1、专题06 浮力 阿基米德原理一、单选题1.如图所示，将鸡蛋浸入装有盐水的杯子中，鸡蛋所受浮力的施力物体是（）A.地球B.鸡蛋C.杯子D.盐水【答案】D【解析】浸入盐水中的鸡蛋，会受到盐水对鸡蛋向上的压力差，这个压力差就是浮力，故浮力的施力物体是盐水。故选D。2.潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中，有关气泡所受压强和浮力的变化情况说法正确的是（）A.压强变大，浮力变大 B.压强变大，浮力变小 C.压强变小，浮力变大 D.压强变小，浮力不变【答案】C【解析】气泡在上升过程中，体积会逐渐变大，所处的深度变小，因为p=gh，所以气泡受到的压强在不断减小；因为F浮=gV排，气泡排开液体的体积变大
2、，所以气泡受到的浮力在不断变大.故选C.3.一物体挂在弹簧测力计下，示数为5 N，当它浸入水中时，示数为3 N，此时物体所受的浮力为（）A.2 NB.3 NC.5 ND.8 N【答案】A【解析】把物体浸入在水里时，所受浮力F浮=G-F=5N-3N=2N故选A。4.如图所示，某同学将一漂浮在水面不开口的饮料罐缓慢按入水中，饮料罐全部进入在水中后，继续按压一段距离，从饮料罐漂浮开始按压到最后共用时t0，此过程饮料罐所受浮力与时间的变化图像可能是下图（）A.B.C.D.【答案】A【解析】一开始饮料罐处于漂浮状态，受到的浮力不为零，当饮料罐逐渐浸入水中，没有完全浸没水中时，排开水的体积变大，由F浮=g
3、V排可知浮力变大，当完全浸没后，不管怎样移动，排开水的体积不再变化，由F浮=gV排可知浮力不变。A.表示一开始就受到浮力作用，然后浮力逐渐增加，最后保持不变，符合题意；B.一开始物体受到的浮力为零，表示物体逐渐浸没，所受浮力逐渐变大，最后不变，不合题意；C.表示物体完全浸没后，不管怎样移动，排开水的体积不再变化，受到的浮力保持不变；不合题意；D.表示物体受到的浮力逐渐增加，不合题意。故选A。5.如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示，g取10N/kg，下列说法正确的是（
4、）A.圆柱体受到的重力是6NB.圆柱体受到的最大浮力是3NC.圆柱体的密度是1.5103kg/m3D.当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为800pa【答案】C【解析】A.由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为9N，由二力平衡条件可知圆柱体受到的重力G=F拉=9N故A错误；B.根据图象可知圆柱体完全浸没后排开水的体积不再改变，故浮力不再改变，圆柱体受到的最大浮力F浮=G=9N3N=6N故B错误；C.图象中是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的浮力为6N，根据F浮=水gV排，圆柱体的体积V物=V排=610-4m3由公式G=mg可求出圆柱体的质量m=0.9kg则圆柱体密度物=1.51
5、03kg/m3故C正确；D.当圆柱体刚好全部浸没时，下表面所处深度8cm-4cm=4cm=0.4m下表面受到水的压强p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.04m=400Pa故D错误。故应选C。6.如图所示，用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0 N，将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4 N，将这一鹅卵石没入溢水杯后测力计的示数为0.9 N，若将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上，静止时弹簧测力计的示数为F(水1.0103 kg/m3，取g10 N/kg).则下列说法正确的是( )A.丙图中，溢水杯溢到小桶中的水的质量为90 gB.丙图中，浸没在水中的鹅卵
