第2講浮力(原卷版+解析)

浮力【銜接導(dǎo)入】浮力的發(fā)現(xiàn)傳說,古希臘的一位國(guó)王讓金匠給他制作了一頂純金的皇冠，國(guó)王懷疑皇冠中摻了白銀,于是讓阿基米德檢驗(yàn)一下，阿基米德苦思冥想了很長(zhǎng)時(shí)間,也沒找到答案。有一天洗澡時(shí)，水溢出了浴缸，他突然受到啟發(fā)，找到了測(cè)量皇冠體積的辦法。他將皇冠和與皇冠同樣質(zhì)量的黃金分別放入水中，發(fā)現(xiàn)溢出的水體積不同，從而判斷出皇冠不是純金制成的。因?yàn)辄S金的密度可以看作唯一，那么相等重量的黃金和其他金屬體積是不同的，如果皇冠是純金,那么它排除的水就是該重量下純金的體積。如果皇冠不是純金,那么相等重量下體積也會(huì)發(fā)生變化，所以排開的水體積也不同了?！局R(shí)新授】浮力浮力的概念：一切浸入液體（氣體）的物體都受到液體（氣體）對(duì)它豎直向上的力叫浮力。浮力的方向：豎直向上施力物體：液（氣）體二、浮力產(chǎn)生的根本原因：液（氣）體對(duì)物體上下表面都有壓力，浮力是上下表面的壓力差（F下—F上）。示重差法測(cè)浮力：物體在空氣中的重與物體在液體中的重的差值等于浮力。即。

阿基米德原理：浸在液體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力。表達(dá)式：F浮=G排液＝m排g=ρ液gV排液（阿基米德原理也適用于氣體）【例題分析】例1．2021年12月9日“天宮課堂”開講，王亞平老師在中國(guó)空間站開展了神奇的“浮力消失實(shí)驗(yàn)”。對(duì)杯中乒乓球的描述，不正確的是（）A．不能漂浮在水面上 B．受到的重力接近于零 C．可以在水中任意位置懸浮 D．上下表面幾乎沒有受到壓力例2．如圖所示，A、B是可自由移動(dòng)的物體，C、D是容器自身凸起的一部分，現(xiàn)往容器里注入一些水。則一定不受浮力的是（）例3．如圖，取一個(gè)瓶口內(nèi)徑略小于乒乓球直徑的雪碧瓶，去掉其底部，把一只乒乓球放到瓶口處，然后向瓶里注水，會(huì)發(fā)現(xiàn)水從瓶口流出，乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口，不久就可觀察到乒乓球上浮起來。此實(shí)驗(yàn)說明了（）A．大氣存在壓強(qiáng) B．連通器原理 C．浮力產(chǎn)生的原因 D．液體的壓強(qiáng)與液體的密度和深度有關(guān)例4．如圖所示，在容器中放一個(gè)上、下底面積均為10cm2、高為6cm，體積為80cm3的均勻?qū)ΨQ石鼓，其下底表面與容器底部完全緊密接觸，石鼓全部浸沒于水中且其上表面與水面齊平，則石鼓受到的浮力是（）（取g＝10N/kg）A．0N B．0.2N C．0.6N D．0.8N例5．如圖所示，把一個(gè)底面積為S、高為l的長(zhǎng)方體浸沒在密度為ρ的液體中，上、下表面分別距液面為h1和h2，因?yàn)橐后w內(nèi)部存在壓強(qiáng)，所以長(zhǎng)方體各表面都受到液體的壓力。（1）分析圖中長(zhǎng)方體的受力情況，其受到浮力的原因是，浮力的方向是。（2）大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：“浸在液體中的物體受到浮力的大小等于它排開液體所受的重力?！闭?qǐng)從浮力產(chǎn)生原因的角度推導(dǎo)出這一結(jié)論。例6．有一個(gè)體積是2分米3的正方體浸沒在水中，其下表面受到水向上的壓力是30牛頓，則正方體上表面受到水向下的壓力是牛。如果把正方體繼續(xù)向下壓，讓它下表面受到壓力為40N，則它上表面受到的壓力是牛。（g＝10N/kg）例7．小金同學(xué)在學(xué)習(xí)了浮力的相關(guān)知識(shí)后為了驗(yàn)證阿基米德原理，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)根據(jù)小明的實(shí)驗(yàn)過程回答下列問題：具體步如下：A：測(cè)出物體的重力G1；B：準(zhǔn)備好如圖所示的溢水杯和小桶；C：用彈簧測(cè)力計(jì)提著物體放入溢水杯中，用小桶接住溢出的水，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)T1；D：用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小桶和水的重力G2。