第12講 水的浮力基礎(chǔ)（原卷版）

第12講水的浮力基礎(chǔ)浮力產(chǎn)生的原因浮力的基礎(chǔ)計(jì)算浮力的基礎(chǔ)應(yīng)用一.浮力基礎(chǔ)1.浮力的定義：所有浸入液體或氣體的物體都會受到對它豎直向上托舉的力叫浮力。（1）浸入：包括部分浸入和全部浸入兩種；（2）施力物體：液體或者氣體；（3）受力物體：浸入液體或者氣體中的物體。（4）浮力的方向：豎直向上。2.浮力產(chǎn)生的原因：上下表面壓力差3.物體是否受浮力判斷二．浮力計(jì)算1.稱重法：先用彈簧測力計(jì)在空氣中測量出物體的重力G，再用彈簧測力計(jì)測出物體浸在液體中的示數(shù)F拉，兩次彈簧測力計(jì)的示數(shù)差就是浸在液體中的物體所受浮力的大小，F(xiàn)浮=G-F拉。2.探究影響物體收到浮力大小的因素（1）提出猜想：①浮力大小與物體浸入液體中的液體有關(guān)②浮力大小可能與液體密度有關(guān)③浮力大小可能與浸入液體中的深度有關(guān)（2）實(shí)驗(yàn)步驟：①將重物懸掛于彈簧測力下端，慢慢浸入水中直至浸沒，觀察彈簧測力計(jì)示數(shù)變化，記錄物體浸沒時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)。②取出重物，擦凈、晾干，再次將重物懸掛于該彈簧測力計(jì)下，慢慢浸入鹽水中直至浸沒，并觀察記錄彈簧測力計(jì)示數(shù)變化，錄物體浸沒時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：對比圖①②③④可以得出：液體密度相同時(shí)，物體浸入液體中體積越大，浮力越大。對比圖①④⑤可以得出：物體浸入液體中體積相同時(shí)，液體密度越大，浮力越大。3.阿基米德原理：浸在液體中的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受到的重力，即：4.上下表面壓力差法：液體對物體上下表面都有壓力，浮力是上下表面的壓力差F浮=F下-F上三.物體的浮沉條件1.漂浮時(shí)浮力等于重力2.懸浮時(shí)浮力等于重力3.沉底時(shí)浮力=重力-支持力（注：與底部緊密貼合的不符合）四.物體的浮沉條件的應(yīng)用1.密度計(jì)：浮力等于重力，上小下大，上疏下密2.浮力秤：浮力等于重力，依據(jù)阿基米德原理得出正比關(guān)系3.輪船與熱氣球：浮力等于重力4.半潛船與潛水艇：浮力等于重力，改變自重來控制升降5.提升重物的受力分析：利用阿基米德原理可計(jì)算體積與密度6.物塊上浮時(shí)受力分析：浮力增大至等于重力，然后浸沒時(shí)可算體積考點(diǎn)一：浮力產(chǎn)生的原因【例1】如圖所示，A、B是可以自由移動的物體，C、D是容器自身凸起的一部分現(xiàn)往容器里注入一些水，則下列說法中錯誤的是（

）A．A物體一定受到浮力作用 B．B物體一定受到浮力作用C．C物體一定受到浮力作用 D．D物體一定受浮力的作用【例2】水平桌面上有兩個(gè)完全相同的容器，裝有質(zhì)量相等的鹽水和清水，小明取3個(gè)草莓先用鹽水浸泡，然后放入清水中清洗，草莓在鹽水和清水中的浮沉情況如圖所示（草莓由鹽水到清水帶走的鹽水和草莓質(zhì)量、體積的變化均忽略不計(jì)）。下列判斷正確的個(gè)數(shù)是（）

