第12讲 浮力本讲内容是初中物理的难点，但在河北省中考中的要求较低．考查的知识主要涉及：浮力的方向，浮力大小的决定因素，浮力的测量，阿基米德原理的应用及实验设计，浮力的应用，题型多以实验出现．预计2022年中考会以实验探究题出现，考查利用浮力知识测量物体的密度．考点考点内容年份题号题型分值考查内容考点1浮沉条件202233探究题2根据沉浮条件判断状态考点2阿基米德原理202220223333探究题探究题36利用浮力测密度利用浮力测密度 浮力定义定义浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它________的力，这个力叫做浮力方向_________施力物体______________称重法测浮力先在空气中用弹簧测力计测出______________，再把物体浸在液体中读出弹簧测力计的示数F拉，则物体所受的浮力为F浮=G-F拉产生原因浸在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力____________，这就是浮力产生的原因影响因素物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的________有关，跟液体的________有关说明①浸在液体中的物体不一定都受到浮力.如：桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合，水对它向上的压力F向上=0，故物体不受浮力作用；②浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力.因此，在分析物体的受力情况时，浮力和液体的压力不能同时考虑 阿基米德原理探究过程先用弹簧测力计测量出____和____的重力；再测量出物体完全浸没后弹簧测力计的示数；最后再测量出__________10\n探究阿基米德原理分析归纳物体受到的浮力为F浮=__________，排开水所受的重力_______.对比两者的大小，得出实验结论实验结论浸在液体中所受的浮力__________它排开的水所受的重力内容浸在液体中的物体受到的的浮力________，浮力的大小_________它排开的液体所受的重力表达式F浮=________m排g=._______.G排表示排开液体所受的重力；m排表示排开液体的质量；ρ液表示液体的密度；V排表示排开液体的体积适用条件适用于物体受到液体或气体的浮力 【提示】 当物体浸没在液体里，此时V排＝V物；当物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面上，此时V排＜V物． 物体的沉浮条件浸在液体中的物体同时受到浮力和重力的作用，物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的关系．如下：上浮下沉漂浮悬浮沉底F浮______G物F浮______G物F浮______G物F浮______G物F浮+F支=G物ρ液_____ρ物ρ液_____ρ物ρ液_____ρ物ρ液_____ρ物ρ液_____ρ物物体处于动态，受到的是非平衡力物体处于静止状态，受平衡力 浮力的应用轮船原理物体的密度大于液体的密度，制成________的可以漂浮在液体的表面上，也增大了可以利用的浮力排水量轮船载重的大小用_______表示，是指轮船按照设计要求满载货物时排开水的________潜水艇因浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变，所以，潜水艇受到的浮力_________，潜水艇的上浮和下沉全靠改变_________气球和飞艇靠充入密度_____________空气的气体来工作的密度计原理根据物体__________时的受力平衡及阿基米德原理制成，用来测定液体密度的仪器特点浸入液体的体积越小，说明液体的密度越______10\n命题点1 阿基米德原理 (2022·东营)一艘船重为8.0×104N，当船漂浮在水面上时，船排开水的重力为________N，此时船排开水的体积为________m3(g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3)．1．(2022·北京)某热气球充气后体积为3000m3，则该热气球所受的浮力为________N．(g取10N/kg，空气的密度取1.29kg/m3)2．(2022·益阳)体积均为200cm3的木块和合金块，放入水中静止时的情况如图所示，已知木块重为1.8N，合金块重为6N，则木块受到的浮力为________N，合金块受到的浮力为________N．(g取10N/kg)3．(2022·上海)水深2m处水的压强为________帕；重为10N、体积为5×10－4m3的石块浸没在水中受到的浮力大小为________N，它受到重力与浮力的合力大小为________N.命题点2 物体的浮沉条件 (2022·重庆)如图甲所示，烧杯里盛有6℃的水，小球在水中恰好悬浮．经研究发现，水的密度随温度的变化如图乙所示．现在烧杯四周放上大量的冰块，在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中，假设小球的体积始终不变，关于小球的浮沉情况判断正确的是()A．