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第十章 浮力
课时10.1 浮力
2025年课程标准 物理素养
物理观念:明确浮力是浸在液体中的物体受到向上的力,这个力是由液体
对物体上下表面的压力差产生的 。
1、理解浮力的概念 。
科学思维:了解浮力的方向是竖直向上的,与重力的方向相反 。
2、掌握浮力的方向。
科学探究:通过实验来探究浮力的存在、方向和大小,以及浮力与物体浸
3、理解浮力的影响因素。
没深度的关系等 。
4、掌握浮力的计算方法。
科学态度与责任:通过浮力这一节的学习,应被激发对科学的兴趣和好奇
心,进一步培养探索精神 。
知识点一、浮力
1.浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上的托力叫做浮力。
(1)浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。
(2)浮力的产生原因:物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力。
物体在液体中,上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等,上面
的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体对
物体这个压力差,就是液体对物体的浮力。
特别提醒
浮体的顶部界面接触不到液体时,则只有作用在底部界面向上的压力才会产生浮力,因为
只要其间有一层很薄的液膜,就能传递压强,底面就有向上的压力,物体上下表面有了压
力差,物体就会受到浮力。
用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好相平,如图甲所示,由
此处匀速下放物块,直至浸没于水中。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下
表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示,对于此图回答以下问题:( )(1)物块受到的重力为 N;
(2)物块浸没在水中时受到的浮力是 N;
(3)物块刚好浸没时下表面受到水的压力为 N。
【答案】(1)8
(2)4
(3)4
【详解】(1)由图乙可知,物块未浸入水中时,弹簧测力计示数为8N,由称重法可知,
物块的重力为8N。
(2)由图乙可知,物块浸没在水中时,弹簧测力计示数为4N,由称重法测浮力可知,
物块浸没在水中时受到的浮力为
(3)物块刚好浸没时,弹簧测力计示数为4N,由称重法测浮力可知,此时物块受到的
浮力为
物块受到的浮力等于下表面受到水的压力减去上表面受到水的压力,物块刚好浸没时,
上表面受到水的压力为0N,此时,物块受到的浮力等于下表面受到水的压力,故物块
刚好浸没时下表面受到水的压力为4N。
知识点二、探究影响浮力大小因素的实验
1.实验目的、原理、方法
(1)实验目的:探究影响浮力大小的因素。
(2)实验原理:F浮=G-F读。
(3)实验方法:称重法、控制变量法。
2.实验器材:弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块。
(1)弹簧测力计:测量拉力。
(2)细线:连接实验器材。
(3)小石块、金属块:实验对象。
(4)水、盐水:改变液体密度。
(5)烧杯:盛装液体。
3.实验步骤
步骤①用弹簧测力计测量石块在空气中的重力。
步骤②把石块慢慢浸入水中,直至石块完全没入水中,并观察弹簧测力计读数变化。步骤③把水换成盐水,重复步骤②。
步骤④把小石块换成金属块重复上面三个步骤。
步骤⑤记录数据,整理器材。
4.实验结论及应用
(1)浮力大小跟浸入液体(水)中的体积有关。
(2)浸入液体中的体积一定时,浮力大小跟物体所在深度无关。
(3)比较步骤二、三可知,浸入液体中的体积一定时,浮力大小跟液体密度有关,密度大
的浮力大。
特别提醒
(1)实验中,用到了“称重法”测浮力:,弹簧测力计的示数越小,说明物体受到的浮力
越大。
如图所示,是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验过程中弹簧测力计的