（1）小金缺少的一個(gè)步驟E請(qǐng)補(bǔ)充完整：；（2）小金補(bǔ)充完步驟E后，按照正確的要求進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)得出的數(shù)據(jù)無法驗(yàn)證阿基米德原理，請(qǐng)說明原因：。此時(shí)得出的結(jié)論是F浮G排水（選填“大于”、“等于”、“小于”）；（3）小金完成了全部實(shí)驗(yàn)步驟和條件后，得出的結(jié)果關(guān)系式（用五個(gè)步驟中的字母表示）。例8．2019年12月17日，由我國(guó)自主建造的第一艘國(guó)產(chǎn)航母——山東艦（如圖甲），正式交付海軍。該艦標(biāo)準(zhǔn)排水量（滿載時(shí)排開的水的質(zhì)量）為50000噸，航母上搭載的殲——15艦載機(jī)每架質(zhì)量為25噸。海水的密度取1.0×103千克/米3，g＝10牛/千克。求：（1）在標(biāo)準(zhǔn)排水量時(shí)，航母所受的浮力為牛。（2）當(dāng)1架殲﹣15艦載機(jī)飛離航母后（如圖乙），航母排開海水的體積會(huì)減小多少？例9．一個(gè)雞蛋質(zhì)量55g，放入裝滿純水的燒杯中，沉入底部，排開0.5N的水，向燒杯中加鹽并攪拌使雞蛋懸浮。求：（1）雞蛋在純水中所受的浮力；（2）雞蛋的體積；（3）雞蛋懸浮時(shí)鹽水的密度?！眷柟烫岣摺恳唬x擇題（共8小題）1．如圖所示，當(dāng)乒乓球從水里上浮到水面上，乒乓球在A位置時(shí)受到的浮力為FA，水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為pA，在B位置時(shí)受到的浮力為FB，水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為pB，則它們的大小關(guān)系是（）A．FA＝FBpA＝pB B．FA＜FBpA＜pB C．FA＞FBpA＞pB D．FA＞FBpA＝pB2．如圖表示跳水運(yùn)動(dòng)員從入水到露出水面的過程，其中運(yùn)動(dòng)員受到水的浮力不斷增大的階段是（）A．①→② B．②→③ C．③→④ D．④→⑤3．如圖為金魚吐出的某個(gè)氣泡在溫度恒定的水中上升過程的示意圖。該過程中氣泡密度和受到浮力的變化情況，敘述正確的是（）A．密度和浮力都不變 B．密度和浮力都變大 C．密度變小，浮力不變 D．密度變小，浮力變大4．如圖所示，兩只相同的氣球，分別充入氫氣和空氣，充氣后體積相同，放飛氣球時(shí)只有氫氣球升上空中，若它們的重力分別為G氫和G空，在空氣中受到的浮力分別為F氫和F空，則下列判斷正確的是（）A．F氫＞F空 B．F氫＝F空 C．G氫＞G空 D．G氫＝G空5．以下情景中沒有受到浮力的物體是（）A．遨游的“天宮一號(hào)” B．上升的熱氣球 C．航行的“遼寧號(hào)” D．下潛的“蛟龍”號(hào)6．如圖所示，將同一長(zhǎng)方體分別水平與豎直靜置在水中，它的上表面和下表面所受到的（）A．壓強(qiáng)差不等，壓力差相等 B．壓強(qiáng)差不等，壓力差不等 C．壓強(qiáng)差相等，壓力差不等 D．壓強(qiáng)差相等，壓力差相等7．如圖所示，一個(gè)半球形物體重為100N，浸沒在水中，受到水向下的壓力40N，半球受到水施加的浮力為80N，則半球受到水向上的壓力為（）A．40N B．60N C．80N D．120N8．如圖所示，一個(gè)重為G的錐形物體P浸沒在水中，它受到豎直向下的水的壓力為F1，受到豎直向上的水的壓力為F2，則（）A．F1＜F2 B．F1＞F2 C．F1＝F2 D．無法確定F1和F2的大小二．多選題（共1小題）（多選）9．水平桌面上的燒杯內(nèi)裝有一定量的水，輕輕放入一個(gè)小球后，從燒杯中溢出100g的水，g取10N/kg，則下列判斷正確的是（）A．小球所受浮力可能等于1N B．水對(duì)燒杯底的壓強(qiáng)一定增大 C．小球的質(zhì)量可能大于100g D．小球的體積一定等于100cm3三．填空題（共2小題）10．“天宮一號(hào)”空間站處于微重力環(huán)境，重力可以忽略不計(jì)。王亞平老師在空間站演示了如圖所示的實(shí)驗(yàn)圖，水中的乒乓球看起來變成橢圓了，這是光的現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)中乒乓球停留在水中，不會(huì)像地面實(shí)驗(yàn)時(shí)上浮，此時(shí)乒乓球上下表面受到的壓力差等于。11．