(共39张PPT)
第2节 阿基米德原理
【知识梳理】
1.阿基米德的灵感
越大
物体浸在液体中的体积等于物体排开液体的体积,物体排开
液体的体积越大,液体的密度越大,物体所受的浮力就________.
2.阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体,受到方向__________的浮力,
浮力的大小等于_________________________.
(2)公式:F浮=G排=________=________.
生活常识:人们常用“浮筒打捞法”来打捞沉船,其原理用
物理学知识解释是浮筒绑在沉船两侧时使整体体积________,总
的浮力________,排出浮筒中的水,浮筒的重力________.当浮力
________重力时沉船上浮.
增大
增大
减小
大于
竖直向上
它排开的液体所受的重力
m排 g
ρ液 gV排
【易错诊断】
1.浮力只与物体排开液体的体积和液体的密度有关.(
)
2.体积相同的木块和铁块,都浸没在水中,木块上升是因为受
到浮力,铁块下沉是因为不受浮力.(
)
3.同一物体在液体内部浸没得越深,所受到的浮力越大.(
)
4.同一物体浸没在不同种的液体中时,它所受到的浮力一定相
等.(
)
5.通过大量研究,得出物体浸没在液体中所受浮力的大小的普
遍规律的科学家是阿基米德.(
)
答案:1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√
【实验导引】
提出问题:物体所受浮力的大小跟它排开液体所受的重力有
什么定量关系?
设计与进行实验
1.实验目的:探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系.
2.实验原理:阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排
3.实验器材:弹簧测力计、铁块、烧杯、小桶.
4.实验装置:如图 10-2-1 所示.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
图 10-2-1
5.实验过程:
(1)用弹簧测力计测出空桶的重力 G桶.
(2)烧杯装满水,空桶置于烧杯口下方.
(3)用弹簧测力计测出铁块的重力 G物.
(4)用弹簧测力计悬挂铁块浸没到烧杯的水中,读出弹簧测力
计的示数 F示.
(5)用弹簧测力计测排开水和桶的总重力 G总.
(6)更换不同铁块,进行多次试验并记录实验数据.
次序 G物/N F示/N F浮/N G总/N G桶/N G排/N
1
2
3
…
6.实验数据:
6.实验结论:F浮=G物-G示=G总-G桶=G排.
分析、交流与反思
7.误差分析:
①若先将物体浸没在水中读出弹簧测力计的示数,再测物体
重力,则测得的物重偏________,浮力偏________;
②若先测小桶和排开水的总重力,再测小桶的重力,在测得
的小桶重偏________,导致计算出的 G排偏________;
大
大
大
小
少
小
大
得出普遍规律
③若水面未达到溢水口,就将物体浸没在水中,会使溢出的
水偏________,导致计算出的 G排偏________;
④将物体放入水中测拉力时,若物体接触容器底且与容器底
有挤压,则测得的浮力偏________.
8.更换不同铁块,进行多次实验的目的是_______________.
【实验特训】
实验特训1:如图 10-2-2 甲所示,在弹簧测力计下挂一圆柱
体,从烧杯上方缓慢下降直到圆柱体底面与烧杯底接触为止.图乙
是圆柱体下降过程中弹簧测力计示数 F 随圆柱体下降高度 h 变化
的图象.则(
)
甲
乙
图 10-2-2
A.圆柱体受到的最大浮力是 12 N
B.圆柱体受到的最大浮力是 4 N
C.圆柱体的密度是 3.0×103 kg/m3
D.圆柱体的密度是 1.5×103 kg/m3
答案:D
实验特训2:(2023 年随州市)实验课上,老师和同学们测量盐
水的密度,他们用弹簧测力计、烧杯、水(密度用ρ水表示)、金属块
A、盐水以及不吸水的细线等器材完成了图 10-2-3 中实验.
甲
丙
乙
图 10-2-3
(1)要测量金属块 A 浸没在水中的浮力,合理的测量顺序是
________(填“甲→乙”或“乙→甲”).
(2)计算金属块 A 浸没在水中的浮力 F=________N.
