第3课时 物体浮沉条件的应用
01 知识管理)
物体浮沉条件的应用
密 度 计：利用漂浮时F浮＝G计的原理工作。因为F浮＝ρ液gV排，液体密度不同，密度计排开液体的__体积__不同，液面所对应的位置也就不同。
轮 船：利用“__空心__”的方法可以在不增加物体自重的条件下增大__排水体积__，获得更大的浮力，最终使船漂浮。
注 意：(1)因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从海行驶到江河或从江河行驶到海，其受到的浮力不变；
(2)根据F浮＝ρ液gV排，同一艘轮船从海行驶到江河，因为F浮不变，ρ液减小，所以V排必增大，即船身稍下沉。
潜 水 艇：潜水艇是在不改变浮力的条件下，通过改变__自身重力__来实现上浮和下潜的。
热气球和气艇：(1)采用充密度比空气__小__的气体(氢气、氦气、热空气)的办法，使它受到的浮力大于重力而升空；
(2)通过充气和放气改变气球或气囊的体积从而改变浮力的大小，实现升降。
02 基础题)
1．鱼类体内有鱼鳔，鱼通过改变鱼鳔的体积，可以轻易地改变自身的沉浮。鱼能控制自身的沉浮，主要是通过改变(A)
A．所受的浮力 B．所受的重力
C．液体的密度 D．身体的温度
2．关于潜水艇的上浮和下沉，下列说法正确的是(A)
A．潜水艇是通过改变自身重力达到上浮和下沉的
B．潜水艇是通过改变浮力达到上浮和下沉的
C．潜水艇下沉越深，所受浮力越大
D．潜水艇浮出水面的过程中，所受浮力不变
3．(哈尔滨中考)在水中，鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示，下列说法正确的是(C)
A．水对石头的压强比对木头的小
B．木头受到的浮力大于它自身的重力
C．鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D．石头受到的浮力等于它自身的重力
4．关于浮力的应用，下列说法正确的是(B)
A．潜水艇在露出水面前的上浮过程中，所受浮力增大
B．同一艘轮船在海里航行时与在河里航行时所受浮力相等
C．气象探测气球里所充气体的密度大于空气的密度
D．一个鸡蛋可以漂浮或悬浮在不同浓度的盐水中，鸡蛋所受的浮力不同
5．在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝，把它放到甲、乙、丙三种密度不同的液体中，木棍浸入液体里的情况如图所示，则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度ρ之间的关系，正确的是(C)
A．F甲＞F乙＞F丙 ρ甲＞ρ乙＞ρ丙
B．F甲＜F乙＜F丙 ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
C．F甲＝F乙＝F丙 ρ甲＞ρ乙＞ρ丙
D．F甲＝F乙＝F丙 ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
6．中国改装的“瓦良格”号航空母舰出海试航，当航母在平静的水面航行时，它所受的浮力__等于__(填“大于”“等于”或“小于”)它的总重力。当航空母舰上舰载飞机起飞后，它排开水的体积__减小__(填“增大”“减小”或“不变”)。
7．用密度计测量液体密度时，如图所示，它的重力和浮力大小__相等__；液体的密度越大，它排开液体的体积越__小__，密度计的位置也就越__高__(填“高”或“低”)。
03 中档题)
8．(常州中考)在宠物商店买了热带鱼后，商家一般会将鱼放在装有水的透明塑料袋中扎好，方便顾客带走，回家后，将其直接放入盛水的玻璃缸中，不计塑料袋质量，下列情况可能发生的是(B)
9．(盐城中考)未煮过的汤圆沉在水底，煮熟后漂浮在水面上，则此时汤圆(D)
A．受到的浮力等于重力，排开水的体积比未煮过的小
B．受到的浮力大于重力，排开水的体积比未煮过的小
C．受到的浮力大于重力，排开水的体积比未煮过的大
D．受到的浮力等于重力，排开水的体积比未煮过的大