先下沉然后上浮B．浮力变小，一直下沉C．先上浮然后下沉D．浮力变大，一直上浮【点拨】 由于烧杯里盛有6℃的水，小球在水中恰好悬浮．则小球的密度与水的密度相等；由图像可知：4℃的水的密度最大，6℃的水的密度比0℃时水的密度大；所以当水的温度从6℃降到4℃时，因水热胀冷缩，水的密度增大，大于小球的密度，使小球上浮、向上运动；当水的温度从4℃降到0℃时，因水热缩冷胀，水的密度减小，最后小于小球的密度，使物体下沉、向下运动．4．(2022·来宾)把体积为2×10－3m3、重为12N的物块放入水中，当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g取10N/kg)()A．漂浮，F浮＝20NB．漂浮，F浮＝12NC．沉底，F浮＝20ND．沉底，F浮＝12N5．(2022·郴州)如图所示，a、b是两种物质质量与体积的关系图像，分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体，浸没在水中．松手稳定后()10\nA．乙漂浮，乙受到的浮力小B．甲漂浮，甲受到的浮力大C．乙下沉，甲受到的浮力大D．甲下沉，乙受到的浮力大6．(2022·滨州)测量液体密度的仪器叫密度计，将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值(图甲)．图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中，由图中现象可以判断()A．密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大B．密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大C．乙烧杯中液体的密度较大D．丙烧杯中液体的密度较大命题点 探究浮力的大小探究浮力的大小及利用浮力测量密度是河北中考的热点考点．通常考查以下几个方面：(1)设计实验方案；(2)量筒、弹簧测力计的读数；(3)阿基米德原理的应用；(4)影响浮力大小的因素；(5)归纳实验结论或利用浮力测量密度． (2022·重庆A卷)小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：分度值为0.1N的弹簧测力计，底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块，相同的大烧杯若干，水，密度未知的某种液体，细线等．(1)小冉进行了如图所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为________N；用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出)，并将其示数记录在下表中：实验步骤BCDEF弹簧测力计示数/N2.62.52.42.42.310\n(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮＝________N.(3)分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟________________有关；分析实验步骤A、E、F，可以说明浮力大小跟____________有关．(4)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是________kg/m3(结果保留一位小数)，还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是________Pa，并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐________(填“增大”或“减小”)．(5)小冉在步骤B的基础上继续探究：保持铜块下表面所处的位置不变，把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上，缓慢向烧杯内加水，发现弹簧测力计的示数逐渐________(填“增大”或“减小”)；当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出)，烧杯底部受到水的压强增加了________Pa.(已知在一定范围内，弹簧受到的拉力每减少0.1N，弹簧的长度就缩短0.1cm)此题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了影响浮力的因素及控制变量法的应用，同时考查了有关浮力和压强公式的应用，在(5)中求出V排′进而求出所加水的深度是解决此题的关键．(6)芳芳同学又从课外资料中了解到，庄子曾提出：如果水积得不够多，那么承载大船就没有力量．也就是说浮力的大小与液体的多少有关．庄子的说法有道理吗？她从实验室找来了烧杯、木块(不吸水)、弹簧测力计等器材，研究浮力大小是否和水的多少有关．她先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)．