(3)完成图中各项实验后分析可知:金属块 A 的浮力大小与
________(填“液体密度”或“金属密度”)有关.
(4)请推导出盐水的密度表达式ρ盐水=_______(用 F1、F2、F3、
ρ水表示).
答案:(1)甲→乙 (2)1.3 (3)液体密度 (4)
知识点 阿基米德原理
典例1:如图 10-2-4 所示,密度为ρ的液体中有体积均为 V 的
A、B、C 三个实心物体,A 正在向上运动,B 静止,C 正在向下
运动.此刻它们受到的浮力分别为FA、FB、FC,三者的
大小关系是__________,请写出 B 物体所受的浮力表
达式 FB=________,B 物体的密度为________.
图 10-2-4
易错点拨:物体所受浮力与物体在液体中的运动状态无关,
但是可以从物体的沉浮状态判断物体的浮力与重力大小的关系.上
浮时,F浮>G 物;下沉或沉底时,F浮G物.
答案:FA=FB=FC ρVg ρ
典例2:工人师傅利用汽车作为动力,从水中打捞一个正方形
物件.绳子通过定滑轮,一端系着物件,另一端系在汽车上,如图
10-2-5 甲所示.汽车拉着物件匀速上升,已知汽车对绳子的拉力 F
与物件底面距离水底的高度 h 的变化关系如图乙所示.绳子的体
积、绳重及摩擦均忽略不计,g 取 10 N/kg.求:
(1)物件的质量.
(2)物件浸没在水中时,受到的浮力.
(3)物件的密度.
甲
乙
图 10-2-5
解:(1)物件完全离开水面后,由图象可知此时的拉力为
2200 N,根据二力平衡可得物件的重力
G=F拉=2200 N,
由 G=mg 可得,物件的质量
(2)当物件浸没在水中时,由图象可知此时的拉力为 1100 N,
根据称重法可得此时物件受到的浮力为
F浮=G-F拉′=2200 N-1100 N=1100 N.
(3)当物件浸没时,物件排开液体的体积等于物件的体积,根
据F浮=ρ水gV排可得,物件的体积为
则物件的密度为
方法技巧:1.公式:F浮=G排=ρ液gV排,液体对物体的浮力与
液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、
重力、形状、浸没的深度等无关.
注意:(1)使用F浮=ρ液 gV排计算浮力时要注意ρ液是液体的密度,
不是物体的密度;V排是排开液体的体积,不是物体的体积,单位
要换算成 m3.
(2)当物体一部分浸入液体中时,V排体中时,V排=V物.
(3)阿基米德原理同样也适用于气体.
2.浮力变形公式的应用:
【变式训练】
答案:C
变式 2:(2022 年百色市)用弹簧测力计悬挂重为
5.4 N的物体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图
10-2-6 所示.则物体在水中受到的浮力为______N,物
图 10-2-6
体的体积为________m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3)
答案:2 2×10-4
(选择题每小题 2 分,非选择题分值见题号后,共 21 分)
1.如图 10-2-7 所示,体积相等的三个小球静止在水中,关于
它们受到的浮力大小关系,下列正确的是(
)
B.FAD.FAA.FA>FB>FC
C.FA>FB=FC
答案:D
图 10-2-7
2.(2022 年济南市三模)2022 年 5 月 11 日,“探索二号”科考
船搭载着深海载人潜水器“深海勇士号”返航,圆满完成 2022 年
度深海原位科学实验站第一航段任务——深海原位实验室在南海
冷泉区的海试任务.如图 10-2-8 所示.在潜水器“深海勇士号”浮出
水面的过程中(
)
图 10-2-8
A.浮力不变,受到的液体压强变大
B.浮力变小,受到的液体压强变小
C.浮力不变,受到的液体压强变小
D.浮力变小,受到的液体压强不变
答案:B
3.(2023 年扬州市二模)某同学将一质量为 600 g 的金属块轻轻