2021年12月9日下午進(jìn)行的“太空授課”直播課中，我國(guó)航天員王亞平老師展示了關(guān)于太空中浮力的實(shí)驗(yàn)。在太空這個(gè)失重的環(huán)境中，液體會(huì)發(fā)生很多奇妙的變化。液體中的物體將（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）受到浮力影響，理由是。四．實(shí)驗(yàn)探究題（共2小題）12．小金利用如圖所示的裝置驗(yàn)證阿基米德原理，回答下列問題（g取10N/kg）：（1）小物體受到的浮力為牛。（2）若小金的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了阿基米德原理，則F4＝牛。（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小物體的密度是千克/米3。（4）若實(shí)驗(yàn)前溢水杯中的水未裝滿，能否驗(yàn)證阿基米德原理，理由：。13．小樂設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證阿基米德原理。把彈簧測(cè)力計(jì)上端固定在鐵架臺(tái)的鐵夾上，用粗鐵絲做一個(gè)框，掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上，在粗鐵絲框上端懸吊一個(gè)金屬塊，下端放一小杯。在金屬塊的正下方有一溢水杯，溢水杯放置在鐵架臺(tái)的支架上，溢水杯跟金屬塊、粗鐵絲框都不接觸，如圖甲所示。（1）如圖甲→乙→丙，平穩(wěn)抬高放有溢水杯的支架，使金屬塊緩慢浸沒到水中，此過程中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)均為N，說明。（2）再平穩(wěn)緩慢地降低放有溢水杯的支架，使金屬塊完全離開水面，如圖丁所示。此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.4N，由此可計(jì)算出金屬塊完全浸入到水中時(shí)所受到的浮力約為N。五．計(jì)算題（共2小題）14．為安全起見，初學(xué)游泳者常使用一塊泡沫浮板，用雙臂把浮板壓人水中，借助浮板所受的浮力來輔助游泳。已知泡沫浮板的質(zhì)量為0.3千克，當(dāng)泡沫浮板整塊壓人水中時(shí)，受到水的浮力為30牛（ρ水＝1.0×103千克/立方米，g＝10牛/千克）。求：（1）泡浮板的重力為牛。（2）泡沫浮板自由漂浮時(shí)，受到的浮力大小。（3）泡沫浮板的體積。15．2006年5月經(jīng)過長(zhǎng)期專業(yè)訓(xùn)練的魔術(shù)師大衛(wèi)?布萊恩在水族館玻璃缸的水中生活了177小時(shí)。布萊思生活的玻璃缸呈球形，容積約為7.5米2．，盛滿水，他的身體浸沒水中，與外界有兩根管子相連，其中一根是導(dǎo)尿管，一根供呼吸。（1）布萊恩在水中感覺自己幾乎不受重力作用，目前我國(guó)也用類似的方法訓(xùn)練航天員，以適應(yīng)太空生活。在水中感覺自己幾乎不受重力作用的原因是A．容器的支持力與人的重力平衡B．人的重力與浮力幾乎達(dá)到平衡C．浮力遠(yuǎn)大于人的重力（2）布萊恩的身體體積約為70分米3．他完全浸沒水中時(shí)，所受到的浮力約為多少牛？（玻璃缸內(nèi)水的密度仍取1.0×103千克/米3．g取10牛/千克）浮力【銜接導(dǎo)入】浮力的發(fā)現(xiàn)傳說,古希臘的一位國(guó)王讓金匠給他制作了一頂純金的皇冠，國(guó)王懷疑皇冠中摻了白銀,于是讓阿基米德檢驗(yàn)一下，阿基米德苦思冥想了很長(zhǎng)時(shí)間,也沒找到答案。有一天洗澡時(shí)，水溢出了浴缸，他突然受到啟發(fā)，找到了測(cè)量皇冠體積的辦法。他將皇冠和與皇冠同樣質(zhì)量的黃金分別放入水中，發(fā)現(xiàn)溢出的水體積不同，從而判斷出皇冠不是純金制成的。因?yàn)辄S金的密度可以看作唯一，那么相等重量的黃金和其他金屬體積是不同的，如果皇冠是純金,那么它排除的水就是該重量下純金的體積。如果皇冠不是純金,那么相等重量下體積也會(huì)發(fā)生變化，所以排開的水體積也不同了。【知識(shí)新授】浮力浮力的概念：一切浸入液體（氣體）的物體都受到液體（氣體）對(duì)它豎直向上的力叫浮力。浮力的方向：豎直向上施力物體：液（氣）體二、浮力產(chǎn)生的根本原因：液（氣）體對(duì)物體上下表面都有壓力，浮力是上下表面的壓力差（F下—F上）。示重差法測(cè)浮力：物體在空氣中的重與物體在液體中的重的差值等于浮力。即。

