文档内容
模块一 力学
专题08 浮力综合
*知识与方法
一、浮力概念
浮力是浸在液体（或气体）中的物体受到的液体（或气体）对它的向上和向下的压力差。
说明：（1）对于漂浮物体，F = F ，浮力大小等于物体液体对它向上的压力；
浮 向上
（2）和底部紧密贴合，没有空隙的物体不受浮力，如大桥的桥墩等。
二、计算浮力的方法
1.压力差法：F = F —F ；
浮 向上 向下
2.称量法：F = G—F （实验题常用）；
浮 拉
3.阿基米德原理：F = G = m g =ρ gV ；
浮 排 排 液 排
4.受力分析：（1）物体漂浮或悬浮，F = G ； （2）物体沉底，F +F = G 。
浮 物 浮 支 物
三、浮沉条件
1.三种状态的判断： 注意：先假设物体完全浸没在液体中。
方法一：受力比较 方法二：密度比较 运动 最终静止状态
F > G ρ >ρ 上浮 漂浮
浮 物 液 物
F = G ρ =ρ 悬浮 悬浮
浮 物 液 物
F < G ρ <ρ 下沉 沉底
浮 物 液 物
2.三种状态的特点：
ρ >ρ ρ =ρ ρ <ρ
液 物 液 物 液 物
状态： 漂浮（静止） 悬浮（静止） 沉底（静止）
V 与V 关系： V V ，可得F >F ，故A正确；
B排 A排 B浮 A浮
B．密度计处于漂浮状态，浮力和重力的关系为F =G
浮 计
因为F >F ，所以G >G ，故B错误；
B浮 A浮 B A
C．A、B浸没的深度关系为h F
A 浮A
所以G + F-F + G > G + F
容 浮A A 容即两个容器对桌面的压力关系为F >F ，由于两个容器底面积相等，由 可知，两个容器对桌面的压
甲 乙
强关系为p >p ，故D不符合题意。
甲 乙
故选B。
二、多选题
6．（2022·辽宁丹东·统考中考真题） 型导弹驱逐舰是我国海防和远洋护航的主力舰种之一、关于驱
逐舰在海上执行护航任务的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．驱逐舰所受浮力的方向总是竖直向上的
B．舰载直升机离舰后，驱逐舰所受浮力变大
C．舰载直升机加速升空过程中，它的运动状态发生了改变
D．舰载直升机离舰后，驱逐舰舰底所受海水压强变大
【答案】AC
【解析】A．浸在液体中的物体受到浮力的作用，浮力方向是竖直向上的，故A正确；
B．驱逐舰处于漂浮状态，浮力等于重力，舰载直升机离舰后，驱逐舰重力变小，所以浮力变小，故B错
误；
C．舰载直升机加速升空过程中，速度变大，运动状态发生变化，故C正确；
D．舰载直升机离舰后，浮力变小，排开液体体积变小，所以驱逐舰浸入水的深度变小，液体密度不变，
根据p=ρ gh，所以液体压强减小，故D错误。
液
故选 。
7．（2022·辽宁本溪·统考中考真题）水平桌面上有甲、乙两个相同的容器，分别装有体积相等的水和盐水。
将橘子和香蕉先放入甲容器中，取出后擦干，再放入乙容器中、前后两次静止时液面如图所示。下列说法
正确的是（ ）
A．橘子在水和盐水中所受浮力相等 B．两容器对水平桌面的压强p >p
甲 乙C．液体对两容器底的压力F V
排
则
ΔF >F =12N
水 浮
四、综合题
11．（2021·江苏无锡·统考中考真题）2020年11月10日，中国万米载人深潜器“奋斗者”号在马里亚纳
海沟成功坐底，深度达10909m。图甲是“奋斗者”号模型，图乙是它的部分结构示意图。“奋斗者”号
总质量为20t，其底部装配有质量为2t的可抛弃压载铁，中部安装有固体浮力材料，载人舱为空心球体。
除载人舱及部分电路设施外，其余部分与海水相通。“奋斗者”号在海水中依靠改变自身重力和受到的海
水浮力实现无动力下潜和上浮。不考虑海水的流动影响，忽略深潜器部件受到海水压力后的体积变化。
（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）若在10909m深度处，海水产生的压强为1.1×108Pa，此处海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生
的压力为多少？( )
（2）若固体浮力材料质量为2400kg，密度为600kg/m3。求：
①固体浮力材料的体积为多少？( )
②固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力和自身重力之差为多少？( )
（3）“奋斗者”号完全浸没在海水中后匀速下潜，接近海沟底部时，抛掉质量为m的压载铁后悬浮在海
水中，待海底科研任务结束后，抛掉剩余的全部压载铁后匀速上浮至海面。若 “奋斗者” 号只在竖直方
向实现下潜和上浮，船身与水平面平行，下潜和上浮过程中所受阻力大小不变、方向与运动方向相反，压
载铁的密度为8.0×103kg/m3，则“奋斗者”号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为______N。
【答案】
【解析】（1）[1]此处海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力为故海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力为 。
（2）[2][3]固体浮力材料的体积为
故固体浮力材料的体积为 ；固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力
自身重力为
浮力与自身重力差为
则浮力与自身重力差为1.6×104N。
（3）[4]设“奋斗者”号的体积为V ，由题匀速下沉时 ……①
船
压载铁全部抛完匀速上升时 ……②
两式相加可得 = ……③
当抛掉质量为m的压载铁后，“奋斗者”号悬浮，则 ……④
令③-④×2整理得ρ （V -2V ）=ρ （V -2V ）
水 铁 铁剩 铁 铁 铁剩
可知V -2V =0
铁 铁剩
