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专题10.1 浮力
知识点1：什么是浮力
当物体浸在液体或气体中时会受到一个向上托起的力，这个力就是浮力。
注：一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。
知识点2：产生原因
由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。浮力的方向总是向上的，与 重力 的方向相反。
即F ＝F - F
浮 下 上
知识点3：称重法测浮力
浮力等于物体重减去物体在液体中的弹簧秤读数，即F = G—F
浮 弹
注意：物体在液体中所受浮力的大小，跟它在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。物体浸在液体中的
体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
计算浮力的基本方法
1．用弹簧测力计测浮力即称量法：把物体挂在弹簧测力计上，记下其在空气中弹簧测力计的示数 F=G(G
1
是物体受到重力)，再把物体浸入液体，记下弹簧测力计的示数F，则物体在液体中受到的浮力F =F-F
2 浮 1 2
2．用浮力产生的原因求浮力即压力差法：浸没在液体中的物体受到液体向上的压力为 F ，向下的压力为
1
F，则物体受到液体对其向上的浮力F =F-F
2 浮 1 2
知识点1：什么是浮力
【例题1】如图所示，乒乓球漂浮在水面上，请画出乒乓球受到的重力G和浮力F 的示意图。
浮【答案】如图所示：
【解析】根据乒乓球漂浮在水面上，则可判断乒乓球受到的浮力与重力是一对平衡力，浮力方向竖直向上，
重力方向竖直向下，浮力大小等于重力，作用点在球重心上；根据力的示意图的做法，用一条带箭头的线
段把浮力和重力的大小、方向、作用点分别表示出来。
乒乓球所受浮力的方向是竖直向上的，从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力，并标出 F ；
浮
乒乓球的重力与浮力大小相等，方向相等，作用点都在重心，同理做出重力的示意图。
知识点2：产生原因
【例题2】一均匀的长方体浸没在液体中，如图所示．已知它的底面积为S，上表面所处深度为h，下表面
1
所处深度为h，则长方体下表面所受到液体的压力表达式为 、浮力表达式为 ．（液体密
2
度ρ 和g为已知量）
液
【答案】ρ ghS；ρ g（h﹣h）S．
液 2 液 2 1
【解析】由液体压强公式p=ρgh及压强公式的变形公式F=pS得：
F=pS=ρ ghS；
1 1 液 1
F=pS=ρ ghS，
2 2 液 2
F =F﹣F=ρ ghS﹣ρ ghS=ρ g（h﹣h）S．
浮 2 1 液 2 液 1 液 2 1
知识点3：称重法测浮力
【例题3】一铁块挂在弹簧秤下，静止时，弹簧秤的示数为15.484N，当铁块全部浸没在水中静止后，弹簧
秤的示数为13.524N，铁块在水中受到的浮力是____N，铁块的体积是____m3，铁块的密度是____kg/m3。若把该铁块全部浸没在煤油中，铁块受到的浮力是_____N。
【答案】1.96，1.96×10-4，7.9×103，1.568.
【解析】（1）把物体挂在弹簧测力计上，记下其在空气中弹簧测力计的示数F=G=15.484N，
1
再把物体浸入液体，记下弹簧测力计的示数F=13.524N。
2
则物体在液体水中受到的浮力F =F-F=G-F；
浮 1 2 2
（2）根据阿基米德原理F =ρ gv
浮 液 排
求出的物体排开液体的体积v =F /ρ g就等于铁块的体积；
排 浮 液
（3）G=mg求出铁块质量m。根据密度公式ρ=m/v求出铁块密度；
（4）铁块全部浸没在煤油中，铁块受到的浮力F =ρ gv ，这里煤油的密度ρ =0.8g/cm3
浮 油 排 油
v 等于铁块的体积，为已知条件，所以在煤油中受到浮力可求。
排
1. 浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)向上托的力。叫做________。浮力的方向是_______向上。
浸在液体里的物体上下表面受到的压力差就是浮力产生的原因。用公式表示即______
【答案】浮力。竖直。F ＝F - F 。
浮 下 上
【解析】浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)向上托的力。叫做浮力。浮力的方向是竖直向上。
浮力产生的原因：浸在液体里的物体上下表面受到的压力差。用公式表示即F ＝F - F 。
浮 下 上
2.浮力产生的原因是由于（ ）
A．液体（或气体）对物体有压力
B．液体（或气体）对物体有压力差
C．液体（或气体）有质量
D．物体对液体（或气体）有压力
【答案】B【解析】液体（或气体）对物体上下表面有压力差示浮力产生的原因。
3.如图所示是正在水中上浮的木块，请画出木块在水中所受重力G和浮力F 的受力示意图．
浮
【答案】如图所示：
【解析】因为物体在水中，所以受浮力和重力的关系，浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下；又物体上
浮，所以物体受到的浮力大于重力，作用点都画在重心处.