10．(温州中考)半潜船可用来运输超大型货物，空载时漂浮于海面(如图甲)；装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙)；待货物被拖到甲板上方时，排出水舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载(如图丙)。半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为F1、F2、F3，则以下判断正确的是 (B)
A．F1>F3>F2 B．F2>F3>F1
C．F3>F1>F2 D．F3>F2>F1
11．(聊城中考)潜水艇对保卫我国的南海起着重要的作用。如图所示，潜水艇在水中处于悬浮状态，此时其所受浮力与重力的大小关系为：F浮__＝__(填“＞”“＜”或“＝”)G。当压缩空气将水舱中的水排出一部分时，潜水艇将__上浮__(填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。
12．(东营中考)一艘船重为8.0×104牛，当船漂浮在水面上时，船排开水的重力为__8×104__牛，此时船排开水的体积为__8__米3。(g取10牛/千克，ρ水＝1.0×103千克/米3)
13．(烟台中考)一艘远洋轮船装上货物后，发现船下沉了一些，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”)，船相对于水面将__上浮__(填“上浮”“下沉”或“不变”)。
14．如图所示，将一个体积为1.0×10－3米3、重6牛的木块用细线系在底面积为400厘米2的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时，求：(g取10牛/千克)
(1)木块浸没在水中受到的浮力；
(2)剪断细线后，木块处于静止时，木块露出水面的体积为多大。
解：(1)木块浸没在水中时受到的浮力：F浮＝ρgV＝1.0×103千克/米3×10牛/千克×1.0×10－3米3＝10牛
(2)因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力，所以剪断细线后，木块会上浮直至漂浮在水面上，由于漂浮，所以F浮′＝G物＝6牛，由F浮＝ρ液gV排得：V排＝＝＝6×10－4米3，则V露＝V－V排＝1.0×10－3米3－6×10－4米3＝4×10－4米3
04 拓展题)
15．(苏州中考)小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图)，他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封，用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是(B)
A．“浮沉子”下沉时，所受重力大于它受到的浮力
B．无论怎样挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”不可能悬浮在水中
C．“浮沉子”上浮时，小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
第3节 水的浮力
第1课时 浮力 阿基米德原理
01 知识管理)
1．浮力
定 义：浸在液体(或气体)中的物体受到的液体(或气体)__向上__的力叫做浮力。
产生原因：物体上下表面所受液体(或气体)压力不同。
2．浮力三要素
大 小：(1)从产生原因来求：F浮＝F下表面－F上表面
(2)用弹簧测力计来求：F浮＝G－F拉
方 向：__竖直向上__(与重力方向相反)。
作 用 点：物体重心。
施力物体：液体或气体。
注 意：(1)F浮＝G－F拉适用条件：物体在水中会下沉；
(2)若物体下表面不受液体或气体的压力，则物体不受浮力。
3．阿基米德原理
原 理：浸在液体中的物体受到__向上__的浮力，浮力的大小等于__物体排开的液体受到的重力__。
公 式：F浮＝G排液＝__ρ液gV排液__。
说 明：阿基米德原理同样适用于气体浮力的计算。
注 意：(1)浸入液体中的物体受到的浮力只与ρ液、V排有关；
(2)浮力与物体浸没在液体中的深度，物体的密度、形状无关；
(3)阿基米德原理表达式中V排是指物体排开液体的体积，也就是物体浸入液体中的体积V浸，但V排不同于V物。当物体部分浸入时，V排 (4)计算时，单位要统一，密度单位必须用千克/米3，体积的单位用米3，计算出的浮力单位才是牛。