即
船和压载铁总质量20t，压载铁质量为2t，则船的质量为18t，即18000kg，则船的重力
G =18000kg×10N/kg=1.8×105N
船
则“奋斗者”号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为
答：（1）此处海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力为 ；
（2）固体浮力材料的体积为4m3；固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力和自身重力之差为
1.6×104N；（3）“奋斗者”号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为1.9×105N。
12．（2022·浙江宁波·中考真题）2022年4月28日，“巅峰使命”珠峰科考全面启动。5月15日凌晨1点
26分，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300m的科考营地顺利升空，4点40分达到海拔
9032m，超过珠峰8848.86m的高度，创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
（1）该浮空艇总质量约2625kg，它受到重力的大小约为______N；
（2）已知海拔4300m处的空气密度约为0.8kg/m3。如图所示，该浮空艇在营地升空前体积达9060m3，此
时浮空艇受到的浮力大小约为______N；
（3）“极目一号”浮空艇内部有三层：上层装有氦气（相同条件下氦气密度比空气小得多），中间隔开，
下层是空气。当悬于空中的浮空艇需要______（填“上浮”或“下降”）的时候，可以用上层的氦气排出
下层的部分空气，以此改变自身重力，同时使整个浮空艇的压差在安全范围内。
【答案】 2.63×104 7.25×107 上浮
【解析】（1）[1]由 知道，浮空艇受到重力的大小约为
（2）[2]由 知道，该浮空艇在营地升空前受到的浮力大小约为
（3）[3]由于氦气密度比空气小得多，当用上层的氦气排出下层的部分空气时，自身重力减小，由于悬于
空中的浮空艇受到的浮力等于重力，所以，此时浮力会大于重力，合力的方向竖直向上，故浮空艇会上浮。
五、计算题
13．（2022·四川自贡·统考中考真题）小明做了一个探究鸡蛋悬浮的实验，他在水平桌面上放置一个底面
积为 的厚度可忽略的圆柱形容器，向容器中注入0.2m深的水，再拿一个鸡蛋，用天平称得其
质量为 ，将它轻轻放入水中，发现鸡蛋沉至容器底部，此时测得水面升高了4mm（水未溢出）。然后，向容器中缓慢加食盐并轻轻搅动，直到鸡蛋恰好悬浮为止，（ ， ）求：
（1）未放入鸡蛋前，水对容器底部的压强和压力大小；
（2）当鸡蛋悬浮时，鸡蛋所受的浮力大小；
（3）当鸡蛋悬浮时，盐水的密度是多少？
【答案】（1）2000Pa，25N；（2）0.55N；（3）1.1×103kg/m3
【解析】解：（1）未放入鸡蛋前，水对容器底部的压强
水对容器底部的压力F=p=2000Pa×1.25×10-2m2=25N
（2）鸡蛋的重力G=mg=5.5×10-2kg×10N/kg=0.55N
鸡皮悬浮时，受到的浮力等于自身的重力，所以F =G=0.55N
浮
（3）鸡蛋放入盐水中，沉底时，水面升高了4mm，鸡蛋排开水的体积，即鸡蛋的体积
V=V =Sh=1.25×10-2m2×0.004m=5×10-5m3
排 1
那么鸡蛋悬浮时，排开盐水的体积等于鸡蛋的体积。据阿基米德原理得，盐水的密度
答：（1）水对容器底部的压强为2000Pa，压力为25N；
（2）当鸡蛋悬浮时，鸡蛋所受的浮力的大小为0.55N；
（3）当鸡蛋悬浮时，盐水的密度是1.1×103kg/m3。
14．（2022·内蒙古呼和浩特·中考真题）浮筒法，是海洋沉船打捞技术中常用的方法之一。先让浮筒灌满
海水，靠自重自由下沉。到达海底沉船处，将若干个浮筒与沉船固定。给浮筒充气，排出筒内海水，产生
向上的上举力，让沉船上浮。已知，每个浮筒质量为4.8×103kg，体积为160m3，海水密度为
1.03×103kg/m3。求：
（1）每个浮筒在海底沉船处，充气，海水全部排出后，受到的浮力大小和产生的上举力大小；
（2）若沉船在海平面下方200m处，海平面大气压为1.0×105Pa，浮筒排出海水时，充气压强的最小值；
（3）若沉船需要受到向上4.1×107N的上举力，才能上浮，则至少需要多少个浮筒与沉船固定。
【答案】（1）1.648×106N，1.6×106N；（2）2.16×106Pa；（3）26个
【解析】解：（1）浮筒浸没时，每个浮筒受到的浮力
F =ρ gV =ρ gV=1.03×103kg/m3×10N/kg×160m3=1.648×106N
浮 海水 排 海水
每个浮筒的重力G=mg=4.8×103kg×10N/kg=4.8×104N
由力的平衡条件，每个浮筒能产生的上举力F =F -G=1.648×106N-4.8×104N=1.6×106N
举 浮（2）海平面下方200m处海水的压强p =ρ gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×200m=2.06×106Pa
海水 海水
浮筒排出海水时，充气压强的最小值p =p +p=2.06×106Pa+1.0×105Pa=2.16×106Pa
最小 海水 0
（3）因为需要产生4.1×107N的举力，所以需要浮筒的个数
因此至少需要26个浮筒。
答：（1）每个浮筒受到的浮力为1.648×106N，产生的上举力大小为1.6×106N；
（2）浮筒排出海水时，充气压强的最小值为2.16×106Pa；
（3）若沉船需要受到向上4.1×107N的上举力，才能上浮，至少需要26个浮筒与沉船固定。
