第3节 水的浮力
第3课时
1．物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体的浮沉取决于________和________的大小。(实心物体浸没在液体中)
F浮F浮>G
F浮＝G(V排液＝V物)
F浮＝G(V排液ρ液<ρ物
ρ液>ρ物
ρ液＝ρ物
ρ液>ρ物
________
________
________
________
注意：①上浮和下沉都是不稳定状态，是动态过程。上浮的物体最终会浮出液面，而处于漂浮状态；下沉的物体最终会沉到容器底处于静止状态。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 。③沉到水底时：F浮＋F支＝G。
2．物体浮沉条件的应用：
(1)航天员水下模拟训练：________时，F浮＝G。
(2)轮船：将钢铁做成空心，增大排开液体的体积，增大浮力使F浮＝G。
①因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋，其受到的浮力________；
②根据F浮＝ρ液gV排液，同一艘轮船从海洋行驶到江河，因为F浮不变，ρ液减小，所以 V排液________，即船身稍下沉。
(3)潜水艇：它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变________来实现的。
(4)密度计：利用物体________条件工作的。因为F浮＝ρ液gV排液，液体密度不同，____________________________。
(5)热气球和飞艇：采用充密度比空气________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。
常考1 理解物体的浮沉条件，能应用浮沉条件解决简单问题；知道轮船、潜艇、气球、气艇、密度计等应用的原理。
1、将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中，鸡蛋下沉至杯底，如图甲所示。向水中加适量盐并使其溶解，鸡蛋恰好处于悬浮状态，如图乙所示。继续加盐并使其溶解，鸡蛋处于漂浮状态，如图丙所示。三种状态下鸡蛋受到的浮力分别为F甲、F乙、F丙，则F甲、F乙、F丙的关系为( )
A. F甲＜F乙＜F丙 B. F甲＜F乙＝F丙
C. F甲＝F乙＞F丙 D. F甲＞F乙＞F丙
2、有一个实心物体，先后投入水中和酒精中。物体静止后，所受到的浮力分别为12牛和10牛。(酒精的密度为0.8×103千克/米3)则物体在水中和酒精中的浮沉状态应是( )
A．在水中悬浮，在酒精中漂浮 B．在水中沉底，在酒精中沉底
C．在水中漂浮，在酒精中悬浮 D．在水中漂浮，在酒精中沉底
常考2 计算浮力的几种方法。
3、［湖洲中考］ 将一个黄色的实心金属龙雕像悬挂在弹簧测力计上。在空气中时，弹簧测力计的示数为1.8N，当雕像完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.6N。请回答：（g 取 10 N/kg）
（1）雕像完全浸没在水中时受到的浮力是_________ N。
（2）通过计算判断，这个雕像是否纯金制成的？（ρ金=19.3×103 kg/m3）
一物体的质量为2kg，体积为3×10-3m3．将其浸没在水中后松手，该物体将 __ （填“上浮”、“漂浮”或“悬浮”），静止时该物体所受的浮力为 __ N．（g=10N/kg）
如图所示，把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中，甲杯中溢出液体的质量是400g，乙杯中溢出液体的质量是500g，求： （1）小球放入甲液体中受到的浮力。 （2）小球的质量是多少？
6、（2018春?梁子湖区校级期中）有一正方体铁块，边长为10cm，用细线系住后，把它浸入水中，如图所示。铁块上表面距水面8cm，g取10N/kg，则铁块上表面受到水对它的压强是 ，铁块下表面受到水的压力与上表面受到水的压力差F= 。
1.一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0.8×103kg/m3则物块在水中的状态及物块的密度是(g=10N/kg) ( )
A.悬浮，1.0×103kg/m3 B.漂浮，0.95×103kg/m3
C.下沉，1.2×103kg/m3 D.漂浮，0.90×103kg/m3
2.潜水器从刚好浸没时开始下潜到返回水面合计10分钟，显示器上分别显示全过程深度曲线和速度图像如图，下列对潜水器的分析正确的是( )
A.在1~3分钟，受到水的压强逐渐减小 B.在1~3分钟，受到水的浮力逐渐变大