再将木块放入烧杯内的水中，木块处于漂浮状态(如图乙)．然后____________________________________________(填操作)，发现木块仍然漂浮．经分析可知，木块两次受到的浮力都为________牛．从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关．一、选择题1．(2022·常德)“094型”潜艇是我国自行研制的新一代潜艇当它从深海中上浮而未露出水面的过程中，它受到的海水的()A．压强减小，浮力不变B．压强减小，浮力增大C．压强减小，浮力减小D．压强增大，浮力不变2．(2022·长沙)水平桌面上放有甲、乙两个盛水的容器，现把两个形状和体积都相同的物体分别放入两容器中，当物体静止时，两容器中液面刚好相平，如图所示，下列说法正确的是()A．两物体受到的浮力相等B．两容器底部所受液体压强相等C．两物体的质量相等10\nD．乙容器中物体密度较大3．(2022·深圳)如图所示，将边长10cm的正方体木块放入装有水的烧杯中，木块静止时，上表面距离水面4cm，g取10N/kg，则()A．木块受到的浮力为4NB．使木块完全浸没需要4N向下的力C．木块的密度是0.4g/cm3D．木块底部受到水向上的压强为103Pa4．(2022·衡阳)在下图所示的甲图中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中．图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像．若不计水的摩擦力，则可算出该石料的密度为()A．2.8×103kg/m3B．2.3×103kg/m3C．0.6×103kg/m3D．3.2×103kg/m35．(2022·张家界)一艘轮船从长江驶入大海，下列分析正确的是()A．浮力变小，船体上浮一些B．浮力变大，船体下沉一些C．浮力不变，船体下沉一些D．浮力不变，船体上浮一些6．(2022·眉山)一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中，静止后有160g煤油溢出；将其轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后有180g水溢出，已知煤油的密度是0.8×103kg/m3，则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是()A．下沉，1.1×103kg/m3B．漂浮，0.85×103kg/m3C．悬浮，1.0×103kg/m3D．漂浮，0.90×103kg/m37．(多选)(2022·齐齐哈尔)在弹簧测力计下悬挂一个实心小球，弹簧测力计的示数是8N．把实心小球浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中，弹簧测力计的示数是6N，下列说法正确的是()A．小球受到的浮力是2NB．小球的质量是0.8kgC．小球的体积是2.5×10－4m3D．小球的密度是3.2×103g/cm38．(多选)(2022·盘锦)两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球沉底；放入乙液体中，两球静止时的情况如图乙所示．则()10\nA．小球A的质量小于小球B的质量B．甲液体的密度小于乙液体的密度C．在甲液体中小球A对容器底的压力小于小球B对容器底的压力D．小球A在甲液体中排开液体的质量大于在乙液体中排开液体的质量二、填空题9．(2022·南充)一艘轮船的排水量是5000t，当它满载在长江内河航行时，排开水的体积是________m3，一艘潜水艇从长江内河潜行(潜行：指潜水艇浸没)到海洋时，潜水艇受到的浮力________(填“变大”“不变”或“变小”)．10．(2022·盐城)小明探究怎样使物体上浮或下沉，用手将质量为150g，体积为1.6×10－4m3的苹果浸没水中，苹果受到的浮力为________N．松手后苹果将________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”)，最后静止时，苹果受到的浮力是________N．(g取10N/kg)11．(2022·毕节)如图所示，把一个边长为10cm的正方体木块放入水中，静止时，木块有的体积浸入水中，此时木块受到的浮力是________N，木块下面受到水的压强是________Pa，木块的密度是________kg/m3.(g取10N/kg)12．(2022·平凉)如图所示是世界上最大的豪华渡轮之一“海洋魅力”号，长361m，宽66m，排水量达22.5万吨，满载时吃水深度达30m，可以搭载6320名游客，则满载时船底受到的海水压强约为________帕(ρ海水＝1000kg/m3)，船受到的浮力约为________N(g＝10N/kg)．当客人下船后，船受到的浮力________(填“变大”“不变”或“变小”)．三、实验探究题13．(2022·鄂州)如图所示是小新同学验证阿基米德原理的一个实验过程图：(1)如果是你做这个实验，为了减小误差，则图中的操作步骤顺序为________．(2)图中________两个步骤是为了测量浮力的大小．