示数。则:
(1)由甲图可知,金属块受到的重力是 N, 当它浸没在水中时受浮力是
N;
(2)金属块从乙图到丙图的位置变化过程中,弹簧测力计的示数减小,说明金属块受到
浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”),分析两图实验数据可得:物
体所受的浮力大小与 有关;
(3)分析丙、丁两图实验数据可得:浮力大小跟物体浸没在水中的深度
(选填“有关”或“无关”);
(4)分析 两图可知,浮力大小跟液体密度有关,当物体浸入液体中的体积
相同时,液体的密度越大,物体所受浮力越大。
【答案】(1) 4.8 2
(2) 变大 排开液体的体积
(3)无关
(4)丁、戊
【详解】(1)[1]图甲中,弹簧测力计的分度值为0.2N,金属块所受重力为4.8N。
[2]图丁中金属块浸没水中,受到的拉力是2.8N,当它浸没在水中时受浮力
F =G-F =4.8N-2.8N=2N
浮 丁(2)[1][2]金属块从乙图到丙图的位置变化过程中,排开液体的体积变大,弹簧测力计
的示数减小,由称重法可知金属块受到浮力变大,可得物体所受的浮力大小与排开液体
的体积有关。
(3)分析图丙、丁可知,物体浸在水中的深度不同,测力计示数相同,由称重法可知
受到的浮力相同,故浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
(4)分析图丁、戊可知,浮力的大小跟液体密度有关,戊中液体的密度大,测力计示
小,由称重法,戊中物体所受浮力大,即液体的密度越大,物体所受浮力越大。
问题一:浮力
【角度1】浮力的方向、原因及产生浮力与否的辨别
【典例1】2021年12月9日,神舟十三号的航天员给我们展示在轨工作生活场景的同时,
也做了多个实验。如图所示是乒乓球在水中浮力消失的实验,对这个现象的解释最准确
的说法是( )
A.乒乓球的质量为零,重力为零
B.乒乓球没有排开水,水对球没有压力
C.太空中失重状态下,排开水的重力为零
D.太空中失重状态下,水的密度小到零
【答案】C
【详解】A.质量是物体的一种属性,不随物体位置的改变而改变,所以乒乓球的质量
不为零;乒乓球在太空中处于失重状态,几乎不受重力的作用,故A错误;
B.乒乓球放入水中后,占据了一部分原本都是水的空间,而且放入后液面会升高,所
以是排开了一部分水的;液体压强产生的原因有两个,一是液体受到重力的作用,二是
液体具有流动性;太空中的水不受重力的作用,故水对球没有压力,故B错误
C.太空中失重状态下,排开的水重力为零,根据物体受到的浮力等于它排开的液体所
受的重力,浮力为零,故C正确;
D.密度是物质本身的一种特性,一切物体都有密度,水的密度不会因为失重变为零,
故D错误。
故选C。1、浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差就是浮力,所以
如果物体下面没有液体是无法才是浮力的。
2、根据阿基米德原理可以知道,太空中失重状态下,排开的水重力为零,根据物体受到的
浮力等于它排开的液体所受的重力,浮力为零。
【变式1-1】下列情境中的物体,不受浮力的是( )
A.水中下沉的石块 B.空中上升的气球
C.海中航行的轮船 D.水中桥墩
【答案】D
【详解】因为浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力。
AC.水中下沉的石块、大海中航行的轮船都受到水的向上托起的力,即受到浮力,故
AC不符合题意;
B.空中上升的气球受到空气的浮力,故B不符合题意;
D.由于桥墩都是深深陷在河床底部,因此桥墩下面没有水,没有水对桥墩产生向上的
压力,没有上下表面的压力差,故不会产生浮力,故D符合题意。
故选D。
【变式1-2】如图所示各情景中,物体没有受到浮力的是( )
A. 立在河水中的桥墩 B. 悬停在水中的
鸡蛋
C. 航行中的“辽宁号” D. 浮在
空中的热气球
【答案】A
【详解】A.由图可知,圆柱形桥墩的下底面埋在地下,其下底面与河底紧密接触,桥
墩没有受到水向上的压力,所以桥墩不受浮力作用,故A符合题意;
B.悬停在水中的鸡蛋,受到的浮力等于重力,故B不符合题意;