①草莓a(chǎn)的密度小于草莓b的密度②草莓a(chǎn)在鹽水中受到的浮力大③草莓c在鹽水和清水中所受浮力相等④兩容器中有草莓時(shí)，對水平桌面的壓強(qiáng)相等A．1個(gè) B．2個(gè) C．3個(gè) D．4個(gè)考點(diǎn)二：浮力的基礎(chǔ)計(jì)算【例1】如圖甲為盛水的燒杯，上方有彈簧測力計(jì)懸掛的圓柱體，將圓柱體緩慢下降，直至將圓柱體全部浸入水中，整個(gè)過程中彈簧測力計(jì)示數(shù)F與圓柱體浸入的高度h變化關(guān)系的圖象如圖乙所示，g取10N/kg，下列說法錯誤的是（）

A．圓柱體受到的重力是9NB．圓柱體受到的最大浮力是6NC．圓柱體的密度是1.5×103kg/m3D．當(dāng)圓柱體剛好浸沒時(shí)，下表面受到水的壓強(qiáng)為800Pa【例2】如圖所示，一個(gè)密度為ρ，邊長為a的實(shí)心正方體物塊懸浮在某液體中，物塊下底面的深度為H，則下列說法中不正確的是（）

A．物塊下底面受到液體向上的壓力為ρgHa2B．被物塊所排開的液體的重力大小為ρg(H+a)a2C．物塊受到液體向上和向下的壓力差為ρga3D．物塊上表面受到液體向下的壓力為ρg(H-a)a2考點(diǎn)三：浮力的基礎(chǔ)應(yīng)用【例1】如圖將小玻璃瓶裝適量的水倒扣裝有適量水的塑料瓶中，使其恰好能漂浮在水面上，旋緊塑料瓶蓋，這就做成“浮沉子”。用力抓握塑料瓶，小玻璃瓶就會往水下沉落；松開塑料瓶，它又會浮上來，調(diào)整握塑料瓶的力度，小玻璃瓶就可以懸浮在水中。下列說法正確的是（）

A．用力抓握塑料瓶，塑料瓶內(nèi)氣壓變小B．松開塑料瓶，部分水從小玻璃瓶口流入C.小玻璃瓶下沉?xí)r受到塑料瓶中水的壓強(qiáng)不變D.小玻璃瓶懸浮在水中時(shí)，它所受的浮力和重力的大小相等【例2】如圖所示，關(guān)于物體受到的浮力及其應(yīng)用，下列說法正確的是（

）

A．圖甲所示，當(dāng)孔明燈內(nèi)部空氣密度比外部空氣的密度小到一定程度，孔明燈才上升B．圖乙所示，輪船從長江駛?cè)牒Ｑ蟮倪^程中，浮力變大C．圖丙所示，良種所受浮力小于重力，次種所受浮力大于重力D．圖丁所示，潛水艇下沉過程中，重力不變，浮力變小1．把裝有水的圓柱形容器放在水平桌面上，將石塊和木塊用細(xì)繩（忽略細(xì)繩的質(zhì)量和體積）系住放入圓柱形容器中，石塊和木塊靜止后，如圖甲所示；將細(xì)繩剪斷后，石塊和木塊在水中靜止時(shí)，如圖乙所示。下列說法中正確的是（）

A．乙圖中木塊所受浮力大于甲圖中木塊所受浮力B．乙圖中石塊所受浮力小于甲圖中石塊所受浮力C．乙圖中容器對桌面的壓強(qiáng)等于甲圖中容器對桌面的壓強(qiáng)D．乙圖中石塊對容器底的壓力等于甲圖中石塊對容器底的壓力2．如圖甲所示，把剪去尾部做成筒狀的牙膏皮放入水杯里，牙膏皮漂浮在水面；如圖乙所示，把此牙膏皮卷成小團(tuán)放在水杯里，它沉在水底，下列說法正確的是（）

