第12讲 水的浮力基础（原卷版）

第12讲水的浮力基础浮力产生的原因浮力的基础计算浮力的基础应用一.浮力基础1.浮力的定义：所有浸入液体或气体的物体都会受到对它竖直向上托举的力叫浮力。（1）浸入：包括部分浸入和全部浸入两种；（2）施力物体：液体或者气体；（3）受力物体：浸入液体或者气体中的物体。（4）浮力的方向：竖直向上。2.浮力产生的原因：上下表面压力差3.物体是否受浮力判断二．浮力计算1.称重法：先用弹簧测力计在空气中测量出物体的重力G，再用弹簧测力计测出物体浸在液体中的示数F拉，两次弹簧测力计的示数差就是浸在液体中的物体所受浮力的大小，F浮=G-F拉。2.探究影响物体收到浮力大小的因素（1）提出猜想：①浮力大小与物体浸入液体中的液体有关②浮力大小可能与液体密度有关③浮力大小可能与浸入液体中的深度有关（2）实验步骤：①将重物悬挂于弹簧测力下端，慢慢浸入水中直至浸没，观察弹簧测力计示数变化，记录物体浸没时弹簧测力计示数。②取出重物，擦净、晾干，再次将重物悬挂于该弹簧测力计下，慢慢浸入盐水中直至浸没，并观察记录弹簧测力计示数变化，录物体浸没时弹簧测力计示数。（3）实验结论：对比图①②③④可以得出：液体密度相同时，物体浸入液体中体积越大，浮力越大。对比图①④⑤可以得出：物体浸入液体中体积相同时，液体密度越大，浮力越大。3.阿基米德原理：浸在液体中的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力，即：4.上下表面压力差法：液体对物体上下表面都有压力，浮力是上下表面的压力差F浮=F下-F上三.物体的浮沉条件1.漂浮时浮力等于重力2.悬浮时浮力等于重力3.沉底时浮力=重力-支持力（注：与底部紧密贴合的不符合）四.物体的浮沉条件的应用1.密度计：浮力等于重力，上小下大，上疏下密2.浮力秤：浮力等于重力，依据阿基米德原理得出正比关系3.轮船与热气球：浮力等于重力4.半潜船与潜水艇：浮力等于重力，改变自重来控制升降5.提升重物的受力分析：利用阿基米德原理可计算体积与密度6.物块上浮时受力分析：浮力增大至等于重力，然后浸没时可算体积考点一：浮力产生的原因【例1】如图所示，A、B是可以自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分现往容器里注入一些水，则下列说法中错误的是（

）A．A物体一定受到浮力作用 B．B物体一定受到浮力作用C．C物体一定受到浮力作用 D．D物体一定受浮力的作用【例2】水平桌面上有两个完全相同的容器，装有质量相等的盐水和清水，小明取3个草莓先用盐水浸泡，然后放入清水中清洗，草莓在盐水和清水中的浮沉情况如图所示（草莓由盐水到清水带走的盐水和草莓质量、体积的变化均忽略不计）。下列判断正确的个数是（）

①草莓a的密度小于草莓b的密度②草莓a在盐水中受到的浮力大③草莓c在盐水和清水中所受浮力相等④两容器中有草莓时，对水平桌面的压强相等A．1个 B．2个 C．3个 D．4个考点二：浮力的基础计算【例1】如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体浸入的高度h变化关系的图象如图乙所示，g取10N/kg，下列说法错误的是（）

A．圆柱体受到的重力是9NB．圆柱体受到的最大浮力是6NC．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3D．当圆柱体刚好浸没时，下表面受到水的压强为800Pa【例2】如图所示，一个密度为ρ，边长为a的实心正方体物块悬浮在某液体中，物块下底面的深度为H，则下列说法中不正确的是（）

A．物块下底面受到液体向上的压力为ρgHa2B．被物块所排开的液体的重力大小为ρg(H+a)a2C．物块受到液体向上和向下的压力差为ρga3D．物块上表面受到液体向下的压力为ρg(H-a)a2考点三：浮力的基础应用【例1】如图将小玻璃瓶装适量的水倒扣装有适量水的塑料瓶中，使其恰好能漂浮在水面上，旋紧塑料瓶盖，这就做成“浮沉子”。用力抓握塑料瓶，小玻璃瓶就会往水下沉落；松开塑料瓶，它又会浮上来，调整握塑料瓶的力度，小玻璃瓶就可以悬浮在水中。下列说法正确的是（）

A．用力抓握塑料瓶，塑料瓶内气压变小B．松开塑料瓶，部分水从小玻璃瓶口流入C.小玻璃瓶下沉时受到塑料瓶中水的压强不变D.小玻璃瓶悬浮在水中时，它所受的浮力和重力的大小相等【例2】如图所示，关于物体受到的浮力及其应用，下列说法正确的是（