6、石所受浮力为0.5 NC.丁图中，弹簧测力计的示数F应为7.4 ND.鹅卵石的密度为1.56 g/cm3【答案】B【解析】AB.由图可知，丙图中鹅卵石受到的浮力F浮=G石F拉=1.4N0.9N=0.5N根据阿基米德原理，溢水杯溢到小桶中的水的重力G排=F浮=0.5N则m水=0.05kg=50g故A不正确，B正确；C.丁图中，弹簧测力计的示数F为F=G总G排=（6.0N+1.4N）0.5N=6.9N故C不正确；D.鹅卵石的密度石=1.0103kg/m3=2.8g/cm3故D不正确。故选B。7.如图所示，水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙，盛有适量的水，把一个橡皮泥做的小船放入乙后，小船处于漂浮
7、状态，此时两鱼缸内的水面刚好相平；然后把它们分别放在台秤上，则台秤的示数（）A.甲放上时大B.乙放上时大C.甲或乙放上一样大D.无法判断【答案】C【解析】鱼缸乙中橡皮泥的重力等于其浮力，根据阿基米德原理，该浮力等于其排开水的重力，所以橡皮泥的重力等于其排开水的重力，显然，两鱼缸的总重力相等，所以把它们分别放在台秤上时，台秤的示数相同。故选C。8.体积相同的铁球、铝球和木块，浸在液体中的情况如图所示，则比较它们受到的浮力（）A.铁球受到的浮力最大B.铝球受到的浮力最大C.木块受到的浮力最大D.它们受到的浮力一样大【答案】D【解析】由图可知，铁球、铝球和木块均浸没在液体中，因物体浸没时排开液体的体
8、积相等，所以，体积相同的铁球、铝球和木块排开液体的体积相等，由F浮=G排=液gV排可知，它们受到的浮力一样大。故选D。9.如图所示，两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体，最后甲悬浮在液体中，而乙沉底。已知甲排开液体的重力小于乙排开液体的重力，则甲、乙所受浮力相比（）A.甲所受的浮力更大B.乙所受的浮力更大C.甲、乙所受浮力一样大D.无法判断甲、乙所受浮力大小【答案】B【解析】根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于物体排开液体的重力，由题可知，甲排开液体的重力小于乙排开液体的重力，所以乙所受的浮力更大。故选B。10.（多选）物体M悬浮在水中，其上表面与水面
9、平行，如图所示，水对物体M竖直向下的压力为F1，竖直向上的压力为 F2.则下列选项正确的是（）A.F1与F2合力等于M受到的浮力B.F1与F2的合力大小等于零C.F1与F2的合力大小等于M受到的重力大小D.M受到水作用力的合力大小等于零【答案】AC【解析】物体M处于静止状态，其竖直方向受到了重力、上表面的压力和下表面的压力，在这三个力的作用下处于平衡状态，F1与F2的合力（即M受到的浮力）大小等于物体M受到的重力的大小。故选AC。三、填空题11.一个物体所受的重力为10N，将其全部浸没在水中时，它所排开的水所受的重力为20N，此时它所受的浮力为_N，放手后物体将_（填“上浮”、“下沉”或“悬浮
10、”），物体静止时所受浮力为_N。【答案】20 上浮 10 【解析】1用手将物体全部压入水中时，已知物体排开的水重为20N，由阿基米德原理知：此时物体所受的浮力也为20N。2放手后，物体受到的浮力20N要大于物体的自重10N，因此物体要上浮。3待物体静止时，漂浮在水面上：此时物体所受的浮力等于物体的重力，即10N。12.将物块用细线悬挂于测力计下方，如图（a）所示，静止时测力计示数为F1；若将它浸没于水中并保持静止，如图（b）所示，此时测力计的示数为F2，则物块所受浮力大小为_、方向_。若将物块一半浸入水中时，物块受到重力与浮力的合力大小为_。【答案】F1-F2 竖直向上 【解析】1物体浸在水中
11、时受到的浮力为2浮力的方向竖直向上。3对物体进行受力分析，物体受到向上的拉力，向上的浮力和向下的重力，因为若物块一半浸入水中时，所受的浮力变为原来的一半，重力和浮力的合力即为拉力，则此时合力为13.如图所示，装有水的容器中放有边长为10cm的正方体A下端由细线连接到容器底部，容器底面积为，A上表面恰好与水面齐平，已知A重为6N，此时水对容器底部的压强为_；细线受到的拉力大小为_；若将细线剪断，容器底部受到水的压强变化量为_。【答案】 4N 200Pa 【解析】1水对容器底部的压强为2正方体的体积为物体排开液体的体积为正方体受到的浮力为由力的平衡得所以细线受到的拉力大小为3当细线剪断后，木块漂浮
