3 科学探究：浮力的大小
第1课时 探究浮力的大小
@基础 分点训练
知识点1 探究浮力的大小与什么因素有关
1.小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关.他把重为5 N的金属块挂在弹簧测力计下，将它分别浸入水和酒精中的不同位置，如图所示.
甲 乙 丙 丁
（1）上述四种情况，图 甲 中金属块所受到的浮力最小，最小浮力为 0.6 N.
（2）做丙、丁两次实验，是为了探究浮力的大小与 液体密度 有关.
（3）做 乙、丙 两次实验，是为了探究金属块浸没在液体中时，受到的浮力与深度无关.
（4）由以上的探究实验可知，浮力大小与 液体密度 和 物体排开液体的体积 有关.
（5）该实验用到的实验方法是 控制变量 法.
知识点2 探究浮力的大小与排开液体重力的关系
2.某实验小组按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系.
（1）先用 弹簧测力计 分别测出空烧杯和石块的重力，所用石块的重力为 3.8 N.
（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为 1.4 N.石块排开的水所受的重力可由 A、D （填字母代号）两个步骤测出.
（3）由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于 它排开的水 所受的重力.
（4）若溢水杯的水没有装满，则会导致本实验测量的F浮 ＞ （选填“＞”“＜”或“＝”）G排.
（5）另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸入水中，其他步骤操作正确，则 能 （选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论.
@中档 提分训练
3.如图所示，是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验.
（1）如图甲所示，用弹簧测力计测出物体的重力为 2.1 N.
（2）将物体逐渐浸入水中，直至浸没，如图乙、丙、丁所示，记录弹簧测力计示数并分析数据可知，浮力的大小与 物体排开液体的体积 有关.
（3）通过分析图中甲、丁、戊可知，当物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体所受的浮力 越大 .
（4）某同学猜想浮力大小可能与物体的密度有关.请你自选实验器材，简要设计实验步骤来证明他的猜想是否正确.
答：①取体积相同的铜块和铝块，用弹簧测力计分别测出它们的重力记为G1、G2，
②用弹簧测力计分别挂着它们浸没在水中（金属块不触底），读出弹簧测力计的示数为F1、F2，
③分析比较G1－F1和G2－F2的大小，即可验证猜想.
4.如图所示是小华同学“探究阿基米德原理”的实验，其中桶A为圆柱形.
（1）小华按图甲、乙、丙、丁进行实验操作.
（2）将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中，用桶B接住溢出的水，如图丙所示，此时空桶A受到的浮力为 2 N.
（3）测出桶B和溢出水的总重力，如图丁所示，可知桶A排开水的重力 等于 （选填“大于”“等于”或“小于”）桶A受到的浮力.
（4）接着小华同学往桶A中加入沙子重复进行实验，观察到随着加入沙子越来越多，桶A浸入水中的深度（桶A没有浸没） 变深 （选填“变深”“不变”或“变浅”），得到4组数据，表格如下，其中有明显错误的是第 3 次.
次数 1 2 3 4
桶A与沙子的总重力/N 2.4 2.8 3.2 3.4
桶B与水的总重力/N 4 4.4 4.6 5
（5）如图戊所示，一只薄塑料袋（重力忽略不计）中装入大半袋水，用弹簧测力计测出盛水的塑料袋所受重力的大小，再将它逐渐浸入水中，当 内外液面相平 时，观察到测力计的示数为零，原因是 此时浮力等于袋内液体的重力 .
5.在探究“浮力大小与什么因素有关”的实验中，所用器材为材料相同、体积不同的长方体物块A、B，两只相同的烧杯，内装等量清水，并利用这些器材进行了如图所示的四次实验.
（1）为了准确测出物体的重力，把物体悬挂在竖直的弹簧测力计下端的挂钩上，当测力计和物体都 静止 时，读出测力计的示数.物体A在水中所受浮力的大小为 2 N.
（2）比较以上四次实验，总结浮力大小与物体排开液体体积关系的实验结论是 液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，所受浮力越大 .
（3）小强同学想继续探究浮力大小与液体密度是否有关，他向乙烧杯中加盐并不断搅拌（液体体积不变），通过比较甲、乙两烧杯中A、B两物块所受浮力大小得出结论.小明认为这样的方案不可行，因为没有控制物体排开液体的体积相同，于是在以上方案的基础上提出了两种改进措施.
①向上提物块B，使两烧杯中液面 相平 ，比较此时A、B两物块所受浮力大小是否相等；
②向上提物块B，使两物块所受浮力 相等 ，比较两烧杯中液面的高度是否相同.
（4）若改变液体的密度，在实验中观察到物块受到的浮力变化不够明显，小聪想出下列四种实验改进方案，其中可行的是 A （选填字母）.
