物体的浮沉条件
浸在液体中的物体同时受到浮力和重力的作用，物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的关系。
上浮
下沉
漂浮
悬浮
沉底
F浮__>__G
F浮__<__G
F浮__＝__G
F浮__＝__G
F浮＋FN
__＝__G
ρ液__>__ρ物
ρ液__<__ρ物
ρ液__>__ρ物
ρ液__＝__ρ物
ρ液__<__ρ物
物体处于动态，受到的是非平衡力
物体处于静止状态，受平衡力
浮力的应用
轮船
原理
物体的密度大于液体的密度，制成__空心__的可以漂浮在液体的表面上，也增大了可以利用的浮力
排水量
轮船装满货物时排开水的质量大小用排水量表示
潜水艇
因浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变，所以，潜水艇受到的浮力__不变__，潜水艇的上浮和下沉全靠改变__自身的重力__
气球和
飞艇
靠充入密度__小于__空气的气体来工作
密度计
原理
根据物体__漂浮__时的受力平衡及阿基米德原理制成，用来测定液体密度的仪器
特点
浸入液体的体积越小，说明液体的密度越__大__
高频考点突破
有关浮力作图（2019年、2016年）
例1 （2019·毕节中考）如图所示，用弹簧测力计悬挂着物体静止在水中，请画出此时物体所受浮力的示意图。
【解析】物体受到的浮力方向竖直向上，作用点在物体的重心。
1．（2016·毕节中考）请在图中画出正在水中下沉的物块（物块未接触容器底）所受力的示意图。
【方法点拨】
做此类题，首先要对物体进行受力分析，看物体受几个力，要根据物体所处的状态分析力的大小（漂浮时浮力等于重力、悬浮时浮力等于重力、下沉时浮力小于重力）、方向和作用点，再按照画图的要求画出各个力。
画图时注意力的大小不同，线段的长短也不同，力的大小相同，线段长短也应相同。
浮力的理解与应用（2017年、2015年）
例2 （2017·毕节中考）2017年4月26日我国第二艘航空母舰下水仪式在中国船舶重工集团公司大连造船厂举行。
下列相关物理知识描述不正确的是（ B ）
A．航母排水量越大，所受浮力越大
B．航母浸入海水中的深度越深，舰底受到海水压强越小
C．航母搭载的国产歼 15飞机起飞后，航母受到浮力减小
D．航母搭载的国产歼 15飞机起飞后，与指挥中心靠电磁波传递信息
【解析】排水量是指轮船满载货物时所排开水的质量，航母排水量越大，由F浮＝G排＝m排g可知，航母所受浮力越大；液体压强随深度的增加而增大，所以航母浸入海水中的深度越深，舰底受到海水压强越大；歼 15飞机起飞后，航母仍漂浮，则F浮＝G，但自重G减小，所以航母所受浮力减小；电磁波可以在真空中传播，航母搭载的国产歼 15飞机起飞后，与指挥中心靠电磁波传递信息。
2．（2015·毕节中考）关于压强和浮力知识的应用，下列说法中正确的是（ C ）
A．潜入水中的潜水艇，潜水越深，所受浮力和压强越大
B．轮船从江河驶入大海，排水量减少
C．水坝的下部总要比上部宽些，以便承受更大的水压
D．用密度计测量不同液体的密度时，它所受到的浮力是不同的
3．（2019·山西中考）网上流传着一种说法，鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。
为了验证其真实性，小亮买了些新鲜鸡蛋，并拿其中一颗进行实验。
第一天放入水中的鸡蛋沉入水底（如图甲），取出鸡蛋擦干放置50天后，再放入水中时鸡蛋漂浮在水面（如图乙），看来网传是真的。
下列分析正确的是（ B ）
A．鸡蛋两次所受的浮力一样大
B．甲图中鸡蛋排开水的重力大
C．乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
D．放置50天后的鸡蛋密度变大
【方法点拨】
浮力大小的判断方法：
（1）同液不同物：
根据阿基米德原理F浮＝ρ液V排g判断（几个物体中排开液体的体积V排大的物体受到的浮力也大）。
（2）同物不同液：
根据物体在液体中的浮沉条件判断。
（①物体下沉时，说明物体受到的浮力F1＜G；②当物体上浮时，说明物体受到的浮力F2＞G；③当物体悬浮或漂浮时，说明物体受到的浮力F3＝G。
则有F1＜F3＜F2）
阿基米德原理（2019年、2018年、2016年、2015年）
例3 （2015·毕节中考）如图所示，把一个边长为10cm的正方体木块放入水中，静止时，木块有
的体积浸入水中，此时木块受到的浮力是__6__N，木块下表面受到的水的压强是__60__Pa，木块的密度是__0.6×103__kg/m3。
（g取10N/kg）
【解析】当木块在水中静止时，木块所受到的浮力和其排开水的重力相等，先求出木块排开水的体积即可求出木块受到的浮力。
已知木块边长和浸入水中的体积，可以得到木块浸入水中的深度，进而可求得木块下表面受到水的压强。
木块的重力与木块受到的浮力相等，据此求得木块的质量，根据公式ρ＝
求出木块的密度。
4．（2019·乐山中考）如图甲，一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上，铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。
将铝块缓慢浸入液体，弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙。
则铝块浸没时所受的浮力为__1.2__N，液体的密度为__1.2×103__kg/m3。