C.在4~6分钟，都是处于水下静止状态 D.在6~8分钟，都是处于受力平衡状态
3.(2019温州校级测试)一支密度计在水中和酒精中读数不等，则它受到的浮力 ( )
A.在酒精中大 B.在水中大 C.一样大 D.无法比较
4.(2017山西中考)俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中会漂浮，李子投入水中会下沉。对此现象，下列说法正确的是（ ）
A.西瓜的密度比李子的密度大 B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C.李子下沉过程中所受水的压强不变 D.李子浸没后，下沉过程所受浮力大小不变
5．（2019?常州）科考队员在南极惊奇地发现长方体冰山，边缘齐整宛如人工切割测得长方体冰山露出海面的高度为4m，冰山在海面下的深度为（ρ冰＝0.9×103kg/m3，ρ海水＝1.1×103/m3）（ ）
A．18m B．22m C．36m D．40m
6．（2019?郴州）A、B是两个不溶于水的物块，用一根细线连接在一起，先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中，处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下，烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为（ ）
A．h甲＜h乙 B．h甲＞h乙 C．h甲＝h乙 D．无法判断
7．用弹簧测力计竖直挂一铁球，当铁球露出水面体积时，弹簧测力计示数为4N；当铁球浸入水中体积时，弹簧测力计示数为1N，取下该铁球放入水中，铁球静止时受到的浮力是（ ）
A．18N B．14N C．8N D．10N
8．桌面上甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精，实心木球和实心铁球的体积相等，如图所示。水、酒精、木球和铁球的密度分别为ρ水、ρ酒精、ρ木和ρ铁．将木球放入水中、铁球放入酒精中，静止时木球和铁球所受浮力的大小分别为F1和F2．下列判断中正确的是（ ）
A．若ρ木＜ρ酒精＜ρ水＜ρ铁，则F1＞F2
B．若ρ木＜ρ酒精＜ρ水＜ρ铁，则F1＜F2
C．若ρ酒精＜ρ木＜ρ水＜ρ铁，则F1＝F2
D．若ρ酒精＜ρ木＜ρ水＜ρ铁，则F1＜F2
9．弹簧测力计下挂一长方物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐进入水中如图（甲），图（乙）是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象，则下列说法中正确的是（ ）
A．物体的体积是500cm3
B．物体受到的最大浮力是5N
C．物体的密度是2.25×103kg/m3
D．物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
10．（2018?杭州）“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3，空载时质量约为22吨，最大荷载240千克。
（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？（海水密度取1.0×103千克/米3，g取10牛/千克）
11．（2019春?宜春期末）小华同学进行了有关“浮力”的实践活动（g取10N/kg）
（1）他选取一质量为900g、体积为1200cm3的长方体木块，让它漂浮在水面上（如图甲所示）求木块受到的浮力。
（2）他取来规格相同的由合金材料制成的螺母若干，每个螺母的质量为60g，他用弹簧测力计、一个螺母做了图乙所示的实验，螺母静止在水中时弹簧测力计的示数为0.4N，求螺母的体积。
（3）他又将螺母逐个放置在漂浮的木块上。问：放多少个螺母时，木块刚好浸没在水中？
12．（2019?杭州二模）肺活量是一个人最大吸气后再最大呼气所呼出气体的体积，单位是毫升（mL）。它是身体机能的重要指标之一。图所示的是一种测定肺活量的简单实用方法的示意图，A为倒扣在水中的一端开口的薄壁圆筒，质量为200g，测量前排尽其中的空气（即测量前筒内充满水），测量时，被测试者吸足空气，再通过气嘴B尽量将气体呼出，呼出的气体通过导管进入圆筒A内，使圆筒A浮起。已知筒A的横截面积为200cm2，小金同学吹气，使筒底浮出水面的高度H＝18cm，
求：（1）此时圆筒受到的浮力。
（2）此时圆筒内空气的体积
第3节 水的浮力
第3课时