阿基米德原理：浸在液體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力。表達(dá)式：F浮=G排液＝m排g=ρ液gV排液（阿基米德原理也適用于氣體）【例題分析】例1．2021年12月9日“天宮課堂”開講，王亞平老師在中國(guó)空間站開展了神奇的“浮力消失實(shí)驗(yàn)”。對(duì)杯中乒乓球的描述，不正確的是（）A．不能漂浮在水面上 B．受到的重力接近于零 C．可以在水中任意位置懸浮 D．上下表面幾乎沒有受到壓力【解答】解：太空中是接近于完全失重狀態(tài)，乒乓球受到的重力接近于零；浮力隨著重力產(chǎn)生的，是物體的上下表面所受壓力差，乒乓球上下表面幾乎沒有受到壓力，也沒有壓力差，所以乒乓球在水中幾乎不受浮力，當(dāng)把乒乓球放置在水中任意位置，乒乓球就會(huì)靜止在該處，同樣，把乒乓球放置在水面，則乒乓球能靜止漂浮在水面。綜上分析可知，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、BCD正確。故選：A。例2．如圖所示，A、B是可自由移動(dòng)的物體，C、D是容器自身凸起的一部分，現(xiàn)往容器里注入一些水。則一定不受浮力的是（）【解答】解：AD、由圖可知，水對(duì)A、D物體上、下表面都產(chǎn)生了壓力差，故A、D物體都受浮力的作用，故AD不符合題意；B、B物體上表面沒有受到水的壓力，但下表面受到水的壓力，因此水對(duì)B物體上、下表面產(chǎn)生了向上的壓力差，故B物體一定受浮力的作用，故B不符合題意；C、C物體上表面受到水的壓力，但下表面沒有受到水的壓力，因此水對(duì)C物體上、下表面沒有產(chǎn)生向上的壓力差，故C物體一定不受浮力的作用，故C符合題意。故選：C。例3．如圖，取一個(gè)瓶口內(nèi)徑略小于乒乓球直徑的雪碧瓶，去掉其底部，把一只乒乓球放到瓶口處，然后向瓶里注水，會(huì)發(fā)現(xiàn)水從瓶口流出，乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口，不久就可觀察到乒乓球上浮起來。此實(shí)驗(yàn)說明了（）A．大氣存在壓強(qiáng) B．連通器原理 C．浮力產(chǎn)生的原因 D．液體的壓強(qiáng)與液體的密度和深度有關(guān)【解答】解：A、乒乓球上下都受到大氣壓的作用相同，開始物體不上浮，后來又上浮不是大氣壓的作用。不符合題意。B、連通器至少有兩個(gè)部分上端開口，底部連通的容器，只有一個(gè)乒乓球不屬于連通器。不符合題意。C、開始時(shí)乒乓球受到上面液體壓強(qiáng)和大氣壓的作用，下部沒有液體只受大氣壓的作用，向上的壓強(qiáng)小于向下的壓強(qiáng)，向上的壓力小于向下的壓力，乒乓球不能上浮。當(dāng)用手堵住瓶口，乒乓球下面有水，乒乓球下面也受到液體壓強(qiáng)和大氣壓的作用。向上的液體壓強(qiáng)大于向下的液體壓強(qiáng)，乒乓球上浮，跟浮力的產(chǎn)生有關(guān)系。符合題意。D、乒乓球上升是在液體的密度一定時(shí)研究液體壓強(qiáng)和深度的關(guān)系，液體越深，液體的壓強(qiáng)越大。不符合題意。故選：C。例4．如圖所示，在容器中放一個(gè)上、下底面積均為10cm2、高為6cm，體積為80cm3的均勻?qū)ΨQ石鼓，其下底表面與容器底部完全緊密接觸，石鼓全部浸沒于水中且其上表面與水面齊平，則石鼓受到的浮力是（）（取g＝10N/kg）A．0N B．0.2N C．0.6N D．0.8N【解答】解：由于石鼓下底面與容器緊密接觸，且石鼓上表面與水面相平，所以，石鼓圓柱體部分不受浮力，而石鼓兩側(cè)凸出的部分受到了浮力，則石鼓排開水的體積如下圖陰影部分所示：則V排＝V石鼓﹣V圓柱＝80cm3﹣10cm2×6cm＝20cm3＝2×10﹣5m3，所以，石鼓受到水的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣5m3＝0.2N。故選：B。例5．如圖所示，把一個(gè)底面積為S、高為l的長(zhǎng)方體浸沒在密度為ρ的液體中，上、下表面分別距液面為h1和h2，因?yàn)橐后w內(nèi)部存在壓強(qiáng)，所以長(zhǎng)方體各表面都受到液體的壓力。（1）分析圖中長(zhǎng)方體的受力情況，其受到浮力的原因是上、下表面存在壓力差，浮力的方向是豎直向上的。（2）大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：“浸在液體中的物體受到浮力的大小等于它排開液體所受的重力?！