一、选择题
1.（2019山东临沂）被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥（如图）由“水上桥面”和“海底隧道”两
部分组成，其中海底隧道长5.7km，设计时速100km/h，隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料。下
列说法正确的是（ ）
A. 水中的桥墩不受海水的浮力 B. 桥面上行驶的汽车相对灯杆静止
C. 通过海底隧道最少需要34.2min D. 光在装饰材料上发生镜面反射
【答案】A
【解析】A．桥墩下面没有水，水不会对桥墩产生向上的压力，不会产生浮力。故A正确。
B．汽车行驶时，汽车和灯杆之间距离发生的变化，所以以灯杆为参照物，汽车是运动的。故B错误。
C．t= = =0.057h=3.42min，故C错误。D．隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料，说明人看隧道壁不会刺眼，所以隧道洞壁发生漫反射。
故D错误。
2.一正方体浸没在水中，上表面与水面相平，关于它下列说法中正确的是（ ）
A．它的上、下表面都受到水的压强，其中上表面受的压强较大
B．它的上、下表面都受到水的压力，两表面受的压力相等
C．它的上表面受的压力向上，下表面受的压力向下
D．它的下表面受的压强较大，下表面受的压力向上
【答案】D
【解析】一正方体浸没在水中，上表面与水面相平。上表面受到水的压强为0，受到水的压力也为0，下表
面收到水的压强可以利用液体压强公式求出，受到向上的压力可以利用压强公式P=F/S求出。
二、填空题
3.浮力的大小由 和 来决定，与物体的密度 关，与物体的体积 关，与物体浸没在
液体中的深度 关．
【答案】液体的种类 排开液体的体积，无，无，无。
【解析】浮力的大小由液体密度和排开液体体积来决定，与物体的密度无关，与物体的体积无关，
与物体浸没在液体中的深度无关．
4.有一边长为10cm正方体浸没在水中，上表面离水面20cm，水对上表面的压强为 Pa，水对上表面产
生的压力为 N, 水对下表面的压强为 Pa，水对下表面产生的压力为 N，物体受到的浮力为
N.
【答案】 1.96×103．19.6. 2.94×103。29.4。9.8。
【解析】（1）由液体压强公式P=ρgh得，
水对这个长方体上表面的压强为P=ρ g h=1.96×103Pa
1 水 1
则水对这个长方体上表面的压力F=PS=ρ ghS=19.6N
1 1 液 1
水对这个长方体下表面的压强为：P=ρ gh=2.94×103Pa
2 液 2
则水对这个长方体下表面的压力F=PS=ρ ghS=29.4N
2 2 液 2
（2）长方体在水中所受压力的合力（上下压力差）即浮力为
F=F﹣F=29.4N-19.6N=9.8N
2 1
三、作图题
5．水中正在上浮的乒乓球，画出所受的重力G和浮力F的示意图．【答案】如图所示：
【解析】因为乒乓球在水中，所以乒乓球受浮力和重力的作用，浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下；
又因为乒乓球正在上浮，所以乒乓球受到的浮力大于重力，则表示浮力的线段长度要长一些，力的作用点
都画在重心处。
6．如图所示是正在水中上浮的木块，请画出木块在水中所受重力G和浮力F 的受力示意图．
浮
【答案】如图所示：
【解析】因为物体在水中，所以受浮力和重力的关系，浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下；又物体上
浮，所以物体受到的浮力大于重力，作用点都画在重心处.