A.换用体积更大的同种物块
B.换用两种密度相近的液体进行实验
C.换用分度值大一些的弹簧测力计
D.利用现有器材进行多次实验
第2课时 阿基米德原理的应用
@基础 分点训练
知识点1 浮力大小的判断
1.如图，三个体积相同而材料不同的球A、B、C，分别静止在不同深度的水里，以下说法正确的是（ A ）
第1题图
A.A球所受的浮力最小
B.A球所受的浮力最大
C.C球所受的浮力比B球的小
D.C球所受的浮力比B球的大
2.如图为苹果掉入一个装有水的容器中，苹果在水中向下运动时某一时刻的照片.下列说法正确的是（ D ）
第2题图
A.苹果在水中下落过程中所受浮力逐渐变小
B.苹果在水中下落时受到浮力的大小与苹果的密度有关
C.苹果在水中下落过程中所受水的压强不变
D.若向容器中加入盐水，则苹果所受的浮力将变大
3.094A型战略核潜艇是中国海军的重要军事武器.若某核潜艇在某训练海域海面作业，突然接到命令要求立即下潜，则自开始下潜至浸没的过程中，核潜艇受到的浮力 增大 ；核潜艇下潜浸没后，再次接到命令要求下潜至水下400 m处，该过程中核潜艇受到的浮力 不变 .（均选填“增大”“减小”或“不变”）
知识点2 浮力大小的计算
4.弹簧测力计下挂一重为10 N的物块，当物块体积的三分之一浸入水中时，测力计的示数为8 N.若将物块缓慢浸入水中且未碰到容器底部（容器中的水足够深），最终测力计的示数为（ C ）
A.0 N B.2 N C.4 N D.6 N
5.现有一个体积为100 m3的热气球静止在空中（如图所示），若已知空气的密度为1.29 kg/m3，则它所受的浮力是（g取10 N/kg）（ B ）
A.129 N
B.1 290 N
C.12 900 N
D.129 000 N
6.一个物体重10 N，g取10 N/kg.
（1）若将该物体浸没在水中，排开的水所受重力为20 N，则它在水中所受浮力是多少？
（2）若将该物体浸没在酒精中，排开酒精的质量为1.6 kg，则它在酒精中所受浮力是多少？
（3）若将该物体浸没在盐水中，排开盐水的体积为2×10－3 m3，已知ρ盐水＝1.2×103 kg/m3，则它在盐水中所受浮力是多少？
解：（1）根据阿基米德原理可知它在水中所受浮力：
F浮水＝G排水＝20 N.
（2）根据阿基米德原理可知它在酒精中所受浮力：F浮酒精＝G排酒精＝m排酒精g＝1.6 kg×10 N/kg＝16 N.
（3）根据阿基米德原理可知它在盐水中所受浮力：F浮盐水＝ρ盐水gV排盐水＝1.2×103 kg/m3×10 N/kg×2×10－3 m3＝24 N.
易错点 误认为物体受到的浮力始终等于溢出液体的重力
7.将质量为0.5 kg的物体，轻轻地放入盛有清水的溢水杯中，当物体静止时，溢出了0.2 kg的水，关于此物体受到的浮力，下列判断正确的是（g取10 N/kg）（ A ）
A.浮力可能大于2 N
B.浮力不可能等于2 N
C.浮力不可能等于5 N
D.浮力可能大于5 N
@中档 提分训练
8.两个相同的烧杯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，最后处于如图所示的状态.甲、乙排开液体所受的重力相等，则下列判断正确的是（ C ）
A.甲所受的浮力更大
B.乙所受的浮力更大
C.甲、乙所受的浮力一样大
D.因不知道液体的密度，故无法比较浮力的大小
9.将甲、乙两物体分别挂在弹簧测力计下，然后浸没在水中，发现两次测力计的示数都减小了1 N，则甲、乙一定有相同的（ B ）
A.密度 B.体积
C.质量 D.重力
10.【教材习题改编】将同一个铜块，分别浸没在水和煤油中，则铜块受到的浮力之比为 5∶4 .再将一质量与铜块相同的铝块浸没在水中，则铜块和铝块在水中受到的浮力之比为 27∶89 .（ρ水＝1.0 g/cm3，ρ煤油＝0.8 g/cm3，ρ铜＝8.9 g/cm3，ρ铝＝2.7 g/cm3）
11.如图是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块等测量某液体密度的情景.根据图中信息求：（ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）
（1）金属块的质量.
（2）金属块的密度.
（3）所测液体的密度.
解：（1）由图甲可知，弹簧测力计的示数为4.8 N，故金属块重4.8 N，所以金属块的质量：
m＝＝＝0.48 kg.