闭?qǐng)從浮力產(chǎn)生原因的角度推導(dǎo)出這一結(jié)論?！窘獯稹拷猓海?）由圖知，該長(zhǎng)方體周圍四個(gè)面的平均深度相同，則受到液體的壓強(qiáng)相同，由F＝pS可知，該長(zhǎng)方體周圍四個(gè)面受到的壓力相等，可以相互抵消；下表面比較深，所受的液體壓強(qiáng)大于上表面所受的液體壓強(qiáng)，且上下表面的面積相同，由公式F＝pS可知，長(zhǎng)方體下表面所受液體壓力大于上表面所受液體的壓力，即物體上、下表面存在壓力差，用下表面所受液體的壓力減去上表面所受液體的壓力就等于浮力，故浮力的產(chǎn)生原因是：上、下表面存在壓力差；浮力的方向總是豎直向上的。（2）由液體壓強(qiáng)公式p＝ρgh及壓強(qiáng)公式p=F長(zhǎng)方體上表面受到液體的壓力：F1＝p1S＝ρ液gh1S；長(zhǎng)方體下表面受到液體的壓力：F2＝p2S＝ρ液gh2S，上、下兩表面受到的壓力差為：F2﹣F1＝ρ液gh2S﹣ρ液gh1S＝ρ液gS（h2﹣h1）﹣﹣﹣﹣①長(zhǎng)方體浸沒在液體中，則長(zhǎng)方體排開液體的體積：V排＝V物＝Sl＝S（h2﹣h1）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，長(zhǎng)方體排開液體的所受的重力：G排＝m排g＝ρ液gV排＝ρ液gS（h2﹣h1）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，所以，根據(jù)浮力的產(chǎn)生原因和①③兩式可得：F?。紽2﹣F1＝ρ液g（h2﹣h1）S＝G排。故答案為：（1）上、下表面存在壓力差；豎直向上；（2）見上面的推導(dǎo)。例6．有一個(gè)體積是2分米3的正方體浸沒在水中，其下表面受到水向上的壓力是30牛頓，則正方體上表面受到水向下的壓力是10牛。如果把正方體繼續(xù)向下壓，讓它下表面受到壓力為40N，則它上表面受到的壓力是20牛。（g＝10N/kg）【解答】解：（1）因?yàn)檎襟w浸沒于水中，所以V排＝V＝2dm3＝2×10﹣3m3，物體所受浮力：F?。紾排＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×2×10﹣3m3×10N/kg＝20N；因?yàn)镕?。紽向上﹣F向下，所以，正方體上表面受到水向下的壓力：F向下＝F向上﹣F?。?0N﹣20N＝10N。（2）把正方體繼續(xù)向下壓，讓它下表面受到壓力為40N，正方體排開水的體積不變，浮力不變，則它上表面受到的壓力：F向下′＝F向上′﹣F?。?0N﹣20N＝20N。故答案為：10；20。例7．小金同學(xué)在學(xué)習(xí)了浮力的相關(guān)知識(shí)后為了驗(yàn)證阿基米德原理，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)根據(jù)小明的實(shí)驗(yàn)過程回答下列問題：具體步如下：A：測(cè)出物體的重力G1；B：準(zhǔn)備好如圖所示的溢水杯和小桶；C：用彈簧測(cè)力計(jì)提著物體放入溢水杯中，用小桶接住溢出的水，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)T1；D：用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小桶和水的重力G2。（1）小金缺少的一個(gè)步驟E請(qǐng)補(bǔ)充完整：用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出空桶的重力G桶；（2）小金補(bǔ)充完步驟E后，按照正確的要求進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)得出的數(shù)據(jù)無法驗(yàn)證阿基米德原理，請(qǐng)說明原因：溢水杯中的水沒有裝滿。此時(shí)得出的結(jié)論是F浮大于G排水（選填“大于”、“等于”、“小于”）；（3）小金完成了全部實(shí)驗(yàn)步驟和條件后，得出G1﹣T1＝G2﹣G桶的結(jié)果關(guān)系式（用五個(gè)步驟中的字母表示）?！窘獯稹拷猓海?）