C.航行中的“辽宁号”,漂浮在水面上,物体受到水向上的压力,即受到的浮力,故
C不符合题意;
D.浮在空中的热气球,浸没在空气中,受到空气的浮力,故D不符合题意。
故选A。
【角度2】称重法与压力差法计算浮力的大小
【典例2】浸入液体中的物体,通常要受到液体对它的浮力,浮力的施力物体是,方向是 。如图所示,弹簧测力计的示数为 N,所挂长方体金
属块的质量为 g,当把长方体金属块完全竖直浸没在水中时,长方体金属块
受到的浮力为2N,其上表面所受水的压力为3N,则其下表面所受水的压力为
N。
【答案】 液体 竖直向上 3.6 360 5
【详解】[1]浸入液体中的物体,通常要受到液体对它的浮力,浮力的施力物体是液体,
受力物体是浸在液体中的物体。
[2]浮力的方向总是方向是竖直向上。
[3]如图所示,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.6N。
[4]由 得,所挂长方体金属块的质量为
[5]浮力是物体上下表面的压力差,其下表面所受水的压力为
1、物体在液体中,上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等,上
面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体
对物体这个压力差,就是液体对物体的浮力。所以F =F -F 。
浮 向上 向下
【变式2-1】一个正方体铁块在水下某深度时,上表面受到 压力,下表面受到 压
力,则铁块上下表面受的压力差是 ,铁块受到浮力是 (铁
块上表面均与水面平行)。
【答案】 5 5
【详解】[1]铁块上下表面受到的压力差是
[2]根据物体受到的浮力的产生原因可得,铁块受到的浮力是
【变式2-2】用量程足够大的弹簧测力计拉着一个正方体物块,从空中某一高度慢慢放入盛水的容器中,如图甲所示,整个过程中水未溢出,弹簧测力计的示数F随物块下降
的高度h变化的图像如图乙所示。水的密度 。
(1)正方体物块浸入水中的过程中受到水的最大浮力是多少?
(2)正方体物块刚好浸没在水中时,其下表面受到水向上的压力是多少?
【答案】(1)80N
(2)80N
【详解】(1)正方体物块浸入水中的过程中受到水的最大浮力是
(2)由浮力的产生原因得
刚浸没时,正方体物块上表面受到的压力为
此时正方体物块下表面受到水向上的压力是
问题二:探究影响浮力大小因素的实验
【角度1】探究影响浮力大小因素的实验
【典例1】小霞同学按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)金属块完全浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)观察A、B、C三幅图,可得出金属块受到的浮力大小与 有关;
(3)观察A、C、D三幅图,可得出的结论是 ;
(4)根据本实验数据可计算得出该金属块的密度是 kg/m3;
(5)观察A、C、E三幅图,可得水的密度和液体密度的关系是 (选
水 液体
填“大于”“小于”或“等于”)【答案】(1)0.5
(2)排开液体体积
(3)浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关
(4)
(5)大于
【详解】(1)由图A知道,物体所受重力为
G=2N
浸没在水中测力计示数为F =1.5N,故物体浸没水中所受浮力为
示
(2)观察A、B、C、三幅图,由称重法可知浮力不同,液体密度一定,但排开液体体
积变大,故可知金属块受到的浮力大小与排开液体体积有关。
(3)比较A、C、D三图知道,液体密度和物体排开液体的体积相同,物体浸没在水
中深度增加,弹簧测力计的示数不变,由称重法可知,物体所受浮力不变,说明浮力大
小跟物体浸没在液体中的深度无关。
(4)由(1)知道,浸没水中F =0.5N,由 知道,物体的体积为
浮
由G=mg知道,圆柱体的质量为
由 知道,金属块密度是
(5)比较A、C、E三幅图知道,液体密度不同,物体排开液体的体积相同,由称重法
知道,在水中浮力大,由 知道,水的密度和液体密度的关系是
>
水 液体
实验中,用到了“称重法”测浮力:,弹簧测力计的示数越小,说明物体受到的浮力越大。
