不变
11. 如图，对于水中正在上升的气泡，下列说法正确的是（ ???）
A.?气泡受到水的压强变小、浮力变小??????????????????????B.?气泡受到水的压强变小、浮力变大
C.?气泡受到水的压强变大、浮力变小??????????????????????D.?气泡受到水的压强变大、浮力变大
12.（2020八上·海曙期末）以下情景中没有受到浮力的物体是（ ???）
A.?海上航行的“辽宁号”??????????????????????????????????????? B.?空中上升的热气球
C.?遨游太空的“天宫二号”???????????????????????????????????? D.?海中下潜的“蛟龙”号
13.（2020八上·北仑期末）小科将一个浮在水面上的不锈钢碗用力向下按压，直到碗全部漫没并沉入盆底。在这个过程中碗受到的浮力为F，则(??? )

A.?F一直增大???????????????B.?F先增大后不变???????????????C.?F先增大后减小，最后不变???????????????D.?F保持不变
14.（2019九下·宁波保送考试）小明在宠物店买了淡水热带鱼，为方便带回家，商家将鱼放在装有水的轻薄的塑料袋里。如果小明将装着魚且没有打开的塑料袋直接放入家里的淡水鱼缸中，则下图中最有可能发生的情况是(??? )
A.???????????B.???????????C.???????????D.?
15.（2019八上·柯桥月考）将两物体分别挂在弹簧测力计下，让它们同时浸没在水中时，两弹簧测力计示数的减小值相同，则这两物体必定有相同的（??? ）
A.?密度?????????????????????????????????????B.?体积?????????????????????????????????????C.?质量?????????????????????????????????????D.?重量
16.（2019八上·长兴月考）如图，一条小溪中有一个小球随着溪流漂流而下，则此小球所受浮力的方向应是( ???)

A.?F1?????????????????????????????????????????B.?F2?????????????????????????????????????????C.?F3?????????????????????????????????????????D.?F4
17.（2020·温州模拟）上周学校购买了一批水龙头，据商家说其材料铜质的，实验室的老师组织九年级的一些同学通过实验来验证商家的说法。他们把一个水龙头用轻质细线捆好后挂在弹簧测力计上，在空气中测得它的重力为1.6N，再把这个水龙头浸没在水中，如图所示，这时弹簧测力计的读数为1.4N(ρ铜=8.9x103kg/m3 ， g=10N/kg)。求：

（1）每个水龙头的质量是多少？
（2）这个水龙头浸没在水中时所受到的浮力有多大？
（3）这批水龙头的密度是多少？商家的说法是否正确？
18. “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30m3 ， 空载时质量约为22t，最大荷载240kg。
（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？(ρ海水＝1.0×103kg/m3 ， g取10N/kg)
19.（2020·宁波模拟）小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系。他把金属块挂在弹簧测力计上，将它分别浸入水和酒精中的不同位置，如图所示。

（1）上述四种情况，________图中金属块所受到的浮力最小。
（2）做丙、丁两次实验，是为了探究浮力大小与________?是否有关。
（3）如图所示，当弹簧测力计吊着金属块缓慢浸入水中，从金属块底部接触水面开始到完全没入水中直到接触容器底部的过程中，以下能表示弹簧测力计示数F拉与金属块底部浸入水中深度h关系的图象是________。

20.（2020·余姚模拟）为探究浸没在水中的物体对容器底的压力与哪些因素有关，某小组同学利用数据采集系统及若干重力和密度已知的实心物体等器材进行实验。他们将实心物体放入盛水的平底容器中(如图所示)，测出物体对容器底的压力F，并将实验数据记录在表中。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
密度ρ（g/cm3）
2.0
2.5
3.0
重力G(N)
4
8
12
4
8
12
3
6
9
压力F(N)
2.0
4.0
6.0
2.4
4.8
7.2
2.0
4.0
6.0
（1）分析表中实验序号1与4(或2与5。或3与6)中的数据及相关条件可初步得出：当物体的重力相同时，浸没在水中的物体对容器底的压力随________的增大而增大。
（2）分析表中实验序号1、2、3(或4、5、6，或7、8、9)的数据及相关条件可初步得出：________。
（3）小组同学进一步综合分析表中的数据，计算出(ρ-ρ水)：ρ和F：G的值，他们发现了一个规律，并据此推理：浸没在水中的某实心物体的密度ρ=5g/cm3 ， 重力G=15N，则物体对容器底的压力为________N。
21. 某科学兴趣小组同学为了探究物体受到的浮力与排开液体重力的关系，开展了如下实验：同学们先测出空桶A和桶B的质量分别为2N和1.6N。往桶A中加入沙子放入溢水杯中，用桶B接住溢出的水，并测量桶A浸入水中的深度，重复上述实验，得到以下4组数据。
次数
1
2
3
4
5
桶A与沙子的总重力/N
2.4
2.8
3.2
3.6
4.0
桶B与水的总重力/N
1.8
2.4
2.8
3.2
3.6
桶A浸入水中深度/cm
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6