放入盛满盐水的容器中,溢出了 100 mL 的盐水,则金属块受到的
盐水的浮力可能是(g 取 10 N/kg)(
)
A.0.8 N
B.0.9 N
C.1.0 N
D.1.1 N
答案:D
4.(2023 年河南省模拟)俗语“瓜浮李沉”是指西瓜投入水中会
漂浮,李子投入水中会下沉,如图 10-2-9 所示.对此现象,下列说
法正确的是(
)
图 10-2-9
A.李子沉底时受到的浮力等于排开水的重力
B.西瓜所受的浮力小于李子所受的浮力
C.西瓜漂浮时所受的浮力大于自身重力
D.李子的密度小于西瓜的密度
答案:A
5.我国自主研制的“极目一号”Ⅲ型浮空艇(如图10-2-10所示)
顺利升至 9032 m 高空,全程用时 2 h,创造了浮空艇大气科学观
测的世界纪录.若不考虑浮空艇体积的变化,上升过程经历先加速
)
再匀速最后减速的过程,下列说法正确的是(
图 10-2-10
A.全程平均速度为 5 m/s
B.上升阶段浮空艇受到的浮力始终竖直向下
C.匀速上升阶段浮空艇浮力等于重力
D.匀速上升阶段浮空艇所受浮力一直增大
答案:C
6.(3 分)(2022 年长沙市模拟)某战略核潜艇,在长江水面下潜
航时排水量为 5150 t,该潜水艇的体积为________m3,若继续下
潜至 20 m 深处,受到水的压强为________Pa.在水下航行过程中,
核潜艇从长江驶入东海时,它所受浮力增加了____________N.
(g 取 10 N/kg,江水的密度ρ江水=1.0×103 kg/m3,海水的密度
ρ海水=1.03×103 kg/m3)
答案:5150 2×105 1.545×106
7.(6 分)如图 10-2-11 所示的小球重 10 N,用弹簧测力计挂着
此时弹簧测力计的示数为7 N.(ρ水=1.0 g/cm3,g取10 N/kg)
(1)求小球此时受到的浮力.
(2)求小球完全浸没时弹簧测力计的示数.
图 10-2-11
解:(1)小球此时受到的浮力
F浮=G-F=10 N-7 N=3 N.
(2)由F浮=ρ水gV排可得,小球排开水的体积
因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,所以小球完
全浸没时受到的浮力
F′浮=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7.5×10-4 m3=7.5 N,
则此时弹簧测力计的示数
F示=G-F′浮=10 N-7.5 N=2.5 N.
8.(创新实践)(2023年吕梁市一模)“实践小组”制作了一款“彩
球温度计”,它可以粗略地测量环境温度.玻璃管中装有某种特定液
体,液体中装有 4 个体积相同但质量不同的彩球,每个彩球都标
注特定的温度值,测量范围为 18~24 ℃.当外界温度变化时(玻璃
管中的液体的密度会随着温度升高而减小),有的彩球会随之上浮
或下沉直至静止,此时上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表
示所测的环境温度.如图 10-2-12 所示是某一温度下彩球的位置,
下列说法正确的是(
)
A.标注 24 ℃的彩球的密度最大
B.标注 18 ℃的彩球排开液体的质量最大
C.标注 20 ℃的彩球受到的浮力等于标
注 22 ℃的彩球受到的浮力
D.当环境温度降低时,浸没在液体中的
彩球受到的浮力变小
答案:C
图 10-2-12(共29张PPT)
第十章
浮力
第1节 浮力
【知识梳理】
1.浮力
(1)定义:浸在液体中的物体受到__________的力,叫做浮力.
(2)方向:竖直向上.
竖直向上
压力差
(3)产生原因:浸没在液体中的物体,其上、下表面受到液体
对它的________.
生活常识:同学们都知道人能漂浮在“死海”上看书,其原
因是“死海”含盐量相对较大,海水的平均密度_______(填“大
于”“小于”或“等于”)人的平均密度.