（g＝10N/kg，ρ铝＝2.7×103kg/m3）
【方法点拨】
物体所受的浮力只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，与物体本身的材料、体积、密度、形状、浸没在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。
浮力的计算（2019年、2018年、2016年、2015年）
例4 （2014·毕节中考）2014年中俄开展了海上联合军演，展示了我海军先进的装备。
中国的导弹驱逐舰郑州号是我国最先进的导弹驱逐舰，满载时排水量为7500t。
试求：
（ρ海水＝1.03×103kg/m3，g＝10N/kg）
（1）该舰满载时所受到水的浮力是多少？
（2）若该舰从长江口驶向大海，浸入海水中的体积是多少？
（结果保留一位小数）
（3）该舰的某声呐系统在海面下20m深处，受到海水的压强是多少？
【解析】
（1）已知驱逐舰满载时的排水量（排开水的质量），利用阿基米德原理即F浮＝G排＝m排g求出驱逐舰受到的浮力大小。
（2）若该舰从长江口驶向大海，都是漂浮，受到的浮力不变，再根据阿基米德原理求排开海水的体积（浸入海水中的体积）。
（3）知道声呐系统在海面下的深度和海水的密度，利用液体压强公式求受到海水的压强。
解：
（1）驱逐舰受到的浮力
F浮＝G排＝m排g＝7500×103kg×10N/kg＝7.5×107N。
（2）驱逐舰从长江口驶向大海，都是漂浮，受到的浮力不变，
F浮＝ρ海水V排g，
V排＝
＝
≈7281.6m3。
（3）p＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×20m＝2.06×105Pa。
例5 （2018·毕节中考）如图所示，重力不计的轻杆AOB可绕支点O无摩擦转动，当把甲乙两物体分别挂在两个端点A、B上时，轻杆恰好在水平位置平衡，此时乙物体刚好完全浸没在装有水的容器里且水未溢出，物体乙未与容器底接触。
已知轻杆长2.2m，支点O距端点B的距离为1.2m，物体甲的质量为8.28kg，物体乙的体积为0.001m3。
（g＝10N/kg。
忽略绳重，不计弹簧测力计的重力）求：
（1）甲物体的重力。
（2）乙物体受到水的浮力。
（3）弹簧测力计的示数。
（4）乙物体的密度。
解：
（1）因为甲物体的质量m＝8.28kg，所以甲物体的重力
G甲＝m甲g＝8.28kg×10N/kg＝82.8N。
（2）因为乙物体的体积为0.001m3，且乙物体刚好完全浸没在装有水的容器里，所以乙物体受到水的浮力是F浮乙＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3＝10N。
5．（2019·昆明模拟）如图所示，将边长为10cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中，木块静止时，有3cm露在水面外，从杯中溢出水的质量为0.7kg。
求：
（g取10N/kg）
（1）木块排开液体的体积。
（2）木块受到的浮力。
（3）木块底部受到水的压强。
解：
（1）木块排开液体的体积
V排＝V浸＝S（h－h露）＝（0.1m）2×（0.1m－0.03m）＝7×10－4m3。
（2）由阿基米德原理可得，木块受到的浮力
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×7×10－4m3＝7N。
（3）由于木块漂浮，根据浮力产生的原因可知，木块下表面受到的水的压力F＝F浮＝7N，
木块的底面积S＝（0.1m）2＝0.01m2，
则木块下表面受到水的压强
p＝
＝
＝700Pa。
6．（2019·连云港中考）如图甲所示，拉力F通过滑轮组，将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处。
图乙是拉力F随时间t变化的关系图像。
不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力，g＝10N/kg，求：
（1）金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小。
（2）金属块的密度。
（3）如果直接将金属块平放在水平地面上，它对地面的压强大小。
解：
（1）由甲图可知，当金属块完全露出液面后，金属块不受浮力，此时F＝
G，即为乙图中的t2～t3时刻，由乙图可知，该金属块的重力
G＝2F＝2×108N＝216N，
当金属块未露出液面时，即为乙图中的0～t1时刻，
则2F′＋F浮＝G，
所以金属块完全浸没在水中时受到的浮力
F浮＝G－2F′＝216N－2×68N＝80N。
（2）根据F浮＝ρgV排可得，金属块排开水的体积
V排＝
＝
＝8×10－3m3，
金属块完全浸没在水中，则金属块的体积
V＝V排＝8×10－3m3， （3）由杠杆的平衡条件FA·OA＝FB·OB得，弹簧测力计的示数
FB＝
＝
＝
＝69N。
（4）由力的平衡条件得
G乙＝F浮乙＋FB＝10N＋69N＝79N，
所以，乙物体的质量m乙＝
＝
＝7.9kg，
故乙物体的密度ρ乙＝
＝
＝7.9×103kg/m3。
,则根据G＝mg、ρ＝
可得，金属块的密度
ρ金＝
＝
＝2.7×103kg/m3。
（3）金属块的边长a＝
＝
＝0.2m，
则受力面积S＝a2＝（0.2m）2＝0.04m2，
