六、浮力
第1课时 浮力概念及产生原因
知识点 1 浮力概念
1．浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)________托的力，这个力叫作浮力。浮力的方向总是____________。
2．轮船、鸭子能浮在水面上，是由于受到水向______的______力。在水中搬石头比在空气中搬石头______(选填“轻”或“重”)，也是由于石头受到______________的作用。
3．如图4－6－1所示，浸没在水中的小球所受浮力方向应为图中的方向______(选填序号)，这是因为___________________________________________。
图4－6－1
4．下列叙述中没有受到浮力作用的物体是( )
A．人浮在死海的水面上读书
B．乒乓球从水里升起
C．抛入水中的石块正在快速下沉
D．太空中的宇宙飞船
知识点 2 称重法测浮力
5．如图4－6－2所示，重为G的金属块A静止在水面下，弹簧测力计的示数为F。金属块所受浮力的大小( )
图4－6－2
A．G B．G－F
C．G＋F D．F
6．某物块用细线系在弹簧测力计下，采用正确的称量方法，在空气中称时示数是15 N，浸没在水中称时示数是5 N，则此时物块受到水的浮力为________N。
7．用弹簧测力计在空气中称一铁块，测得重20 N，当把这个铁块的一部分浸在水中时，弹簧测力计的读数为16 N，这时铁块受到的浮力是________N；若将铁块全部浸没在水中，铁块受到的浮力是10 N，这时弹簧测力计的读数为________N。
知识点 3 浮力产生的原因
8．如图4－6－3所示，在玻璃圆筒的两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜，将其浸没在水中，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力大小F向左________F向右，其水平方向的合力F水平＝________；当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力大小F向上________F向下，其合力F竖直＝________，方向________。该探究结果说明，浮力产生的原因是物体受到液体向________和向________的压力差。
图4－6－3
9．一正方体物块浸没在水中，其上表面受到的压力为12 N，下表面受到的压力为20 N，则其受到的浮力是________N。
10．如图4－6－4所示，A、B是可自由移动的物体，C、D是紧紧粘在容器内的物体，现向容器内注入一些水，则下列说法错误的是( )
图4－6－4
A．A物体一定受浮力作用
B．B物体一定受浮力作用
C．C物体一定受浮力作用
D．D物体一定受浮力作用
11．下列关于浮力的说法中正确的是( )
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
12．下列关于浮力的说法中正确的是( )
A．只有浸在液体里的物体才受到浮力，在空气中的物体不受浮力
B．乒乓球和玻璃球均浸在水中，则乒乓球受到浮力，玻璃球不受浮力
C．物体浸在液体中，由于受到浮力，物体的重力要变小
D．铁球浸没在水中缓慢下沉时，弹簧测力计示数不变，说明铁球所受浮力不变
13．一个正方体浸没在水中，上表面与水面相平，则下列说法中正确的是( )
A．它的上、下表面都受到水的压强，其中上表面受的压强较大
B．它的上、下表面都受到水的压力，两表面受的压力相等
C．它的上表面受的压力向上，下表面受的压力向下
D．它的下表面受的压强较大，下表面受的压力向上
14．如图4－6－5所示，有一圆柱形容器，底部和侧壁分别有一木塞A和B，A和B排开水的体积相同，则( )
图4－6－5
A．A塞受到的浮力大于B塞受到的浮力
B．A、B两塞受到的浮力相等
C．A、B两塞没有受到浮力的作用
D．A塞受到的浮力为0，B塞受到的浮力不为0
15．如图4－6－6所示，人漂浮在死海上看书，下列分析正确的是( )
图4－6－6
A．人体受到重力、浮力、水给人的压力作用
B．人所受的重力大小小于人所受的浮力
C．人所受的重力与人所受的浮力是一对平衡力
D．人所受的重力与人所受的浮力是一对相互作用力
16．浮力产生的原因是由于( )
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
17．如图4－6－7所示，将同一长方体分别水平与竖直放置在水中，处于静止状态，它所受到的( )
图4－6－7
A．上、下压力差不等，浮力相等
B．上、下压力差不等，浮力不等
C．上、下压力差相等，浮力不等
D．上、下压力差相等，浮力相等
18．如图4－6－8所示是认识浮力的探究实验。
图4－6－8
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端，如图甲所示，物重G＝________N。
(2)当用手向上托物体时，如图乙所示，手对物体向上的托力F＝________N。
(3)当物体浸入水中后，如图丙所示。将图丙实验与图甲、乙实验对照，说明水对物体也有向上的托力，即浮力。水对物体的浮力F浮＝________N。
(4)该实验是通过________________的物理方法，建立起浮力概念的。
