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专题10 浮力
一、思维导图
二、新课标要求
2.2.9 通过实验，认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。知道阿基米德原理，能运用
物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。
三、知识梳理与典例
一、浮力
1. 浮力关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
（1）浮力：浸在液体（或气体）中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力，常用字母F 表示。
浮
（2）浮力的方向： 。
2. 称重法测浮力
（1）称重法测浮力的方法
①测量出物体（ρ ＞ρ ）在 中受的重力G=F ；
物 液 1
②物体浸在水中时弹簧测力计的 力F；
2
③则浮力的大小 F = 。
浮
弹簧测力计 的示数就是水对物体的浮力，这种测量浮力的方法叫“ 法”。
（2）称重法测浮力的原理
①物体在空气中时，受到重力G和弹簧测力计的拉力F；
1
②物体浸没在水中时，受到三个力的作用：重力G、 F 和 F；
浮 2
根据力的平衡条件可知： F=G F +F=G， 所以 F = 。
1 浮 2 浮
3. 浮力产生的原因
（1）分析浮力产生的原因
如下图甲所示，以浸没在液体中的长方体为例进行探究，该长方体的六个面分别受到液体的压强
p=pgh和压力F=pS，我们进行对比。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
位置 前、后两个面 左、右两个面 上、下两个面
深度 相等 相等 上浅下深
压强 相等 相等 上小下大
F 、F 是 F 、F 是
前 后 左 右 F ˂F ，
压力 一对平衡力， 一对平衡力，合力 向下 向上
F =
合力为 为 差
结论：浮力是液体对物体向上和向下的压力差产生的，即F = 。
浮
甲 浮力产生的原因 乙 物体部分浸入 丙 物体沉底
（2）两种特殊情况
①当物体部分浸入液体中时，如图乙所示，上表面不受液体压力，则浮力的大小F = 。
浮
②若浸没在液体中的物体的下表面和容器底紧密接触（接触处没有水），如丙图所示，则液体对
物体向上的压力F为 ，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力。如在水中的桥墩、拦河坝等。
二、决定浮力大小的因素
物体在液体中所受的浮力大小，跟它排开 有关，跟液体的 有关。排开液体的体积
越大、液体的密度越大，浮力就越大。
【例题1】关于浮力，下列说法中正确的是（ ）
A．只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B．只要下沉的物体就不会受到浮力
C．一切浸入液体中的物体（其下表面未与容器底紧密接触）都受到液体对它施加竖直向上的浮力
D．浮力的方向不一定都是竖直向上的
【例题2】如图所示，一个竖直悬挂在水中的圆柱体，其重力为10N，弹簧测力计的示数F=8N，
上表面受到水的压力为5N，则底部受到水的压力（ ）
A．2N B．5N C．7N D．4N关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
【例题3】如图甲，弹簧测力计下挂一长方体物体，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，然后将其逐渐浸入水中，图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像，
则下列说法中错误的是（g取10N/kg）（ ）
A．物体的重力是9N B．物体刚浸没时下表面受到水的压力时4N
C．物体的体积是400cm3 D．物体受到的最大浮力是5N
三、阿基米德原理
1. 阿基米德原理内容
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。
2. 数学表达式： F = 导出式：F =
浮 浮
3. 公式中各物理量的意义及单位
ρ 表示液体的 ，单位：千克/米3（kg/m3 ）
液
V 表示 ，单位：米3（m3）
排
g表示9.8牛/千克（N/kg）
F 表示物体受到的浮力，单位：牛（N）
浮
4. 对阿基米德原理的理解
（1）影响浮力大小的因素：由公式F =ρ gV 可知：浮力F 的大小只和 和 有关，与
浮 液 排 浮
物体的体积、形状、密度、浸没在液体中的深度等因素 （选填“有关”或“无关”）。
（2）适用范围：该定律也适用于气体，物体在气体中所受浮力的大小也可用F ＝ 计算。
浮
（3）求液体密度、排开液体的体积公式： ρ = V =
液 排关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
（4）理解“浸在液体中的物体”
浸在液体中的物体包括两种情况：一是物体全部浸入液体中，如图中B物体，也叫浸没；二是一
部分体积浸入液体中，如图中A物体。