）

A．图甲所示，当孔明灯内部空气密度比外部空气的密度小到一定程度，孔明灯才上升B．图乙所示，轮船从长江驶入海洋的过程中，浮力变大C．图丙所示，良种所受浮力小于重力，次种所受浮力大于重力D．图丁所示，潜水艇下沉过程中，重力不变，浮力变小1．把装有水的圆柱形容器放在水平桌面上，将石块和木块用细绳（忽略细绳的质量和体积）系住放入圆柱形容器中，石块和木块静止后，如图甲所示；将细绳剪断后，石块和木块在水中静止时，如图乙所示。下列说法中正确的是（）

A．乙图中木块所受浮力大于甲图中木块所受浮力B．乙图中石块所受浮力小于甲图中石块所受浮力C．乙图中容器对桌面的压强等于甲图中容器对桌面的压强D．乙图中石块对容器底的压力等于甲图中石块对容器底的压力2．如图甲所示，把剪去尾部做成筒状的牙膏皮放入水杯里，牙膏皮漂浮在水面；如图乙所示，把此牙膏皮卷成小团放在水杯里，它沉在水底，下列说法正确的是（）

A．牙膏皮所受重力变大B．牙膏皮漂浮时所受浮力比它沉底时所受浮力大C．牙膏皮沉底时所受浮力等于它的重力D．牙膏皮沉底时，它排开水的体积比漂浮时大3．如图甲所示，盛有液体的柱形容器置于水平桌面上，容器对桌面的压强为1000Pa；如图乙所示，用细线栓一铝块，将铝块的一半浸在液体中，容器对桌面的压强改变了90Pa；如图丙所示，将细线剪断，铝块沉到容器底部，容器对桌面的压强又改变了450Pa。容器的底面积为100cm2，整个过程中液体均未溢出。下列说法正确的是（

）

A．铝块浸没在液体中时所受浮力是0.9NB．铝块的体积是100cm3C．铝块沉底时对容器底部的压力是4.5ND．液体的密度是0.9g/cm34．如图所示，是小明学习浮力后所制作的潜水艇模型，注射器通过极软的胶管从大试管中抽气或向大试管中注气，就可以调整大试管在水中的状态，忽略软胶管在水中的体积变化和对大试管的作用力。下列分析正确的是（）

A．潜水艇漂浮时受到的浮力比悬浮时受到的浮力大B．将注射器的活塞往里推，“潜水艇”排开水的重力变小C．将注射器的活塞往外拉，水槽底部受水的压强保持不变D．当“潜水艇”处于悬浮状态时，向水中加盐，它将上浮5．两个完全相同的容器A、B中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中，静止后的情况如图所示，已知甲、乙两球所受的浮力相等，则下列说法正确的是（）

A．甲球排开液体的质量更大B．甲球排开液体的重力小于乙球排开液体的重力C．容器A中液体密度大于B中液体的密度D．容器B中液体对容器底部的压强大于A中液体对容器底部的压强6．在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥，将它分别置于甲、乙两杯液体中，观察到铅笔静止时的情景如图所示，下列说法正确的是（）

A．甲杯液体密度小于乙杯液体密度B．甲杯液体对底部压强大于乙杯液体对底部的压强C．铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大D．铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大7．青花瓷是中国瓷器的主流品种之一，如图甲所示，色白花青跃然于杯，小明想测量这个厚壁（厚度不可忽略）敞口青花瓷杯的密度，他用电子秤测量出此杯的质量是，将底面积为的圆柱形水槽内注入适量水，如图乙所示，再将青花瓷杯放入水槽内，静止时漂浮于水面上，此时水深为；用细棒缓慢向下压杯，当杯口与水面相平时，水深，且水始终未溢出；再向下压青花瓷杯，瓷杯沉底，此时水深。已知水的密度，g取。关于此过程，下列说法正确的是（）

A．容器内水的质量是B．青花瓷杯最多可以装的水C．青花瓷杯的密度约是D．细棒对青花瓷杯的最大的压力是8．水平桌面上有两个规格完全相同的容器，两容器中分别盛有密度不同的液体P和液体Q，某同学将两个体积相同的铁锥体和铜锥体分别放入这两个容器中，静止后的情境如图甲和乙所示，已知两次实验中液面到容器底的距离相等（h1=h2），图甲中液体对容器底部的压强大于图乙中液体对容器底部的压强，ρ铁<ρ铜，下列判断正确的是（）

A．液体P的密度比液体Q的密度小B．图甲中液体对容器底部的压力比图乙中液体对容器底部的压力小C．铁锥体在液体P中所受的浮力大于铜锥体在液体Q中所受的浮力D．铁锥体在液体P中排开液体的质量与铜锥体在液体Q中排开液体的质量相等9．在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中，如图所示进行了甲、乙、丙、丁四步实验操作。下列相关说法正确的是（

）

A．通过甲、乙两步目的是测出物体排开液体的重力B．乙步骤中，溢水杯底部所受水的压强变大C．该实验步骤不太合理，会导致物体排开液体所受重力的测量值偏大D．乙实验过程如果物体触底且与底部有挤压，物体受到的浮力不变10．如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景，各图中物体A均处于静止。实验甲、丙中，弹簧测力计的示数分别为4.0N和2.8N。已知盐水的密度为1.2×103kg/m3，则下列结论正确的是（）

