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专题 8 浮力应用：测量物体的密度
知识点一 物体沉浮的条件
1.液体中常见的三种浮沉现象
（1）物体上浮，最终漂浮在液面上；
（2）物体悬浮，可以静止在液体中的任何位置；
（3）物体下沉，最终沉入底部。
2.物体的沉浮条件
（1）物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的大小关系
物体浸没在液体中 物体部分浸在液体中
状态
上浮 悬浮 下沉 漂浮
条件 F >G F =G F G F =G F =G F ρ ρ >ρ ρ =ρ ρ <ρ ρ <ρ
液 物 液 物 液 物 液 物 液 物
关系
V 与V 的 V =V （露
排 物 排 物
V ρ )的密度。
物 水
① 实验原理 F =G－F (称重法)
浮 拉
② 步骤
a 用弹簧测力计先测出小石块在空气中的重力记为G ；
石
b 用弹簧测力计悬吊着小石块，使之浸没在水杯中。并记下此时弹簧测力计的示数为F ；
拉
c 由F ＋F =G可求得小石块浸没在水中受到的浮力为F =G －F ；
浮 拉 浮 石 拉
G
d 由F =ρ gV 和G=mg=ρ gV 及V =V 得ρ = 石 ρ 。
浮 液 排 物 物 物 排 石 G ⋅F 水
石 拉
[方法二] 利用量筒、水、细针测出不沉于水的蜡块(ρ <ρ )密度。
物 水
① 实验原理 F ＝G(漂浮法)
浮
② 步骤
a 先往量筒中倒入适量的水，记下水的体积为V；
0
b 然后往量筒中放入小蜡块，待小蜡块静止后，记下水面现在所对应的刻度为V，即蜡块漂浮时V
1
=V －V；
排 1 0
c 用细针将蜡块全部按入水中，记下现在水面刻度为V，此时蜡块的体积为V =V －V；
2 蜡 2 0
V −V
d 利用漂浮条件F =G，即ρ gV =ρ gV 得出ρ = 1 0 ρ 。
浮 水 排 蜡 蜡 蜡 V −V 水
2 0
知识点三 浮力的应用：测液体的密度
[方法一]
原理 F =G－F 和F =ρ gV 。(称重法)
浮 拉 浮 液 排
器材 弹簧测力计、烧杯、适量的水、适量的待测液体和一个密度大于水和液体的物体。
F ρ V
过程 用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的浮力,则有
浮水= 水 体水
F ρ V
浮液 液 体液
F V
即:ρ = 浮液 体水ρ 。
液 F V 水
浮水 体液
[方法二]
原理 F =G (漂浮法)
浮 物
器材 量筒、水和待测液体、一个密度比水和待测液体小的物体。
过程 用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的V排即可,即:由G ＝F 和G =F 可知ρ
物 浮水 物 浮液
V
gV ＝ρ gV ，也即ρ = 体水 ρ 。
水 排水 液 排液 液 V 水
体液
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1. （2023•吉林）在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，用密封透明的瓶子
（质量和厚度不计，装有适量酸奶）替代原实验中的物体，如甲图。
（1）将瓶子浸没在水中，如乙图，此时瓶子受到的浮力为 N。
（2）继续向上提升弹簧测力计，当酸奶液面与水面相平时，弹簧测力计的示数如丙图。由以上
数据可以得出：在液体密度一定时，浮力大小与 有关。
（3）通过这个实验还可以计算出酸奶的密度 ＝ kg/m3。
2. （2023•黑龙江）如图所示是物理兴ρ趣小组探究“影响浮力大小的因素”的实验，根
据他的实验探究数据，请你回答下列问题：（
水
＝1.0×103kg/m3）
ρ
（1）由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮 ＝ N；
（2）由图ACD可知，浮力大小与物体浸没深度 （选填“无关”或“有关”）；
（3）分析此实验可得出：物体受到的浮力大小与 和 有
关；
（4）经进一步计算可知物体体积V＝ m3，物体的密度 ＝ kg/m3。
3. （2022•达州）某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、ρ小石块（不吸水）、溢水杯、
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小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
（1）如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤，最科学合理的实验顺序是
。
（2）根据图中的实验数据可求出石块的密度为 kg/m3（g取10N/kg，
水
＝
1.0×103kg/m3）。 ρ
（3）兴趣小组的同学换用不同的物体（不吸液体）或液体按科学合理的顺序进行了多次实验，
由实验数据得出F浮 G排 （选填“＞”“＜”或“＝”），从而验证了阿基米德原理的正确
性。
（4）图丁步骤中，小石块逐渐浸入液体过程中（未接触溢水杯），液体对杯底的压强
（选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”）。
（5）如果换用密度小于液体密度的物体（不吸液体）来进行该实验，则图 步骤中可不使
用弹簧测力计。
（6）其中一个同学每次进行图甲步骤时，都忘记将溢水杯中液体装满，其他步骤无误，因而他
会得出F浮 G排 （小桶中液体所受重力）的结论。（选填“＞”“＜”或“＝”）
