初中物理中考复习 第10章 浮力（解析版）

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第10章《浮力》
【知识点1、浮力】
1．浮力：是指浸在液体（或气体）中的物体受到竖直向上的力。
方向：竖直向上，施力物体是：液体（或气体）。
2．浮力的大小：
（1）压力差法：浸没在液体中的物体受到液面对它上下两表面的压力差：F浮= F向上–F向下。
不受浮力的情况：
①若柱形物体与容器底部紧密度接触，由于下表面不受向上的压力，所以不受浮力。
②物体在太空中，因为是真空，所以不受浮力
（2）弹簧测力计测量（称重法）：
先用测力计测量出物体的重力为G，再测出物体浸在液体中时测力计的读数F，则物体所受浮力为
F浮= G–F。
【经典例题考查】
1．下列情景中，物体没有受到浮力的是（　　）
A．在水中游泳的人 B．在水中下沉的石头
C．在水中漂浮的船 D．深入淤泥的圆柱形桥墩
【解析】
ABC、物体浸在液体或气体中，因为液体、气体有流动性，因此液体或气体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用，其中向上的压力大于向下的压力，这个压力差即物体受到的浮力，故ABC中的物体均受浮力作用，故ABC不合题意；
D、深入淤泥的圆柱形桥墩由于底面埋在淤泥下，不能与水接触，因此桥墩没有受到水对其向上的压力，故桥墩不受浮力作用，故D符合题意。
【答案】D。
2．用针将重为3N的正方体小木块按入水中浸没（如图），此木块上表面受到水的压力为10N，下表面受到水的压力为15N，则木块受到浮力的方向是 　竖直向上　的，大小为 　5　N。

【解析】木块受到浮力的方向是竖直向上的；
浸没水中木块受到的浮力等于上、下两个表面的压力差，即F浮＝F下﹣F上＝15N﹣10N＝5N。
【答案】竖直向上；5。
3．如图所示是研究浮力大小的实验装置图，请根据图示回答下列问题：

（1）A、B两图中，B图中弹簧测力计示数较小，A、B两图中弹簧测力计的示数差等于 　1　N；
（2）B、C两图中，弹簧测力计的示数不同，说明浸在同一种液体中的物体所受浮力大小跟 　排开液体的体积　有关；
（3）C、D两图中，弹簧测力计的示数不同，说明物体排开相同体积的液体时，所受浮力大小跟 　液体的密度　有关；
（4）D、E两图中，弹簧测力计的示数相同，说明物体浸没在同种液体中，所受浮力大小跟 　物体所处的深度　无关。
【解析】（1）由图A可知，弹簧测力计的示数为3N，则物体的重力3N；由图B可知，弹簧测力计的示数为2N，则A、B两图中弹簧测力计的示数差为ΔF＝FA﹣FB＝3N﹣2N＝1N。当物体浸在液体中时，物体所受的浮力F浮＝物体重G﹣弹簧测力计的示数F，故图B中物体所受的浮力为1N。
（2）由图C可知，弹簧测力计的示数为1N，则图C中物体所受的浮力为F浮C＝FA﹣FC＝3N﹣1N＝2N。比较B、C两图可以发现，两次实验中，物体浸入液体的体积（排开液体的体积）不同，所以我们可以得出结论：浸在同一种液体中的物体所受浮力大小跟物体浸入液体的体积（排开液体的体积）有关。
（3）由图D可知，弹簧测力计的示数为1.4N，则图D中物体所受的浮力为F浮D＝FA﹣FD＝3N﹣1.4N＝1.6N。比较C、D两图可以发现，两次实验中，物体浸入液体的体积（排开液体的体积）相同、在液体中所处的深度相同，只有液体的种类（密度）不同，所以我们可以得出结论：物体排开相同体积的液体时，所受浮力大小跟液体的密度有关。
（4）由图E可知，弹簧测力计的示数为1.4N，则图D中物体所受的浮力为F浮E＝FA﹣FE＝3N﹣1.4N＝1.6N。比较D、E两图可以发现，两次实验中，液体的种类相同，物体浸入液体的体积（排开液体的体积）相同，只有物体在液体中所处的深度不同，所以我们可以得出结论：物体浸没在同种液体中时，所受浮力大小跟物体所处的深度有关。
【答案】（1）1；（2）排开液体的体积；（3）液体的密度；（4）物体所处的深度。
4．将同一长方体分别水平与竖直放置在水中，如图所示，它所受到的（　　）