7．（2019贵州黔东南）如图所示，用弹簧测力计悬挂着物体静止在水中，请画出此时物体受到力的示意
图。【答案】如图所示：
【解析】由图可知，用弹簧测力计悬挂着物体静止在水中，受的浮力、拉力和重力的作用，重力从重心竖
直向下画，浮力、拉力从重心竖直向上画，标出符号，浮力与拉力之和等于重力。
四、实验探究题
8.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，小明用弹簧测力计、圆柱体、两个装有适量水和盐水
的同样的烧杯，对浸在液体中的圆柱体所受的浮力进行了探究，实验装置和每次实验中弹簧测力计的示数
如图所示．请按要求回答下列问题：
（1）比较图甲、乙可知：乙图中圆柱体受到的浮力的大小为 N．
（2）比较图乙、丙，说明浮力的大小与 有关．
（3）通过图乙和戊的探究，不能得到浮力大小与液体密度是否有关，原因是 ．
（4）通过图中数据可知：圆柱体的密度是 kg/m3（取g=10N/kg）．
【答案】（1）0.6；（2）物体排开液体的体积；（3）没有控制排开液体的体积相同；
（4）1.5×103．
【解析】（1）由图甲知圆柱体的重力，由图乙可知弹簧测力计的示数，根据称重法求出圆柱体受到的浮
力；
（2）物体所受浮力的大小与排开液体的体积和液体密度有关，应用控制变量法分析图示实验，根据实验
现象分析答题；
（3）探究浮力与液体密度的关系，液体的密度不同，其它量相同；（4）图丁可知圆柱体浸没时弹簧测力计的示数，根据称重法求出圆柱体受到的浮力，根据阿基米德原理
表示出排开水的体积即为圆柱体的体积，根据G=mg和ρ=m/v求圆柱体的密度．
9．（2019上海）某小組同学在“探究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力
计拉着一个圆柱体，测力计示数为F ．现将圆柱体悬空放置在一个烧杯中，倒入液体A，圆柱体的下表面
0
到液面的深度为h，记录下此时弹簧测力计的示数为F以及F 和F的差为△F．接着，将液体A替换为液体
0
B，重复上述实验，记录数据如下表一、二所示。
表一 液体A（ρ＝0.8×103千克/米3）
A
实验序号 h（厘米） F（牛） △F（牛）
1 3 8.5 1.5
2 6 7 3
3 9 5.5 4.5
4 12 5 5
表二 液体B （ρ＝1.0×103千克/米3）
B
实验序号 h（厘米） F（牛） △F（牛）
5 3 8.5 1.2
6 6 7.6 2.4
7 9 6.4 3.6
8 12 6 4
①根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面到液面的
深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中， 。
②根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关
系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中， 。
③根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关
系，可得出的初步结论是 。
④本实验中，圆柱体的重力为 牛，高度为 厘米。
【答案】①弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小；
②△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；
③同一物体在不同液体中，圆柱体的下表面到液面的深度h不变时，液体密度ρ越大，△F越大；
④10.0；10.0。
【解析】①根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面
到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小；
②纵向比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据，可知，圆柱体的下表面到液面的深度h为原
来的几倍，△F也为原来的几倍，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，△F与圆柱体的下表面到
液面的深度h成正比；
③ρ＝1.0×103kg/m3＞ρ＝0.8×103kg/m3，
A B
根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，可得出的初步结论是：同一物体在不同液体中，圆柱体的下
表面到液面的深度h不变时，液体密度ρ越大，△F越大；
④F＝G，根据称重法测浮力，△F＝F﹣F，
0 0
故本实验中，圆柱体的重力为：
G＝△F+F＝1.5N+8.5N＝10.0N；
由②，比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据，可知同一物体在同种液体中，△F与圆柱体
的下表面到液面的深度h成正比；但序号4与8实验不符合这个规律；
根据阿基米德原理，F ＝ρ gV ，在物体没有浸没时，F ＝ρ gSh，故受到的浮力与圆柱体的下表面
浮 液 排 浮 液
到液面的深度h成正比，
浸没在液体中的物体受到的浮力与深度无关，说明4与8这两中情况下，圆柱体已浸没在液体中了，
由阿基米德原理：1、4两次实验受到的浮力之比为：
＝ ，
h＝ ×3cm＝10cm。即圆柱体的高度为10.0厘米。
五、综合能力题
10.如图所示，边长为20厘米的正方体木块，其下表面距水面15厘米，试求：（1）上、下表面受到的液
体的压力差；（2）木块排开的水重。
【答案】见解析。
【解析】已知： ρ =1.0×103kg/m3，g=9.8N/kg，h =0m，h =0.15m，
液 上 下
S =S =0.04 m2，V =0.2m×0.2m×0.15m=0.006 m3
上 下 排
求：（1）F －F （2）G
上 下 排
解：（1）F =P S = ρgh S =58.8N
上 下 下 下 下
F =P S = ρgh S =0N
下 上 上 上 上
F －F =58.8N
上 下
（2）G =ρg V =58.8N
排 排
可见，部分浸入液体的物体所受的浮力，也等于液体对物体向上的压力和向下的压力之差。11.如图所示，设想有一个高为H，上、下底面积为S的长方体浸没在密度为ρ的液体中，设长方体上表
面在液体中的深度为h ，下表面在液体中的深度为h ，该长方体上、下表面受到液体的压强可用公式
1 2
p=ρgh(ρ为液体密度，h为深度)来计算，试推导出长方体上、下表面在液体中所受压力差F＝ρgHS.
【答案】见解析。
【解析】（1）由液体压强公式P=ρgh得，
液体对这个长方体上表面的压强为P=ρ g h
1 液 1
则液体对这个长方体上表面的压力F=PS=ρ ghS；
1 1 液 1
液体对这个长方体下表面的压强为：P=ρ gh，
2 液 2
则液体对这个长方体下表面的压力F=PS=ρ ghS．
2 2 液 2
（2）长方体在液体中所受压力的合力（上下压力差）
F=F﹣F=ρ ghS﹣ρ ghS=ρ gS（h﹣h）=ρ gSH
2 1 液 2 液 1 液 2 1 液
其合力的方向是竖直向上.