A．实验甲、乙、丙，可探究浮力大小跟液体深度是否有关B．实验乙中弹簧测力计的示数小于2.8NC．实验丙中物体A受到的拉力为1.2ND．实验丙中物体A浸没在盐水中后，盐水对容器底的压力比物体A没有放入盐水时增大了1.2N11．水平桌面上有两个完全相同的已调零的电子秤。将甲、乙两个质量和底面积均相等的薄壁容器分别放在电子秤上，它们装有体积相等的不同液体。再将完全相同的正方体物块M、N分别轻放入甲、乙容器中，两物块静止时均沉底，如图所示。已知此时两容器底部受到的液体压强相等，下列说法正确的是（）A．甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度B．两个电子秤的示数相等C．物块M对甲容器底的压力小于物块N对乙容器底的压力D．物块M上表面受到的液体压力大于物块N上表面受到的液体压力12.如图甲所示，长方体木块通过体积不计的细线与空杯底部相连，先置于空杯的底部，再缓慢注入水，直至图乙所示。注水过程中，木块所受浮力的大小随杯中水的深度变化如图丙所示，则下列说法正确的是（

）

A．细线的长度为25cm B．木块的横截面积为100cm2C．木块的密度为0.8×103kg/m3 D．细线对木块的最大拉力为12N13．如图所示是一种独特的黔北民间绝技——独竹漂，它已被列入少数民族传统体育运动会项目，运动员脚踩一根楠竹，漂行水上如履平地。下列相关描述正确的是（）

A．楠竹的密度大于水B．运动员扔掉手中的竹竿，楠竹将上浮C．楠竹受到的浮力等于楠竹受到的重力D．楠竹排开水的重力等于运动员受到的重力14．小明根据测量出的由甲、乙两种物质组成的物体的质量、体积数据，绘制的m﹣V关系图像如图所示。下列说法正确的是（）A．甲物质的密度小于乙物质的密度B．体积为1m3的甲物质在水中受到的浮力为27NC．将体积相等的甲、乙两种物质放入水中，最终它们所受浮力相同D．质量相等的甲、乙两种物质，体积比V甲∶V乙=1∶315．一个装有适量水、足够高的圆柱形容器放在水平桌面上，一个边长为10cm的正方体木块轻放入水中，木块有的体积露出水面（如图甲所示）。在木块上放一物体A时，木块刚好完全浸没水中（如图乙所示）此时液面上升了1cm。下列说法正确的是（）

A．物体A的质量为2kg B．圆柱形容器的底面积为200cm2C．木块的密度为0.8×103g/cm3 D．图甲中木块底部受到水的压强为1000Pa16．量筒内装有55mL水，往里放入小桶如图甲，再往小桶里放入20g的物块如图乙，图中小桶均静止，ρ水=1g/cm3，g=10N/kg，则（）A．图甲小桶排水体积为60cm3B．图甲小桶受到的浮力大于0.5NC．图乙小桶排开水的质量大于20gD．图甲小桶所受浮力等于图乙小桶所受浮力17．在科技节，小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置，竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部，它的上端与不吸水的实心正方体A固定，不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小，现缓慢向容器中加水，当水深为13cm时正方体A刚好浸没，力传感器的示数大小F随水深变化的图像如图乙所示。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）下列说法正确的是（）A．物体A所受到的重力10NB．竖直细杆B的长度为10cmC．当容器内水的深度为4cm时，压力传感器示数为5ND．当容器内水的深度为9cm时，压力传感器示数为6N18．两个完全相同的容器放在同一水平桌面上，分别装有甲、乙两种密度不同的液体，且ρ甲>ρ乙；两个体积相同的实心小球a和b在甲、乙两种液体中静止时的状态如图所示：两容器内c、d两点到容器底部的距离相等。设小球a和b的密度分别为ρa和ρb，质量分别为ma和mb，受到的浮力分别为Fa和Fb，c、d两处的液体压强分别为pc和pd。下列说法中：①ρa>ρb；②ma<mb；③Fa=Fb；④pc>pd（）A．只有①③正确B．只有①④正确C．只有②③正确 D．只有①③④正确19．如图所示，潜水员潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，从而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．下潜过程中，受到的压强不变B．下潜过程中，受到的浮力变大C．对背心进行充气后，受到的浮力变大D．对背心进行放气后，受到的浮力小于排开海水的重力20．如图所示，将重为6N的小球挂在弹簧测力计下，当小球的体积浸在水中时，测力计示数为3N。下列说法正确的是（）A．小球的体积为300cm3B．小球的密度为2g/cm3C．缓缓向下移动弹簧测力计，小球对测力计的拉力最小可达到1ND．剪断悬吊小球的细线，小球在水中稳定时受到的浮力为6N21．如图是甲、乙两物体的质量与体积关系图象，将体积为V＝1cm3的甲、乙两物体分别放入盛满水的相同溢水杯a和b中，待两物体静止时，两容器液