A．向上、向下压力差不等，浮力相等
B．向上、向下压力差不等，浮力不等
C．向上、向下压力差相等，浮力不等
D．向上、向下压力差相等，浮力相等
【解析】长方体物块悬浮在水中，说明受到水的浮力不变，而浮力等于物体上下表面受到水的压力差，所以长方体物块上下表面受到水的压力差相等。
【答案】D。
5．一个正方体铁块，在水下某深度时，上表面受到15N压力，下表面受到20N压力，则铁块受到浮力是　5　N；当铁块下沉到某位置时，上表面受到的压力增大至20N，下表面受到的压力是　25　N，此时铁块上、下表面的压力差是　5　N。
【解析】（1）由题知，F下表面＝20N，F上表面＝15N，
根据浮力产生的原因可得，铁块受到浮力：F浮＝F下表面﹣F上表面＝20N﹣15N＝5N；
（2）液体的密度和铁块排开液体的体积保持不变，
所以根据F浮＝ρ液gV排可知，铁块受到的浮力保持不变，
当上表面受到的压力增大为20N时，
下表面受到的压力为：F下表面′＝F浮+F上表面′＝5N+20N＝25N；
此时铁块上、下表面的压力差是F下表面′﹣F上表面′＝25N﹣20N＝5N。
【答案】5；25；5。
【知识点2、阿基米德原理】
1．表述：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于排开的液体所受的重力2．公式为F浮=G排=ρ液gV排，浮力的大小只与液体和密度和排开液体的体积有关。
注意：浸在指的是物体全部浸入和部分浸入、部分露出液面两种情况；V排指的是物体排开的液体的体积，要与物体的体积区分开。
【经典例题考查】
6．如图所示是小梁一组的同学验证阿基米德原理的一个实验过程图：
（1）部分实验操作步骤如图所示，遗漏的主要步骤是 　用弹簧测力计测量空桶的重力　；
（2）图中 　AB　两个步骤是为了测量浮力的大小。
（3）如表是小梁同学实验时设计的表格及填写的实验数据。请你将该表格第三行数据补充完整。
实验次数
物重G/N
物体浸没在水中测力计示数F/N
桶与排出水总重G1/N
空桶重G0/N
浮力F浮/N
排开水重G排/N
1
1.2
0.7
1.1
0.6
0.5
0.5
2
2.0
1.5
1.1
0.6
0.5
0.5
3
2.4
1.7
　1.3　
0.6
0.7
0.7
（4）通过上面的数据小梁一组的同学得到的结论是：　F浮＝G排　；
另一组的小明在实验中，排除测量误差因素的影响，发现物体排开水的重力明显小于所受的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：　实验时溢水杯没有盛满　。
（5）实验操作中，物体从刚接触水面到全部浸没水中，水对溢水杯底的压强 　保持不变　（填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”）。若物体没有完全浸没在水中，　能　（选填“能”或“不能”）用实验验证阿基米德原理。

【解析】（1）在测量过程中，需先测量空桶和小石块的重力，后将石块完全浸没在水中，测出拉力，最后测出桶和排出水的总重力，故实验中遗漏的步骤是：用弹簧测力计测量空桶的重力；
（2）图B测出了物体的重力，图A测量的是物体浸在水中时测力计的拉力，由称重法可测出物体受到的浮力，所以图中AB两个步骤是为了测量浮力的大小；
（3）第三次实验中，桶与排出水总重：G1＝G0+G排＝0.6N+0.7N＝1.3N；
（4）根据表格中数据可知：浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开液体所受重力，即F浮＝G排；
排除测量误差因素的影响，发现物体排开水的重力明显小于所受的浮力，可能造成这种结果的原因是：实验时溢水杯没有盛满水；
（5）实验操作中，物体从刚接触水面到全部浸没水中，物体排开的水都流出了溢水杯，所以溢水杯内液体深度始终不变，根据p＝ρgh可知，水对溢水杯底的压强保持不变；石块的重力为G，浸没在水中时的拉力为F，则F浮＝G﹣F，被石块排开水的重力等于桶和水的总重与空桶重力之差，则G排＝G1﹣G0；实验中不会要求物体必须浸没水中，即物体不完全浸没水中也能验证阿基米德原理。
【答案】（1）用弹簧测力计测量空桶的重力；（2）AB；（3）1.3；（4）F浮＝G排；实验时溢水杯没有盛满；（5）保持不变；能。
7．小新用弹簧测力计挂着实心圆柱体，并将其浸没在水中，然后将其缓慢拉出水面，忽略水面高度变化。弹簧测力计示数随圆柱体上升高度的变化情况如图乙所示，圆柱体不吸水。下列说法中正确的是（　　）