物体浸没时：V V V ；物体部分浸入时：V V V 。（均选填“>”、“<”
排 浸 物 排 浸 物
或“=”）
【例题4】质量相等的实心铝球和铁球分别挂在两只弹簧测力计下，然后将两个金属球全部浸没在
水中处于静止状态，ρ <ρ ，比较两只弹簧测力计的示数（ ）
铝 铁
A．挂铝球的示数大 B．挂铁球的示数大 C．一样大 D．无法判断
【例题5】如图所示，某物块用细线系在弹簧测力计下，在空气中测量时示数是4N，浸没在水中
测量时示数是1N，则此时物块受到水的浮力为 N，如果物块继续下沉，此物块所受到的浮力
（选填“增大”“减小”或“不变”），已知水的密度为1.0×103kg/m3，则物块的密度为
kg/m3。（结果保留2位小数）
例题5图 例题6图
【例题6】如图所示，是小华同学测量某种液体密度的过程，请你根据实验数据，求：
（1）小石块的质量；
（2）小石块的体积；
（3）液体的密度。
四、物体的浮沉条件关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
1. 物体在液体中的三种状态及受力分析
（1）物体在液体中有 、 和 三种状态。
（2）物体在液体中三种状态的受力分析（以浸没在水中的鸡蛋为例）
漂浮 悬浮 沉底
①漂浮时：受到重力与浮力的作用，根据二力平衡条件知，这两个力是平衡力，F G。
浮
②悬浮时：受到重力与浮力的作用，根据二力平衡条件知，这两个力是平衡力，F G。
浮
③沉底时：受到重力G、浮力F 与支持力F 的作用，这三个力平衡：F = 。
浮 支 浮
2. 物体的浮沉条件
（1）比较浮力与重力的大小判断物体的浮沉
以浸在水中的鸡蛋为例分析（见下图）：把鸡蛋浸入水中时，受到重力G与浮力F 两个力的作用，
浮
这两个力的方向相反、作用在同一直线上，鸡蛋的浮沉就取决于这两个力的大小。
根据二力平衡条件进行分析：
①若浮力F G，则鸡蛋会上浮，最后漂浮；
浮
②若浮力F G，则鸡蛋会悬浮，可停在液体内部任意位置；
浮
③若浮力F G，则鸡蛋会下沉，静止在水底。（以上均选填“＞”、“＜”或“=”）
浮
（2）比较物体密度ρ 与液体密度ρ 的大小关系判断物体的浮沉（理论推导）
物 液
当物体浸没在液体中时，受到重力G与浮力F 两个力的作用；因为物体浸没，所以排开液体的体
浮
积等于物体的体积：V = V = V；
排 物
浮力的大小：F ＝ρ gV ＝ρ gV； 重力的大小：G＝ρ gV ＝ρ gV
浮 液 排 液 物 物 物
①当F ＞G时，得出ρ ρ ，物体上浮；
浮 液 物
②当F =G 时，得出ρ ρ ，物体悬浮；
浮 液 物关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
③当F ＜G时，得出ρ ρ ，物体下沉。（以上均选填“＞”、“＜”或“=”）
浮 液 物
五、浮力的应用
1. 增大或减小浮力的方法
（1）改变浮力的方法
根据阿基米德原理F =ρ gV 可知，物体受到的浮力大小是由液体密度和排开液体的体积决定的，
浮 液 排
因此增大或减小浮力应从这两方面入手。
（2）增大浮力的两种方法
①增大液体的 ：如水中加盐后，可使沉底的鸡蛋浮起来；
②增大物体排开液体（或气体）的 ：如钢铁制成的轮船、氢气球等。
（3）减小浮力的两种方法
①减小液体的密度：如往盐水中加清水，可以使漂浮的鸡蛋下沉至水底。
②减小物体排开液体（或气体）的体积：如飞艇降落时，通过将辅助气囊中的气体放出，使飞艇
排开空气的体积减小，从而减小空气浮力，使飞艇降落（可认为飞艇放气后，所受重力不变）。
2. 轮船
（1）轮船的工作原理
把轮船做成“ ”体后放在水里，虽然它所受的重力没有改变，但是排开的水较多，因而受
到较大的 力，所以能漂浮在水面上。
（2）轮船的排水量m
排
轮船的排水量表示轮船的大小，指轮船装满货物时排开水的 ，等于轮船和货物的总质量。
如一艘轮船，它的排水量是1×104 t，说明此船满载时，货物质量和船身质量之和为1×104t。
3. 潜水艇
（1）潜水艇的沉浮原理
因为潜水艇浸没在水里时，排开水的体积不变，根据阿基米德原理F =ρ gV 可知，所受 基
浮 液 排
本不变，所以只能靠改变自身 实现浮沉的。（均选填“浮力”或“重力”）
（2）潜水艇的浮沉过程分析
①下潜时，在两侧的水舱内充入水，艇重增大，重力大于浮力，潜艇就会 。
②当水舱充水，潜水艇重等于同体积的水重时，它可以 在水中。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
③当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，从而 。
实际航行时，上浮和下潜过程中潜水艇总要开动推进器加快上浮和下潜的速度。
4. 气球和飞艇
升空原理：通过充入密度 空气的气体，使气球受到的浮力 自身的重力而升空，气球可
以飘在空中。（均选填“大于”或“小于”）
例如，节日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球，充的是氢气或氦气；体育、娱乐活动用
的热气球，充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气。