1．物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体的浮沉取决于__F浮__和__G__的大小。(实心物体浸没在液体中)
F浮F浮>G
F浮＝G(V排液＝V物)
F浮＝G(V排液ρ液<ρ物
ρ液>ρ物
ρ液＝ρ物
ρ液>ρ物
__下沉__
__上浮__
__悬浮__
__漂浮__
注意：①上浮和下沉都是不稳定状态，是动态过程。上浮的物体最终会浮出液面，而处于漂浮状态；下沉的物体最终会沉到容器底处于静止状态。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 。③沉到水底时：F浮＋F支＝G。
2．物体浮沉条件的应用：
(1)航天员水下模拟训练：__悬浮__时，F浮＝G。
(2)轮船：将钢铁做成空心，增大排开液体的体积，增大浮力使F浮＝G。
①因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋，其受到的浮力__不变__；
②根据F浮＝ρ液gV排液，同一艘轮船从海洋行驶到江河，因为F浮不变，ρ液减小，所以 V排液__变大__，即船身稍下沉。
(3)潜水艇：它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变__自身重力__来实现的。
(4)密度计：利用物体__浮沉__条件工作的。因为F浮＝ρ液gV排液，液体密度不同，__密度计排开液体的体积就不同__。
(5)热气球和飞艇：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。
常考1 理解物体的浮沉条件，能应用浮沉条件解决简单问题；知道轮船、潜艇、气球、气艇、密度计等应用的原理。
1、将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中，鸡蛋下沉至杯底，如图甲所示。向水中加适量盐并使其溶解，鸡蛋恰好处于悬浮状态，如图乙所示。继续加盐并使其溶解，鸡蛋处于漂浮状态，如图丙所示。三种状态下鸡蛋受到的浮力分别为F甲、F乙、F丙，则F甲、F乙、F丙的关系为( )
A. F甲＜F乙＜F丙 B. F甲＜F乙＝F丙
C. F甲＝F乙＞F丙 D. F甲＞F乙＞F丙
【答案】B
【解析】由乙丙两图中鸡蛋分别处于悬浮和漂浮状态可知，鸡蛋均处于平衡状态，F浮=G物，所以F乙=F丙由甲、乙两图可知，v排相等，而ρ甲＜ρ乙，根据公式F浮=ρ液gV排则F甲＜F乙，所以F甲＜F乙=F丙故选 B．
2、有一个实心物体，先后投入水中和酒精中。物体静止后，所受到的浮力分别为12牛和10牛。(酒精的密度为0.8×103千克/米3)则物体在水中和酒精中的浮沉状态应是( )
A．在水中悬浮，在酒精中漂浮 B．在水中沉底，在酒精中沉底
C．在水中漂浮，在酒精中悬浮 D．在水中漂浮，在酒精中沉底
【答案】D
【解析】A、假设在水中悬浮，则由物体的浮沉条件可得，受到的浮力等于物体重为12N，而在酒精中受到的浮力为10N，故在酒精中下沉，不能漂浮，故A错；B、若在水中沉底，设物体的体积为V，则在水中和酒精中所受的浮力比为：F水：F酒精=ρ水gV：ρ酒精gV=ρ水：ρ酒精=5：4；与题意不符，故B错误；C、D、假设物体在水中漂浮，则由物体的浮沉条件可得，物体重为12N，而在酒精中受到的浮力为10N，故在酒精中应下沉，不能悬浮，故C错、D正确。
常考2 计算浮力的几种方法。
3、［湖洲中考］ 将一个黄色的实心金属龙雕像悬挂在弹簧测力计上。在空气中时，弹簧测力计的示数为1.8N，当雕像完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.6N。请回答：（g 取 10 N/kg）
（1）雕像完全浸没在水中时受到的浮力是_________ N。
（2）通过计算判断，这个雕像是否纯金制成的？（ρ金=19.3×103 kg/m3）
【解答】解：（1）物体受到的浮力为 F浮=G-F示=1.8N-1.6N=0.2N； （2）雕像完全浸没在水中时，由F浮=ρ水V排g可得物体的体积：
所以这个雕像不是纯金制成的。 答：（1）0.2；（2）这个雕像不是纯金制成的。
一物体的质量为2kg，体积为3×10-3m3．将其浸没在水中后松手，该物体将 __ （填“上浮”、“漂浮”或“悬浮”），静止时该物体所受的浮力为 __ N．（g=10N/kg）
【解答】解：物体完全浸没时受到的浮力F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N， 物体的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N， 因为浮力＞重力，所以松手后物体将上浮； 当物体静止时会漂浮在水面上，所以浮力等于自身的重力，为20N。 故答案为：上浮，20。