考| 题| 展| 示
19．2016·朝阳一模 重为G的金属块A挂在弹簧测力计上且静止在水面下，如图4－6－9所示，弹簧测力计的示数为F。当剪断连接金属块与测力计的细线时，金属块所受合力的大小为( )
图4－6－9
A．G B．G－F
C．G＋F D．F
详解详析
1．向上 竖直向上
2．上 浮 轻 向上的浮力
3．1 浮力的方向总是竖直向上的
4．D 5.B 6.10 7.4 10
8．＝ 0 ＞ F向上－F向下 竖直向上 上 下
9．8
10．C [解析] 本题考查了浮力产生的原因，即液体对物体上、下表面存在压力差。浸没在液体中的物体不一定都受到浮力的作用。由图可以看出物体A、B分别悬浮和漂浮在水中，F浮＝G，则一定受浮力的作用。关键是判断C和D是否受浮力的作用，物体D下表面受到水向上的压力，F向上＝p向上S，上表面受到水向下的压力，F向下＝p向下S，F浮＝F向上－F向下，因此D受浮力；而物体C下表面没有与水接触，没有受到向上的压力，故不受浮力。
11．C [解析] 浸在液体、气体中的物体受到液体、气体对物体的浮力，故A错误；漂浮在水面上的油也受到浮力，故B错误；浮力的方向总是竖直向上的，故D错误。
12．D
13．D [解析] 液体内部压强随深度增加而增大，所以正方体下表面受到的压强较大，压力较大，故A、B选项错误；上表面与水面相平，不受压力，下表面受的压力方向向上，故C选项错误。
14．D [解析] 浮力产生的原因是液体对物体上、下表面存在压力差。
15．C
16．B
17．D [解析] 长方体处于静止状态，受到的浮力等于重力，所以浮力大小相等；浮力等于浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上、向下压力的差值，所以压力差相等。
18．(1)5 (2)3 (3)2 (4)等效替代
19．D
第2课时 探究浮力大小与哪些因素有关
知识点 1 影响浮力大小的因素
1．影响浮力大小的因素：________、____________。
(1)当V排一定时，液体密度越大，物体受到的浮力________。
(2)当ρ液一定时，排开液体的体积越大，物体受到的浮力________。
2．物体在液体中受到的浮力大小( )
A．和物体本身的重力大小有关
B．和物体的体积大小有关
C．和物体的密度大小有关
D．和物体排开液体的体积大小有关
3．(多选)下列有关浮力的说法中不正确的是( )
A．浸没在液体中的物体所受的浮力与它所在深度无关
B．物体只有浸没在液体中才受到浮力
C．物体受到液体的浮力大小与物体的形状无关
D．物体受到液体的浮力大小只与物体的密度和体积有关
4．如图4－6－10所示， 4 个体积相同的小球浸在水中， 受浮力最小的是( )
图4－6－10
A．A球 B．B球
C．C球 D．D球
5．某同学用如图4－6－11所示的装置探究物块受到液体的浮力。弹簧测力计吊着物块在空气中称时，读数为3 N；当把物块浸没在煤油中称时，读数为2.5 N，此时物块受煤油的浮力为________N；当把物块浸没在水中称时，读数________(选填“大于”“等于”或“小于”)2.5 N。由此可得出结论： 浸没在液体中的物体所受的浮力跟______________有关。
图4－6－11
知识点 2 阿基米德原理
6．浸在液体中的物体受到________浮力，浮力的大小等于________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
7．小芳同学在探究“浮力的大小等于什么”时，用弹簧测力计、小石块、烧杯、小桶等进行实验操作，图4－6－12所示甲、乙、丙、丁是四个步骤示意图。设四个图中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4，由四个图中________两个图的弹簧测力计的读数可以求出小石块受到的浮力；被排开液体的重力为________；如果关系式______________成立，就可以得到著名的阿基米德原理。
图4－6－12
8．关于物体所受的浮力，下列说法中正确的是( )
A．漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大
B．物体的密度越大，受到的浮力越小
C．物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大
D．浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
9．某同学将一质量为300 g的金属块轻轻放入盛满水的容器中，溢出了80 g的水，则金属块受到的水的浮力是________N。(g取10 N/kg)
10．下列关于浮力的说法中，正确的是( )
A．同一物体浸没在水中越深，受到的浮力越大
B．不同种材料制成的体积相同的实心球和空心球，浸没在同种液体中，受到的浮力一样大
C．同一物体，分别浸没在水和酒精中，受到的浮力一样大
D．体积相同的铁块和铝块，浸没在同种液体中，受到的浮力不同
11．潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中，体积不断增大。关于气泡所受液体的压强和浮力的变化情况，下列说法正确的是( )
A．压强变大，浮力变大