【变式1-1】如图所示是探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情景。(1)圆柱体的质量为 ;
(2)比较B、C、D图可以探究浮力的大小是否跟物体 有关;
(3)比较图 和图E两图可以探究浮力的大小是否跟液体密度有关;
(4)F图中液体的密度ρ ρ ;
液 水
(5)C图中圆柱体受到的浮力为 N,请在图中画出该力的示意图 ;
(6)E图和F图中圆柱体下表面受到液体的压力之差可能是 (填“0.1N”“0.2N”或
“0.3N”)。
【答案】(1)0.2kg
(2)浸入液体的体积
(3)D
(4)<
(5) 0.6
(6)0.3N
【详解】(1)由图A得,圆柱体的重力为2.0N,由 得,圆柱体的质量为
(2)B、C、D图中液体相同,物体排开液体的体积不同,可以探究浮力的大小是否跟
物体排开液体的体积有关。
(3)图D和图E两图,物体排开液体的体积相同,图D的液体是水,图E的液体是盐
水,水与盐水密度不同,则两图可以探究浮力的大小是否跟液体密度有关。
(4)由图DF得,物体排开水与液体体积相同时,物体在水中受到的浮力较大,由得,F图中液体的密度
(5)[1]C图中圆柱体受到的浮力为
[2]过C图中圆柱体的重心做竖直向上的带箭头的直线,表示浮力,并标注浮力大小,
如图所示:
(6)圆柱体在E图中受到的浮力为
圆柱体在F图中受到的浮力为
由此可知,盐水的密度大于液体的密度,由图可知,圆柱体上表面所处深度相同,E中
圆柱体上表面受到的压强大于F中的压强,E中圆柱体上表面受到的压力大于F中的压
力,则圆柱体下表面受到液体的压力之差
可能是0.3N。
【变式1-2】请完成下列填空;
(1)如图-1所示,向玻璃管内加水,橡皮膜向外凸起,说明水对橡皮膜有向 的
压强;
(2)如图-2所示,在卡片静止时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象,由此可以得到二力平衡的一个条件是 ;
(3)在探究“影响浮力大小的因素”的实验中,物体A 重为6 N,图-3实验操作探究的
是浮力大小与 的关系。实验中使用的盐水的密度为 g/cm³。
【答案】(1)下
(2)作用在同一物体上
(3) 液体密度 1.1
【详解】(1)如图-1所示,向玻璃管内加水,橡皮膜向外凸起,即向下凸起,橡皮膜
受到了向下的压力,说明水对橡皮膜有向下的压强。
(2)当只有一张卡片时,在卡片静止时,用剪刀将卡片从中间剪开,两个力并没有作
用在同一个物体上,观察两个卡片运动,由此可以得到二力平衡的一个条件是两个力
必须作用在同一个物体上。
(3)[1]图-3实验操作,排开液体的体积相同,液体的密度不同,探究的是浮力大小
与液体的密度关系。
[2]物体在水的浮力为
物体排开水的体积为
盐水的密度为
【基础强化】
1.在“探究浮力的大小”的实验中,小明按如图所示的实验步骤进行操作,则弹簧测力计
的示数 F 、F 、F 、F 之间的大小关系是( )
1 2 3 4A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由阿基米德原理可知,物体在液体中所受的浮力大小等于其排开液体的重力大
小;由称重法可得:浮力为
排开水的重力
则
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.用一个很薄的塑料袋装满水,将袋口扎紧(袋内不留空气)后挂在已调零的弹簧测力计
上,稳定后,弹簧测力计的示数是4N,如图所示,若使该装满水的塑料袋全部浸没在
水中。弹簧测力计的示数将接近于( )
A.0N B.2N C.3N D.4N
【答案】A
【详解】在一个很薄的塑料袋里装满水,则塑料袋的体积及重力忽略不计,将塑料袋浸
没在水中,排开水的体积 等于塑料袋内水的体积 ,根据
可得
根据阿基米德原理可得
所以
则弹簧测力计的示数将接近故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.浸没在液体中的物体,上表面受到液体压力的大小为7N,下表面受液体压力的大小为
10N,则物体受到的浮力大小为( )
A.17N B.10N C.7N D.3N
【答案】D
