13水的浮力（原卷版）-1

1.3水的浮力【知识网络】【知识掌握】水的浮力1、液体(气体)对浸入(包括完全浸没和部分浸入)其内的物体都会产生向上的浮力。大小：浮在水面上，F浮=G；方向：垂直向上；作用点：物体重心。2、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。公式：F浮=G排液=ρ液gV排液注意(1)浮力只跟物体排开的液体受到的重力有关；(2)浮力与液体的深度、物体的密度，形状无关；(3)对于完全浸没在液体中的物体而言，浮力还与液体的密度，物体的体积有关；(4)计算时，单位要统一（ρ液取kg/m³，V排取m³）3、物体的浮沉条件：浸在液体中的物体的浮沉取决于：物体的重力G和浮力F浮的大小。①F浮<G下沉(完全浸没时的F浮)②F浮>G上浮(完全浸没时的F浮)③F浮=G悬浮此时V排=V物④F浮=G漂浮此时V排<V物注意：①上浮和下沉都是不稳定状态，是动态过程。上浮的物体最终会浮出液面，而处于漂浮状态；下沉的物体最终则会沉到液底处于静止状态。②漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而处于平衡状态，F浮=G(沉到水底时：F浮＋F支持力=G)4、实心物体浸没在液体中①当ρ液>ρ物时,上浮(最终漂浮)②当ρ液<ρ物时,下沉③当ρ液=ρ物时,悬浮5、浮沉条件的应用轮船①因为漂浮时，F浮=G，所以同一艘轮船从大海行驶到江河或从江河行驶到大海，其受到的浮力不变。②根据F浮=ρ排液gV排，同一艘轮船从大海行驶到江河，因为F浮不变，ρ排液减小，所以V排必增大，即船身稍下沉。潜水艇它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变自身的重力来实现的密度计因为F浮=ρ液gV排，液体密度不同，密度计排开液体的体积不同，液面所对应的位置也就不同。刻度特点：上小下大、上疏下密；密度计在不同液体中的浮力大小相等。【例题精析】例1．小朋友牵着气球在公园内游玩，气球所受浮力的方向正确的是（）A．B． C． D．例2．三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后状态如图所示，关于三个容器中小球受到的浮力大小判断正确的是（）A．F甲＞F乙＞F丙 B．F甲＜F乙＜F丙 C．F甲＝F乙＝F丙 D．F甲＜F乙＝F丙例3．小柯和家人一起去死海旅游，小柯为躺在水面上的爸爸拍了一张照片，如图所示。下列对爸爸受到的浮力分析，正确的是（）A．排开海水的体积越大，受到的浮力越大 B．爸爸受到的浮力大于他的重力 C．海水的密度等于小柯爸爸身体的密度 D．浮力的方向是垂直向上例4．如图所示，A、B是可自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水。则一定不受浮力的是（）A．A B．B C．C D．D例5．如图所示，a、b、c是三个实心小球，其中a与b质量相等，b与c体积相同；放入水中后，a球漂浮、b球悬浮、c球沉底。则下列判断中正确的是（）A．b球体积大于a球 B．b球所受重力大于c球 C．三个小球的密度关系是ρa＞ρb＞ρc D．三个小球所受浮力关系是Fa＝Fb＝Fc例6．将重力为5N的物体放在盛满液体的杯子里，最后溢出液体重力为4N，则可判断（）A．物体将沉入杯底 B．物体将浮在液面上 C．物体将悬浮在液体中 D．无法确定物体的沉浮例7．在《浮力》一课中，为了帮助同学们提出猜想，老师让各组用相同大小的橡皮泥造“船”，看哪组的“船”能承载的货物最多。（1）根据此实验，同学们可提出的猜想是：浸在液体里的物体所受浮力的大小可能与有关（写出一个）。（2）下课后，小妍意犹未尽。她慢慢地往玻璃缸中加食盐，最后缸底还是剩下了一些食盐，如图乙所示。则小妍刚开始加入食盐时，浮在水面上的“小船”逐渐（填“上浮”或“下沉”）。例8．小金利用如图所示的装置验证阿基米德原理，回答下列问题（g取10N/kg）：（1）小物体受到的浮力为牛。（2）若小金的实验验证了阿基米德原理，则F4＝牛。（3）根据实验数据可知，小物体的密度是千克/米3。（4）若实验前溢水杯中的水未装满，能否验证阿基米德原理，理由：。例9．国之重器﹣新光华号半潜船，为10万吨级半潜船，是国内最大、全球第二大半潜船，该轮船总长255米，宽68米，下潜吃水深度30.5米，空载时的质量为51500吨，载重量为8000吨。全船有118个压载水舱，每一个压载水舱都有一个阀门。装载前半潜船空载漂浮于海面，装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下，拖船将漂浮的货物拖至半潜船的甲板上方并固定好，半潜船排出水舱中的水，甲板上浮刚好至海面，半潜船就可以驮着货物离开，如图所示。（1）半潜船是靠改变什么来实现上浮和下沉的？（2）求半潜船空载时浸入海水的体积。（海水密度为1.03×103千克/米3）（3）半潜船在如图所示空载、下沉、载货的三种状态下所受的浮力分别为F1、F2、F3，分析比较它们的大小关系。【巩固提高】一．选择题（共9小题）1．如图，室温下气球下面用细绳吊一铁块悬浮在水中静止不动，若将水升温至50℃，气球和铁块会（）A．一起向上运动 B．一起向下运动 C．静止不动 D．条件不足，无法判断2．