【整合】人教版九年级 中考复习第十章 浮力教案

第十章
浮力
◎
浮力及其应用
1．浸在液体中的物体，受到液体对它竖直向
( http: / / www.21cnjy.com )上的力叫做浮力．浮力产生原因：物体受到液体对它向上的压力大于向下的压力．其压力差就是浮力．浮力的方向是竖直向上，施力物体是液体．
2．阿基米德原理：浸在液体(或气体)中的物
( http: / / www.21cnjy.com )体所受到的浮力，大小等于它排开的液体(或气体)受到的重力．公式：F
浮＝G排＝ρ液gV排．由公式可知，浮力只与液体密度和排开液体的体积有关，而与放入液体中的物体的重力、密度、体积、形状、所处位置和全部浸没时的深度无关．
3．浮沉条件：上浮：F
浮＞G物(ρ物＜ρ液)
漂浮：F
浮＝G物(ρ物＜ρ液)
悬浮：F
浮＝G物(ρ物＝ρ液)
下沉：F
浮＜G物(ρ物＞ρ液)
4．浮力的应用：(1)轮船的大小用排水量表示，它表示轮船满载时排开水的质量；
(2)潜水艇靠改变自身重力实现上浮、下潜；
(3)气球、飞艇靠改变浮力实现上升、下降；
(4)密度计在任何液体中都处于漂浮状态．在所能测的液体中受到的浮力相等．
5．计算浮力的方法：
(1)称重法：F
浮＝G－F
示
(2)产生原因：F
浮＝F
向上－F
向下
(3)阿基米德原理：F
浮＝G排＝ρ液gV排
(4)利用浮沉条件：漂浮或悬浮时F
浮＝G物
中考典例精析
甲、乙两个质量相等的实心小球，密度分别为ρ甲、ρ乙，且ρ甲∶ρ乙＝3∶2.将它们放入足够深的水中，甲、乙两球静止时所受浮力之比可能是(　　)
A．3∶2　　　　　　B．1∶1
C．ρ水∶ρ乙　　
D．ρ水∶ρ甲
解析：分几种可能的情况来讨论．如果甲、乙两
( http: / / www.21cnjy.com )小球的密度均小于水的密度，静止时二者均漂浮于水面上，所受浮力等于所受重力，它们的质量相等，所受浮力相等，此种情况下所受浮力之比为1∶1，因为ρ甲＞ρ乙＝3∶2，还有一种可能是甲悬浮乙漂浮，浮力之比也等于1∶1，当二者均沉底，或者甲沉底乙悬浮时，此时它们所受浮力之比为它们所排开的液体体积之比，因为都浸没，排开水的体积即为各自的体积，所以浮力之比是2∶3；最后一种情况是甲沉底而乙漂浮在水面上，此时甲受到的浮力为F甲＝ρ水gV甲，乙受到的浮力等于其重力，也就等于甲的重力，大小为：F乙＝G乙＝G甲＝ρ甲gV甲，二者所受浮力之比为：F甲∶F乙＝ρ水gV甲∶(ρ甲gV甲)＝ρ水∶ρ甲，归纳后得出，BD两个选项是正确的．
答案：BD
变式训练：1、弹簧测力计下
( http: / / www.21cnjy.com )吊着重力为14.7
N的金属块，当金属块浸没在水中时，弹簧测力计示数为9.8
N，则水对金属块的浮力为4.9N，金属块排开水的体积为5×10－4m3.
在装有不同液体的甲、乙两个烧杯中，同时放入两个完全相同的物体，当物体静止后，两烧杯的液面恰好相平，如图所示．若液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是p甲、p乙，液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙，则对它们的判断正确的是(　　)
A．p甲＞p乙，F甲＝F乙
B．p甲＝p乙，F甲＞F乙
C．p甲＝p乙，F甲＜F乙
D．p甲＞p乙，F甲＝F乙
解析：由图知，物体在甲液体中漂浮，在乙
( http: / / www.21cnjy.com )液体中悬浮，所以ρ甲＞ρ乙，根据液体压强公式：p＝ρgh，因为深度相同，ρ甲＞ρ乙，所以p甲＞p乙，因为在甲、乙液体中物体的浮力都等于重力，所以F甲＝F乙，故选A.