A．牙膏皮所受重力變大B．牙膏皮漂浮時(shí)所受浮力比它沉底時(shí)所受浮力大C．牙膏皮沉底時(shí)所受浮力等于它的重力D．牙膏皮沉底時(shí)，它排開水的體積比漂浮時(shí)大3．如圖甲所示，盛有液體的柱形容器置于水平桌面上，容器對桌面的壓強(qiáng)為1000Pa；如圖乙所示，用細(xì)線栓一鋁塊，將鋁塊的一半浸在液體中，容器對桌面的壓強(qiáng)改變了90Pa；如圖丙所示，將細(xì)線剪斷，鋁塊沉到容器底部，容器對桌面的壓強(qiáng)又改變了450Pa。容器的底面積為100cm2，整個(gè)過程中液體均未溢出。下列說法正確的是（

）

A．鋁塊浸沒在液體中時(shí)所受浮力是0.9NB．鋁塊的體積是100cm3C．鋁塊沉底時(shí)對容器底部的壓力是4.5ND．液體的密度是0.9g/cm34．如圖所示，是小明學(xué)習(xí)浮力后所制作的潛水艇模型，注射器通過極軟的膠管從大試管中抽氣或向大試管中注氣，就可以調(diào)整大試管在水中的狀態(tài)，忽略軟膠管在水中的體積變化和對大試管的作用力。下列分析正確的是（）

A．潛水艇漂浮時(shí)受到的浮力比懸浮時(shí)受到的浮力大B．將注射器的活塞往里推，“潛水艇”排開水的重力變小C．將注射器的活塞往外拉，水槽底部受水的壓強(qiáng)保持不變D．當(dāng)“潛水艇”處于懸浮狀態(tài)時(shí)，向水中加鹽，它將上浮5．兩個(gè)完全相同的容器A、B中分別裝滿了兩種不同的液體，把甲、乙兩球分別輕輕放入兩杯液體中，靜止后的情況如圖所示，已知甲、乙兩球所受的浮力相等，則下列說法正確的是（）

A．甲球排開液體的質(zhì)量更大B．甲球排開液體的重力小于乙球排開液體的重力C．容器A中液體密度大于B中液體的密度D．容器B中液體對容器底部的壓強(qiáng)大于A中液體對容器底部的壓強(qiáng)6．在一支鉛筆的下端粘上一塊橡皮泥，將它分別置于甲、乙兩杯液體中，觀察到鉛筆靜止時(shí)的情景如圖所示，下列說法正確的是（）

A．甲杯液體密度小于乙杯液體密度B．甲杯液體對底部壓強(qiáng)大于乙杯液體對底部的壓強(qiáng)C．鉛筆在甲杯液體中受到的浮力較大D．鉛筆在乙杯液體中受到的浮力較大7．青花瓷是中國瓷器的主流品種之一，如圖甲所示，色白花青躍然于杯，小明想測量這個(gè)厚壁（厚度不可忽略）敞口青花瓷杯的密度，他用電子秤測量出此杯的質(zhì)量是，將底面積為的圓柱形水槽內(nèi)注入適量水，如圖乙所示，再將青花瓷杯放入水槽內(nèi)，靜止時(shí)漂浮于水面上，此時(shí)水深為；用細(xì)棒緩慢向下壓杯，當(dāng)杯口與水面相平時(shí)，水深，且水始終未溢出；再向下壓青花瓷杯，瓷杯沉底，此時(shí)水深。已知水的密度，g取。關(guān)于此過程，下列說法正確的是（）

A．容器內(nèi)水的質(zhì)量是B．青花瓷杯最多可以裝的水C．青花瓷杯的密度約是D．細(xì)棒對青花瓷杯的最大的壓力是8．水平桌面上有兩個(gè)規(guī)格完全相同的容器，兩容器中分別盛有密度不同的液體P和液體Q，某同學(xué)將兩個(gè)體積相同的鐵錐體和銅錐體分別放入這兩個(gè)容器中，靜止后的情境如圖甲和乙所示，已知兩次實(shí)驗(yàn)中液面到容器底的距離相等（h1=h2），圖甲中液體對容器底部的壓強(qiáng)大于圖乙中液體對容器底部的壓強(qiáng)，ρ鐵<ρ銅，下列判斷正確的是（）