A．圆柱体浸没在水中时受到的浮力为4N
B．圆柱体的高度为20cm
C．当h＝20cm时，圆柱体上表面与水面相平
D．圆柱体的密度为5×103kg/m3
【解析】
AD、由图乙知，当上升高度大于20cm时，圆柱体脱离水面，弹簧测力计示数F＝5N，此时圆柱体处于空气中，圆柱体的重力：G＝F＝5N；
由图乙知，圆柱体上升高度在0～10cm时，圆柱体浸没在水中，根据称重法可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G﹣F1＝5N﹣4N＝1N，故A错误；
由F浮＝ρ水gV排可得，圆柱体的体积：V＝V排＝＝＝1×10﹣4m3，
圆柱体的质量：m＝＝＝0.5kg，
圆柱体的密度：ρ＝＝＝5×103kg/m3，故D正确；
BC、当上升高度为20cm时，圆柱体刚脱离水面，所以圆柱体的高度为：h′＝20cm﹣10cm＝10cm，此时圆柱体下表面与水面相平，故BC错误。
【答案】D。
8．如图甲所示，弹簧测力计示数为5N．如图乙所示，当小球一半浸在水中，测力计示数为3N，则小球受到的浮力为 　2　N，小球的密度为 　1.25×103　kg/m3。（取g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）

【解析】（1）小球受到的浮力：F浮＝G﹣F示＝5N﹣3N＝2N；
（2）由F浮＝ρ水gV排可得，小球排开水的体积：V排＝＝＝2×10﹣4m3，
小球的体积：V＝2V排＝2×2×10﹣4m3＝4×10﹣4m3，
由G＝mg可得，小球的质量：m＝＝＝0.5kg，
小球的密度：ρ小球＝＝＝1.25×103kg/m3。
【答案】2；1.25×103。
9．如图，把一个体积是800cm3，重为6N的正方体木块放入水中，木块静止时状态如图所示，则木块所受浮力是 　6　N，此时木块排开水的体积为 　6×10﹣4　m3。如果在木块上施加一个竖直向下的压力，使木块刚好浸没在水中，这个压力的大小是 　2　N。（ρ水＝1.0×103kg/m3）

【解析】（1）由图示可知，木块A在水面上静止时处于漂浮，则F浮＝G＝6N，
由F浮＝ρgV排可知，此时木块排开水的体积：V排＝＝＝6×10﹣4m3；
（2）木块浸没在水中时排开水的体积：V排′＝V＝800cm3＝8×10﹣4m3，
木块受到的浮力：F浮′＝ρgV排′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3＝8N；
要使木块浸没在水中，则需要在木块上施加一个最小竖直向下的压力：F压＝F浮′﹣G＝8N﹣6N＝2N。
【答案】6；6×10﹣4；2。
10．如图甲所示，用弹簧秤悬挂一物体，保持静止时弹簧测力计读数如图甲所示，当物体浸没在质量为12kg的水中静止时弹簧测力计的示数如图乙所示，（g＝10N/kg）求：
（1）物体浸没在水中受到的浮力大小；
（2）物体的体积；
（3）物体的密度。