变式训练：2、将一方形木块放入盛水
( http: / / www.21cnjy.com )容器时，木块体积的浸入水中，此时木块排开水重是3
N，则木块受到的浮力是3N，木块的密度是0.67×103kg/m3.再在木块上放一铁块，刚好使木块全部浸入水中，如图，则铁块的重为1.5N.(g取10
N/kg)
体积为50
cm3，质量是45
g的物体，将其缓缓放入装满水的烧杯中，物体静止后，溢出水的质量为，将其缓缓放入装满酒精的烧杯，溢出酒精的质量是．(ρ酒＝0.8×103
kg/m3)
解析：先求物体的密度判断此物体在水和酒精中的状态
ρ物＝＝＝0.9
g/
cm3
因ρ物＜ρ水，物体在水中漂浮，根据漂浮条件：
F浮＝G，即m水g＝m物g，则m水＝m物＝45
g
因ρ物＞ρ酒，物体在酒精中沉底，则F′浮＝ρ酒gV排，溢出酒精质量为：m酒＝ρ酒V物＝0.8
g/cm3×50
cm3＝40
g
答案：45
g　40
g
变式训练：3、A、B两个实心物体，
( http: / / www.21cnjy.com )质量相同，密度之比为ρA∶ρB＝1∶2，将它们分别放入足够多的酒精和水中，它们受到的浮力比值不可能是(ρ酒＝0.8×103
kg/m3)(　D　)
A．1∶1　　　　　　　B．8∶5
C．2ρA∶ρ水　　
D．2ρ酒∶ρB
下列关于浮力知识的应用，说法正确的是(　　)
A．一艘轮船在海里和河里航行时，在海里受的浮力大
B．密度计在不同液体中漂浮，浸入体积越小，所测液体密度越大
C．阿基米德原理只适用于液体，不适合于气体
D．潜水艇像鱼一样是靠改变自身体积，从而改变所受的浮力，实现上浮下潜的
解析：轮船无论在海上还是河里都处于漂浮状态，
( http: / / www.21cnjy.com )浮力等于自身的重力，密度计的原理是漂浮条件：F浮＝G＝ρ液gV排，浮力不变，V排越小，则ρ液越大；阿基米德原理既适用于液体，又适用于气体，潜水艇是靠改变自身重力实现上浮下潜的．
答案：B
变式训练：4、关于物体受到的浮力，下面说法正确的是(　C　)
A．物体的密度越大，受到的浮力越小
B．物体没入水中越深，受到的浮力越大
C．物体排开水的体积越大，受到的浮力越大
D．漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
课堂达标
1．下列关于浮力的说法中，正确的是(　A　)
A．浮力的方向是竖直向上的
B．浸在液体中的物体受到的浮力与物体密度有关
C．浮力一定等于物体的重力
D．物体的体积越大，受到的浮力越大
2．浸没于水中的乒乓球露出水面之前，受到的浮力(　A　)
A．不变　　　　　　B．变小
C．变大
D．先变小后变大
3．如下图甲所示，在一只薄
( http: / / www.21cnjy.com )塑料袋中装水过半(未满)，用细线扎紧袋口，用弹簧测力计测得其所受重力为4
N；再将这个装水的塑料袋浸入烧杯内的水中，如下图乙所示，当弹簧测力计示数为3
N时，袋内水面与烧杯中的水面相比(不计塑料袋和细线的重)(　A　)
A．比烧杯中的水面高
B．比烧杯中的水面低
C．与烧杯中的水面相平
D．高低无法判断
4．一艘远洋轮船装上货物
( http: / / www.21cnjy.com )后，发现船身下沉了一些，则它受到的浮力变大(填“变大”“变小”或“不变”)．当船由内河驶入大海后，船受到的浮力不变(填“变大”“变小”或“不变”)，船身相对于水面将上浮(填“上浮”“下沉”或“不变”)．
5．如下图所示，把一个小球分别放入盛满
( http: / / www.21cnjy.com )不同液体的甲、乙两个溢水杯中，甲杯中溢出的液体质量为40
g，乙杯中溢出的液体质量是50
g，则小球质量是50g，甲、乙两杯中液体的密度之比ρ甲∶ρ乙＜4∶5(填“＞”“＜”或“＝”)．
专题训练
12
一、选择题(每小题4分，共40分)
1．如图所示，在一只不计重力和厚度的塑
( http: / / www.21cnjy.com )料袋中装入大半袋水，用弹簧测力计钩住并将其慢慢浸入水中，直至塑料袋中的水面与容器中的水面相平．此过程中弹簧测力计的示数(　　)
A．逐渐减小到零
B．先减小后增大
C．始终保持不变
D．逐渐增大
解析：塑料袋重力厚度忽略不计，当整个袋子都完全没入水中时，处于悬浮状态，此时弹簧测力计的示数为0，故选A.