如图所示，把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中，甲杯中溢出液体的质量是400g，乙杯中溢出液体的质量是500g，求： （1）小球放入甲液体中受到的浮力。 （2）小球的质量是多少？
【解答】解 （1）根据阿基米德原理知，小球放入甲液体中受到的浮力： F浮甲=G排甲=m排甲g=0.4kg×9.8N/kg=3.92N； （2）根据阿基米德原理知，小球放入乙液体中受到的浮力： F浮乙=G排乙=m排乙g=0.5kg×9.8N/kg=4.9N， ∵图乙中小球漂浮， ∴G球=F浮乙=4.9N， 小球的质量：
答：（1）小球放入甲液体中受到的浮力为3.92N； （2）小球的质量是0.5kg。
6、（2018春?梁子湖区校级期中）有一正方体铁块，边长为10cm，用细线系住后，把它浸入水中，如图所示。铁块上表面距水面8cm，g取10N/kg，则铁块上表面受到水对它的压强是 ，铁块下表面受到水的压力与上表面受到水的压力差F= 。
【解答】解： （1）铁块上表面所处的深度：h1=8cm=0.08m， 铁块上表面受到水的压强： p1=ρgh1=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=800Pa； （2）铁块下表面所处的深度：h2=h1+10cm=8cm+18cm=0.18m， 铁块下表面受到水的压强： p2=ρgh2=1×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1800Pa； 铁块上、下表面受到水的压强差： △p=p2-p1=1800Pa-800Pa=1000Pa， 受力面积：S=10cm×10cm=100cm2=0.01m2， 根据p=F/S
可得，铁块受到水的向上与向下的压力差： △F=△pS=1000Pa×0.01m2=10N。 故答案为：800Pa；10N。
1.一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0.8×103kg/m3则物块在水中的状态及物块的密度是(g=10N/kg) ( )
A.悬浮，1.0×103kg/m3 B.漂浮，0.95×103kg/m3
C.下沉，1.2×103kg/m3 D.漂浮，0.90×103kg/m3
【答案】B
【解析】由题意知，在酒精中受到的浮力F浮酒精=m排酒精g=64×10-3kg×10N/kg=0.64N， 根据F浮酒精=ρ酒精gV排酒精，得V物=V排酒精=F浮酒精/ρ酒精g=0.64N/(0.8×103kg/m3×10N/kg)=8×10-5m3，排开水的体积V排水=m排水/ρ水=76×10-5kg/(1×103kg/m3)=7.6×10-5m3，因为排开水的体积小于排开酒精的体积，所以在水中漂浮。因为物块处于漂浮状态，所以物块的重力等于浮力(排开水的重力)，故m物=m排水=76g=0.076kg。ρ物=m物/V物=0.076kg/8×10-5m3=0.95×103kg/m3。
2.潜水器从刚好浸没时开始下潜到返回水面合计10分钟，显示器上分别显示全过程深度曲线和速度图像如图，下列对潜水器的分析正确的是( )
A.在1~3分钟，受到水的压强逐渐减小 B.在1~3分钟，受到水的浮力逐渐变大
C.在4~6分钟，都是处于水下静止状态 D.在6~8分钟，都是处于受力平衡状态
【答案】C
【解析】由h-t图像可知，在1~3min内潜水器所处的深度逐渐增大，由p=ρgh可知，受到水的压强逐渐增大，A错误；在1~3min内，潜水器排开水的体积不变，由F浮=ρ液gV排可知，受到水的浮力不变，B错误；由v-t图像可知，在4~6min内， 潜水器的速度为0， 处于静止状态，C正确；在6~8min内，潜水器加速上升，处于非平衡状态，D错误。
3.(2019温州校级测试)一支密度计在水中和酒精中读数不等，则它受到的浮力 ( )
A.在酒精中大 B.在水中大 C.一样大 D.无法比较
【答案】C
【解析】同一支密度计虽然读数不同，在水中和酒精中均漂浮，根据物体漂浮可知，浮力等于其重力，所以，它们受到的浮力一样大。
4.(2017山西中考)俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中会漂浮，李子投入水中会下沉。对此现象，下列说法正确的是（ ）
A.西瓜的密度比李子的密度大 B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C.李子下沉过程中所受水的压强不变 D.李子浸没后，下沉过程所受浮力大小不变