為了驗(yàn)證阿基米德原理，需要測(cè)量的量有四個(gè)：物體重力、物體浸沒時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)、空桶的重力、小桶加溢出水的總重力，由圖示可知，該實(shí)驗(yàn)漏掉一個(gè)步驟是用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出空桶的重力G桶；（2）物體放入溢水杯前，溢水杯中的水應(yīng)該滿的，否則小桶內(nèi)溢出水的重力G排水將小于物體排開水的重力G排，即G排水＜G排，因此小金得出的數(shù)據(jù)無法驗(yàn)證阿基米德原理；由阿基米德原理可知，F(xiàn)?。紾排，因此F?。綠排水；（3）由稱重法可知，物體受到的浮力F浮＝G1﹣T1，物體排開水的重力G排＝G2﹣G桶；由阿基米德原理可知，F(xiàn)?。紾排，因此可得出關(guān)系式：G1﹣T1＝G2﹣G桶；故答案為：（1）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出空桶的重力G桶；（2）溢水杯中的水沒有裝滿；大于；（3）G1﹣T1＝G2﹣G桶。例8．2019年12月17日，由我國(guó)自主建造的第一艘國(guó)產(chǎn)航母——山東艦（如圖甲），正式交付海軍。該艦標(biāo)準(zhǔn)排水量（滿載時(shí)排開的水的質(zhì)量）為50000噸，航母上搭載的殲——15艦載機(jī)每架質(zhì)量為25噸。海水的密度取1.0×103千克/米3，g＝10牛/千克。求：（1）在標(biāo)準(zhǔn)排水量時(shí)，航母所受的浮力為5×108牛。（2）當(dāng)1架殲﹣15艦載機(jī)飛離航母后（如圖乙），航母排開海水的體積會(huì)減小多少？【解答】解：（1）航母處于漂浮狀態(tài)，在標(biāo)準(zhǔn)排水量時(shí)，航母所受的浮力：F?。紾總＝m排g＝50000×103kg×10N/kg＝5×108N；（2）1架殲﹣15艦載機(jī)的重力G1＝m1g＝25×103kg×10N/kg＝2.5×105N，航母漂浮，所受浮力等于自身總重力，當(dāng)1架殲﹣15艦載機(jī)飛離航母后，航母所受浮力的減小量等于1架殲﹣15艦載機(jī)的重力，根據(jù)阿基米德原理可知航母排開水的體積減少量：ΔV=ΔF浮故答案為：（1）5×108N；（2）航母排開海水的體積會(huì)減小25m3。例9．一個(gè)雞蛋質(zhì)量55g，放入裝滿純水的燒杯中，沉入底部，排開0.5N的水，向燒杯中加鹽并攪拌使雞蛋懸浮。求：（1）雞蛋在純水中所受的浮力；（2）雞蛋的體積；（3）雞蛋懸浮時(shí)鹽水的密度?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)阿基米德原理可知，雞蛋受到的浮力：F?。紾排＝0.5N；（2）由F?。溅阉甮V排可知，雞蛋排開水的體積：V排=F浮ρ水g=0.5N1.0×1由于雞蛋浸沒在純水中，則雞蛋的體積：V＝V排＝5×10﹣5m3；（3）因?yàn)殡u蛋懸浮在鹽水中，所以，ρ鹽水＝ρ雞蛋=mV=0.055kg5×10?5答：（1）雞蛋在純水中所受的浮力為0.5N；（2）雞蛋的體積為5×10﹣5m3；（3）雞蛋懸浮時(shí)鹽水的密度為1.1×103kg/m3?！眷柟烫岣摺恳唬x擇題（共8小題）1．如圖所示，當(dāng)乒乓球從水里上浮到水面上，乒乓球在A位置時(shí)受到的浮力為FA，水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為pA，在B位置時(shí)受到的浮力為FB，水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為pB，則它們的大小關(guān)系是（）A．FA＝FBpA＝pB B．FA＜FBpA＜pB C．FA＞FBpA＞pB D．FA＞FBpA＝pB【解答】解：由圖知，乒乓球在A位置時(shí)是浸沒，此時(shí)V排A＝V球；在B位置時(shí)是漂浮，此時(shí)V排B＜V球，所以V排A＞V排B，由F?。溅岩篻V排可知乒乓球受到的浮力FA＞FB；由于從水里上浮直至漂浮在水面上，排開水的體積減小，水面下降，則hA＞hB，根據(jù)p＝ρgh可知水對(duì)杯底的壓強(qiáng)pA＞pB。故選：C。2．如圖表示跳水運(yùn)動(dòng)員從入水到露出水面的過程，其中運(yùn)動(dòng)員受到水的浮力不斷增大的階段是（）A．①→② B．②→③ C．③→④ D．④→⑤【解答】解：運(yùn)動(dòng)員從入水到露出水面的過程中，水的密度不變；①→②是入水過程，排開水的體積增大，由F浮＝ρ水gV排可知運(yùn)動(dòng)員受到水的浮力不斷增大；②→③，③→④，運(yùn)動(dòng)員浸沒在水中，其排開水的體積不變，所受浮力不變；④→⑤是露出水面的過程，運(yùn)動(dòng)員排開水的體積減小，所受浮力減小，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A。