1、第九讲 浮力命题点一 物 体 所 受 浮 力 大 小 的 相 关 判 断1.图示为小王同学制作的潜水艇模型关于该“潜水艇” ，下列选项正确的是( )第 1 题图A. 打气时， “潜水艇”内气压大于大气压，水流进B. 抽气时， “潜水艇”内气压小于大气压，水流出C. “潜水艇”下沉时，重力增大，浮力减小D. “潜水艇”上浮时，在露出水面前，浮力不变 2.鱼在水中是靠改变自身体积实现上浮和下沉的，下列分析正确的是( )A. 鱼在上浮过程中，水对它的压强逐渐增大B. 鱼在下沉过程中，体积减小，浮力不变C. 鱼在水中静止时，它受到的浮力和重力的大小不相等D. 水面下游动的鱼体积变大时，它受到的浮力也会
2、变大3. “潜龙一号”是我国自主研制的无人无缆潜水器，下潜深度能达到 6 000 m它是利用声呐发出的_探测下潜深度的，潜水器在水中的上浮和下沉是通过改变_来实现的；上浮过程中，底部所受水的压强_；未露出水面前，所受的浮力_4.小华测得一个熟鸡蛋的质量是 57.5 g，体积为 55 cm3，其密度为_ kg/m3 (计算结果保留两位小数)她将熟鸡蛋浸没在水中后，熟鸡蛋下沉，下沉过程中受到的浮力_(选填“变大” “变小”或“不变”)欲使熟鸡蛋悬浮，可向水中加_(选填“水” “酒精”或“浓盐水”)当熟鸡蛋悬浮时，液体密度_(选填“大于” “小于”或“等于”)熟鸡蛋的密度【延伸】1. 图示为我国自发
3、研制的核潜艇，当它从水里慢慢浮起时，以下说法正确的是( )延伸 1 题图A. 核潜艇能在水里上浮下潜，是通过改变自身重力达到的B. 核潜艇上浮且未露出水面时，受到的浮力与重力同时变小C. 核潜艇漂浮在水面上时，受到的浮力大小等于排开海水的重力D. 核潜艇浸没在水中的深度越深，受到的浮力越大2. 小唯将一个重 5 N 的物体，放入装满水的容器中时，溢出了 0.4 kg 的水，此物体受到的浮力为_ _N，它在水中静止时将_(选填“漂浮 ”“悬浮”或“沉入底部”)命题点二 浮力相关实验5.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，小丽提出如下猜想：猜想一：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关；猜想二
4、：浮力的大小跟液体的密度有关；猜想三：浮力的大小跟物体的密度有关(1)小丽用重为 3.2 N 的物体 A 做了如图甲、乙、丙所示的实验该实验验证了猜想_是正确的，可得出：在同 种液体中，物体排开液体的体积越大，受到的浮力_实验中，物体A 浸没时受到的浮力为_N，方向_第 5 题图(2)下表是小丽验证猜想二时收集的实验数据：液体种类物体 A 在液体中的状态弹簧测力计的示数/N物体 A 受到的浮力/N酒精 浸没 1.4 1.8盐水 浸没 0.8 2.4分析比较表中数据和图甲、乙、丙实验中_(选填“甲” “乙”或“丙”)的数据可知：浮力 的大小与液体的密度_(3)为验证猜想三，小丽选用了与物体 A
5、密度不同的物体 B 进行实验她将物体 B 逐渐浸入水中，容器中的水面上升至图示 O 位置时，发现棉线松弛，弹簧测力计示数变为 0，如图丁所示取出物体 B 后，小丽又将物体 A 缓慢浸入水中，她在水面上升到_(选填“ O 点之上” “O 点”或“ O 点之下”)位置时，读取弹簧测力计的示数，这样做是为了控制_相同，以便判断浮力的大小与物体的密度是否有关命题点三 浮 力 相 关 计 算6.小明清洗甜瓜时发现它漂浮在水面，此时甜瓜受到浮力的大小_(选填“大于” “小于”或“等于”)重力，小明想知道甜瓜的密度，于是将甜瓜放入盛满水的溢水杯中，静止时溢出水410 mL，再使甜瓜向下浸没在水中，又溢出水
6、25 mL，此时甜瓜受到的浮力比漂浮时增大了_N(g 取 10 N/kg)，甜瓜的密度为_g/cm 3.7.将一个质量为 5 kg 的西瓜放在盛满水的桶中，西瓜漂浮，此时溢出水的质量为_kg.若让它 恰好浸没在水中，共溢出水 5.4 kg，则西瓜的体积是_m 3，西瓜的密度是_kg/m3.8.如图甲所示，用弹簧测力计吊着圆柱体物块，由图示位置缓慢下降，直到恰好浸没在水中，拉力 F 与物块排开水的体积 V 的关系图像如图乙物块受到的重力为_N，在水中浸没时受到的浮力为_N物块在上述下降过程中，受到的浮力逐渐_，下表面受到的压强将_(以上两空均选填“变大” “变小”或“不变”)第 8 题图9.为庆