答案：A
2．将质量为100
g的物体投入盛
( http: / / www.21cnjy.com )有100
mL酒精的量筒中(已知ρ酒精＝0.8×103
kg/m3)，物体静止后，酒精液面上升到200
mL刻度线处，则该物体在量筒中的情况是(　　)
A．物体沉在量筒底部
B．物体漂浮在酒精液面上
C．物体悬浮在酒精中
D．条件不足，无法确定
解析：物体排开酒精的体积为V＝200
c
( http: / / www.21cnjy.com )m3－100
cm3＝100
cm3，根据阿基米德原理：F浮＝G排＝ρ排gv排知，排开酒精的质量为80
g，小于物体的质量，即物体重力大于它受到的浮力，故选A.
答案：A
3．如下图，两个相同容器都盛满水，甲
( http: / / www.21cnjy.com )中有一个体积为50
cm3，密度为0.5×103
kg/m3的木块漂浮在水面．下列有关说法正确的是(　　)
A．木块漂浮时浮力等于自身重力并有1/3体积露出水面
B．木块缓慢下压至浸没的过程中受到的浮力不变
C．木块全部压入水中两容器底部受水的压力和压强都相等
D．取出木块后两容器对水平桌面的压力和压强都相等
解析：因为两个容器相同，都装满了水，木
( http: / / www.21cnjy.com )块缓慢下压至浸没的整个过程中，甲容器中的水深始终不变，始终与乙容器中的液面相平，所以两个容器底部受到水的压力和压强都相等．木块漂浮时浮力等于自身重力，有一半露出水面；木块缓慢下压至浸没的过程中，排开水的体积逐渐增大，浮力变大；木块取出后，甲容器对水平桌面的压力和压强都减小，故只有C是正确的．
答案：C
4．如图所示，一根细线相连的金
( http: / / www.21cnjy.com )属球和木球一起正在水中匀速下沉，金属球和木球体积大小相同，但质量分别是M和m，且假定每个球下沉时所受的阻力仅指各自所受的浮力．那么，其中的木球所受的浮力，中间细绳的拉力的大小分别是(　　)
A.，
B．(M＋m)g，
C.，0
D.，0
解析：连在一起的木球和金属球在水中匀速
( http: / / www.21cnjy.com )下沉，说明两球在竖直方向上受力平衡．两球的体积相同，浸没在水中排开水的体积相同，由阿基米德原理可知两球所受浮力相同，则G木＋G金属＝2F浮，则木球所受浮力为：F浮＝＝；以金属球为研究对象，金属球在竖直方向上受平衡力作用，由于金属球的重力比木球大，故金属球除受重力、竖直向上的浮力外，还受到细线对其竖直向上的拉力，即：G金属＝F浮＋F拉，则F拉＝G金属－F浮＝G金属－＝＝.本题应选A.
答案：A
5．一物体(长方体)漂浮在液面上，如图甲所
( http: / / www.21cnjy.com )示．对物体施加力的作用，使物体下降至图中的虚线位置．已知物体的下表面到水面的高度为h，水对物体下表面的压强为p，物体受到的浮力为F浮，p、F浮与h的关系如图乙所示．其中正确的是(　　)
A.①③
B．①④
C．②③
D．②④
解析：液体内部压强随深度的增
( http: / / www.21cnjy.com )加而增大，所以物体下表面的压强图象应是逐渐升高的，图象①正确，②错误；浮力的大小与排开液体的体积成正比，当物体完全浸入水中后，其浮力大小将不再变化，故图象③正确，④错误，故本题答案为A.
答案：A
6．“远征号”潜水艇从长江某基地赴东海执行任务过程中(　　)
A．潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力
B．潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力
C．潜水艇在海水中潜行时所受的重力小于在江水中潜行时所受的重力
D．潜水艇在海水中潜行时所受的重力等于在江水中潜行时所受的重力
解析：潜水艇是靠水舱充水、放水来改变它
( http: / / www.21cnjy.com )受到的重力，从而实现下沉、上浮或悬浮．由于海水密度大于江水的密度，所以潜水艇在海水中潜行时水舱充水的重量大于它在江中潜行时水舱充水的重量，潜行时受到的浮力等于重力，故潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受浮力．答案为A.