热气球 密度计
5. 密度计
（1）作用：密度计是测量液体密度的仪器。
（2）构造：密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管，管的下部装有少量密度较大的铅丸。
（3）原理：密度计放在液体中都是 的，因此受到的浮力始终等于它受到的 力并且是不
变的F =G。根据F =ρ gV 可知，因为F 不变，所以把它放在密度比较大的液体里，它浸入液体
浮 浮 液 排 浮
的体积 ，上浮一些；把它放在密度比较小的液体里，浸入液体的体积 ，下沉一些。所以密
度计的刻度从下往上的示数是越来越 的。（后三空均选填“大”或“小”）
【例题7】小明洗碗时发现，同一只碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如图所示。下列说法
正确的是（ ）
A．碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B．碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
C．碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力
D．碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
【例题8】如图，是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载时，排水量约12000吨，吃水
深度6.6m。下列说法正确的是（ ）
A．排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B．“延安”号漂浮在海面上，所受重力小于浮力
C．“延安”号漂浮在海面上，所受浮力方向竖直向上
D．“延安”号不能与其他舰船近距离并排航行，是因为流体流速越大，压强越大
【例题9】测量液体密度的仪器叫做密度计，将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻
度值（如图甲）。图乙和图丙是自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其放
入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中。若密度计在图乙和图丙中浸入液体的体积之比
为5:2，下列说法正确的是（ ）
A．密度计在图乙和图丙中所受浮力之比为5:2
B．该密度计在液体中处于悬浮状态
C．图乙和图丙中液体密度之比为5:2
D．若图乙中液体为水，则图丙中的液体密度为2.5×103kg/m3
【例题10】在物理做中学实践活动中，某活动小组想要用橡皮泥做“船”浮在水面上，并探究橡
皮泥“船”的装载能力。他们用一块体积为20cm3的橡皮泥做成一只“船”，放入水中漂浮，试着向其
中添加物体，发现最多只能装载25g的物体，如图所示。查阅资料知道橡皮泥的密度为1.5×103kg/m3。
已知水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：
（1）将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为多少？
（2）这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为多少？
（3）该小组同学想提高橡皮泥“船”的装载能力，请你帮助他们提出一条合理化的建议。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
四、实验专题
一、决定浮力大小的因素
【猜想与假设】浮力的大小跟什么因素有关呢？
①木块在水中漂浮，铁块在水中下沉，浮力的大小可能跟物体的 有关。
②人在水中会下沉，在死海中却能漂浮，浮力的大小可能跟液体 有关。
③用手将空易拉罐按入水中，当它浸入水中的体积越大，手感觉到的浮力也越大，浮力的大小可
能跟浸入液体中的 有关。
④人从浅水区走向深水区的过程中感觉逐渐变轻，浮力的大小可能与物体浸在液体中的 有关。
【设计实验】
（1）实验方法：控制变量法。
上面所说的固体的密度、液体的密度、固体浸入液体中的体积和固体浸入液体的深度这几个量是
实验中的“变量”，在检验浮力与其中某一个量的关系时，必须使其他量保持不变，或者确认浮力跟
这些量无关。
（2）测量浮力大小的原理：F =F-F（称重法）
浮 1 2
（3）实验器材：弹簧测力计、烧杯、水槽、圆柱体组（铝块、铁块）、水、酒精、浓盐水等。
【进行实验与分析论证】
（1）探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系
①用弹簧测力计测量出物体的重力G；
②将物体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F；
1
③改变物体在水中浸没的深度，读出弹簧测力计的示数F。
2