A．液體P的密度比液體Q的密度小B．圖甲中液體對容器底部的壓力比圖乙中液體對容器底部的壓力小C．鐵錐體在液體P中所受的浮力大于銅錐體在液體Q中所受的浮力D．鐵錐體在液體P中排開液體的質(zhì)量與銅錐體在液體Q中排開液體的質(zhì)量相等9．在“探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，如圖所示進(jìn)行了甲、乙、丙、丁四步實(shí)驗(yàn)操作。下列相關(guān)說法正確的是（

）

A．通過甲、乙兩步目的是測出物體排開液體的重力B．乙步驟中，溢水杯底部所受水的壓強(qiáng)變大C．該實(shí)驗(yàn)步驟不太合理，會導(dǎo)致物體排開液體所受重力的測量值偏大D．乙實(shí)驗(yàn)過程如果物體觸底且與底部有擠壓，物體受到的浮力不變10．如圖所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)情景，各圖中物體A均處于靜止。實(shí)驗(yàn)甲、丙中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)分別為4.0N和2.8N。已知鹽水的密度為1.2×103kg/m3，則下列結(jié)論正確的是（）

A．實(shí)驗(yàn)甲、乙、丙，可探究浮力大小跟液體深度是否有關(guān)B．實(shí)驗(yàn)乙中彈簧測力計(jì)的示數(shù)小于2.8NC．實(shí)驗(yàn)丙中物體A受到的拉力為1.2ND．實(shí)驗(yàn)丙中物體A浸沒在鹽水中后，鹽水對容器底的壓力比物體A沒有放入鹽水時(shí)增大了1.2N11．水平桌面上有兩個(gè)完全相同的已調(diào)零的電子秤。將甲、乙兩個(gè)質(zhì)量和底面積均相等的薄壁容器分別放在電子秤上，它們裝有體積相等的不同液體。再將完全相同的正方體物塊M、N分別輕放入甲、乙容器中，兩物塊靜止時(shí)均沉底，如圖所示。已知此時(shí)兩容器底部受到的液體壓強(qiáng)相等，下列說法正確的是（）A．甲容器中液體的密度大于乙容器中液體的密度B．兩個(gè)電子秤的示數(shù)相等C．物塊M對甲容器底的壓力小于物塊N對乙容器底的壓力D．物塊M上表面受到的液體壓力大于物塊N上表面受到的液體壓力12.如圖甲所示，長方體木塊通過體積不計(jì)的細(xì)線與空杯底部相連，先置于空杯的底部，再緩慢注入水，直至圖乙所示。注水過程中，木塊所受浮力的大小隨杯中水的深度變化如圖丙所示，則下列說法正確的是（

）

A．細(xì)線的長度為25cm B．木塊的橫截面積為100cm2C．木塊的密度為0.8×103kg/m3 D．細(xì)線對木塊的最大拉力為12N13．如圖所示是一種獨(dú)特的黔北民間絕技——獨(dú)竹漂，它已被列入少數(shù)民族傳統(tǒng)體育運(yùn)動會項(xiàng)目，運(yùn)動員腳踩一根楠竹，漂行水上如履平地。下列相關(guān)描述正確的是（）

A．楠竹的密度大于水B．運(yùn)動員扔掉手中的竹竿，楠竹將上浮C．楠竹受到的浮力等于楠竹受到的重力D．楠竹排開水的重力等于運(yùn)動員受到的重力14．小明根據(jù)測量出的由甲、乙兩種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量、體積數(shù)據(jù)，繪制的m﹣V關(guān)系圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．甲物質(zhì)的密度小于乙物質(zhì)的密度B．體積為1m3的甲物質(zhì)在水中受到的浮力為27NC．將體積相等的甲、乙兩種物質(zhì)放入水中，最終它們所受浮力相同D．質(zhì)量相等的甲、乙兩種物質(zhì)，體積比V甲∶V乙=1∶315．一個(gè)裝有適量水、足夠高的圓柱形容器放在水平桌面上，一個(gè)邊長為10cm的正方體木塊輕放入水中，木塊有的體積露出水面（如圖甲所示）。在木塊上放一物體A時(shí)，木塊剛好完全浸沒水中（如圖乙所示）此時(shí)液面上升了1cm。下列說法正確的是（）