（2）金属块浸没在水中受到的浮力：
F浮水＝G－F示乙＝4.8 N－2.8 N＝2 N，
根据阿基米德原理可知，金属块排开水的体积：
V排＝＝＝2×10－4 m3，
金属块浸没，金属块的体积：V＝V排＝2×10－4 m3，
所以金属块密度：ρ金＝＝＝2.4×103 kg/m3.
（3）金属块浸没在某液体中受到的浮力：F浮液＝G－F示丙＝4.8 N－2.4 N＝2.4 N，
由F浮＝G排＝ρ液V排g可得，所测液体的密度：
ρ液＝＝＝1.2×103 kg/m3.
@拓展 满分训练
12.小明将电子秤放在水平桌面上并调零，将溢水杯放到电子秤上，按实验操作规范将溢水杯中装满水，此时读出电子秤的示数.然后再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中，铝块始终不与溢水杯接触，如图所示.当铝块浸没在水中静止时，则关于电子秤示数的变化情况，下列判断正确的是（ B ）
A.变小
B.不变
C.变大
D.可能变大，也可能变小3 科学探究：浮力的大小
第1课时 探究浮力的大小
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知识点1 探究浮力的大小与什么因素有关
1.小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关.他把重为5 N的金属块挂在弹簧测力计下，将它分别浸入水和酒精中的不同位置，如图所示.
甲 乙 丙 丁
（1）上述四种情况，图 中金属块所受到的浮力最小，最小浮力为 N.
（2）做丙、丁两次实验，是为了探究浮力的大小与 有关.
（3）做 两次实验，是为了探究金属块浸没在液体中时，受到的浮力与深度无关.
（4）由以上的探究实验可知，浮力大小与 和 有关.
（5）该实验用到的实验方法是 法.
知识点2 探究浮力的大小与排开液体重力的关系
2.某实验小组按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系.
（1）先用 分别测出空烧杯和石块的重力，所用石块的重力为 N.
（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为 N.石块排开的水所受的重力可由 （填字母代号）两个步骤测出.
（3）由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于 所受的重力.
（4）若溢水杯的水没有装满，则会导致本实验测量的F浮 （选填“＞”“＜”或“＝”）G排.
（5）另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸入水中，其他步骤操作正确，则 （选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论.
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3.如图所示，是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验.
（1）如图甲所示，用弹簧测力计测出物体的重力为 N.
（2）将物体逐渐浸入水中，直至浸没，如图乙、丙、丁所示，记录弹簧测力计示数并分析数据可知，浮力的大小与 有关.
（3）通过分析图中甲、丁、戊可知，当物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体所受的浮力 .
（4）某同学猜想浮力大小可能与物体的密度有关.请你自选实验器材，简要设计实验步骤来证明他的猜想是否正确.
4.如图所示是小华同学“探究阿基米德原理”的实验，其中桶A为圆柱形.
（1）小华按图甲、乙、丙、丁进行实验操作.
（2）将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中，用桶B接住溢出的水，如图丙所示，此时空桶A受到的浮力为 N.
（3）测出桶B和溢出水的总重力，如图丁所示，可知桶A排开水的重力 （选填“大于”“等于”或“小于”）桶A受到的浮力.
（4）接着小华同学往桶A中加入沙子重复进行实验，观察到随着加入沙子越来越多，桶A浸入水中的深度（桶A没有浸没） （选填“变深”“不变”或“变浅”），得到4组数据，表格如下，其中有明显错误的是第 次.
次数 1 2 3 4
桶A与沙子的总重力/N 2.4 2.8 3.2 3.4
桶B与水的总重力/N 4 4.4 4.6 5
（5）如图戊所示，一只薄塑料袋（重力忽略不计）中装入大半袋水，用弹簧测力计测出盛水的塑料袋所受重力的大小，再将它逐渐浸入水中，当 时，观察到测力计的示数为零，原因是 .
5.在探究“浮力大小与什么因素有关”的实验中，所用器材为材料相同、体积不同的长方体物块A、B，两只相同的烧杯，内装等量清水，并利用这些器材进行了如图所示的四次实验.
（1）为了准确测出物体的重力，把物体悬挂在竖直的弹簧测力计下端的挂钩上，当测力计和物体都 时，读出测力计的示数.物体A在水中所受浮力的大小为 N.
（2）比较以上四次实验，总结浮力大小与物体排开液体体积关系的实验结论是 .
（3）小强同学想继续探究浮力大小与液体密度是否有关，他向乙烧杯中加盐并不断搅拌（液体体积不变），通过比较甲、乙两烧杯中A、B两物块所受浮力大小得出结论.小明认为这样的方案不可行，因为没有控制物体排开液体的体积相同，于是在以上方案的基础上提出了两种改进措施.