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记录数据，计算浮力：
浸没深度h 浅 深 更深
重力G / N 2.0 2.0 2.0
弹簧测力计示数F / N 1.4 1.4 1.4
浮力F / N 0.6 0.6 0.6
浮
结论：浮力的大小与物体浸没液体中的深度 。（选填“有关”或“无关”）
（2）探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系
①用弹簧测力计测量出物体的重力G；
②将物体小部分体积浸入水中，读出弹簧测力计的示数F；
1
③把物体大部分体积浸在水中，读出弹簧测力计的示数F；
2
④把物体浸没水中，读出弹簧测力计的示数F。
3
记录数据，计算浮力：
物体浸在液体中的体积V 部分浸入 大部分浸入 浸没
重力G / N 2.0 2.0 2.0
弹簧测力计示数F/ N 1.8 1.6 1.4
浮力F / N 0.2 0.4 0.6
浮
结论：在同一液体中，物体浸在液体中的体积越大，浮力越 。
（3）探究浮力大小与液体密度的关系
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①用弹簧测力计测量出金属块的重力G；
②将金属块分别浸没在酒精、水和盐水中，读出弹簧测力计的示数；
记录数据，计算浮力：
液体种类 酒精 水 盐水
重力G / N 2.0 2.0 2.0
弹簧测力计示数F / N 1.4 1.2 0.9
浮力F / N 0.6 0.8 1.1
浮
结论：浮力的大小跟液体的密度有关，在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的
浮力越 。
（4）探究浮力大小与物体密度的关系
①用弹簧测力计分别测出体积相等的铜球、铁球的重力；
②把铜球、铁球再悬挂在弹簧测力计下端，分别浸没在水中，观察并记录弹簧测力计的示数。
记录数据，计算浮力：
固体种类 铜球 铁球
重力G / N 9.0 8.0
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弹簧测力计示数F / N 8.0 7.0
浮力F / N 1.0 1.0
浮
结论：浮力的大小跟固体的密度 （选填“有关”或“无关”），在浸入同种液体的体积相同
时，所受浮力相等。
【实验结论】影响浮力大小的因素：
物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。浸在液体中的
体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
二、探究浮力大小跟它排开液体重力的关系
【猜想与假设】液体的密度越大，物体排开液体的体积越大，则排开的液体受到的重力越大；另
一方面，液体的密度越大，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。
所以浮力的大小跟排开液体所受的重力应该有一定的关系，大小可能 。
【设计实验】
（1）实验器材：弹簧测力计、物体（ρ ＞ρ ）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水。
物 液
（2）测量浮力的方法（称重法）
使用弹簧测力计进行测量：先测出物体所受的重力G，再读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示
数F，则F = （如图甲、丙所示）。
浮
（3）测量排开液体所受的重力（溢水法）
物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和弹簧测力计测出（如图乙、丁所示）：溢水杯中盛满液
体，再把物体浸在液体中，让排开的液体流入一个小桶中，桶中的液体就是被物体排开的液体，用弹
簧测力计测出排开液体所受的重力G = 。
排
【进行实验与收集数据】
（1）如图甲，将小石块用细线系住，挂在弹簧测力计的挂钩上，测出小石块的重力G=F 。
1
（2）如图乙，将小桶挂在弹簧测力计的挂钩上，测出其所受的重力G =F。先测小桶重力以免沾
桶 2
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水使测量数据不准确。
（3）将水倒入溢水杯中，使水面恰好到达溢水杯的溢水口，将小桶放在溢水口下水能正好流入小
桶的位置，然后将小石块慢慢地浸入水中，读出此时弹簧测力计的示数F，如图丙所示。
3
（4）利用公式F = F-F ，计算出小石块此时在水中受到的浮力。
浮 1 3
（5）如图丁，测出小桶和排开的水所受总重力F，算出排开的水所受的重力G =F-F 。
4 排 4 2
（6）改变质量不同的金属块再做几次实验，把实验数据填入表格中。
（7）实验数据表格。
实验 物重 物体在水中时 浮力 桶与排出水 空桶重 排开水重
次数 G/N 测力计示数F/N F /N 总重G /N G /N G /N
浮 总 桶 排
1 2.2 1.4 0.8 1.8 1.0 0.8
2 1.7 1.1 0.6 1.6 1.0 0.6
3 3.6 2.3 1.3 2.3 1.0 1.3
【分析论证】