12、在水面上，漂浮时由得，物体漂浮时排开液体的体积为则排开水的体积变化量为水深的变化量为容器底部受到水的压强变化量为14.如图所示，“A”和“B”表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。图示中的轮船是在_（填“江水”或“海水”）中停泊。轮船的排水量为6000t，在海水中满载时受到的浮力是_N。（g取10N/kg，）【答案】海水 6107【解析】1在海水和江水中，轮船漂浮，浮力和重力相等，即浮力大小不变；因为海水的密度大于江水的密度，根据公式可知，轮船在江水中排开江水的体积大于在海水中排开海水的体积，所以在江水中的吃水线要高于在海水中的吃水线，故图示中的轮船是在海水中停泊。2根据阿基米德原理得
13、轮船所受浮力15.在弹簧测力计下悬挂一长方体实心金属块，金属块下表面与水面刚好接触，如图甲。从此处匀速下放金属块，直至浸没于水中并继续匀速下放（金属块未与容器底部接触），在金属块下放过程中，弹簧测力计示数F与金属块下表面浸入水的深度h的关系如图乙，g10N/kg，水1.0103kg/m3.由图象可知：（1）金属块完全浸没在水中受到的浮力为_N。（2）金属块的密度是_kg/m3。（3）你还能求出有关金属块的哪些物理量：_（写出三个物理量即可，不需要计算结果）【答案】4 2.25103 体积、质量、重力 【解析】（1）由图可知，金属块未浸入水中时弹簧测力计示数为9N，即金属块的重力为G9N；金属块
14、全部浸入水中时，弹簧测力计的示数为F5N，金属块完全浸没在水中受到的浮力：F浮GF9N5N4N，（2）由F浮水gV排得金属块的体积： VV排=4104m3，金属块的质量： m=0.9kg，金属块的密度：=2.25103kg/m3；（3）由上面的解答可知，除了能求出金属块浸没水中受到的浮力、金属块的密度外，还可以计算金属块的体积、质量、重力，利用pgh还可计算出金属块刚浸没时所受水的压强（下表面浸入水的深度h4cm）。四、作图题16.有一个木球静止在水面上，在图中画出它的受力示意图.【答案】见解析【解析】一木球在水中静止时是漂浮状态，木球受到的浮力等于重力；在木球的重心，竖直向下作出重力G，竖直
15、向上作出浮力F，两个力大小相等，方向相反.如下图所示：17.一个被按到水里的乒乓球放手后迅速上浮，请在图中画出球所受力的示意图。【答案】见解析【解析】乒乓球上浮，浮力大于重力，浮力的方向竖直向上，重力的方向竖直向下，如下图所示：五、实验题18.探究影响浮力大小的实验中将进行如图所示实验：(1)利用称重法可得物体的重力为_N，物体浸没在水中受到的浮力为_N，物体的密度是_kg/m3；(2)比较A、B、C三幅图可探究浮力的大小与_有关；(3)D图中弹簧测力计的示数是_N。（g取10N/kg，酒精0.8103kg/m3）【答案】4 1 4103 物体排开液体的体积 3.2 【解析】(1)12由图可知
16、，物体的重力G4N，物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F3N，物体浸没在水中时受到的浮力为3因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，物体的体积为物体的质量为物体的密度为(2)4由图示ABC三次实验可知，液体的密度不变而物体排开液体的体积不同，物体受到的浮力不同，排开液体体积越大，物体受到的浮力越大，由此可知：浮力的大小与物体排开液体的体积有关；(3)5D图中将物体浸没在酒精中，则物体受到的浮力为则弹簧秤的示数为19.如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验，其中桶A为圆柱形：次数1234桶A与沙子的总重力/N2.42.83.23.4桶B与水的总重力/N4.04.44.65.0(1)