02 基础题)
1．浮力产生的原因是(B)
A．液体(或气体)对物体有压力
B．液体(或气体)对物体有压力差
C．液体(或气体)有质量
D．物体对液体(或气体)有压力
2．将重为6牛的物体浸没在水中，它排开的水重5牛，则物体在水中受到的浮力是(B)
A．6牛 B．5牛 C．1牛 D．11牛
3．下列关于浮力的说法中正确的是(C)
A．浮力都是由水产生的
B．只有固体才能受到浮力的作用
C．浮力方向与重力方向相反
D．在不同液体中浮力方向会不同
4．(张家界中考)两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中，同时松手，小木块上浮，大石块下沉。比较松手时两者所受的浮力(B)
A．木块受的浮力大 B．石块受的浮力大
C．两者受的浮力一样大 D．条件不足，无法比较
5．关于浮力，下列说法正确的是(D)
A．在水中会下沉的金属块不受到浮力
B．浮力的大小与物体浸没的深度有关
C．浮力的大小与物体的形状有关
D．浮力是由于物体上、下表面受到的压力不同产生的
6．用弹簧测力计测出一个物体重为4牛，然后将该物体浸没在水中，这时弹簧测力计的示数变为3牛，则该物体在水中受到的浮力是(D)
A．7牛 B．4牛 C．3牛 D．1牛
7．(北京中考)某个热气球充气后体积为3 000米3，则该热气球所受的浮力为__3.87×104__牛。(g取10牛/千克，空气密度取1.29千克/米3)
03 中档题)
8．在研究浮力的大小时，小明将浮于水面的盆子向下按，用力越大，盆子浸入水中的部分越多(如图)。针对这一现象，同学们经过讨论提出了下面四个问题。你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是(C)
A．物体所受浮力大小与哪些因素有关
B．物体所受浮力大小与排开水的多少有什么关系
C．物体所受浮力大小与排开液体体积的多少有什么关系
D．物体所受浮力大小与物体浸入水中的体积多少有什么关系
9．二战时期，德国纳粹一潜水艇在下潜过程中，撞到海底被搁浅(潜水艇的大半身已被淤泥浸没)而不能浮起来，这是因为(C)
A．有浮力，但浮力小于重力
B．有浮力，且浮力等于重力
C．潜水艇底部没有水进入，不产生向上的浮力
D．机器坏了，不产生浮力
10．在探究浮力问题时，某同学做了如图所示实验。测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4。其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是(D)
A．F1>F2>F3>F4 B．F1－F2＝F3－F4
C．F1＋F2＝F3＋F4 D．F1－F3＝F4－F2
11．夏天人们游泳时，从岸边走向水深处的过程中，受到的浮力变化情况是(A)
A．浮力增大 B．浮力不变
C．浮力减小 D．先增大后减小
12．将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中，鸡蛋漂浮，然后逐渐向杯中加入清水，当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水，如图所示，图中的图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是(C)
13．边长是0.1米的正方体，浸没在水里，上表面距液面10厘米，则物体上表面受到的压力是__10__牛；下表面受到的压力是__20__牛；所受的浮力是__10__牛。(g取10牛/千克)
14．小强用测力计等器材测量一块石灰石的密度，请将下面实验步骤中的数据补充完整。(g取10牛/千克)
(1)如图甲所示，用测力计测出该石灰石在空气中的重力G＝2.5牛；
(2)将该石灰石浸没在水中静止时，如图乙所示，测力计的示数F＝__1.5__牛；
(3)根据阿基米德原理可算出该石灰石的体积V＝__1×10－4__米3；
(4)根据密度公式算出该石灰石的密度ρ＝__2.5×103__千克/米3。
15．一张总体积为0.3米3的质量分布均匀的长方体塑料泡沫床垫，将其放入水中时，床垫有体积浸入水中，若g取10牛/千克，求：