大于
2.决定浮力大小的因素
(1)物体在液体中所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关.
当液体的密度相等时,浸在液体中的体积越大,浮力就越大.
(2)物体在液体中所受浮力的大小跟液体的密度有关.当物体
浸在液体中的体积相等时,液体的密度越大,浮力就越大.
温馨提示:浮力的大小与物体的质量、形状、密度、物体浸
没在液体中的深度以及物体是否运动等________(填“有关”或
“无关”).
无关
【易错诊断】
)
1.浸入水中的物体一定会受到浮力的作用.(
2.物体浸没在水中越深,受到浮力的作用越大.(
3.同一船只从长江驶入大海,所受的浮力变大.(
)
)
4.同一只鸡蛋放入不同密度的盐水中时受到的浮力不同.
( )
)
5.在水中的桥墩不受浮力的作用.(
答案:1.× 2.× 3.× 4.× 5.√
【实验导引】
提出问题:浮力的大小是否跟物体浸没的深度、浸在水中的
体积和液体的密度有关呢?
设计与进行实验
1.实验目的:探究浮力的大小跟哪些因素有关.
2.实验器材:弹簧测力计、铁块 a、铁块 b(a、b 质量相同,形
状不同)、细线、烧杯、水.
3.实验原理:F浮=G-F拉.
4.实验装置:如图 10-1-1 所示.
A
B
C
D
E
图 10-1-1
5.实验过程:
(1)用弹簧测力计测出金属块所受的重力.
(2)依次将铁块 a 浸入水中不同位置,如图 B、C、D 所示,观
察比较弹簧测力计的示数变化情况,并记录数据.
(3)再将铁块 a 浸没在盐水中,观察弹簧测力计的示数,并记
录数据.
(4)更换上铁块 b,重复实验,并记录数据.
6.实验结论:(1)浮力的大小跟物体浸没在液体的体积有关.
(2) 浮力的大小跟液体的密度有关.(3) 浮力的大小跟浸没深度无
关.(4)浮力的大小跟物体的形状无关.
分析、交流与反思
不能
没有控制排开液体的体积相同
7.由图 B、D________(填“能”或“不能”)得出浮力与物体
浸入液体的深度有关,原因是______________________________.
8.本实验换不同的物体和液体多次实验的目的是___________
__________________.
得出普遍
规律,避免偶然性
【实验特训】
实验特训:(2022 年齐齐哈尔市)某小组同学在“探究影响浮
力大小的因素”实验中,提出了浮力大小可能与下列因素有关的
猜想:
①与物体浸没在液体中的深度有关;
②与物体排开液体的体积有关;
③与液体的密度有关.
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水(ρ盐水>ρ水).
该小组同学先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属
块慢慢浸入液体中不同深度.实验步骤如图 10-1-2 所示(液体均未
溢出),并将弹簧测力计的示数记录下来.
图 10-1-2
(1)分析数据可知,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是
________N,金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是_______N.
(2)分析实验步骤 a、c、d 可知,在同种液体中,物体所受浮
力大小与物体浸没在液体中的深度_____(填“有关”或“无关”).
分析三个实验步骤__________(填序号)可知,在同种液体中,物体
排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大.分析实验步骤 a、d、
e 可知,在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到
的浮力________.
(3)若先完成步骤 c,再完成步骤 a,则测得的浮力将________
(填“偏大”或“偏小”).
(4)该小组同学完成本次实验后,又用获得的数据求出了金属
块的体积为________m3,盐水的密度为________kg/m3.
答案:(1)2 2.2 (2)无关 a、b、c 越大
(3)偏大 (4)2×10-4 1.1×103
知识点 浮力
典例1:(2023 年益阳市期末)如图10-1-3所示,洗手盆底部的
)
出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头(
图 10-1-3
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力,也受到水的浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
答案:A
方法技巧:浮力产生的实质是上、下表面压力差.如果物体下
表面无液体,则物体不受浮力,例如桥墩.