分别计算实验序号1、2、3中物体受到的浮力和排开液体所受的重力，发现F G 。
浮 排
【实验结论】浸在液体中的物体受到浮力的大小 它排开的液体所受重力的大小。
【交流与讨论】
（1）若先将物体放入水中测浮力，再测物体的重力，由于物体沾水会使所测重力偏大，则所测浮
力偏 ；
（2）若先测量桶和排开液体的重力，再测桶的重力，则桶由于沾水重力偏大，所测排开液体的重
力偏 。
（3）物块在浸入前，水面要与溢水口相平，若水面不与溢水口相平，不会影响浮力的大小，但会
导致排到小桶内的水小于物块排开的水的体积，最终会得出物体所受浮力 于排开的液体所受重力
的错误结论。（以上均选填“大”或“小”）
（4）实验中换用质量不同的物块或不同液体进行多次测量，是为了使实验结论具有普遍性。
上述结论早在两千多年前就已经被发现，称为阿基米德原理。
【例题1】探究影响浮力大小的因素时，小红做了如图所示的实验，请你根据她的实验探究回答下
列问题；
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（1）比较图乙和丙可知，物体受到的浮力大小与排开液体的 有关；
（2）比较图丁和戊可知，物体受到的浮力大小与液体的 有关；
（3）比较图丙和 可知，浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
【例题2】某实验小组按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
（1）先用 分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为 N；
（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为 N。石块排开的水所受的重
力可由 （填字母代号）两个步骤测出；
（3）由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小 排开水所受的重力（选
填“大于”“等于”或“小于”）；
（4）若溢水杯的水没有装满，则会导致本实验测量的F G （选填“大于”、“等于”或
浮 排
“小于”）。
五、综合练习
1．一长方形物体浸没在水中，受到的浮力为98 N，已知上表面受到的压力是50 N，则下表面受
到的压力为 （ ）
A. 48 N B. 50 N C. 98 N D. 148 N
2. 094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇，下列有关该潜艇说法正确的是
（ ）
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A．核潜艇通过改变浮力大小来实现上浮和下沉
B．浸没在水中的核潜艇上浮时，所受浮力会逐渐变大
C．浸没在水中的核潜艇下潜时，所受浮力大于自身重力
D．漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力
3. 2021年4月23日，海军三型主战舰艇——长征18号艇，大连舰、海南舰在海南三亚某军港集
中交接入列。国家主席习近平出席了交接入列活动并登上舰艇视察，如图所示。已知大连舰满载排水
量为12300t。下面分析正确的是（ ）
A．大连舰满载时受到的浮力为1.23×107N
B．舰载直升机从大连舰起飞后，大连舰受到的浮力不变
C．两只舰艇不能近距离高速并排航行，是由于两舰艇间水的流速越大，压强越大，容易相撞
D．当大连舰从河水行驶到海洋中后，船身会上浮一些
4. 小京洗水果时，发现体积较小的桔子漂浮在水面上，而体积较大的芒果却沉在水底，如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．桔子的密度大于芒果的密度
B．桔子受到的浮力大于它受到的重力
C．桔子受到的重力小于芒果受到的重力
D．桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
5. 用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触（未浸入水），如图（甲），
然后将其逐渐浸入水中，图（乙）所示是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中深度的变化情况，圆
柱体受到的最大浮力是 N，该圆柱体的密度是 kg/m3。
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6. 小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答
下列问题。
（1）在本实验中，浮力的大小是通过 的变化来反映的。B实验中，物体受到的浮力
为 ；
（2）做B、C、D三次实验，可以得出的结论是：在液体的 相同时， 越大，物体受到
的浮力越大；
（3）做 三次实验，是为了探究浮力的大小与物体浸没深度是否有关；
（4）在小明实验的基础上，根据有关实验数据，可以计算出F中盐水的密度为 g/cm3。
（g=10 N/kg）
7