【答案】D
【解析】西瓜漂浮在水面上，ρ西瓜<ρ水；李子在水中下沉，ρ李子>ρ水，所以，ρ李子>ρ西瓜，A错误；西瓜漂浮时所受浮力与重力是一对平衡力，大小相等，B错误；李子下沉过程中，所处深度h变大， 根据p=ρgh可知， 所受水的压强变大， C错误； 李子浸没后，排开水的体积等于李子本身的体积，不再变化，根据F浮=ρ水gV排可知，李子浸没后下沉过程所受水的浮力大小不变，D正确。
5．（2019?常州）科考队员在南极惊奇地发现长方体冰山，边缘齐整宛如人工切割测得长方体冰山露出海面的高度为4m，冰山在海面下的深度为（ρ冰＝0.9×103kg/m3，ρ海水＝1.1×103/m3）（ ）
A．18m B．22m C．36m D．40m
【解答】解：
冰山在海水中漂浮，由漂浮条件可得：F浮＝G冰＝ρ冰V冰g，
根据阿基米德原理可得：F浮＝G排＝ρ海水V排g，
所以ρ海水V排g＝ρ冰V冰g，
即：ρ海水Sh浸g＝ρ冰Sh冰g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
因冰山为长方体，则h冰＝h浸+h露，
所以①式可写为：ρ海水Sh浸g＝ρ冰S（h浸+h露）g，
整理可得h浸＝＝＝18m。
故选：A。
6．（2019?郴州）A、B是两个不溶于水的物块，用一根细线连接在一起，先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中，处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下，烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为（ ）
A．h甲＜h乙 B．h甲＞h乙 C．h甲＝h乙 D．无法判断
【解答】解：把AB当做一个物体进行受力分析：
因为漂浮，所以，甲图物体受到的浮力：F甲＝GA+GB；
因为漂浮，所以，乙图物体受到的浮力：F乙＝GA+GB；
故两种情况下，F甲＝F乙；根据F浮＝ρ水V排g可知，排开液体的体积也相同，h＝，所以h甲＝h乙；
故选：C。
7．用弹簧测力计竖直挂一铁球，当铁球露出水面体积时，弹簧测力计示数为4N；当铁球浸入水中体积时，弹簧测力计示数为1N，取下该铁球放入水中，铁球静止时受到的浮力是（ ）
A．18N B．14N C．8N D．10N
【解答】解：当铁球露出水面体积时，则V排1＝V，
根据物体受力平衡和阿基米德原理可知：G＝F浮1+F拉1＝ρ水gV+4N﹣﹣﹣﹣①
当铁球浸入水中体积时，则V排2＝V，
根据物体受力平衡和阿基米德原理可知：G＝F浮2+F拉2＝ρ水gV+1N﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得：ρ水gV＝3N，所以ρ水gV＝18N，即物体全部浸没在水中时受的浮力为18N；
所以物体重力：
G＝F浮1+F拉1＝ρ水gV+4N＝×18N+4N＝10N，
当取下该物体将它放入足量的水中，因为物体全部浸没受的浮力大于其重力，铁球应该是空心的，所以物体在水中静止时，处于漂浮状态，浮力F浮′＝G＝10N。
故选：D。
8．桌面上甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精，实心木球和实心铁球的体积相等，如图所示。水、酒精、木球和铁球的密度分别为ρ水、ρ酒精、ρ木和ρ铁．将木球放入水中、铁球放入酒精中，静止时木球和铁球所受浮力的大小分别为F1和F2．下列判断中正确的是（ ）
A．若ρ木＜ρ酒精＜ρ水＜ρ铁，则F1＞F2
B．若ρ木＜ρ酒精＜ρ水＜ρ铁，则F1＜F2
C．若ρ酒精＜ρ木＜ρ水＜ρ铁，则F1＝F2
D．若ρ酒精＜ρ木＜ρ水＜ρ铁，则F1＜F2
【解答】解：将木球放入水中，木球漂浮在水面上，静止时木球所受浮力等于木球的重力：
则F1＝G木＝m木g＝ρ木gV木﹣﹣﹣﹣①
铁球放入酒精中将下沉，则铁球所受浮力
F2＝ρ酒精gV铁﹣﹣﹣﹣②
比较①和②，实心木球和实心铁球的体积相等，即V木＝V铁，g相同，
则若ρ木＜ρ酒精，则由F浮＝ρgV排可得，F1＜F2；
若ρ酒精＜ρ木，则由F浮＝ρgV排可得，F1＞F2，故ACD错误，选项B正确。
故选：B。
9．弹簧测力计下挂一长方物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐进入水中如图（甲），图（乙）是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象，则下列说法中正确的是（ ）
A．物体的体积是500cm3
B．物体受到的最大浮力是5N