【详解】浮力产生的根本原因是上下表面的压力差,即物体受到的浮力为
故选D。
4.下图情景中没有受到浮力的物体是( )
A. 水面航行的辽宁舰 B. 安
逸地浮在水面的天鹅
C. 浸在水中的桥墩 D. 空中飞
行的飞艇
【答案】C
【详解】A.航行的辽宁舰浸在水中,因为液体对浸在其中的物体有竖直向上的浮力作
用力,故它受到浮力作用,故A不符合题意;
B.浮在水面的天鹅受到水对它竖直向上的浮力,故B不符合题意;
C.浸在水中的桥墩由于底面埋在淤泥下,没有与水接触,因此桥墩没有受到水对其向
上的压力,根据浮力产生的原因可知桥墩不受浮力作用,故C符合题意;
D.空中飞行的飞艇浸在空气中,因为气体对浸在其中的物体有竖直向上的浮力作用力,
故它受到浮力作用,故D不符合题意。
故选C。
5.2023年5月28日,中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。如图所示现象
中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是( )A.甲图:对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球不掉下来
B.乙图:按压注射器活塞,液体流入病人体内
C.丙图:加热空气后,热气球不断上升
D.丁图:覆杯实验中,硬纸片不会掉下
【答案】A
【详解】机翼获得升力的原理是流体压强与流速的关系;
A.对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球不掉下来,是因为乒乓球上方空气流速大,压强小,
与机翼获得升力的原理相同,故A符合题意;
B.按压注射器活塞,液体流入病人体内,是通过手的作用力将药液压入人体内,与机
翼获得升力的原理不同,故B不符合题意;
C.加热空气后,热气球不断上升,是利用空气的浮力,与机翼获得升力的原理不同,
故C不符合题意;
D.覆杯实验中,硬纸片不会掉下,是因为大气压的存在,将纸片压在杯口不掉落,与
机翼获得升力的原理不同,故D不符合题意。
故选A。
6.如图所示,将乒乓球置于去底塑料瓶口处,然后向瓶里注水,当有少量水从瓶口流出时,
乒乓球不上浮;若用手堵住瓶口,可观察到乒乓球上浮起来,此实验说明了( )
A.连通器工作原理 B.浮力产生的原因
C.大气存在着压强 D.抽水机工作原理
【答案】B
【详解】开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体只受大气压的
作用,向上的压强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮;当
用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强的作用;向上的液体压强
大于向下的液体压强,乒乓球上浮,由此说明浮力产生的原因是液体对物体上、下表面
产生压力差。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.如图是一个直径超7m的氦气球,下面悬吊着“蜘蛛人”,如图所示,“蜘蛛人”可以在反射面任意地方悬停并执行巡检和维护作业。忽略空气阻力,下列有关说法正确的是
( )
A.由于氦气球受到了很大的浮力,所以减小了人的重力
B.氦气球受到的浮力与氦气球的重力大小相等
C.水平匀速飞行时,悬挂“蜘蛛人”的绳子不会偏离竖直方向
D.人手轻碰面板后,会往前运动,这是由于物体的运动需要力来维持的
【答案】C
【详解】A.由G=mg可知,人所受的重力与人的质量有关,而与人所受的浮力无关,
故A错误;
B.把气球和人看作是一个整体,整体处于悬浮状态,受到的浮力等于气球和人的总重
力,故B错误;
C.水平匀速飞行时,“蜘蛛人”受重力和绳子拉力两个力的作用,这两个力是一对平
衡力,大小相等,作用在同一直线上,因为重力的方向竖直向下,所以悬挂“蜘蛛人”
的绳子不会偏离竖直方向,故C正确;
D.人手轻碰面板后,会往前运动,说明力可以改变物体的运动状态,故D错误。
故选C。
8.浸没在水中的物体,上表面受到水的压力为5N,下表面受到水的压力为10N,该物体
受到的浮力为 N,此时浮力的方向为 。
【答案】 5 竖直向上