7、祝中国人民海军建军 60 周年，2009 年 4 月 23 日在青岛举行了盛大的海军阅兵仪式我国 92 核潜艇首次亮相，如图所示第 9 题图(1)潜水艇浮出海面时受到的浮力_潜在海面下受到的浮力(选填“大于” “小于”或“等于”)(2)若潜水艇的排水量为 5 000 t，它受到的浮力是_ N(g 取 10 N/kg)在海面下，随着潜水深度的增加，潜水艇受到水的压强_，浮力_(均选填“变大” “变小”或“不变”)【延伸】在日前举办的东京玩具展上，一款能够上天、入地、下海的遥控玩具车吸引了众多参会者的目光这 款海陆空三栖遥控玩具车的自身重量仅为 50 g，该车在水中悬浮时，受到水的浮力为_N，其下
8、潜到水下 10 m 深处时，车身受到水的压强为_Pa.没有露出水面前该车水中上浮的过程中浮力_(选填“增大” “减小”或“不变”)(水的密度为 1.0103 kg/m3， g 取 10 N/kg)延伸题图10. 某同学用底面积 S 为 5 cm2的圆柱形直管和金属小颗粒自制一个密度计，如图所示密度计总重 0.4 N，高 12.5 cm.当密度计竖直漂浮在水中时，浸入 水中的深度为 8 cm，这时在密度计与水面相平的 a 点处标上水的密度值( g 取 10 N/kg, 酒精 0.810 3 kg/m3)第 10 题图(1)密度计在水中受到的浮力为_ N若要在密度计上标出酒精的密度值，应标在 a
9、点_(选填“之上”或“之下”)(2)密度计在水中竖直漂浮时，水对密度计底部的压强是多少？(3)求密度计所能测量的液体密度的最小值11.在缺水的地区，需要时刻储备生活用水 图示为一种具有自动蓄水功能的长方形水池， A是一个底面积为 100 cm2的方形塑料盒，与塑料盒连接的直杆可绕固定点 O 转动，当蓄水量达到2.4 m3时，活塞 B 堵住进水管，注水结束，水位为 H.(水的密度是 1.0103 kg/m3， g 取 10 N/kg)第 11 题图(1)注水的过程中，随着水位上升，水对水池底部的压强逐渐_(2)注水结束时，水池中水的质量是多少？此时塑料盒浸入水中的深度是 10 cm，塑料盒所受的
10、浮力是多大？(3)若在塑料盒内放入质量为 0.3 kg 的物体，注水结束时的水位比 H 高了多少？12.某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置，它的底部较重，可以竖直漂浮在水面上，总质量为 0.21 kg，底面积为 3103 m2，不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线，如图甲所示( g 取 10 N/kg)请解答下列问题：第 12 题图(1)不放物体时，该装置所受的浮力是多大？(2)如图乙所示，在该装置中放入一个体积为 1.5105 m3的物块 A，它的底部距离水面h0.11 m此时，该装置受到的浮力是多大？与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克？(3)物块 A 的密
11、度是多少？13.如图所示为一名飞行爱好者自制的飞行器该飞行器利用 150 个大小相等的氦气球所受的浮力牵引上升，驾驶者和飞行器所有装置的总质量为 270 kg(包括氦气质量). 某次飞行时， 9 h飞行了 380 km. 请解答以下问题( g 取 10 N/kg， 空气 1.29 kg/m3，忽略阻力及所载物体受到的浮力，计算结果保留一位小数)第 13 题图(1)此次飞行的平均速度是多少？(2)飞行器在空中匀速上升时，150 个氦气球受到的浮力是多大？每个氦气球的体积是多大？(3)要使飞行器安全下落，可采取的方法是_答案：1. D 【解析】本题考查了浮沉条件的应用选项 解读 正误A打气时， “
12、潜水艇”内气压大于大气压，将“潜水艇”内的水压出来B 抽气时， “潜水艇”内的气压小于大气压，在大气压的作用 下，将水压进“潜水艇”内C “潜水艇”的体积一定，所受到的浮力是一定的 D“潜水艇”在露出水面前，排开水的体积一定，所受到的浮力不变2. D 【解析】本题考查压强和浮力的相关知识选项 解读 正误A 鱼在上浮过程中因为所处的深度减小，所以压强减小 B鱼在下沉的过程中，挤出鱼鳔中的气体，使身体的体积减小从而下沉，其体积和浮力都减小C 鱼在水中静止时，处于平衡状态，浮力等于重力 D 根据 F 浮 液 gV 排 可知，体积增大，所受的浮力也增大 3. (每空 1 分，共 4 分)超声波 自身重