答案：A
7．把质量相等的实心木球和实心铝球浸没于某种液体中，放手后，木球悬浮而铝球下沉，静止后它们所受浮力的大小关系是(　　)
A．F木＝F铝
B．F木C．F木>F铝
D．无法确定
解析：比较两个物体浮力大小的时候，如果
( http: / / www.21cnjy.com )知道质量相等，一般是利用浮力和重力的大小关系进行比较．木球是悬浮，所以F木＝G木，铝球下沉，所以F铝F铝．
答案：C
8．(多选)向一个质量可以忽略不计的塑料
( http: / / www.21cnjy.com )瓶中装入密度为ρA的液体后密闭．把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中，所受浮力分别为F甲、F乙，如图所示．下列判断正确的是(　　)
A．ρ甲＞ρ乙，F甲＞F乙
B．ρ甲＜ρ乙，F甲＝F乙
C．ρ甲＞ρ乙，ρ乙＜ρA
D．ρ甲＜ρ乙，ρ乙＞ρA
解析：从图可以看出，这两种情况下，瓶子都处于
( http: / / www.21cnjy.com )漂浮状态，瓶子内液体重力等于其受到的浮力，所以两次浮力相等．甲图浸入液体的体积大于乙图浸入液体的体积．由F浮＝ρ液gV排可知ρ甲<ρ乙．乙图中，瓶内液体的体积大于排开槽内液体的体积，F浮＝ρ乙gV排＝mg＝ρAgVA，V排ρA.本题答案为BD.
答案：BD
9．小杰同学在游玩海底世界时，观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如右图所示，对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是(　　)
A．浮力不变，压强不变
B．浮力变小，压强变小
C．浮力变大，压强变大
D．浮力变大，压强变小
解析：气泡上升时随着深度减小，压强减小，因此气泡体积会增大，根据F浮
＝ρ液gV排可知受到的浮力增大，因此D项正确．
答案：D
10．三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．A球所受的浮力最小
B．A球所受的浮力最大
C．C球所受的浮力最大
D．C球所受的浮力最小
解析：本题应根据物体排开液体的体积大
( http: / / www.21cnjy.com )小判断浮力．三球的体积相等，由图可知三球排开水的体积关系：VA答案：A
二、填空题(每空2分，共24分)
11．为庆祝中国人民海军建军60周年，2009年4月23日在青岛举行了盛大的海军阅兵仪式．我国92核潜艇首次亮相，如图所示．
(1)潜水艇浮出海面时受到的浮力________潜在海面下受到的浮力(选填“大于”“小于”或“等于”)；
(2)若潜水艇的排水量为5
000
t
( http: / / www.21cnjy.com )，它受到的浮力是________N(g取10
N/kg)．在海面下，随着潜水深度的增加，潜水艇受到水的压强________，浮力________．
解析：潜水艇浮出水面时浸入水中的体积减小
( http: / / www.21cnjy.com )，排开水的体积减少，根据F浮＝ρ水gV排知，浮力减少．潜水艇可以认为悬浮在水中，重力等于浮力．由液体压强p＝ρ水gh可知深度增加，压强增大，但排开水的体积不变，故浮力也不变．
答案：(1)小于　(2)5×107　增大　不变　
12．密度计是用来测量液体密度的仪
( http: / / www.21cnjy.com )器，测量时漂浮在被测液体中．如图，用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度，则密度计在两种液体里受到的浮力大小F甲________F乙，若两种液体深度相同，则两液体对容器底的压强是p甲________p乙．(选填“>”“＝”或“<”)
解析：同一支密度计在两种液体里都是漂
( http: / / www.21cnjy.com )浮的，故由漂浮条件可知，密度计在两种液体里受到的浮力都等于其重力．由于密度计在甲液体中的V排比在乙液体中的大，故由F浮＝ρgV排，可知，当浮力一定时，V排越大则液体的密度越小．又两容器中液体深度相同，由p＝ρgh知p甲＜p乙．
答案：＝　<
13．浸在液体中的物体所受的浮力大小等
( http: / / www.21cnjy.com )于它排开的液体所受的__________．一个60