【详解】[1]物体的上表面受到水的压力为5N,下表面受到水的压力为10N,由浮力的
产生原因可知,物体受到的浮力为
[2]由于物体受到的重力方向竖直向下,物体受到的浮力与物体受到的重力的方向相反,
所以物体受到的浮力方向竖直向上。
9.在砌房子时用图甲盖房子所用的铅垂线所依据的物理知识是 。图中所示的墙体向
(选填“左”或“右”)倾斜。如图乙所示的水平仪R来检查所砌的墙面是否水平,
当液体中空气泡居中表示墙面水平,若空气泡靠近A端,则表示A端的墙面
(“高”或“低”)。【答案】 重力方向竖直向下 左 高
【详解】[1][2]重力的方向是竖直向下的,重垂线是利用重物静止时线总是竖直下垂的
原理制造的仪器。如果物体竖直时,一个重垂线和物体的边缘是平行的,物体倾斜时,
重垂线和物体边缘有夹角,故图甲中墙体向左倾斜。
[3]因为水受重力的作用向低处流动,而气泡受到浮力的作用会漂浮在水面上,因此当
空气泡靠近A端,表明A端高。
10.2021年4月29日,中国空间站天和核心舱成功发射,空间站与宇宙飞船对接后绕地球
飞行它们 (填“受”或“不受”)平衡力;王亚平“老师”太空授课,浸没在
水中的乒乓球没有浮起来,这两个现象说明浮力是因为液体受到 而产生的;
“祝融号”火星探测车热控材料是新型保温材料——纳米气凝胶, (填“导
热”或“隔热”)性能好。
【答案】 不受 重力 隔热
【详解】[1]空间站与宇宙飞船对接后绕地球做圆周运动,其运动方向在不断改变,因
此它们受到的力不是平衡力。
[2]王亚平“老师”太空授课时,浸没在水中的乒乓球没有浮起来。这个现象说明在失
重的环境中,物体在液体中不受浮力,浮力是由于物体受重力而产生的。
[3]火星探测车热控材料——纳米气凝胶。这种材料是一种新型保温材料,其隔热性能
好。
【能力培优】
11.如图所示,能正确描述各物理量之间关系的图象是( )
A.物体所受重力与质量的关系
B.浮力与物体浸没的深度的关系
C.液体内部压强与深度的关系D.弹簧测力计示数与弹簧长度的关系
【答案】A
【详解】A.根据重力与质量成正比的关系,即G=mg,因此水的重力与质量的关系图
像应是一条过原点的倾斜直线,故A符合题意;
B.物体浸没在液体中时,排开液体的体积与物体的体积相同,根据阿基米德原理可知,
物体受到的浮力不变,所以浮力与物体浸没的深度的关系图像应该是平行于横轴(深度
轴)的直线,故B不符合题意;
C.由液体压强公式 可知,液体密度不变时,液体压强p与液体的深度h成
正比,则液体的p﹣h关系图象是一条过原点的倾斜直线,故C不符合题意;
D.在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比,图中反映的不是正比关系,故D
不符合题意。
故选A。
12.如图将装有肉块的密封袋缓慢的浸入水中,在液面接近袋口时将袋口密封,这样从水
中拿出来后,肉块也能被密封袋牢牢包裹,提升保鲜能力,关于此应用说法正确的是(
)
A.此现象利用了水的浮力
B.此方法在中国空间站也能应用
C.浸入水中越浅效果越好
D.此现象利用了大气压强
【答案】D
【详解】将装有肉块的密封袋缓慢浸入水中时,袋内气体的压强等于大气压强,袋中气
体会在液体压强的作用下被排出,当液面接近袋口时密封,从水中拿出后,袋外受到大
气压的作用,而袋内气压不变,袋外的大气压强会将袋子紧紧压在肉块上,从而提升保
鲜能力,利用的是大气压强。
A.该现象未利用浮力,故A错误;
B.中国空间站处于微重力环境,大气压强的作用效果与在地面不同,此方法在空间站
不能应用,故B错误;
C.浸入水中越深,液体压强越大,袋内气体会被压缩得越厉害,密封后袋外大气压强
与袋内压强差值越大,效果越好,不是越浅越好,故C错误;
D.此现象利用了大气压强,故D正确。
故选D。
13.如图所示,一个上下表面积均为S的长方体物块,其上表面受到水的压力为 ,下表面受到水的压力为 ,所以 (选填“大于”、“小于”或“等于”),用
图上字母表示物块此时受到浮力 。
【答案】 小于
【详解】[1]下边面的深度大,液体压强大,上下表面受力面积相等,则下表面的压力
大,故 小于 。
[2]根据浮力产生的原因,物块此时受到浮力
14.如图所示,将两端扎有绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿
水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F F ;当玻璃圆
向左 向右
筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F F (前两
向上 向下
空选填“大于”“等于”或“小于”),通过以上实验可知,浮力产生的原因是液体
对物体的上下两个表面有 。
【答案】 等于 大于 压力差
【详解】[1]当玻璃圆筒沿水平方向放置时,液体密度和两橡皮膜的深度相同,由p=
ρgh知,p =p ,由 知,F =F 。
向左 向右 向左 向右
[2]当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,液体密度相同,但下方橡皮膜所处深度更深,由p
=ρgh知,p >p ,由 知,F >F
向上 向下 向上 向下。
[3]液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差F =F -F =F ,
差 向上 向下 浮
即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
15.“天宫课堂”第二课于2022年3月23日下午15:40在中国空间站开讲,神舟十三号乘
组航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合进行授课,其中在“太空抛物实验”环节
中介绍了太空是微重力环境,王亚平抛出的“冰墩墩”会做匀速直运动,在“天地互
动环节”新疆同学提出,新疆海拔高,大气压 (选填“高”、“低”),所以煮饭得使用高压锅,那么如果在太空烧水,由于气泡 受浮力(选填“会”、
“不会”),所以水烧开很困难。
【答案】 低 不会
【详解】[1]气压与海拔高度有关,且海拔高度越高,气压越低,因此新疆海拔高,大
气压低。
[2]在空问站中物体处于失重状态,浸在水中的物体不会受到水的压强和压力,所以气
泡不会受浮力,
16.小宇和小明在老师的指导下,对浮力大小与哪些因素有关进行了实验探究。
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与液体的重力有关
猜想3:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
猜想4:浮力的大小可能与物体的形状有关
(1)如图甲所示,小宇在家里利用身边的物品做实验,他用手把饮料罐按入水中,水面
上升的越高,人会感到越吃力,这个事实可以支持猜想 (填序号):
(2)他们为了猜想1和猜想2,选用了体积相同,重力不同的三个圆柱形物体A、B、
C,并测出了它们的重力分别是4N、4.5N和5N,然后进行了如图所示的实验。
物体A浸没在水中时所受浮力为 N,比较图中序号为a、b、c的三次实验,
得出的结论是:浮力的大小与物体的重力 (填“有关”或“无关”);
(3)比较图中序号为 的三次实验可以得出初步结论:浮力的大小与液体的
密度有关,液体的密度越大,物体所受浮力也 ;
(4)为了研究猜想4,小明将同一块橡皮泥依次捏成圆锥体和圆柱体分别进行实验,实
验现象如图所示,根据此实验现象,小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小宇认为小明的结论不可靠,主要原因是 。
【答案】(1)3
(2) 1 无关
(3) ade 越大
(4)没有控制排开液体的体积相同
【详解】(1)把饮料罐按入水中,饮料罐受到竖直向下的重力,向下的压力,竖直向
上的浮力。水面上升的越高,饮料罐排开水的体积越大,人会感到越吃力,说明浮力
在变大,该现象能支持猜想3:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(2)[1]圆柱形物体A浸没在水中,受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力和拉力,
由力的平衡可得物体A浸没在水中受到的浮力为
[2]由图b可知物体B浸没在水中受到的浮力为
由图c可知物体C浸没在水中受到的浮力为