【变式训练】
变式:2021年12月9日下午,“太空教师”翟志刚、王亚平、
叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精
彩的太空科普课.如图10-1-4是王亚平演示浮力消
失的实验,将乒乓球没入水中一定深度后释放,
乒乓球并没有上浮而是悬停在水中.对于这个现象
下列说法中最准确的是(
)
图 10-1-4
A.太空中失重状态下,水对乒乓球上、下表面的压力差为零
B.太空中失重状态下,乒乓球的质量为零,重力为零
C.乒乓球下表面所受的压力大于上表面所受的压力
D.若此时将乒乓球放到盐水中,则乒乓球会下沉
答案:A
【易错训练】
易错:将一枚鸡蛋投入水中,鸡蛋在不断地下沉过程中,下
列说法正确的是(
)
A.鸡蛋受到水的压强不变
B.鸡蛋所受浮力的方向与重力方向相同
C.水对鸡蛋向下的压力大于水对它向上的压力
D.水对鸡蛋向下的压力小于水对它向上的压力
答案:D
(选择题每小题 2 分,非选择题分值见题号后,共 17 分)
1.关于浮力,下列说法中正确的是(
)
A.浸在气体中的物体不受浮力
B.浸入液体中的物体受到浮力是因为液体对物体上、下表面
的压力差
C.在不同液体中物体受到的浮力方向会不同
D.在液体中上升的物体受浮力、下降的物体不受浮力
答案:B
2.下列四种情景中,没有受到浮力的物体是(
)
A.长江大
B.海上试航中的
C.下潜中的
“山东号”航母 “奋斗者”号
D.飘在空中
的热气球
桥的桥墩
答案:A
3.(3 分)(2023 年韶关市模拟)如图 10-1-5 所示,在弹簧测力计
下悬挂一个重物,在空气中称量时的示数为______N,把重物浸在
水中时的示数为_____N,重物浸在水中时所受的浮力是______N.
图 10-1-5
答案:3.2 2.2 1
4.如图 10-1-6 所示,一个竖直悬挂在水中的圆柱体,其上表
面受到水的压力为 0.5 N,其下表面受到水的压力为 1.3 N.下列说
法正确的是(
)
A.圆柱体受到的重力为 0.8 N
B.圆柱体受到的重力为 1.8 N
C.圆柱体受到水的浮力为 0.8 N
图 10-1-6
D.圆柱体受到水的浮力为 1.8 N
答案:C
5.如图 10-1-7 所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体
金属块缓慢浸入水中,在圆柱体接触容器底部之前,能正
确反映弹簧测力计示数 F 和圆柱体下表面到水面距离 h关
系的图象是(
)
图 10-1-7
A
B
C
D
答案:A
6.往容器中注入一些水,如图 10-1-8 所示,A、B 是能自由移
动的物体,C、D 是容器自身凸起的一部分,则下列说法中正确的
是(
)
A.A、B、C、D 都受浮力的作用
B.A、B、C、D 都不受浮力的作用
C.A、B 受浮力的作用、C、D 不受浮力的作用
D.A、B、D 受浮力的作用、C 不受浮力的作用
答案:D
7.某地在修建一座跨江大桥,图 10-1-9 甲是使用吊车向江底
投放石料的示意图,在整个投放过程中,石料以恒定速度下降.从
开始投放到石料刚好接触江底前,乙是钢绳的拉力 F 随时间 t 变
化的图象.t=0 时刻时吊车开始下放石料,忽略水的摩擦阻力.下列
说法正确的是(
)
甲
乙
图 10-1-9
A.石料在 t=30 s 时开始浸入水中
B.石料的重力是 900 N
C.此过程石料受到的浮力始终是 500 N
D.石料完全浸没时钢绳的拉力为 900 N
答案:D
8.(日常生活)大桥的桥墩一般要打入江底很深的泥土中,但总
有一部分浸在江水中,如图 10-1-10 所示,则这部分桥墩在水中时
(
)
图 10-1-10
A.如果桥墩上粗下细,则不受水的浮力作用
B.如果桥墩上细下粗,则不受水的浮力作用
C.无论桥墩是什么形状,都不受水的浮力作用
D.无论桥墩是什么形状,都受到水的浮力作用
答案:B(共33张PPT)
第3节 物体的浮沉条件及应用
【知识梳理】
1.物体的浮沉条件
大于
小于
等于
(1)从力的角度:若浮力________重力时,物体上浮;若浮力
______重力时,物体下沉或沉底;若浮力______重力时,物体受
力平衡,可以漂浮或悬浮在液体内.