B．压强变小，浮力变大
C．压强变大，浮力变小
D．压强变小，浮力变小
12．2016年6月4日四川广元“双龙”号游船翻沉，水下机器人下水执行搜寻任务，在机器人全部浸入水中后继续下降的过程中，它所受到的压强和浮力的变化情况是( )
A．压强不变，浮力不变 B．压强不变，浮力变大
C．压强变大，浮力不变 D．压强变大，浮力变大
13．有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神，如图4－6－13所示。“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成，两者之间由一根线连接。正常游泳时，连接线是松弛的，气囊漂浮着，跟人如影相随。在体力不支等情况下，可将气囊压入水中，防止人下沉，在此情况下( )
图4－6－13
A．人的重力减小了 B．人所受的重力方向改变了
C．气囊排开水的体积变小了 D．气囊受到的浮力变大了
14．将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时没入水中，静止在如图4－6－14所示的位置中，绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是( )
图4－6－14
A．F1>F2 B．F1＝F2
C．F115．跳水运动员入水的过程中，他所受浮力F随深度h变化的关系如图4－6－15所示，其中正确的是( )
图4－6－15
16．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，小明用弹簧测力计、圆柱体、两个装有适量水和盐水的同样的烧杯，对浸在液体中的圆柱体所受的浮力进行了探究，实验装置和每次实验中弹簧测力计的示数如图4－6－16所示。请按要求回答下列问题：
图4－6－16
(1)比较图甲和图乙可知：图乙中圆柱体受到的浮力的大小为________N。
(2)比较图乙和图丙，说明浮力的大小与________________有关。
(3)通过图乙和图戊的探究，不能得到浮力大小与液体密度是否有关，原因是________________________________________________________________________。
(4)通过图中数据可知：圆柱体的密度是________kg/m3。(g取10 N/kg)
17．小萱在探究某个力学问题时通过实验得到如下表所示的实验数据，请根据表中数据归纳出拉力F与体积V的关系：F＝________________________________________________________________________。
V/dm3
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
F/N
4.4
3.6
2.8
2.0
1.2
0.4
考| 题| 展| 示
18．2018·北京 为了验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”，小明选用如图4－6－17所示的圆柱体A(ρA>ρ水)、弹簧测力计和装有适量水的烧杯进行实验。
图4－6－17
(1)以下是他的部分实验步骤，请你帮他补充完整：
①将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F1。
②将圆柱体A下部的一格浸入水中，圆柱体不接触容器，静止时记录弹簧测力计的示数为F2。
③______________________________________，静止时记录弹簧测力计的示数为F3。
(2)由F1－F2________(选填“＝”或“≠”)F1－F3，可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”。
详解详析
1．液体密度 排开液体的体积 (1)越大
(2)越大
2．D
3．BD 4.A
5．0.5 小于 液体的密度
6．竖直向上的 物体排开的液体所受的重力
7．甲、丙 F4－F2 F1－F3＝F4－F2
8．C
9．0.8
10．B 11.B 12.C
13．D 14.B
15．A [解析] 运动员入水后h逐渐增大，V排先变大后不变，根据公式F浮＝ρ液gV排可知，浮力先变大后不变，故A正确。
16．(1)0.6
(2)物体排开液体的体积
(3)物体排开液体的体积不同
(4)1.5×103
17．F＝5.2 N－(8 N/dm3)×V
[解析] 任意选取两组数据组成二元一次方程组求解即可。
18．(1)③将圆柱体A下部的两个格浸入水中，圆柱体不接触容器
(2)≠
[解析] (1)③要探究浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积的关系，需要控制液体密度相同，改变排开液体的体积，故需要将圆柱体A下部的两个格浸入水中，圆柱体不接触容器，静止时记录弹簧测力计的示数为F3；
(2)圆柱体A下部的一格浸入水中时所受的浮力：F浮1＝F1－F2；
圆柱体A下部的两个格浸入水中时所受的浮力：F浮2＝F1－F3；
由F1－F2≠F1－F3知，F浮1≠F浮2可得“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”。