4. （2022•广西）实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。
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（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端 处时，发现指针偏向分度盘
的左侧，此时应向 调节平衡螺母，使横梁平衡。
（2）将吊坠放在天平左盘中，向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时，右盘中的砝码
和游码的位置如图甲所示，则吊坠的质量是 g。
（3）往量筒中倒入50mL水，将吊坠浸没在水中，液面位置如图乙所示，则吊坠的密度是
kg/m3。
（4）整理实验器材时发现，使用的砝码有磨损，则测得的密度值偏 。
（5）实验小组讨论后，不用砝码，只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密
度。请将实验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水，分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示；
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中（不碰烧杯底），用量筒向右盘的烧杯中加水到 A
处时横梁平衡，记下加水的体积为V ，如图丁所示；
1
③ ，用量筒继续向右盘的烧杯中加水，直到横梁平衡，并
记下再次加入水的体积为V ；
2
④吊坠密度的表达式为 ＝ 。（用V
1
、V
2
、
水
表示）
ρ ρ
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1. （2023•广陵区一模）小亮通过如图的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有
关”的实验。
（1）对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析，得出下列结论：物体浸没后，浮力的大
小与深度 （填“有关”或“无关”）；
（2）分析D、E两图中的实验现象和数据，可得出结论：物体受到的浮力大小还与液体的
有关；
（3）根据图中的数据计算出物体的密度为 kg/m3，如考虑物体具有吸水性，则
计算的结果比物体的真实密度偏 （填“小”或“大”）。
2. （2023•邳州市一模）如图所示，是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些
因素有关”的实验过程图。如图将一石块挂于弹簧测力计上，并将其慢慢浸入烧杯内的液体中。
图甲、乙、丙烧杯中装的液体是水，图丁烧杯中装的液体是酒精，F 、F 、F 、F 分别是图甲、
1 2 3 4
乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题：
（1）图甲中，弹簧测力计的示数F ＝ N。
1
（2）石块完全浸没在水中时所受的浮力为 N。
（3）分析图中乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与 有关；分
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析图中 两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与液体密度有关。
（4）图乙中石块浸入水中的体积是 m3。
（5）实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到，称为 法。
（6）由实验数据可得石块的密度为 kg/m3。
3. （2023•南关区校级三模）信息科技小组的同学利用力传感器（力传感器可感知并测
出拉力或压力的大小）对“浮力大小的影响因素”进行探究。操作如下：
（1）如图所示，将力传感器固定在铁架台上，圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连。
（2）装有水的薄壁柱形容器B置于升降台上（容器足够高），让升降台逐渐升高，随着圆柱体
A逐渐浸入水中，传感器的示数逐渐变小，当圆柱体A刚好浸没时，传感器的示数减小到8N，
这说明物体所受的浮力大小与 有关。
（3）为探究浮力的大小与液体密度的关系，小组同学将容器内的水换成密度为1.2×103kg/m3的
液体，再次使升降台逐渐升高，直到圆柱体A刚好浸没，传感器的示数一直减小到6N。圆柱体
A浸入液体的过程中，容器底部所受的压强逐渐 。
（4）对比（2）（3）可以得出：物体所受浮力的大小与 有关。
（5）分析题中信息可知，当圆柱体A分别浸没在水中和液体中时，容器底部增加的压力之比为
，圆柱体A的密度为 kg/m3。（取g＝10N/kg）
4. （2023•重庆模拟）在“探究浮力与什么因素有关的关系”的实验中：
小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液
体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示。
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（1）如图甲所示，将圆柱体挂在弹簧测力计下端静止时，弹簧测力计的示数为 5N，由
知识可知，圆柱体的重力大小为 N；
（2）分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与 有关；