C．物体的密度是2.25×103kg/m3
D．物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
【解答】解：AB、由图象知，G＝9N，当物体完全浸没时，拉力F＝5N，则完全浸没时的浮力为F浮＝G﹣F＝9N﹣5N＝4N，此时物体完全浸没，所以浮力最大，故B错误；
由F浮＝ρ液gV排得，V＝V排＝＝＝4×10﹣4m3，A错误；
C、物体的质量m＝＝＝0.9kg；
则ρ＝＝＝2.25×103kg/m3，C正确；
D、物体刚浸没时，下表面受到的压力F下＝F浮＝4N，故D错误。
故选：C。
10．（2018?杭州）“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3，空载时质量约为22吨，最大荷载240千克。
（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？（海水密度取1.0×103千克/米3，g取10牛/千克）
【解答】解：
（1）蛟龙号”空载漂浮在水面时，根据漂浮条件可知潜艇受到浮力：
F浮＝G空载＝m空载g＝22×103kg×10N/kg＝2.2×105N；
（2）满载时需要下沉时潜水器排开海水的体积V排＝V船＝30m3，
此时F浮′＝ρ海gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3＝3×105N，
满载总重力G满＝m满g＝（22×103kg+240kg）×10N/kg＝2.224×105N，
G注水＝F浮′﹣G满＝3×105N﹣2.224×105N＝7.76×104N，
则由G＝mg＝ρgV可得注入水的体积：
V注入＝＝＝7.76m3。
答：（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为2.2×105N；
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，至少注入7.76m3的水。
11．（2019春?宜春期末）小华同学进行了有关“浮力”的实践活动（g取10N/kg）
（1）他选取一质量为900g、体积为1200cm3的长方体木块，让它漂浮在水面上（如图甲所示）求木块受到的浮力。
（2）他取来规格相同的由合金材料制成的螺母若干，每个螺母的质量为60g，他用弹簧测力计、一个螺母做了图乙所示的实验，螺母静止在水中时弹簧测力计的示数为0.4N，求螺母的体积。
（3）他又将螺母逐个放置在漂浮的木块上。问：放多少个螺母时，木块刚好浸没在水中？
【解答】解：
（1）因为木块漂浮，所以木块受到的浮力：
F浮木＝G木＝m木g＝0.9kg×10N/kg＝9N；
（2）一只螺母受到的浮力：
G螺＝m g＝0.06kg×10N/kg＝0.6N，
F浮螺母＝G螺母﹣F示＝0.6N﹣0.4N＝0.2N，
由F浮＝ρ水V排g可得一只螺母的体积：
V螺母＝V排＝═＝2×10﹣5m3；
（3）木块完全浸没时木块受到的浮力：
F浮木′＝ρ水gV排＝ρ水gV木＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1200×10﹣6m3＝12N，
螺母总重力G总＝F′浮﹣G木＝12N﹣9N＝3N
n＝＝＝5个。
答：（1）木块受到的浮力为9N；
（2）每只螺母的体积为2×10﹣5m3；
（3）最多放置5个螺母。
12．（2019?杭州二模）肺活量是一个人最大吸气后再最大呼气所呼出气体的体积，单位是毫升（mL）。它是身体机能的重要指标之一。图所示的是一种测定肺活量的简单实用方法的示意图，A为倒扣在水中的一端开口的薄壁圆筒，质量为200g，测量前排尽其中的空气（即测量前筒内充满水），测量时，被测试者吸足空气，再通过气嘴B尽量将气体呼出，呼出的气体通过导管进入圆筒A内，使圆筒A浮起。已知筒A的横截面积为200cm2，小金同学吹气，使筒底浮出水面的高度H＝18cm，
求：（1）此时圆筒受到的浮力。
（2）此时圆筒内空气的体积
【解答】解：（1）已知圆筒的质量为m＝200g＝0.2kg，
因为圆筒漂浮，所以此时圆筒受到的浮力：
F浮＝G筒＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N；
（2）由F浮＝ρ水gV排可知，圆筒排开水的体积：
V排＝＝＝2×10﹣4 m3＝200cm3
由图知，圆筒内气体的体积等于露出水面的体积加上浸入水中的体积（排开水的体积），
则圆筒内空气的体积：
V总＝V露+V排＝200 cm2×18cm+200 cm3＝3800cm3。
答：（1）此时圆筒受到的浮力为2N。
（2）此时圆筒内空气的体积为3800cm3。