①向上提物块B，使两烧杯中液面 ，比较此时A、B两物块所受浮力大小是否相等；
②向上提物块B，使两物块所受浮力 ，比较两烧杯中液面的高度是否相同.
（4）若改变液体的密度，在实验中观察到物块受到的浮力变化不够明显，小聪想出下列四种实验改进方案，其中可行的是 （选填字母）.
A.换用体积更大的同种物块
B.换用两种密度相近的液体进行实验
C.换用分度值大一些的弹簧测力计
D.利用现有器材进行多次实验
第2课时 阿基米德原理的应用
@基础 分点训练
知识点1 浮力大小的判断
1.如图，三个体积相同而材料不同的球A、B、C，分别静止在不同深度的水里，以下说法正确的是（ ）
第1题图
A.A球所受的浮力最小
B.A球所受的浮力最大
C.C球所受的浮力比B球的小
D.C球所受的浮力比B球的大
2.如图为苹果掉入一个装有水的容器中，苹果在水中向下运动时某一时刻的照片.下列说法正确的是（ ）
第2题图
A.苹果在水中下落过程中所受浮力逐渐变小
B.苹果在水中下落时受到浮力的大小与苹果的密度有关
C.苹果在水中下落过程中所受水的压强不变
D.若向容器中加入盐水，则苹果所受的浮力将变大
3.094A型战略核潜艇是中国海军的重要军事武器.若某核潜艇在某训练海域海面作业，突然接到命令要求立即下潜，则自开始下潜至浸没的过程中，核潜艇受到的浮力 ；核潜艇下潜浸没后，再次接到命令要求下潜至水下400 m处，该过程中核潜艇受到的浮力 .（均选填“增大”“减小”或“不变”）
知识点2 浮力大小的计算
4.弹簧测力计下挂一重为10 N的物块，当物块体积的三分之一浸入水中时，测力计的示数为8 N.若将物块缓慢浸入水中且未碰到容器底部（容器中的水足够深），最终测力计的示数为（ ）
A.0 N B.2 N C.4 N D.6 N
5.现有一个体积为100 m3的热气球静止在空中（如图所示），若已知空气的密度为1.29 kg/m3，则它所受的浮力是（g取10 N/kg）（ ）
A.129 N
B.1 290 N
C.12 900 N
D.129 000 N
6.一个物体重10 N，g取10 N/kg.
（1）若将该物体浸没在水中，排开的水所受重力为20 N，则它在水中所受浮力是多少？
（2）若将该物体浸没在酒精中，排开酒精的质量为1.6 kg，则它在酒精中所受浮力是多少？
（3）若将该物体浸没在盐水中，排开盐水的体积为2×10－3 m3，已知ρ盐水＝1.2×103 kg/m3，则它在盐水中所受浮力是多少？
易错点 误认为物体受到的浮力始终等于溢出液体的重力
7.将质量为0.5 kg的物体，轻轻地放入盛有清水的溢水杯中，当物体静止时，溢出了0.2 kg的水，关于此物体受到的浮力，下列判断正确的是（g取10 N/kg）（ ）
A.浮力可能大于2 N
B.浮力不可能等于2 N
C.浮力不可能等于5 N
D.浮力可能大于5 N
@中档 提分训练
8.两个相同的烧杯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，最后处于如图所示的状态.甲、乙排开液体所受的重力相等，则下列判断正确的是（ ）
A.甲所受的浮力更大
B.乙所受的浮力更大
C.甲、乙所受的浮力一样大
D.因不知道液体的密度，故无法比较浮力的大小
9.将甲、乙两物体分别挂在弹簧测力计下，然后浸没在水中，发现两次测力计的示数都减小了1 N，则甲、乙一定有相同的（ ）
A.密度 B.体积
C.质量 D.重力
10.【教材习题改编】将同一个铜块，分别浸没在水和煤油中，则铜块受到的浮力之比为 .再将一质量与铜块相同的铝块浸没在水中，则铜块和铝块在水中受到的浮力之比为 .（ρ水＝1.0 g/cm3，ρ煤油＝0.8 g/cm3，ρ铜＝8.9 g/cm3，ρ铝＝2.7 g/cm3）
11.如图是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块等测量某液体密度的情景.根据图中信息求：（ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）
（1）金属块的质量.
（2）金属块的密度.
（3）所测液体的密度.
@拓展 满分训练
12.小明将电子秤放在水平桌面上并调零，将溢水杯放到电子秤上，按实验操作规范将溢水杯中装满水，此时读出电子秤的示数.然后再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中，铝块始终不与溢水杯接触，如图所示.当铝块浸没在水中静止时，则关于电子秤示数的变化情况，下列判断正确的是（ ）
A.变小
B.不变
C.变大
D.可能变大，也可能变小