(2)从密度的角度:浸没在液体中的物体,若物体的密度
________液体密度,物体上浮或漂浮;若物体的密度________液
体密度,物体下沉或沉底;若物体的密度________液体密度,物
体悬浮在液体内.
小于
大于
等于
2.浮力的应用
变大
自身重力
小于
等于
(1)轮船:把钢铁做成空心的放在水面上,可以使受到的浮力
________,所以轮船能漂浮在水面上.
(2)潜水艇:潜水艇是靠改变____________实现上浮或下沉的.
(3)气球和飞艇:气球、飞艇里面充的是密度______空气的气
体,这样气球、飞艇受到的浮力______重力.因此可以漂浮在空中.
温馨提示:浮力≠升力,飞机靠_______升高,气球靠______
升空.
升力
浮力
【易错诊断】
1.如果将能在酒精中悬浮的蜡块切成大小不同的两块,则大块
下沉,小块上浮.(
)
2.潜水艇悬浮和漂浮时受到的浮力相等.(
)
3.一个鸡蛋在盐水中漂浮时受到的浮力约为 10 N.(
)
4.人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,原因是煮熟后
的饺子的重力不变,体积增大,从而浮力增大.(
)
)
5.舰载机从航母的跑道起飞后,航母的“排水量”减小.(
答案:1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√
知识点 1 物体的浮沉条件
典例1:(2022 年北京市)甲、乙、丙三个小球的质量 m 和体
积 V 如下表所示.将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球
所受的浮力分别为 F甲、F乙和 F丙.下列判断正确的是(
)
小球 甲 乙 丙
质量m/g 30 40 54
体积V/cm3 60 50 20
A.F 甲>F 乙>F 丙
C.F 丙>F 乙>F 甲
B.F 乙>F 甲>F 丙
D.F 甲>F 丙>F 乙
思路点拨:根据小球的质量和小球的体积分析小球密度大小;
根据小球的密度与水的密度的关系分析小球在水中的状态;根据
物体的浮沉条件和阿基米德原理分析浮力的大小.
答案:B
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物
V排=V物 ρ液>ρ物
V排V排=V物
方法技巧:判断物体沉浮:
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮>G
合力方向
竖直向上 F浮合力方向
竖直向下 F浮=G
合力为零,
即二力平衡 F浮+N=G
合力为零,
即三力平衡
处于动态(运动状态不断
改变),受力不平衡 可以停留在
液体的任何
深度处 是“上浮”
过程的最终
状态 是“下沉”
过程的最终
状态
(续表)
【变式训练】
变式1:(2022 年开封市一模)将一个空心铁球浸没在水中,放
手后铁球恰好悬浮.若按如图 10-3-1 甲、乙所示的两种切法将铁球
)
乙
沿虚线方向切成大小不等的两块,则(
甲
图 10-3-1
A.甲切法会导致两块都上浮
B.甲切法会导致大块下沉,小块上浮
C.乙切法会导致两块都下沉
D.乙切法会导致两块都上浮
答案:C
变式2:(2022年赤峰市)放在水平桌面上的两个相同的烧杯中
装有不同浓度的盐水,其中一杯是饱和的.盐水中的实心小球是用
同种材料制作的.小球静止时情况如图 10-3-2 所示,此时小球 1、
小球 2 受到的浮力分别记为 F1、F2.向两个烧杯中分别加入少许质
量相等的盐后(盐的体积忽略不计),发现小球 1 依然静止在烧杯
