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中考一轮复习知识点梳理与针对性分层训练
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 = F – F 。
浮 向上 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 = G–F。
浮
【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。
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学科网(北京)股份有限公司【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 =F ﹣F =15N﹣10N=5N。
浮 下 上
【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=F﹣F=3N﹣2N=1N。当物体浸在液
A B
体中时,物体所受的浮力 F =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
浮
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 =F﹣F =3N﹣1N
浮C A C
=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
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学科网(北京)股份有限公司液体的体积)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 =F﹣F =3N﹣
浮D A D
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 =F﹣F =3N﹣
浮E A E
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
2 5 N,此时铁块上、下表面的压力差是 5 N。
【解析】(1)由题知,F =20N,F =15N,
下表面 上表面
根据浮力产生的原因可得,铁块受到浮力:F =F ﹣F =20N﹣15N=5N;
浮 下表面 上表面
(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 =ρ gV 可知,铁块受到的浮力保持不变,
浮 液 排
当上表面受到的压力增大为20N时,
下表面受到的压力为:F ′=F +F ′=5N+20N=25N;
下表面 浮 上表面
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学科网(北京)股份有限公司此时铁块上、下表面的压力差是F ′﹣F ′=25N﹣20N=5N。
下表面 上表面
【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
=G =ρ gV ,浮力的大小只与液体和密度和排开液体的体积有关。
浮 排 液 排
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 指的是物体排开的液体
排
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 A B 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 桶与排出水 空桶重G/N 浮力F /N 排开水重G
0 浮
水中测力计 总重G/N /N
1 排
示数F/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 = G ;
浮 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
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学科网(北京)股份有限公司体受到的浮力,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:G=G+G =0.6N+0.7N=1.3N;
1 0 排
(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 =G﹣F,被石块排开水的重力等于桶和水的总重与空桶重力
浮
之差,则G =G﹣G ;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
排 1 0
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 =G ;实验时溢
浮 排
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
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学科网(北京)股份有限公司水中时受到的浮力:F =G﹣F=5N﹣4N=1N,故A错误;
浮 1
由F =ρ gV 可得,圆柱体的体积:V=V = = =1×10﹣
浮 水 排 排
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 1.25×1 0 3 kg/m3。(取g=10N/kg,ρ =
水
1.0×103kg/m3)
【解析】(1)小球受到的浮力:F =G﹣F =5N﹣3N=2N;
浮 示
(2)由F =ρ gV 可得,小球排开水的体积:V = =
浮 水 排 排
=2×10﹣4m3,
小球的体积:V=2V =2×2×10﹣4m3=4×10﹣4m3,
排
由G=mg可得,小球的质量:m= = =0.5kg,
小球的密度:ρ = = =1.25×103kg/m3。
小球
【答案】2;1.25×103。
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学科网(北京)股份有限公司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 6×1 0 ﹣ 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 =1.0×103kg/m3)
水
【解析】(1)由图示可知,木块A在水面上静止时处于漂浮,则F =G=6N,
浮
由F =ρgV 可知,此时木块排开水的体积:V = = =
浮 排 排
6×10﹣4m3;
(2)木块浸没在水中时排开水的体积:V ′=V=800cm3=8×10﹣4m3,
排
木块受到的浮力:F ′=ρgV ′=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N;
浮 排
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 =F ′﹣G=8N﹣6N
压 浮
=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。
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学科网(北京)股份有限公司【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 =G﹣F=3.6N﹣2.8N=0.8N,
浮
(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 =ρ gV 可得,物体的体积:V=V = = =
浮 水 排 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:
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学科网(北京)股份有限公司(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 =12N;
拉
圆柱体浸没液体时受到的浮力:
F =G﹣F =18N﹣12N=6N;
浮 拉
(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 =V=Sh=40cm2×10cm=400cm3=4×10﹣4m3,
排
由F =ρ gV 得液体的密度:
浮 液 排
ρ = = =1.5×103kg/m3;
液
(3)液体的体积:
V =S′h =100cm2×30cm=3000cm3=3×10﹣3m3,
液 液
由ρ= 可得液体的质量:
m =ρ V =1.5×103kg/m3×3×10﹣3m3=4.5kg,
液 液 液
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,圆筒对地面的压力:
F=(m +m )g+G﹣F =(4.5kg+0.5kg)×10N/kg+18N﹣12N=56N,
液 筒 拉
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学科网(北京)股份有限公司受力面积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 =G+F =7N+2N=9N;
浮 A 拉
(2)由F =ρ gV 可得,木块排开水的体积:
浮 水 排
V = = =9×10﹣4m3,
排
木块的底面积:S =0.1m×0.1m=1×10﹣2m2。
木
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 gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;
水
(3)容器内水的体积:
V =S h﹣V =3×10﹣2m2×0.15m﹣9×10﹣4m3=3.6×10﹣3m3,
水 容 排
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学科网(北京)股份有限公司由ρ= 可得,水的质量:
m =ρ V =1.0×103kg/m3×3.6×10﹣3m3=3.6kg,
水 水 水
水的重力:G =m g=3.6kg×10N/kg=36N,
水 水
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 +G+G =3N+7N+36N=46N。
容 A 水
【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 >G 时,物体上浮;
浮 物
②当F