13、力 减小 不变 【解析】 “潜龙一号”是利用声呐发出的超声波探测下潜深度的；潜水器在水中的上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的；在上浮过程中，所处深度 h 不断减小，因为 p 水 gh，水的密度不变，所以底部所受水的压强变小；未露出水面前，其排开水的体积不变，故其所受浮力不变4. (每空 1 分，共 4 分)1.0510 3(或 1 045.45) 不变 浓盐水 等于 【解析】已知鸡蛋的质量是 57.5 g，体积为 55 cm3，密度为 1.05 g/m31. 05103 kg/m3；当鸡蛋浸mV 57.5 g55 cm3没在水中后，在下沉过程中鸡蛋排开水的体积不变，由于浸在液体里的物体所受的
14、浮力只与液体的密度和排开液体的体积有关，所以鸡蛋所受的浮力不变；鸡蛋下沉说明鸡蛋的密度大于水的密度，欲使鸡蛋悬浮，需要增大水的密度，可向水里加浓盐水；当熟鸡蛋悬浮时， F 浮 G，即 鸡蛋 V 鸡蛋g 液体 V 液体 g，又因为 V 鸡蛋 V 液体 ，所以 鸡蛋 液体【 延伸】1. A 【解析】潜艇能在水里上浮下潜，就是通过改变自身重力达到的，A 说法正确；核潜艇上浮且未露出水面时，受到的浮力不变，只是重力变小，B 说法错误；核潜艇漂浮在水面上时，受到的浮力大小等于自身重力，C 说法错误；根据阿基米德原理可知，核潜艇受到的浮力等于排开液体的重力，而它是浸没状态，所以受到的浮力大小不变，D 说法
15、错误故选 A.2. 4 沉入底部 【解析】根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于排开液体的重力，即F 浮 G 排水 mg0.4 kg10 N/kg4 N；由于 F 浮 G 物 ，所以物体下沉，即沉入底部5. (每空 1 分，共 8 分)(1)一 越大 2.2 竖直向上 (2)丙 有关 (3) O 点 排开液体的体积【解析】(1)图示实验中，物体浸入液体的密度不变，只是改变物体浸入液体的体积，所以探究的是浮力的大小跟物体排开液体的体积的关系，即猜想一；根据 F 浮 G F 示 可得物体在甲、乙、丙三图中受到的浮力分别是 0.6 N、1.4 N、2.2 N，物体浸在密度相同的水中，而且由甲到乙再
16、到丙，排开水的体积越来越大，因此可得结论：在同种液体中，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大；因为物体的重力 G3.2 N，浸没在水中时弹簧测力计的示数 F 示 1 N，所以物体浸没时受到的浮力 F 浮 G F 示 3.2 N1 N2.2 N，方向是竖直向上的(2)要探究浮力的大小与液体密度的关系，应该保持物体排开液体的体积不变，只改变液体的密度题目中物体在酒精和盐水中浸没，则也必须在水中浸没，分析表中的数据和上述实验中水浸没时丙图的数据发现，在排开液体体积相同时，物体在密度不同的酒精、水、盐水中受到的浮力不同，因此可得结论：浮力的大小与液体的密度有关(3)因为我们已经知道了浮力的大小与液体
17、的密度和物体排开液体的体积有关，因此探究浮力与物体的密度的关系时，就要在改变物体密度的同时，保持液体的密度和物体排开液体的体积相同，而实验始终在水中进行，所以只要保持物体排开水的体积相同即可因此需要将物体 A 换成密度不同的物体 B，将 B 缓慢浸入水中，直到水面正好上升到 O 点位置时读出弹簧测力计的示数，这样做是为了控制排开液体的体积相同，以便判断浮力是否与物体密度有关6. (每空 1 分，共 3 分)等于 0.25 0.9(或 0.94) 【解析】第一空：甜瓜漂浮在水面时处于平衡状态，受到的是平衡力，这时它受到的浮力等于自身的重力；第二空：因为从漂浮到浸没后甜瓜多排出了 25 mL 的水
18、，根据阿基米德原理可得其浮力增加量是： F 浮 水 g V 排1.010 3 kg/m310 N/kg25106 m30.25 N；第三空：甜瓜漂浮时重力和浮力相等，所以甜瓜的重力是 G F 浮 水 gV 排 1.010 3 kg/m310 N/kg410106 m34.1 N，质量是m 0.41 kg410 g，而甜瓜的体积是 V410 mL25 mL435 mL435 cm3，所以甜Gg 4.1 N10 N/kg瓜的密度是 0.94 g/cm 3(或 0.9 g/cm3)mV 410 g435 cm37. (每空 1 分，共 3 分)5 5.410 3 0.910 3(或 0.93103)