金属块平放在水平地面上时对地面的压强
p＝
＝
＝
＝5.4×103Pa。
【方法点拨】
浮力的计算通常会与力、压强和密度等知识综合考查，难度较大。
熟练掌握各物体的浮沉条件、压强公式和浮力与密度的关系是解题的关键。
中考实验突破
探究浮力的大小跟哪些因素有关（2019年、2017年）
命题点
1．实验猜想与假设：
浮力的大小与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。
2．弹簧测力计的使用与读数。
3．用称重法计算浮力：
F浮＝G－F拉。
4．实验方法：
控制变量法。
（1）探究浮力的大小与物体浸在液体中体积的关系：
用弹簧测力计提着同一物体，让物体以不同体积浸入同种液体中。
（2）探究浮力的大小与液体的密度的关系：
用弹簧测力计提着同一物体，让物体浸没在不同的液体中。
（3）探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系：
用弹簧测力计提着同一物体，让物体分别浸没在相同液体的不同深度中。
5．选用不同液体并进行多次实验的目的：
一次实验具有偶然性，多次实验寻找普遍规律。
6．浮力的计算。
实验结论：
物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。
物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
例6 （2017·毕节中考）某物理社团在探究影响浮力大小的实验中将同一物体分别按如图所示的步骤进行实验：
（1）物体所受重力为__4__N。
（2）物体浸没在水中受到的浮力为__1__N。
（3）通过比较B、C、D三幅图，物理社团得出：
浮力的大小与浸在液体中深度有关的结论。
对此结论你认为是__错误__（选填“正确”或“错误”）的。
理由是__实验过程不完整，没有探究物体浸没后受到浮力与深度的关系__。
（4）根据已有条件，请你求出图E中弹簧测力计的示数是__3.2__N。
（g取10N/kg，ρ酒精＝0.8×103kg/m3）
【解析】
（1）由图A可知，物体所受重力为4N。
（2）物体在空气中时弹簧测力计示数为4N，全部浸没在水中时弹簧测力计的示数为3N，则物体浸没在水中受到的浮力F浮＝G－F＝4N－3N＝1N。
（3）通过比较B、C、D三幅图，物理社团得出的结论是错误的。
物体没有浸没时，深度变化的同时，排开液体的体积也在变化，浮力发生变化；实验过程不完整，还应该将物体完全浸没后，再探究浮力与深度是否有关。
（4）由F浮＝ρgV排可得，物体浸没时排开水的体积V排＝
＝
＝1×10－4m3，图E中物体浸没在酒精中，所以V′排＝V排＝1×10－4m3，物体浸没在酒精中受到的浮力F′浮＝ρ酒精gV′排＝0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10－4m3＝0.8N，则图E中弹簧测力计的示数可由F示＝G－F′浮求出。
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
命题点
1．实验顺序：
先测物体的重力。
2．弹簧测力计的使用与读数。
3．用称重法计算浮力：
F浮＝G－F拉。
4．正确使用溢水杯：
溢水杯中的水面要达到溢水口，以保证物体排开的液体全部流入空桶中。
5．测量物体排开的液体重力的方法：
先测出空桶的重力G1，再测出桶和溢出水的总重力G2，则排开的液体所受到的重力为G排＝G2－G1。
6．多次实验寻找普遍规律：
换用不同的液体进行实验，而不是多次测量求平均值。
7．实验数据分析与处理。
实验结论：
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
例7 （2019·丰台区二模）小刚利用图中器材验证阿基米德原理，其正确操作过程如图，图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数，请根据所学知识回答下列问题：
（1）物块受到的浮力F浮＝__F1－F2__（用弹簧测力计示数对应字母表示）。
（2）若F1－F2__等于__（选填“大于”“小于”或“等于”）F4－F3，则说明本次实验结果符合阿基米德原理。
（3）如换用密度小于水的木块重复上述实验步骤，该实验__可以__（选填“可以”或“不可以”）完成。
（4）阿基米德原理在生产生活中有着广泛的应用，排水量就是其重要应用之一。
2019年4月23日，中国人民海军成立70周年海上阅兵活动中，担负检阅舰任务的西宁舰是中国自主研制的052D型导弹驱逐舰，代表了中国现役驱逐舰的最高水准，它满载时的排水量为7500吨，此时受到的浮力为__7.5×107__N。
（g取10N/kg）
【解析】
（1）物块的重力是F1，物块浸入水中后弹簧测力计的示数是F2，所以根据称重法可知，物块受到的浮力F浮＝F1－F2。
（2）物块排开的液体受到的重力G排液＝F4－F3，若F1－F2＝F4－F3，则表明物块受到的浮力等于其排开的液体的重力，说明本次实验结果符合阿基米德原理。
（3）如换用密度小于水的木块，则图中的F2＝0，所以，F浮＝F1，其他步骤没有影响，故可以完成实验。
（4）根据阿基米德原理可知，F浮＝G排＝m排g＝7500×103kg×10N/kg＝7.5×107N。
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