3．如圖為金魚吐出的某個(gè)氣泡在溫度恒定的水中上升過程的示意圖。該過程中氣泡密度和受到浮力的變化情況，敘述正確的是（）A．密度和浮力都不變 B．密度和浮力都變大 C．密度變小，浮力不變 D．密度變小，浮力變大【解答】解：金魚吐出的氣泡在水中上升的過程中，所處深度減小，受到的液體壓強(qiáng)變小，故氣泡體積增大，而氣泡內(nèi)空氣的質(zhì)量不變，由ρ=m氣泡上升時(shí)，體積變大，則排開水的體積變大，所以由F?。溅裧V排可得：氣泡受到水的浮力變大。故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選：D。4．如圖所示，兩只相同的氣球，分別充入氫氣和空氣，充氣后體積相同，放飛氣球時(shí)只有氫氣球升上空中，若它們的重力分別為G氫和G空，在空氣中受到的浮力分別為F氫和F空，則下列判斷正確的是（）A．F氫＞F空 B．F氫＝F空 C．G氫＞G空 D．G氫＝G空【解答】解：氣球是“浸沒”在空氣中的，因?yàn)轶w積相同，所以排開空氣的體積相同，根據(jù)公式F?。溅芽諝鈍V排可知，兩球所受浮力相同。故選：B。5．以下情景中沒有受到浮力的物體是（）A．遨游的“天宮一號(hào)” B．上升的熱氣球 C．航行的“遼寧號(hào)” D．下潛的“蛟龍”號(hào)【解答】解：A、太空中沒有空氣，故太空中運(yùn)行的“天宮一號(hào)”不受到浮力，故A符合題意；B、空中上升的熱氣球受到空氣的浮力，故B不符合題意；C、浮力是浸在液體（或氣體）中的物體受到液體（或氣體）向上托起的力，航行的“遼寧號(hào)”受到水的向上托起的力，即受到浮力，故C不符合題意；D、下潛的“蛟龍”號(hào)在水中盡管下沉，但仍然受到浮力，故D不符合題意。故選：A。6．如圖所示，將同一長(zhǎng)方體分別水平與豎直靜置在水中，它的上表面和下表面所受到的（）A．壓強(qiáng)差不等，壓力差相等 B．壓強(qiáng)差不等，壓力差不等 C．壓強(qiáng)差相等，壓力差不等 D．壓強(qiáng)差相等，壓力差相等【解答】解：長(zhǎng)方體物塊懸浮在水中，說明受到水的浮力不變，而浮力等于物體上下表面受到水的壓力差，所以長(zhǎng)方體物塊上下表面受到水的壓力差不變；而長(zhǎng)方體物塊上下表面受到水的壓強(qiáng)差：△p=△F綜合上述分析可知，故A正確。故選：A。7．如圖所示，一個(gè)半球形物體重為100N，浸沒在水中，受到水向下的壓力40N，半球受到水施加的浮力為80N，則半球受到水向上的壓力為（）A．40N B．60N C．80N D．120N【解答】解：由F?。紽上﹣F下得，半球受到的水向上的壓力：F上＝F浮+F下＝80N+40N＝120N。故選：D。8．如圖所示，一個(gè)重為G的錐形物體P浸沒在水中，它受到豎直向下的水的壓力為F1，受到豎直向上的水的壓力為F2，則（）A．F1＜F2 B．F1＞F2 C．F1＝F2 D．無法確定F1和F2的大小【解答】解：錐形物體P浸沒在水中，受到豎直向上的浮力作用，浮力產(chǎn)生的原因：液體對(duì)物體上下表面的壓力差；所以它受到豎直向上的水的壓力F2大于受到豎直向下的水的壓力F1。故選：A。二．多選題（共1小題）（多選）9．水平桌面上的燒杯內(nèi)裝有一定量的水，輕輕放入一個(gè)小球后，從燒杯中溢出100g的水，g取10N/kg，則下列判斷正確的是（）A．小球所受浮力可能等于1N B．水對(duì)燒杯底的壓強(qiáng)一定增大 C．小球的質(zhì)量可能大于100g D．小球的體積一定等于100cm3【解答】解：（1）假設(shè)燒杯原來裝滿水，小球漂浮在水面上，小球所受浮力：F?。紾排＝m排g＝0.1kg×10N/kg＝1N，因?yàn)镕?。紾排＝m排g＝G球＝m球g，小球的質(zhì)量：m球＝m排＝100g，排開水的體積：V排=m排ρ水=100g放入小球后水深不變，對(duì)容器底的壓強(qiáng)不變。（2）假設(shè)燒杯原來裝滿水，小球沉入水底，小球所受浮力：F?。紾排＝m排g＝0.1kg×10N/kg＝1N，因?yàn)镕?。紾排＝m排g＜G球＝m球g，小球的質(zhì)量：m球＞m排＝100g，排開水的體積：V′排=m排ρ水=100g放入小球后水深不變，對(duì)容器底的壓強(qiáng)不變。（3）假設(shè)燒杯原來沒有裝滿水，排開水的質(zhì)量比100g大，小球受到的浮力、小球的質(zhì)量和體積、容器底受到的壓強(qiáng)都要變大。