19、8. (每空 1 分，共 4 分)1.2 1.0(或 0.98) 变大 变大 【解析】当物块排开水的体积为零时，它不受水对它的浮力作用，此时测力计的示数等于物块的重力，所以由图像可知物块所受的重力为 1.2 N；在物块浸没时它排开水的体积为 100 cm3，此时测力计的示数为 0.2 N，则物块所受的浮力为 1.0 N，或由阿基米德原理 F 浮 gV 排 可知此时物块所受的浮力为 1.0 N(或 0.98 N)；在物块下降过程中，物块排开水的体积变大，所受的浮力逐渐变大；在下降过程中，物块所处的深度变大，根据液体压强的特点可知下表面受到的压强变大9. (每空 1 分，共 4 分)(1)小于 (
20、2)510 7 变大 不变 【解析】本题考查浮力和液体的压强知识(1)潜水艇浮出水面时比浸入水中的体积小，排开水的体积小，根据 F 浮 水 gV 排 知，浮力变小(2)潜水艇所受浮力等于排开水的重力，所以 F 浮 G mg5 000103 kg10 N/kg510 7 N；由 p 水 gh 可知深度增加，压强增大，但排开水的体积不变，故浮力不变【延伸】0.5 110 5 不变 【解析】物体悬浮时，受到的浮力和物体本身的重力是一对平衡力，则 F G mg0.05 kg10 N/kg0.5 N；压强 p gh 1.010 3 kg/m310 N/kg10 m110 5 Pa；浮力的大小与液体的密度
21、和排开液体的体积有关，该车在水中上浮没有露出水面前，液体的密度和排开液体的体积都没有变，所以浮力大小不变10. 解：(1)(每空 1 分，共 2 分) 0.4 之上(2)水对密度计底部的压强p 水 gh 水 1.010 3 kg/m310 N/kg0.08 m800 Pa(2 分)(3)当密度计刚好竖直没入液体中时，该液体的密度就是密度计所能测得的最小密度值，此时F 浮 G0.4 N(1 分)由 F 浮 液 gV 排 , V 排 Sh 液 (1 分)得 液 0.6410 3 kg/m3(1 分)F浮gSh液 0.4 N10 N/kg510 4 m20.125 m11. (1)增大(1 分) 【
22、解析】根据液体压强公式 p gh ，可以得出：液体的压强与液体的密度和液体的深度有关在液体的密度一定时，液体的压强随液体深度的增加而增大，所以在注水的过程中，随着水位上升，水对水池底部的压强逐渐增大解：(2)水池中水的质量m V 1.010 3 kg/m32.4 m32.410 3 kg(2 分)塑料盒排开水的体积V 排 Sh100 cm 210 cm10 3 cm310 3 m3(1 分)塑料盒受到的浮力F 浮 水 gV 排 1.010 3 kg/m310 N/kg103 m310 N(1 分)(3)物体重力 G mg0.3 kg10 N/kg3 N注水结束时，塑料盒受到的浮力应增加 3 N
23、(1 分)塑料盒排开水的体积增加值V 310 4 m3(1 分)F浮 水 g 3 N1.0103 kg/m310 N/kg水位变化 h 0.03 m(1 分)VS 310 4 m310 2 m212. 解：(1)该装置的重力为G mg0.21 kg10 N/kg2.1 N(1 分)由二力平衡条件可知 F 浮 1 G2.1 N(1 分)(2) 该装置排开水的体积为V 排 Sh310 3 m20.11 m3.310 4 m3所受的浮力为F 浮 2 水 gV 排 1.010 3 kg/m310 N/kg3.3104 m33.3 N(2 分)由二力平衡条件可知 G 总 F 浮 23.3 N物块 A 的
24、重力为 GA G 总 G3.3 N2.1 N1.2 N(1 分)物块 A 的质量为 mA 0.12 kg120 gGAg 1.2 N10 N/kg与水面所对应位置处的刻度线应标为 120 g(1 分)(3)物块 A 的密度为 A 810 3 kg/m3(2 分)mAV 0.12 kg1.510 5 m313. 解：(1)平均速度 v 42.2 km/h(2 分)st 380 km9 h(2)驾驶者和飞行器的总重力为G mg270 kg10 N/kg2 700 N(1 分)由二力平衡条件可知，150 个氦气球受到的浮力是F 浮总 G2 700 N(1 分)每个氦气球受到的浮力是F 浮 18 N(1 分)F浮 总150 2 700 N150由 F 浮 空气 gV 得，每个氦气球的体积是V 1.4 m 3 (2 分)F浮 空 气 g 18 N1.29 kg/m310 N/kg(3)根据实际情况，击破几个气球(或剪断几根拴气球的绳子)(1 分)