底,小球 2 还是处于漂浮状态.此时小球 1、小球 2 两个小球受到
的浮力分别记为 F1′、F2′.整个过程温度不变,可推断出(
)
图 10-3-2
A.F1′>F1,F2′>F2,F1′<F2′
B.F1′>F1,F2′=F2,F1′=F2′
C.F1′>F1,F2′=F2,F1′<F2′
D.F1′=F1,F2′=F2,F1′<F2′
答案:C
知识点 2 浮力的应用
典例2:(2022 年葫芦岛市模拟)如图 10-3-3 所示的热气球,其
下方开口处燃烧液化气,随着热气球内部气体温度升高,热气球
开始离地,徐徐升空.则气球内的气体密度________,
气球所受浮力______.(以上两空均填“变大”“变小”
或“不变”)体积为 620 m3 的热气球悬浮在空中时,
气球吊篮和乘客的总重是________N.(空气密度保持
1.3 kg/m3 不变)
图 10-3-3
思路点拨:热气球升空的原理为加热时热气球内部气体温度
升高,其气体体积增大,则气球内的空气密度减小,有一部分空
气跑到气球外部,使气球整体重力减小.
答案:变小 不变 8060
【变式训练】
变式3:(2023 年遂宁市)为防止溺水事故的发生,老张研发出
了如图 10-3-4 所示的救生手环,并在观音湖进行了性能测试.他带
上该手环下潜到湖面下 5 m 处(未接触湖底),接着打开手环开关,
手环瞬间弹出一个体积为 33 dm3 的气囊,随后气囊将老张带出水
面.已知老张的质量为 63 kg,密度是 1.05×103 kg/m3,不计手环的
质量和体积(ρ水=1×103 kg/m3,g 取 10 N/kg).则下列说法正确的是
(
)
图 10-3-4
A.老张的体积是 60 cm3
B.下潜过程中,老张受到的浮力不断变大
C.气囊完全打开瞬间,老张受到的合力为 300 N
D.手环在湖面下 5 m 处时,受到水的压强是 5.25×104 Pa
答案:C
变式 4:(2022 年河南省)两同学分别在底端封闭的两支相同吸
管中装入不同质量的细沙,制成了 A、B 两支密度计,放入同一
个盛有水的烧杯中,静止后如图 10-3-5 所示.下列说法正确的是
(
)
A.密度计 A 所受浮力较小
B.密度计 B 所受重力较小
C.两支密度计底部所受水的压强相等
图 10-3-5
D.两支密度计在水面处的刻度值不同
答案:A
(选择题每小题 2 分,非选择题分值见题号后,共 21 分)
1.(2022 年凉山州)甲、乙、丙是由不同材料制成、质量相等的
实心球,把它们投入水中静止后,甲球漂浮、乙球悬浮、丙球沉
)
B.甲球浮力最小
D.丙球浮力最小
底,则它们受到浮力的情况是(
A.三球浮力相同
C.乙球浮力最小
答案:D
2.(2022 年常州市)2022 年 1 月,海啸导致南太平洋岛国汤加
淡水紧缺.为实施人道主义救援,中国海军“五指山舰”日夜兼程
抵达汤加之后,停泊于码头旁并通过管道向陆地输送 550 t 淡水,
)
如图 10-3-6 所示.输水过程中,“五指山舰”(
图 10-3-6
A.舰体略上浮,受到浮力不变
B.舰体略上浮,受到浮力变小
C.舰体略下沉,受到浮力不变
D.舰体略下沉,受到浮力变大
答案:B
3.若给你一个弹簧测力计、一杯水、一根细线和一个实心金属
块,不能得到的物理量是(
)
A.金属块的质量
B.金属块浸没在水中的浮力
C.金属块的面积
D.金属块的密度
答案:C
4.(2023 年揭阳市二模)水平桌面上,甲、乙两个相同容器中盛
有浓度不同的盐水,小梦将两个草莓(假设其完全相同)分别放入容