A．物體A的質(zhì)量為2kg B．圓柱形容器的底面積為200cm2C．木塊的密度為0.8×103g/cm3 D．圖甲中木塊底部受到水的壓強(qiáng)為1000Pa16．量筒內(nèi)裝有55mL水，往里放入小桶如圖甲，再往小桶里放入20g的物塊如圖乙，圖中小桶均靜止，ρ水=1g/cm3，g=10N/kg，則（）A．圖甲小桶排水體積為60cm3B．圖甲小桶受到的浮力大于0.5NC．圖乙小桶排開水的質(zhì)量大于20gD．圖甲小桶所受浮力等于圖乙小桶所受浮力17．在科技節(jié)，小明用傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示的力學(xué)裝置，豎直細(xì)桿B的下端通過力傳感器固定在容器底部，它的上端與不吸水的實(shí)心正方體A固定，不計(jì)細(xì)桿B及連接處的質(zhì)量和體積。力傳感器可以顯示出細(xì)桿B的下端受到作用力的大小，現(xiàn)緩慢向容器中加水，當(dāng)水深為13cm時(shí)正方體A剛好浸沒，力傳感器的示數(shù)大小F隨水深變化的圖像如圖乙所示。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）下列說法正確的是（）A．物體A所受到的重力10NB．豎直細(xì)桿B的長度為10cmC．當(dāng)容器內(nèi)水的深度為4cm時(shí)，壓力傳感器示數(shù)為5ND．當(dāng)容器內(nèi)水的深度為9cm時(shí)，壓力傳感器示數(shù)為6N18．兩個(gè)完全相同的容器放在同一水平桌面上，分別裝有甲、乙兩種密度不同的液體，且ρ甲>ρ乙；兩個(gè)體積相同的實(shí)心小球a和b在甲、乙兩種液體中靜止時(shí)的狀態(tài)如圖所示：兩容器內(nèi)c、d兩點(diǎn)到容器底部的距離相等。設(shè)小球a和b的密度分別為ρa(bǔ)和ρb，質(zhì)量分別為ma和mb，受到的浮力分別為Fa和Fb，c、d兩處的液體壓強(qiáng)分別為pc和pd。下列說法中：①ρa(bǔ)>ρb；②ma<mb；③Fa=Fb；④pc>pd（）A．只有①③正確B．只有①④正確C．只有②③正確 D．只有①③④正確19．如圖所示，潛水員潛沒在海水中，他攜帶的氣瓶可以對身上的背心進(jìn)行充氣或放氣，從而改變背心的體積大小來實(shí)現(xiàn)浮沉。下列對潛水員分析正確的是（）

A．下潛過程中，受到的壓強(qiáng)不變B．下潛過程中，受到的浮力變大C．對背心進(jìn)行充氣后，受到的浮力變大D．對背心進(jìn)行放氣后，受到的浮力小于排開海水的重力20．如圖所示，將重為6N的小球掛在彈簧測力計(jì)下，當(dāng)小球的體積浸在水中時(shí)，測力計(jì)示數(shù)為3N。下列說法正確的是（）A．小球的體積為300cm3B．小球的密度為2g/cm3C．緩緩向下移動彈簧測力計(jì)，小球?qū)y力計(jì)的拉力最小可達(dá)到1ND．剪斷懸吊小球的細(xì)線，小球在水中穩(wěn)定時(shí)受到的浮力為6N21．如圖是甲、乙兩物體的質(zhì)量與體積關(guān)系圖象，將體積為V＝1cm3的甲、乙兩物體分別放入盛滿水的相同溢水杯a和b中，待兩物體靜止時(shí)，兩容器液