(1)此时床垫受到的浮力多大？
(2)床垫的重力和浮力哪个大？为什么？
解：(1)根据阿基米德原理F浮＝ρgV排＝可求得床垫受到的浮力：F浮＝1.0×103千克/米3×10牛/千克××0.3米3＝600牛
(2)一样大。因为床垫是浮在水面的(即处于静止状态)，所以受到的重力和浮力是一对平衡力，二者一样大。
04 拓展题)
16．(湖州中考)将一个黄色金属的实心龙雕像悬挂在弹簧秤上。在空气中时，弹簧秤的示数为1.8牛，当雕像完全浸没在水中时，弹簧秤的示数为1.6牛。请回答：
(1)雕像完全浸没在水中时受到的浮力是__0.2__牛。
(2)通过计算判断这个雕像是否是纯金制成的？(ρ金＝19.3×103千克/米3)
解：m＝G/g＝1.8牛/(10牛/千克)＝0.18千克
由F浮＝ρ液gV排液得，V排液＝F浮/ρ液g＝0.2牛/(1.0×103千克/米3×10牛/千克)＝0.2×10－4米3
因为雕像完全浸没在水中，所以V物＝V排液＝0.2×10－4米3
ρ物＝m物/V物＝0.18千克/0.2×10－4米3＝9×103千克/米3
9×103千克/米3<19.3×103千克/米3，所以这个雕像不是纯金制成的。
第2课时 物体浮沉的条件
01 知识管理)
物体的浮与沉
条 件：浸没在液体中的物体，受到重力和浮力，物体在液体中的浮沉状况取决于重力和浮力的大小。
(1)F浮__<__G，物体下沉；
(2)F浮__>__G，物体上浮；
(3)F浮__＝__G，物体悬浮，此时V排__＝__V物；
(4)上浮的物体露出液面后，浮力会减小。当F浮__＝__G时，物体漂浮，此时V排__<__V物。
拓 展：对于实心物体：
(1)当ρ液>ρ物时，物体上浮(最终漂浮)；
(2)当ρ液<ρ物时，物体下沉；
(3)当ρ液＝ρ物时，物体悬浮。
说 明：(1)上浮和下沉都是不稳定状态，上浮的物体最终会浮出液面，处于漂浮状态；下沉的物体最终则会沉到液底处于静止状态(沉到水底时：F浮＋F支持力＝G)；
(2)漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而处于平衡状态，F浮＝G。
注 意：(1)“浸没”是指物体全部浸入液体中，被液体全部包围，V物＝V排；
(2)“浸入”是指物体部分或全部浸在液体中，部分或全部被液体包围；
(3)“漂浮”是物体浮在液面上，只有部分浸入液体中，V物＞V排；
(4)“悬浮”是指物体全部浸入液体中，并且可以停留在液体中的任何深度，V物＝V排；
(5)“上浮”和“下沉”是物体在重力和浮力共同作用下，物体向上或向下运动的过程，即F浮＞G，物体上浮；F浮＜G，物体下沉。
02 基础题)
1．在帮妈妈做家务的时候，小明发现两根相同体积的筷子，甲浮在水面上，乙沉在水底，如图所示。由此可知甲比乙(A)
A．所受浮力小
B．质量大
C．所受压强大
D．密度大
2．一物体的质量是2千克，用手按在水中浸没时受到的浮力是30牛，则放开手后物体将(A)
A．上浮 B．悬浮
C．下沉 D．无法判断
3．(桂林中考)如图所示，质量相等的甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中，下列说法正确的是(D)
A．甲球受到的浮力大
B．乙球受到的浮力大
C．甲球浸在水中的体积大
D．两球浸在水中的体积一样大
4．(成都中考)将一小石块浸没在水中，放手后小石块沉入水底，在小石块下沉过程中，下列分析正确的是(D)
A．浮力变大 B．浮力变小
C．浮力大于重力 D．浮力小于重力
5．(来宾中考)把体积为2×10－3米3、重为12牛的物块放入水中，当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g取10牛/千克)(B)
A．漂浮，F浮＝20牛 B．漂浮，F浮＝12牛
C．沉底，F浮＝20牛 D．沉底，F浮＝12牛
6．俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中可以漂浮，李子投入水中会下沉。漂浮的西瓜受到的浮力__大于__李子受到的浮力，西瓜的密度__小于__李子的密度。(填“大于”“小于”或“等于”)