【解析】（1）由甲图可知，物体的重力G＝3.6N，
由图乙可知，弹簧测力计的示数F＝2.8N，
则物体受到的浮力：F浮＝G﹣F＝3.6N﹣2.8N＝0.8N，
（2）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮＝ρ水gV排可得，物体的体积：V＝V排＝＝＝8×10﹣5m3；
（3）由G＝mg可得，物体的质量：m＝＝＝0.36kg，
则物体的密度：ρ＝＝＝4.5×103kg/m3。
【答案】（1）物体浸没在水中受到的浮力大小为0.8N；
（2）物体的体积为8×10﹣5m3；
（3）物体的密度4.5×103kg/m3。
11．如图甲所示，一弹簧测力计下悬挂底面积为40cm2的圆柱体，水平桌面上放置底面积为100cm2，质量为500g的圆筒，筒内装有30cm深的某液体。现将圆柱体从圆筒上方离液面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入液体中，弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系图像如图乙所示（圆筒的厚度忽略不计，圆柱体下降过程中没有液体从筒中溢出，g取10N/kg）。求：
（1）圆柱体完全浸没时受到液体的浮力；
（2）筒内液体密度；
（3）当圆柱体完全浸没时，圆筒对桌面的压强。

【解析】（1）由图象知，当h＝0时，此时弹簧测力计的示数为18N，圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数，则G＝18N；
当h≥17cm时，弹簧测力计的示数不变，说明此时浮力不变，圆柱体完全浸没，此时圆柱体受到的拉力F拉＝12N；
圆柱体浸没液体时受到的浮力：
F浮＝G﹣F拉＝18N﹣12N＝6N；
（2）由图知从7cm时弹簧测力计的示数逐渐减小，到17cm弹簧测力计的示数不变，所以圆柱体额高度为17cm﹣7cm＝10cm，
圆柱体浸没在液体中，排开液体的体积：
V排＝V＝Sh＝40cm2×10cm＝400cm3＝4×10﹣4m3，
由F浮＝ρ液gV排得液体的密度：
ρ液＝＝＝1.5×103kg/m3；
（3）液体的体积：
V液＝S′h液＝100cm2×30cm＝3000cm3＝3×10﹣3m3，
由ρ＝可得液体的质量：
m液＝ρ液V液＝1.5×103kg/m3×3×10﹣3m3＝4.5kg，
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体，圆筒对地面的压力：
F＝（m液+m筒）g+G﹣F拉＝（4.5kg+0.5kg）×10N/kg+18N﹣12N＝56N，
受力面积S＝100cm2＝0.01m2，
圆筒对地面的压强：
p＝＝＝5600Pa。
【答案】（1）圆柱体完全漫没时受到液体的浮力为6N；
（2）筒内液体密度为1.5×103kg/m3；
（3）当圆柱体完全浸没时，圆筒对桌面的压强是5600Pa。
12．水平地面上放置一个重力为3N，底面积为300cm2的柱形容器，装有适量的水。将一个边长为10cm，重力为7N的不吸水正方体木块A用不计体积的细线系住竖直固定在容器底部，如图所示，拉直细线的长度为L＝6cm，细线的拉力为2N。（容器厚度不计），求：
（1）木块A此时受到的浮力；
（2）此时水对容器底部的压强；
（3）此时容器对水平地面的压力；

【解析】（1）木块A受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力，
根据力的平衡条件可得，木块A受到的浮力：F浮＝GA+F拉＝7N+2N＝9N；
（2）由F浮＝ρ水gV排可得，木块排开水的体积：
V排＝＝＝9×10﹣4m3，
木块的底面积：S木＝0.1m×0.1m＝1×10﹣2m2。
木块浸入水中的深度：h′＝＝＝0.09m＝9cm，
则水的深度：h＝h′+L＝9cm+6cm＝15cm＝0.15m，
容器底部受到水的压强：
p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m＝1.5×103Pa；
（3）容器内水的体积：
V水＝S容h﹣V排＝3×10﹣2m2×0.15m﹣9×10﹣4m3＝3.6×10﹣3m3，
由ρ＝可得，水的质量：
m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×3.6×10﹣3m3＝3.6kg，
水的重力：G水＝m水g＝3.6kg×10N/kg＝36N，
容器对水平地面的压力等于容器、木块和水受到的总重力，
即容器对水平地面的压力：F＝G容+GA+G水＝3N+7N+36N＝46N。
【答案】（1）木块A受到的浮力是9N；
（2）容器底部受到水的压强是1.5×103Pa；
（3）容器对水平地面的压力是46N。
【知识点3、物体的浮沉条件及应用】
1．物体的浮沉条件
（1）当物体浸没在液体中时，它的浮或沉决定于它所受到的浮力和重力的大小关系。
①当F浮>G物时，物体上浮；
②当F浮