（1）分析数据时同学们发现，第一次测量的桶B与水的总重力数据异常，排除误差因素的影响，原因可能是________。改正错误后重新测量，桶B与水的总重力为2N。
（2）分析实验数据，你能得出的结论是________。
（3）有同学进一步分析得出结论：物体所受浮力的大小与物体浸入液体中的深度成正比。你是否赞同该观点，并说明理由________。
22.（2019八上·慈溪期末）小科对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。

（1）将一长方体金属块横放，部分体积浸入水中时，在液面所对的烧杯壁作一标记线，读出弹簧测力计的示数F甲(如图甲)为________牛;再把金属块竖放浸入同一杯水中，当________时，读出弹簧测力计示数F乙(如图乙)。比较发现F乙=F甲 ， 小敏得出：浸没前物体受到的浮力与浸入深度无关。
（2）图中两种状态时，金属块底部受到水的压强p甲________p乙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
参考答案
例题分析
例1. D
例2. A
例3. A
例4. D
例5. D
例6. （1）＝
（2）木块的体积为：V=abc=1m×1m×2m=2m3；
木块的重力为：G=ρVg=0.5×103kg/m3 ×2m3×10N/kg=104N；
（3）假设水面高度为0.6m时木块静止不动在池底，
①木块在甲中受到的浮力为：F浮甲=ρ水gV排甲=1×103kg/m3 ×10N/kg×（1m×1m×0.6m）=6000N；
因为F浮甲所以木块在甲中下沉，则它受到的浮力就是：6000N.
②木块在乙中受到的浮力为：F浮乙=ρ水gV排乙=1×103kg/m3 ×10N/kg×（1m×2m×0.6m）=12000N；
因为F浮乙>G，
所以木块在乙中漂浮，则它受到的浮力F浮乙=G=104N。
例7. （1）重力
（2）F2-F3=F4-F1
（3）A
巩固练习
1. D
2. B
3. D
4. A
5. D
6. A
7. B
8. A
9. D
10. C
11. B
12. C
13. C
14. B
15. B
16. C
17. （1）m=G/g=1.6N/10N/kg=0.16kg=160g
（2）F浮=G-F=1.6N-1.4N=0.2N
（3）∵F浮=ρ水gV排
∴V排=F浮/ρ水g=0.2N/(103kg/m3x10N/kg)=2x10-5m3=20cm3∴V=V排=20cm3
∴ρ= =8g/cm3=8x103kg/m3 ，
∵8×103kg/m3<8.9×103kg/m3 ， 故：这批水龙头不是纯铜的。
18. （1）蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力：F=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N；（2）当“蛟龙号”完全浸没时受到的浮力为：F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N；
满载总重力G满=m满g=（22×103kg+240kg)×10N/kg=2.224105N
需要注入水的重力为：G注水=F浮-G满=3×105N-2.224×105N=7.76×104N；
需要注入水的体积为：。
19. （1）甲
（2）液体密度
（3）C
20. （1）物体的密度
（2）当物体的密度相同时，浸没在水中的物体对容器底的压力与物体的重力成正比
（3）12
21. （1）开始时溢水杯中水未装满
（2）物体受到的浮力等于排开液体的重力
（3）不赞同，物体全部浸没后，排开液体体积不变，浮力是不变的
22. （1）1.6；水面与标记线相平
（2）小于

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