17、小芳同学用弹簧测力计分别测出了空桶A、B的重力，如图甲、乙所示，则桶A重_N；(2)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中，用桶B接住溢出的水，如图丙所示。则空桶A受到的浮力为_N；(3)测出桶B和溢出水的总重力，如图丁所示，则桶A排开水的重力为_N；(4)接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验，得到4组数据，如上表所示，其中有明显错误的是第_次， 实验中，随着加入沙子越多，桶A浸入水中就越_ （选填“深”或“浅”）；(5)分析以上探究过程可以得到的结论是浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力大小等于该物体_；(6)小芳同学进一步探究，她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中，桶A浸入水中的深度
18、为h1，浸入另一液体中的深度为h2，设水的密度为水，则另一液体的密度表达式为_（用题中所给和所测物理量的字母表示）。【答案】2 2 2 3 深 排开的液体受到的重力 【解析】(1)1如图甲所示，弹簧测立计的分度值为0.2N，示数为2N，即桶A的重力为2N。(2)2如图丙所示，小桶A处于漂浮状态，由物体漂浮的条件可知，小桶A受到的浮力与小桶的重力相同，即(3)3乙图中弹簧测力计的示数为1.6N，即桶B重为1.6N，由图丁可知，小桶B和排开的水的总重力为所以小桶A排开的水重(4)4由表格数据可知，桶A与沙子的总重量从2.4N增加到2.8N，增加量桶A与水的总重量从4N增加到4.4N，增加量即而第3
19、次实验中桶A与沙子的总重量从2.8N增加到3.2N，增加量桶A与水的总重量从4.4N增加到4.6N，增加量即故错误的是第3次。5随着加入沙子越多，桶A与沙子的总重力增大，因为漂浮，所以浮力增大，由可知，排开水的体积增大，则桶A浸入水中就越深。(5)6由图丙可知，空桶A受到的浮力为2N，该物体排开的液体受到的重力分析以上探究过程可以得到的结论是：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力大小等于该物体排开的液体受到的重力。(6)7装有适量沙子的桶A始终处于漂浮状态，所受浮力等于本身的重力，则由于根据得所以六、计算题20.物理老师制作了如图所示的装置来演示浮力薄壁容器A和B右侧面重合，两容器底面间的距离
20、h0=4 cm，容器A的底面上有一个面积S=50 cm2的孔，用边长为l= 10 cm的正方体塑料块C将孔覆盖，C与容器A的底面密合接触；然后向容器A中注水，水面到容器A的底部的距离h1=14cm，再向容器B中注水，水面到容器B的底部的距离h2=12 cm，此时塑料块C仍静止在容器A底部。（水=1.0103 kg/m3 ，g取10 N/kg）(1)求塑料块C上表面所受水的压强；(2)根据浮力产生的原因，求塑料块C所受浮力的大小。【答案】(1) 400Pa；(2) 0N【解析】(1)塑料块C上表面水的深度为塑料块C上表面所受水的压强为所以塑料块C上表面所受水的压强为400Pa。(2)塑料块C下表
21、面所在B容器中的深度是塑料块C下表面所受水的压强是塑料块C下表面所受水的压力为塑料块C上表面的面积塑料块C上表面所受水的压力为浮力产生的原因公式是塑料块C所受浮力的大小是0N。答：(1)求塑料块C上表面所受水的压强为400Pa。(2)根据浮力产生的原因，求塑料块C所受浮力的大小是0N。21.2018年4月20日，我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”成功首潜，下潜最大深度3955 m，航行24.8 km，顺利完成各项测试指标。如图所示，求“潜龙三号”下潜到最大深度时： （海水1.0103 kg/m3）（1）“潜龙三号”受到海水的压强；（2）200 cm2观察窗受到的海水的压力；（3）受到海水的浮力为2.5104 N，它排开海水的体积。【答案】（1）3.955107Pa；（2）7.91105N；（3）2.5m3（1）“潜龙三号”受到海水的压强：p=gh=1.0103kg/m310N/kg3955m=3.955107Pa；（2）200 cm2观察窗受到的海水的压力：F=pS=3.955107Pa20010-4m2=7.91105N；（3）它排开海水的体积：V排=。答：（1）“潜龙三号”受到海水的压强是3.955107Pa；（2）200 cm2观察窗受到的海水的压力是7.91105N；（3）它排开海水的体积是2.5m3。