g的新鲜鸡蛋放在盛有水的容器中下沉，当向水中慢慢加盐并轻轻搅拌，鸡蛋会上浮并静止在液面上．这一现象说明浮力的大小与__________有关．
解析：向水中加些盐，水的密度变大，鸡蛋上浮，说明其受到的浮力也随之增大，所以浮力大小与液体的密度有关．
答案：重力　液体密度
14．小明同学把一个体积为1
( http: / / www.21cnjy.com )25
cm3苹果放入水中，苹果在水里处于悬浮状态，则苹果所受的浮力是______
N．小明从水中取出苹果，分成一个大块和一个小块，再将小块放入水中，发现小块沉入水底，据此现象可以推断：若将大块浸没入水中，松手后大块将会________(取g＝10
N/kg，水的密度为1×103
kg/m3)．
解析：苹果整体在水中处于悬
( http: / / www.21cnjy.com )浮状态，说明其平均密度约等于水的密度，分成两块后，小块沉入水中，说明小块密度比水大，大块必定比水的密度小，才满足平均密度和水差不多．
答案：1.25　上浮(或先上浮后漂浮)
15．一个1
N的钩码，挂在弹簧测力计挂钩
( http: / / www.21cnjy.com )上，当钩码浸没在水中时，弹簧测力计的示数为0.87
N，这个钩码受到水的浮力为______N，钩码的密度为______kg/m3.
解析：物体所受浮力F浮＝G－F＝1
N－0.
( http: / / www.21cnjy.com )87
N＝0.13
N；物体质量m＝，由F浮＝ρ液gV排可得物体体积V＝V排＝，所以物体密度ρ＝＝·ρ水＝×1.0×103
kg/m3＝7.69×103
kg/m3.
答案：0.13　7.69×103
三、作图实验题(16题6分，17题14分，共20分)
16．“远征号”潜水艇在东海执行完任务后返回到长江某基地，请在下图中画出潜水艇加速上浮过程中所受重力和浮力的示意图．
解析：潜水艇受浮力和重力的作用，由于其加速上升，所以浮力大于重力．
答案：
17．在探究有关浮力的实验中：
(1)如图所示，小明做了这样一个小实验：在水
( http: / / www.21cnjy.com )桶中装多半桶水，用手把空的饮料罐按入水中，体会饮料罐所受浮力及其变化，同时观察水面高度的变化。依据这个小实验，对“浮力的大小与什么因素有关？”这一问题，你做出的猜想是__________________．
(2)为验证阿基米德原理，实验需要比较的物理量是__________________________
(3)下图是验证阿基米德原理的一个实验过程图，通过图中________两个步骤测出了浮力(选填代号即可)．
(4)小明同学利用上面实验中
( http: / / www.21cnjy.com )的器材和木块，进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理．但实验过程中有一个步骤与上图不同，这个步骤是____________(选填代号即可)．
答案：(1)浮力大小与排开水的多少有关
(2)浮力和排开水的重力
(3)B和C
(4)C
四、计算题(16分)
18．科技小组的同学用泡沫塑料和
( http: / / www.21cnjy.com )灯泡等物件制作了一个航标灯模型，如右图A所示．航标灯A总重4
N，A底部与浮子B用细绳相连．当水位上升时，浮子B下降；水位下降时，浮子B上升，使航标灯A静止时浸入水中的深度始终保持为5
cm，航标灯A排开水的质量为500
g、浮子B重0.5
N(不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦)．求：
(1)A底部受到水的压强是多大？
(2)航标灯静止时，浮子B的体积应为多大？
(g取10
N/kg，ρ水＝1.0×103
kg/m3)
答案：解：(1)A底部受到水的压强
p＝ρgh＝1.0×103
kg/m3×10
N/kg×0.05
m＝500
Pa
(2)A受到的浮力
F浮＝G排＝mg＝0.5
kg×10
N/kg＝5
N
A在重力、浮力和拉力作用下保持静止，则绳子对A的拉力为
F＝F浮－GA＝5
N－4
N＝1
N
B受到绳子的拉力F′＝F＝1
N
浮子在重力、浮力和拉力作用下保持静止，则B受到的浮力为
F′浮＝GB＋F′＝0.5
N＋1
N＝1.5
N
根据F浮＝ρgV排可得
浮子体积V＝F′浮/ρg＝＝1.5×10－4
m3.