1、专题04浮力考点解读一、 浮力公式的计算：1浮力产生的原因：浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力F浮=F上F下2称重法：把物体挂在弹簧测力计上，记下弹簧测力计的示数为G，再把物体浸入液体中，记下弹簧测力计的示数F，则F浮=GF。2原理法（根据阿基米德原理）：利用阿基米德原理，F浮=G排=m排g=液gV排，普遍适用于计算任何形状物体受到的浮力。3漂浮或悬浮条件：物体漂浮或悬浮时，物体处于平衡状态：F浮=G。二、 阿基米德原理使用技巧：解读：在应用阿基米德原理时应注意：1、“浸在”包含两种情况：一是物体有一部分浸在液体中，此时V排=
2、V浸入V物；二是物体全部没入液体中，此时V排=V浸入=V物。2、“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”，这里要注意浮力本身是力，只能和力相等，很多同学常把这句话说成“浮力大小等于物体排开液体的体积”。力和体积不是同一物理量，不具有可比性；这里所受的重力，不是物体所受的重力，而是被排开液体所受的重力。3、由F浮=液gV排，可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状，与在液体中是否运动，液体的多少等因素无关。4、阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小，等于它排开的气体所受的重力。即F浮=G排=气gV排。重点考向考点一：利
3、用公式F浮F下-F上计算1（2016春平南县期中）如图所示，将长方体物块A完全浸没在水中，此时弹簧测力计的示数为10N，若物块上、下表面所受水的压力分别为18N和23N，则物块A的质量是多少kg？（g10N/kg）【解析】物块A所受的浮力F浮F下表面F上表面23N18N5N；物块A的重力是GF浮+G视5N+10N15N。据Gmg得：m1.5kg。答：物块A的质量是1.5kg。考点二：利用公式F浮G-F示计算2（2020杨浦区一模）如图所示，重为19.6牛的物块A静止在水中，此时弹簧测力计的示数为4.9牛。求物块A受到的浮力F浮。求物块A的体积V物。【解析】解：（1）该物体A受到的浮力：F浮GF
4、19.6N4.9N14.7N；（2）根据F浮液gV排可得排开水的体积：V排1.5103m3；由于物体处于浸没状态，则物块A的体积V物V排1.5103m3。答：物块A受到的浮力F浮14.7N。物块A的体积V物1.5103m3。3（2019北京）将物块竖直挂在弹簧测力计下，在空气中静止时弹簧测力计的示数F12.6N将物块的一部分浸在水中，静止时弹簧测力计的示数F21.8N，如图所示，已知水的密度1.0103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）物块受到的浮力；（2）物块浸在水中的体积。【解析】解：（1）由称重法可得物块受到的浮力：F浮F1F22.6N1.8N0.8N；（2）由F浮水gV排可得，物
5、块浸在水中的体积：V排8105m3。答：（1）物块受到的浮力为0.8N；（2）物块浸在水中的体积为8105m3。考点三：利用公式F浮液V排g计算4（2019怀化）某容器放在水平桌面上，盛有足量的水。现将体积为1.25104m3、质量为0.4kg的实心正方体放入水中，正方体不断下沉，直到沉底，如图所示。（已知水1.0103kg/m3，g10N/kg）求：（1）正方体受到的重力的大小；（2）正方体浸没在水中受到的浮力的大小F浮；（3）容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强。【解析】解：（1）正方体的重力Gmg0.4kg10N/kg4N；（2）正方体浸没在水中，V排V1.25104m
6、3，则F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg1.25104m31.25N；（3）正方体沉在底部，由于处于静止状态，则受力平衡，即GN+F浮，所以，NGF浮4N1.25N2.75N；由于支持力与压力是一对相互作用力，则可知正方体对容器底部的压力FN2.75N，正方体的边长L0.05m，则正方体对容器底部的压强p1.1103Pa。答：（1）正方体受到的重力的大小为4N；（2）正方体浸没在水中受到的浮力的大小F浮1.25N；（3）容器底部对正方体的支持力的大小为2.75N，正方体对容器底部的压强为1.1103Pa。5（2019鄂州）用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲
7、所示。由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块始终未与容器接触）。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。求：（1）物块完全浸没在水中受到的浮力；（2）物块的密度；（3）从物块刚好浸没水中到h10cm过程中，水对物块下表面的压强变化了多少Pa？【解析】解：（1）由图象可知，弹簧测力计的最大示数F最大8N，此时物块未浸入水中，则物块重力GF最大8N；物块全浸入时弹簧测力计的示数F示4N，受到的浮力：F浮GF示8N4N4N；（2）由F浮水gV排得物块的体积：VV排4104m3，物块的质量：m0.8kg，物2103kg/m3；（3）由图乙可知，h1
8、4cm时物块刚好浸没水中，从物块刚好浸没水中到h210cm过程中，物块下表面变化的深度hh2h110cm4cm6cm0.06m，水对物块下表面的压强变化：p水gh1103kg/m310N/kg0.06m600Pa。故答案为：（1）物块完全浸没在水中受到的浮力为4N；（2）物块的密度2103kg/m3；（3）从物块刚好浸没水中到h10cm过程中，水对物块下表面的压强变化了600Pa。考点四：处于漂浮或者悬浮状态，利用公式F浮G物6（2020泉州模拟）悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为3200t（g10N/kg，海水的密度取1103kg/m3）。求：（1）潜艇所受浮力多大？（2）潜水艇体积是多少？
9、（3）处于水下200m深度处有一个面积为2.4m2的舱盖，求它所受海水的压强和压力各是多大？【解析】解：（1）根据基米德原理可得：潜艇所受浮力：F浮G排m排g3.2106kg10N/kg3.2107N；（2）根据可得，潜艇排开海水的体积：V排3.2103m3。因为悬浮在海水中的潜艇，所以潜水艇体积VV排3.2103m3。（3）舱盖受海水的压强：pgh1103kg/m310N/kg200m2106Pa，由p可得，它所受海水的压力：FpS2106Pa2.4m24.8106N，答：（1）潜艇所受浮力为3.2107N；（2）潜水艇体积是3.2103m3。（3）它所受海水的压强为2106Pa，压力是4.