俗话说“瓜浮李沉”，是指西瓜投入水中会漂浮在水面，李子投入水中会下沉。如图，若西瓜和李子都保持静止状态，则下列各个量中，李子一定比西瓜大的是（）A．密度 B．浮力 C．质量 D．压力3．将一个相同的实心球分别放入水和盐水中，如图所示，实心球受到的浮力分别用F1、F2表示，比较浮力的大小，应为（）A．F1＜F2 B．F1＞F2 C．F1＝F2 D．无法判断4．形状不同的铜块、铁块、铝块和铅块，浸没在水中的不同深处，如果受到的浮力相等，则可以判定（）A．它们的质量相等 B．它们的体积相等 C．它们所受的重力相等 D．无法判断5．有甲、乙、丙三个实心物体，密度分别为ρ甲＝0.85g/cm3，ρ乙＝1.05g/cm3，ρ丙＝1.25g/cm3。现将它们放在密度为1.05g/cm3的液体中，当三个物体静止时，甲、乙、丙三个物体所在的位置对应如图中所示的序号可能是（）A．1、2、4 B．1、4、3 C．1、2、3 D．2、3、46．如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是（）A．向海底下潜过程中，受到海水的压强不变 B．海水中水平游动时，受到海水的压强变小 C．对背心进行充气后，受到海水的浮力变小 D．对背心进行放气后，受到海水的浮力变小7．对于下列自然现象或生物生活习性，从科学的角度给予解释，其中不正确的是（）A．潜水艇之所以能在水下自由上浮下潜是因为可以改变自身重力 B．鱼类主要靠鳔的调节作用从而改变排开液体体积的大小来实现下沉和上浮的 C．在月球表面，物体变得很轻，是因为月球表面没有大气 D．对流层对流运动剧烈是因为对流层中气温随高度的增加而减小8．将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块，放入盛有水的柱状容器中，静止时冰块有2cm露出水面，如图所示。对容器缓慢加热，直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中，下列判断与事实不符的是（）A．冰吸收热量，温度保持不变 B．水面高度始终保持不变 C．冰块漂浮之后，受到的浮力逐渐变小 D．水对容器底部的压力最多增大1.0N9．装有一定体积水的密闭塑料瓶，静止在A液体中，塑料瓶所受浮力为FA（如图甲）；倒置后静止在B液体中，塑料瓶所受浮力为FB（如图乙）；若不计塑料瓶的质量及瓶壁、瓶盖的体积，则下列判断正确的是（）A．FA＜FB B．FA＞FB C．ρA＜ρB D．ρA＞ρB二．实验探究题（共2小题）10．如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和过程，其中弹簧测力计所挂的是同一金属块。（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是N。（2）分析图丙、丁可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度（选填“有关”或“无关”）。（3）分析两图可知，没在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。（4）根据上述实验过程，可得戊图中盐水的密度是kg/m3。如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将（填“变小”、“变大”或“不变”）（5）为了使实验结论更加具有普遍性，应。A．多次测量取平均值B.换用其他液体多次实验11．在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，某同学将铁块挂在弹簧测力计下端，依次完成如图所示实验：（1）从实验可知：物体的重力为；铁块浸没在水中时，受到的浮力是；（2）实验甲、乙、丙为了探究：（3）比较实验丁、戊可知：浸在液体中的物体受到的浮力的大小跟有关；同时可求盐水的密度为kg/m3；（4）比较实验丙、丁可知：物体受到的浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度（选填“有关”或“无关”）；（5）该同学还想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”，他用橡皮泥代替铁块，再进行实验，步骤如下：步骤一：将橡皮泥做成“碗”状并放入盛水的烧杯中，漂浮在水面上；步骤二：把橡皮泥从水中取出捏成团状，放入盛水的烧杯中，下沉至杯底。①橡皮泥第一次受到的浮力（选填“大于“、”等于“或“小于”）第二次受到的浮力；②由此该同学认为：物体受到的浮力与其形状有关，其结论错误的原因是：他只关注了橡皮泥形状的改变，而忽略了对浮力大小的影响。三．计算题（共2小题）12．小佳在爸爸陪同下在游泳池学习游泳，为了安全，他用双臂把一块浮板压入水中，如图所示，借助浮板所受的浮力来辅助游泳。已知泡沫浮板的质量是0.3kg，体积为3×10﹣3m3。（ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）当他从游泳池浅处走向深处时，感受到腹部的压迫感越来越大，这是因为（填物理原理）。（2）当浮板自由漂浮在水面上时，浮板受到的浮力有多大？（3）为确保儿童游泳时的安全，使