綜上分析可知，AC正確，BD錯(cuò)誤。故選：AC。三．填空題（共2小題）10．“天宮一號(hào)”空間站處于微重力環(huán)境，重力可以忽略不計(jì)。王亞平老師在空間站演示了如圖所示的實(shí)驗(yàn)圖，水中的乒乓球看起來變成橢圓了，這是光的折射現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)中乒乓球停留在水中，不會(huì)像地面實(shí)驗(yàn)時(shí)上浮，此時(shí)乒乓球上下表面受到的壓力差等于0?！窘獯稹拷猓核械钠古仪蚍瓷涞墓庠谒媾c空氣交界處發(fā)生折射，人眼沿著折射光反向看向水中，感覺球是橢圓的。乒乓球停留在水中處于靜止?fàn)顟B(tài)，豎直方向受到的重力和浮力是一對(duì)平衡力，大小相等，太空是失重狀態(tài)，重力為0，所以浮力等于0，乒乓球上下表面受到的壓力差即為浮力，所以乒乓球上下表面受到的壓力差等于0。故答案為：折射；0。11．2021年12月9日下午進(jìn)行的“太空授課”直播課中，我國(guó)航天員王亞平老師展示了關(guān)于太空中浮力的實(shí)驗(yàn)。在太空這個(gè)失重的環(huán)境中，液體會(huì)發(fā)生很多奇妙的變化。液體中的物體將不會(huì)（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）受到浮力影響，理由是失重環(huán)境中的液體不會(huì)產(chǎn)生壓力?！窘獯稹拷猓涸谔者@個(gè)失重的環(huán)境中，液體對(duì)放入其中的物體不會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)和壓力，不存在壓力差，所以物體不受浮力。故答案為：不會(huì)；失重環(huán)境中的液體不會(huì)產(chǎn)生壓力。四．實(shí)驗(yàn)探究題（共2小題）12．小金利用如圖所示的裝置驗(yàn)證阿基米德原理，回答下列問題（g取10N/kg）：（1）小物體受到的浮力為1.0牛。（2）若小金的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了阿基米德原理，則F4＝1.5牛。（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小物體的密度是2×103千克/米3。（4）若實(shí)驗(yàn)前溢水杯中的水未裝滿，能否驗(yàn)證阿基米德原理，理由：小物體排開的水不會(huì)全部收集到小燒杯中，有部分水不會(huì)溢出到小燒杯中，所以測(cè)量小燒杯中收集水的重力時(shí)，會(huì)小于小物體排開水的重力，所以不能驗(yàn)證阿基米德原理?！窘獯稹拷猓海?）由圖示可知，小物體的重力：G＝F1＝2.0N，小物體完全浸沒在水中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F3，所以根據(jù)稱重法可知，小物體浸沒在水中受到的浮力F?。紾﹣F3＝2.0N﹣1.0N＝1.0N；（2）小物體排開水受到的重力：G排＝F4﹣F2；若G﹣F3＝F4﹣F2，則表明物體受到的浮力等于其排開的液體的重力，且驗(yàn)證了阿基米德原理，則F4＝G﹣F3+F2＝2.0N﹣1.0N+0.5N＝1.5N；（3）由F?。溅阉甮V排可得，小物體的體積：V＝V排=F浮ρ水g=由G＝mg可得，小物體的質(zhì)量：m=Gg小物體的密度：ρ=mV=0.2kg10?4（4）若實(shí)驗(yàn)前溢水杯中的水未裝滿，小物體排開的水不會(huì)全部收集到小燒杯中，有部分水不會(huì)溢出到小燒杯中，所以測(cè)量小燒杯中收集水的重力時(shí)，會(huì)小于小物體排開水的重力，所以不能驗(yàn)證阿基米德原理。故答案為：（1）1.0；（2）1.5；（3）2×103；小物體排開的水不會(huì)全部收集到小燒杯中，有部分水不會(huì)溢出到小燒杯中，所以測(cè)量小燒杯中收集水的重力時(shí)，會(huì)小于小物體排開水的重力，所以不能驗(yàn)證阿基米德原理。13．小樂設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證阿基米德原理。把彈簧測(cè)力計(jì)上端固定在鐵架臺(tái)的鐵夾上，用粗鐵絲做一個(gè)框，掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上，在粗鐵絲框上端懸吊一個(gè)