10、8106N，7（2019通辽）2018年5月13日，中国首艘国产航母001A型航空母舰离开大连港码头，开始海试。（水1.0103kg/m3，g取10N/kg）请问：（1）航母001A设计排水量6.7104t，那么它满载时受到的浮力是多少？（2）海面下8m处的压强是多少？（3）一位体重为600N的歼15舰载机飞行员，每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2，则他双脚站立时对甲板的压强是多少？【解析】解：（1）根据阿基米德原理可得，该航母满载时受到的浮力：F浮G排m排g6.7104103kg10N/kg6.7108N；（2）海面下8m处的压强：pgh1.0103kg/m310N/kg8m8104P
11、a；（3）飞行员每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2，所以飞行员双脚站立的受力面积：S2200104m24102m2，飞行员站立在水平甲板上，对甲板的压力FG，站立时对甲板的压强：p1.5104Pa；答：（1）满载时受到的浮力是6.7108N；（2）海面下8m处的压强是8104Pa；（3）双脚站立时对甲板的压强是1.5104Pa。8（2019秋房山区期末）如图所示，盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上，木块A放在水中后处于漂浮状态，此时A浸在水中的体积为1.5104m3，容器中水深为10cm。g取10N/kg，水的密度为1.0103kg/m3，求：（1）木块A受到的浮力；（2）放入木块A
12、后水对容器底部的压强。【解析】解：（1）木块A受到的浮力：F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg1.5104m31.5N；（2）放入木块A后水对容器底部的压强：p水gh1.0103kg/m310N/kg0.1m1000Pa。答：（1）木块A受到的浮力为1.5N；（2）放入木块A后水对容器底部的压强为1000Pa。考点五：利用公式F浮G排计算9（2019盘锦）如图所示，水平桌面上有一个薄壁溢水杯，底面积是8103m2，装满水后水深0.1m，总质量是0.95kg。把一个木块（不吸水）轻轻放入水中，待木块静止时，从杯中溢出水的质量是0.1kg。求：（水的密度1.0103kg/m3，g取10N
13、/kg）（1）水对溢水杯底的压力。（2）木块受到的浮力。（3）溢水杯对桌面的压力。【解析】解：（1）水对溢水杯底的压强：pgh1.0103kg/m310N/kg0.1m1000Pa，由p可得水对溢水杯底的压力：FpS1000Pa8103m28N；（2）由阿基米德原理可得木块所受的浮力：F浮G排m排gm溢g0.1kg10N/kg1N；（3）因为木块漂浮在水面上，所以F浮G排G木，所以此时溢水杯对桌面的压力：FG+G木G排Gmg0.95kg10N/kg9.5N。答：（1）水对溢水杯底的压力为8N；（2）木块受到的浮力为1N；（3）溢水杯对桌面的压力为9.5N。10（2019春新密市期中）一个质量为
14、80g的金属块浸没在盛满酒精的烧杯中时，从杯中溢出了10g酒精。（酒精0.8103kg/m3，g取10N/kg）则（1）物体所受的浮力为多大？（2）该金属块的体积为多少？（3）如果把该金属块浸没到盛满水的烧杯中，此时金属块受到的浮力大小是多少？【解析】解：（1）由阿基米德原理可得，物体所受的浮力：F浮G排G溢m溢g0.01kg10N/kg0.1N；（2）由得溢出酒精的体积：V溢酒精12.5cm3；因为金属块完全浸没酒精中，所以金属块的体积：VV溢酒精12.5cm3；（3）该金属块浸没到盛满水的烧杯中时，V排V12.5cm312.5106m3，此时金属块受到的浮力F浮水gV排1.0103kg/m
15、310N/kg12.5106m30.125N答：（1）物体所受的浮力为0.1N；（2）该金属块的体积为12.5cm3；（3）此时金属块受到的浮力大小是0.125N。考点六：综合计算11（2019连云港）如图甲所示，拉力F通过滑轮组，将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处。图乙是拉力F随时间t变化的关系图象。不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力，g10N/kg，求：（1）金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小；（2）金属块的密度；（3）如果直接将金属块平放在水平地面上，它对地面的压强大小。【解析】解：（1）由甲图可知，n2，不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力，FG，