（3）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用 图的装置来
进行操作；
（4）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N，圆柱体的体积是 m3（g取
10N/g）；
（5）用图示实验数据测出盐水的密度是 kg/m3。
5. （2023•重庆二模）小开要探究“影响浮力大小的因素”，图1是他的实验过程。
（1）图1B中，物体受到的浮力为 N：由图1A、B、C三图可知，浮力大小与
有关；由图1A、 三图可知，浮力大小与浸没深度无关；
（2）由图1A、D、E三图可知，浮力大小与 有关；还可以算出盐水的密度为
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g/cm3；
（3）小开受上面实验的启发，制作了一个测质量的装置，如图2甲。刻度标在底面积为100cm2
透明薄壁柱形容器外壁，先加水至“0g”刻线处，再将被测物体放入水中漂浮时，水位处对应
的刻度值即为被测物体的质量。则“0g”刻线上方1cm处对应的刻度值为 g；
（4）利用该装置还可测量物体密度：将物体A放入水中，如图2乙所示，静止时示数为m ；然
1
后将物体B放在A上方，如图2丙所示，静止时示数为m ；最后将物体B放入水中，如图2丁
2
所示，静止时示数为m
3
，则物体B的密度
B
＝ （用m
1
、m
2
、m
3
、
水
表示）；
（5）小南发现该装置测量质量误差较大，ρ 为提高准确度，请你提出一ρ 条可行的改进方案：
。
6. （2023•市北区校级模拟）探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验时，如图 1所示，
依次将体积为100cm3的物体缓缓浸入某液体中（液体未溢出）；根据实验数据绘制了测力计
的示数F与物体的下表面浸入液体中的深度h的关系图象，如图2所示。（g＝10N/kg）
（1）分析图2发现，物体浸没在液体中后，测力计示数不再变化，说明浸没在液体中的物体所
受的浮力大小与 （选填“物体体积”或“排开液体体积”）有关。
（2）物体密度为 g/cm3，若把该物体直接放入此液体中，静止时物体受到容器底的支持
力F支 为 N。
（3）当h＝4cm时，物体受到浮力为 N，下表面所受压强为 Pa；整个过
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程，物体下表面所受液体压强p与其浸入液体中深度h的关系图象应该是图3中的 。
7. （2023•中山市模拟）图A、B、C、D、E是探究某圆锥形物体“浮力的大小跟哪些
因素有关”的实验步骤。
（1）由 两个步骤中可知物体浸没酒精中时受到的浮力是 N；
（2）由步骤A、B、C、D可得出结论：物体受到的浮力大小与 有关；
（3）由步骤A、D、E可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的 有关；
（4）圆锥体的密度为 g/cm3；（
水
＝1.0×103kg/m3）
（5）用弹簧秤拉着圆锥形物体从水面缓ρ慢浸入水中，根据实验数据描绘的弹簧秤示数F随圆锥
形物体浸入深度h变化的关系图像，最符合实际的是 。
8. （2023•宁化县模拟）在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中，班级的“物
理小博士”为同学们做了如图所示的一系列实验。
（1）做A、B、C三次实验是为了探究浮力的大小与 的关系，得出的
结论是 。
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（2）分析 三次的实验数据，可知浮力的大小与物体浸入液体内的深度无关。
（3）分析A、D、E三次实验可探究浮力的大小与 的关系。
（4）由题中信息可计算出铜块的密度为 kg/m3，盐水的密度为
kg/m3。
9. （2023•鼓楼区校级二模）探究影响浮力大小的因素：
实验器材：弹簧测力计（量程 0～2.5N，分度值0.05N）、水槽、圆柱体组（铜柱、铁柱、铝
柱）、相同规格的圆柱体大物块、细线、水、盐水等；
实验装置：
实验步骤：
（1）按如图所示实验装置图组装好实验器材，读出弹簧测力计示数即为物体重力 G，记录在表
格中；
（2）拧开矿泉水瓶瓶盖，当水和盐水浸没金属块和大物块后再拧紧瓶盖；
（3）读出此时弹簧测力计示数F，将其记录在表格中；
（4）计算出物体所受浮力F浮 大小并填入表格中；
序号 A B C D E
物体重力G/N 0.80 0.65 1.70 2.15 2.15
物体浸没液体中测力计示数F/N 0.70 0.55 1.50 1.40 1.25
物体受到浮力F浮/N 0.10 0.10 0.20 0.75 0.90
分析论证：
（1）由A、B两组实验对比可以得出结论，浮力大小与物体密度 ；
（2）由 两组实验对比可以得出结论，浮力大小与物体浸入液体体积有关；
（3）由D、E两组实验对比可以得出结论，浮力大小与 有关；
评估交流：
（1）往水槽内放水前，矿泉水瓶瓶盖未打开，此时矿泉水瓶内气压 （选填“大于”、
“小于”或“等于”）瓶外大气压；
（2）将弹簧测力计固定在木架上，通过矿泉水瓶往水槽注水的方式使物体浸入液体中，这样操
作的好处是 ；
（3）由实验数据可知，实验所用的盐水的密度为 kg/m3；
（4）在进行D、E两组实验时没有选用B组实验所用的铁块，而是选用两个体积更大的圆柱体
大物块，其原因可能是铁块在水和盐水中的浮力差距小于弹簧测力计分度值，通过增大
增大浮力之差从而得出正确结论。
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