7．(邵阳中考)一个质量为160克、体积为200厘米3的物体，将它完全浸没在水里，松手后，物体将__上浮__(填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(g取10牛/千克)
03 中档题)
8．(聊城中考)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。则下列说法不正确的是(C)
A．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．小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力
D．在甲液体中容器底对小球A的支持力小于对小球B的支持力
9．实验课上，小明通过向水中加盐的方法，使原来沉在烧杯底部的鸡蛋慢慢由沉底变为悬浮最后漂浮起来。下列有关该鸡蛋的说法正确的是(A)
A．由沉底到悬浮的过程中受到的浮力变大
B．由沉底到悬浮的过程中受到的浮力变小
C．由悬浮到漂浮的过程中受到的浮力变大
D．由悬浮到漂浮的过程中受到的浮力变小
10．把一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后有76克水溢出；将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中，静止后有64克酒精溢出。已知酒精的密度是0.8×103千克/米3，则物块在水中的状态及物块的密度是(B)
A．悬浮，1.0×103千克/米3
B．漂浮，0.95×103千克/米3
C．下沉，1.2×103千克/米3
D．漂浮，0.90×103千克/米3
11．(雅安中考)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(C)
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
12．(自贡中考)一重为0.6牛的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中，如图所示，鸡蛋在甲中悬浮，在乙中漂浮，则鸡蛋在甲中受到的浮力为__0.6__牛，甲的密度__＜__(填“＞”“＜”或“＝”)乙的密度。
13．质量相等的木块和冰块，都浮在水面上，木块受到的浮力__＝__冰块受到的浮力；木块排开水的体积__＝__冰块排开水的体积。(填“＞”“＜”或“＝”)
14．为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、量筒、金属块、细线、水及其他简单辅助器材。实验步骤如下：
(1)按如图甲的方法测出金属块受到的重力，大小为__2.2__牛；
(2)按如图乙的方法测出金属块浸没在水中时排开水的体积，大小为__20__厘米3；
(3)用公式F浮＝ρ水gV排计算金属块浸没在水中受到的浮力，大小为__0.2__牛；
(4)比较金属块浸没在水中受到的浮力和金属块受到的重力大小，可知金属块浸没在水中时会__下沉__。(填“上浮”“悬浮”或“下沉”)
04 拓展题)
15．(枣庄中考)现有甲、乙两个完全相同的容器，盛有体积相同的不同液体，把一个鸡蛋分别放入两容器中的情形如图所示，鸡蛋在甲、乙两杯液体中所受的浮力分别为F甲浮和F乙浮，两杯液体对容器底部的压力分别是F甲和F乙，压强分别是p甲和p乙，以下判断正确的是(C)
A．F甲浮＜F乙浮 F甲＝F乙 p甲＜p乙
B．F甲浮＞F乙浮 F甲＜F乙 p甲＜p乙
C．F甲浮＝F乙浮 F甲＞F乙 p甲＞p乙
D．F甲浮＝F乙浮 F甲＜F乙 p甲＞p乙
16．把一个外观体积为17.8厘米3的空心铜球放入水中，它恰好处于悬浮状态。已知铜的密度是8.9×103千克/米3，g取10牛/千克，求：
(1)空心铜球的重力；
(2)铜球空心部分的体积。
解：(1)G＝F浮＝ρ液gV排＝1.0×103千克/米3×10牛/千克×17.8×10－6米3＝0.178牛
(2)铜球实心部分的体积：
V实＝G/(ρg)＝0.178牛/(8.9×103千克/米3×10牛/千克)＝2×10－6米3＝2厘米3
铜球空心部分的体积：
V空＝V－V实＝17.8厘米3－2厘米3＝15.8厘米3