16、当金属块完全露出液面后，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，即为图中的t2t3时刻，从乙图可知，该金属块重力为：G2F2108N216N，当金属块未露出液面时，即为图中的0t1时刻，则2F+F浮G，所以金属块完全浸没在水中时受到的浮力：F浮G2F216N268N80N；（2）根据F浮gV排可得，金属块排开水的体积：V排8103m3，金属块完全浸没在水中，则金属块的体积VV排8103m3，则根据Gmg、可得，金属块的密度为：金2.7103kg/m3。（3）金属块的边长a0.2m，则受力面积Sa2（0.2m）20.04m2，金属块平放在水平地面时对地面的压强：p5.4103Pa。答：（1）金属块完全
17、浸没在水中时受到的浮力80N；（2）金属块的密度2.7103kg/m3；（3）如果直接将金属块平放在水平地面上，它对地面的压强5.4103Pa。12（2018凉山州）如图所示，用细绳将质量为200g的木块系住，使木块浸没在水中，当木块静止时细绳对木块的拉力为1N，容器底部水的深度为20cm，已知容器底面积为40cm2，求：（1）木块受到的浮力；（2）水对容器底部的压力和压强。【解析】解：（1）由图可知，木块静止在水中，木块受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力，由力的平衡条件可得：F浮G+F拉mg+F拉200103kg10N/kg+1N3N；（2）水对容器底部的压强：pgh1.0103kg/m3
18、10N/kg20102m2000Pa，水对容器底部的压力：FpS2000Pa40104m28N。答：（1）木块受到的浮力为3N；（2）水对容器底部的压力为8N；水对容器底部的压强为2000Pa。13（2020衡阳模拟）考古工作者在河底发现了古代的石像，经潜水者测量它的体积约为2m3如图所示，在打捞石像的过程中，考古工作者用动滑轮将石像匀速提升，需要竖直向上的拉力F1.6104N若不计摩擦和滑轮重力，（水1.0103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）在没有将石像提出水面前，石像受到的浮力。（2）石像的重力。（3）石像的密度。【解析】解：（1）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以
19、，在没有将石像提出水面前，石像受到的浮力：F浮水gV排水gV1.0103kg/m310N/kg2m32104N；（2）不计摩擦和滑轮重力，动滑轮对石像的拉力：F拉2F21.6104N3.2104N，石像匀速提升时，受到竖直向上的浮力和绳子的拉力、竖直向下的重力处于平衡状态，由石像受到的合力为零可得石像的重力：GF拉+F浮3.2104N+2104N5.2104N，（3）由Gmg可得，石像的质量：m5.2103kg，石像的密度：2.6103kg/m3。答：（1）在没有将石像提出水面前，石像受到的浮力为2104N；（2）石像的重力为5.2104N；（3）石像的密度为2.6103kg/m3。14（20
20、20广东模拟）如图，水平地面上有底面积为300cm2，不计质量的薄壁盛水柱形容器A，内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B，通过一根长10cm的细线与容器底部相连，此时水面距容器底30cm（如图），（水l.0103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）物体受到的浮力；（2）水对容器底的压强；（3）剪断绳子，待物块静止后水对容器底的压强变化量。【解析】解：（1）木块浸没在水中，则V排V木（10cm）31000cm31103m3，物块B受到的浮力：F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg1103m310N；（2）水对容器底的压强：p水gh1.0103kg/m310N/kg0.3m3103Pa。（3）物块B的重力：Gmg0.4kg10N/kg4N，物块B的密度0.4103kg/m3水，剪断绳子，待物块B静止后漂浮，F浮G4N；由F浮液gV排可得，木块漂浮时排开水的体积：V排4104m3；液面下降的深度为：h0.02m；水对容器底的压强变化量：p水gh1.0103kg/m310N/kg0.02m200Pa。答：（1）物体受到的浮力10N；（2）水对容器底的压强3103Pa；（3）剪断绳子，待物块静止后水对容器底的压强变化量200Pa。