器中进行清洗,当两个草莓静止时,甲、乙容器中的液面恰好相
平,如图 10-3-7 所示.下列说法正确的是(
)
甲
乙
图 10-3-7
A.甲中草莓受到的浮力更大
B.两容器盐水的密度相等
C.乙中盐水对容器底部的压强更大
D.甲容器对桌面的压强要大
答案:C
5.(2023 年肇庆市二模)小昕看到工作人员正在将船上的石块
填入人工湖中,她想:船上的石块填入湖中前后,水面高度会变
化吗?于是她进行了探究:首先,她将石块 b 放在不吸水的木块a
上,如图 10-3-8 所示;然后将石块 b 拿出,用体积忽略不计的细
线系住,让石块 b 沉入水底,则水面高度(
)
B.上升
D.无法判断
A.下降
C.不变
答案:A
图 10-3-8
6.(2 分)(2022 年张家界市)冬至,小静煮饺子时发现,当饺子
刚刚下锅时会沉在水底,此时饺子所受的浮力_________重力.在
水中煮一会儿,饺子就会胀浮在水面上,此时饺子所受的浮力
________重力.(以上两空均填“大于”“小于”或“等于”)
答案:小于 等于
7.(6 分)(2022 年广东省)我国自主研制的载人深潜器下潜深
度已突破 10 000 m,在载人深潜领域达到世界领先水平.(ρ海水=
1.03×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)潜水艇活动的海水深度一般为 300 m 至 600 m.它可以通过
水舱排水或充水来改变____________,从而实现浮沉.
(2)深潜器可进入更深的水域,在 10 000 m 的深处,海水产生
的压强为________Pa.由于深海海水压强太大,深潜器实现浮沉的
方法与潜水艇有所不同.
(3)小明阅读资料后,利用如图 10-3-9 的装置模拟深潜器在水
中的运动过程.物体甲、乙由一条细线连接且在水中处
于静止状态,已知乙的质量为 0.2 kg,体积为25 cm3,
则乙所受浮力的大小为_______N,乙受到细线的拉力
为_________N.若剪断细线,甲将_______(填“上浮”
“下沉”或“悬浮”),此时甲所受浮力_______(填字
母).
图 10-3-9
A.增大,且大于重力
C.不变,且大于重力
B.不变,且等于重力
D.减小,且小于重力
答案:(1)自身重力
(2)1.03×108
(3)0.25 1.75 上浮 C
8.(3 分)(历史文化)根据文中内容回答下列问题.
孔明灯
孔明灯,又叫天灯,俗称许愿灯、祈天灯,是一种古老的汉
族手工艺品.
简易的孔明灯可用一个下端开口的圆柱形纸筒制成.纸筒开口
端用铁丝束一十字架,架上放灯油或松脂,灯内燃料被点燃后产
生的热量将纸筒里的空气加热,纸筒内大部分空气膨胀后排出筒
外,此时纸筒(含筒内空气)密度小于空气密度,纸筒在空气的浮力
作用下升入空中(如图 10-3-10 所示).
图 10-3-10
孔明灯在古代,多作军事用途.现代人放孔明灯,多作为祈福
之用.男女老少亲手写下祝福的心愿,象征丰收成功,幸福每一年.
(1)下列与孔明灯升空原理相同的是________.
A.火箭
B.装点节日的氢气球
C.直升机
D.喷气式飞机
(2)孔明灯点火后,筒内空气温度升高,空气对流上升,热空
气密度比空气小.当孔明灯所受浮力________(填“大于”“小于”
或“等于”)重力时,孔明灯就会徐徐上升.
(3)若一只孔明灯的体积大约为 0.02 m3,环境气温为 20 ℃,
则孔明灯受到的空气浮力为________N.(g 取 10 N/kg,20 ℃时空
气密度为 1.2 kg/m3)
答案:(1)B (2)大于 (3)0.24