(3)下面是小新同学实验时设计的表格及填写的实验数据实验物重空桶重浮力排开水重10\n次数G/N物体浸没水中测力计示数F/N桶与排出水总重G1/NG0/NF浮/NG排/N11.20.71.10.60.50.522.01.51.00.60.50.432.41.70.60.70.7①请你将该表格第三行数据补充完整．②小新同学在进行数据分析时，发现第二次实验数据与其他两次反映的规律不相符，为了得到结论，他将第二次实验中G1的数据改为1.1N，G排的数据改为0.5N．请你对他的做法进行评估：____________________________________；如果是你，对这种情况采用的做法是：____________________．14．(2022·重庆B卷)某兴趣小组在探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验中，做了如图所示的实验，将同一物体A逐渐浸入到密度为ρ0的液体中，并通过观察弹簧测力计的示数的变化规律，得出以下一些结论：(1)分析比较实验序号甲、乙、丙可初步得出结论：当液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越________；分析比较实验序号_______可初步得出结论：当排开液体的体积相同时，物体所受浮力与浸没在液体中的深度________(填“有关”或“无关”)．(2)由实验可知A物体的重力为________N，A物体浸没在液体中时所受的浮力是________N.(3)同组的小薇同学继续用下面的方法测出了金属块B物体的密度，她具体操作如下：①取边长为a的正方体木块放入装有适量该液体的烧杯中，待其静止后用刻度尺测出有高度露出液面，如图甲所示，则木块浸入液体中的深度是________，木块底部所受液体的压强是________(以上两空均用相关的物理量表示)．②将B物体放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出液面的高度为h1，如图乙．③用体积可忽略不计的细线将物体B系在木块中央，放入液体中静止后测出此时木块露出液面高度h2，如图丙．④则B物体的密度ρB＝________(用相关的物理量表示)．实验结束后同学们展开了激烈讨论，认为小薇同学的操作还是有一些不足，请你说出一条不足之处________________________．四、计算题15．(2022·枣庄)在水平桌面上放置一个底面积为100cm2，质量为400g的圆筒，筒内装有16cm深的某种液体．弹簧测力计的下端悬挂着一个底面积为40cm2，高为8cm的金属柱，当金属柱从液面上方逐渐浸入液体中直到全部浸没时，弹簧测力计的示数F与金属柱浸入液体深度h的关系如图所示．(圆筒厚度忽略不计，筒内液体没有溢出，g＝10N/kg)求：10\n(1)当金属柱有一半的体积浸在液体中时，受到液体的浮力是多少？(2)圆筒内所装液体的密度是多少？(3)当金属柱有一半的体积浸在液体中时，圆筒对桌面的压强是多少？参考答案考点解读考点1 向上 竖直向上 液体或气体 物体重力G 不同 体积 密度考点2 物体 空小桶 排开水和小桶的总重 G物－F拉 G排＝G－G桶 等于 向上 等于 G排 ρ液V排g考点3 ＞ ＜ ＝ ＝ ＞ ＜ ＞ ＝ ＜10\n考点4 空心 排水量 质量 不变 自身的重力 小于 漂浮 大各个击破例1 8.0×104 8 例2 C题组训练 1.3.87×104 2.1.8 2 3.19600 4.9 5.1 4.B 5.A 6.D实验突破例 (1)2.7 (2)0.1 (3)排开液体的体积 液体的密度 (4)1.3×103 200 增大 (5)减小 420拓展训练 (6)他向烧杯内再加入一些水(或从烧杯内倒出一些水) 2.5整合集训1．A 2.B 3.B 4.A 5.D 6.D 7.ABC 8.ABC 9.5×103 变大 10.1.6 上浮 1.5 11.6 600 0.6×103 12.3×105 2.25×109 变小 13.(1)DABC(或ADBC) (2)AB (3)①1.3 ②没有实事求是的科学态度，做法不正确 分析原因，重新实验 14.(1)大 甲、丙、丁 无关 (2)6 2 (3)①a ρ0ga ④ρ0 刻度尺测量时读数有误差 15.(1)由图像可知，金属块的重力G＝10N，它有一半体积浸在液体中时，弹簧测力计的读数为F＝6N，金属块受到的浮力F浮＝G－F＝10N－6N＝4N．(2)金属块的体积V＝40cm×8cm＝3.2×10－4m3，当金属块一半体积浸在液体中时，V排＝1.6×10－4m3，由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可得，ρ液＝F浮/gV排＝4N/(10N/kg×1.6×10－4m3)＝2.5×103kg/m3.(3)容器里液体的质量m液＝ρ液V＝2.5×103kg/m3×100×16×10－6m3＝4kg，杯子和液体的总重G总＝m总g＝(0.4＋4)kg×10N/kg＝44N，当金属块有一半的体积浸入液体中时，圆筒对桌面的压力F＝G总＋F浮＝44N＋4N＝48N，圆筒对桌面的压强p＝F/S＝48N/(100×10－4m2)＝4800Pa.10