所以物体受到的浮力大小与物体的重力无关。
(3)[1][2]要得到浮力的大小与液体的密度有关,液体的密度越大,物体所受浮力也
越大的关系,根据控制变量法原则可知需要控制排开液体体积相等,应该将物体分别
浸入不同液体中,所以可以用a、d、e三次实验数据初步得出该结论。
(4)由图可知两次实验中橡皮泥排开水的体积不同,形状也不相同,有两个变量,没
有控制排开液体的体积相同,所以无法得出浮力的大小与物体形状的关系。
17.在探究“影响浮力的大小与哪些因素”有关的实验中,小明进行了如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能跟液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能跟物体的重力有关;
猜想3:浮力的大小可能跟排开液体的体积有关;
猜想4:浮力的大小可能跟物体浸没的深度有关。
为了验证以上猜想是否正确,小明做了如图所示的一系列实验,请你完成以下问题:(1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是 N;
(2)由图 三次实验可以验证猜想1;
(3)为了验证猜想2,实验中铜块和铝块的体积应 (选填“相同”或“不同”),
通过比较图 四次实验得出的结论是物体所受的浮力大小跟物体的重力
(选填“有关”或“无关”);
(4)由图①③④三次实验可以验证猜想3是 (选填“正确”或“错误”)的;
(5)铜块的位置从④→⑤的过程中,铜块受到的浮力 ,可以验证猜想 是错
误的。
【答案】(1)1.2
(2)①④⑦
(3) 相同 ①②④⑥ 无关
(4)正确
(5) 不变 4
【详解】(1)根据①可知铜块的重力为9N,根据⑦可知铜块浸没在盐水中时测力计
的示数为7.8N,根据称重法可知铜块浸没在盐水中受到的浮力
F =G -F =9N-7.8N=1.2N
浮 铜 示
(2)探究浮力的大小跟液体的密度的关系,应保证物体排开液体的体积相同,使液体
的密度不同,由图①④⑦三次实验可以验证猜想1是否正确。
(3)[1][2][3]为了验证猜想2,即:浮力的大小可能跟物体的重力有关,应控制物体
排开液体的体积相同,实验中铜块和铝块的体积应相同,根据①④可知铜块浸没在水
中所受浮力
F =G -F =9N-8N=1N
浮铜 铜 1
根据②⑥可知铝块浸没在水中所受的浮力
F =G -F =2.8N-1.8N=1N
浮铝 铝 2
故通过比较图①②④⑥四次实验得出的结论是物体所受的浮力大小跟物体的重力无关。
(4)由图①③④三次实验可知,铜块排开水的体积越大,测力计的示数越小,根据F
=G-F 可知,铜块所受的浮力越大,即浮力的大小跟排开液体的体积有关,验证猜
浮 示
想3是正确的。
(5)[1][2]铜块的位置从④→⑤的过程中,铜块全部浸没水中,测力计的示数不变,
根据F =G-F 可知铜块受到的浮力不变,浮力的大小跟物体浸没的深度无关,可以
浮 示
验证猜想4是错误的。18.有一边长为10cm正方体浸没在水中,上表面离水面20cm,求:(g取 )
(1)水对下表面的压强为多少?
(2)水对上表面产生的压力为多少?
(3)物体受到的浮力为多少?
【答案】(1)3000Pa
(2)20N
(3)10N
【详解】(1)正方体下表面所处的深度为
h =h +L=20cm+10cm=30cm=0.3m
下 上
正方体下表面受到水的压强为
p =ρgh =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa
下 下
(2)正方体上表面所处的深度为
h =20cm=0.2m
上
正方体上表面受到水的压强为
p =ρgh =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
上 上
正方体一个面的面积为
S=0.1m×0.1m=0.01m2
物体上表面所受到水的压力为
F =p S=2000Pa×0.01m2=20N
上 上
(3)物体下表面所受到水的压力为
F =p S=3000Pa×0.01m2=30N
下 下
浮力等于物体上、下表面所受到的压力差,故物体受到的浮力为
F =ΔF=F ﹣F =30N﹣20N=10N
浮 下 上