1、专题07 浮力及其计算（知识大串讲）知识点一浮力1、浮力的定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力叫浮力。2、浮力方向：竖直向上，施力物体：液（气）体3、浮力产生的原因（实质）：液（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。4.浮力的计算方法：F浮=F向上-F向下典例1：（2019春方城县期末）下列水中的物体没有受到浮力的是（） A水面戏水的鸭子 B水中游弋的小鱼 C水中大桥的桥墩 D海底水草的叶子【答案】C【解析】物体由于浸在液体中时，其上、下表面所受的压力不同，下表面的压力大于上表面，进而产生浮力；而桥墩由于底面埋在淤泥下，不能与水接触，因此
2、桥墩没有受到水对其向上的压力，故桥墩不受浮力作用。故选：C。典例2：（2020渠县一模）如图所示，将两端蒙上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，水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左F向右（填“大于”“等于”或“小于”），当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上F向下（填“大于”、“等于”或“小于”），通过以上探究，你认为浮力产生的原因是。【答案】等于；大于；液体对物体上下表面的压力差。【解析】当玻璃圆筒沿水平方向放置时，根据液体压强计算公式p=gh可知，同一深度处的液体压强相等，又因为
3、受力面积相等，所以水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小相等；当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，h下大于h上，则有p向上大于p向下，又因为受力面积相等，所以水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下，其压力差即为物体所受的浮力，即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。知识点二称重法计算物体所受的浮力1.物体由于浸入液体中时，受到竖直向上托的力，所以当用弹簧测力计测物体重力后再浸入液体中，由于受到向上托的力，所以弹簧测力计的示数会减小，减小的即为浮力。2.浮力的计算公式是：F浮=G-F典例3：弹簧秤下吊着重为14.7N正方体金属块，当它完全浸没在水中时，弹簧秤的示数为9.8N，则
4、金属块受到的浮力为N。若金属块上表面受到水的压力为19.6N，则金属块下表面受到水的压力为N。【答案】4.9；24.5【解析】根据浮力的计算公式得：F浮=G-F=14.7N-9.8N=4.9N；由于金属块受到的浮力为下表面与上表面的压力差，所以有F向上=F向下+F浮=19.6N+4.9N=24.5N。知识点三阿基米德原理1.浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它的浮力等于排开液体（或气体）的重力；2.计算公式有：F浮=G排=液gV排3.根据计算公式可知，浸在液体（或气体）中的物体受到的浮力只与液体（或气体）的密度、排开液体（或气体）的体积有关，与物体质量、形状、密度等无关。典例4：（
5、2020青浦区一模）铁球浸没在水中，排开水的重力为0.6牛，铁球受到浮力的大小为牛，当它下沉时，受到浮力的大小，受到水的压强（选填“变小”“不变”或“变大”）。【答案】0.6；不变；变大。【解析】根据阿基米德原理可知，铁球受到浮力等于它排开水的重力，即为：F浮=G排=0.6N；铁球浸没在水中下沉时，由于排开水的体积不变，由F浮=液V排可知受到的浮力也不变；但所处的深度h变大，由p=gh可知受到液体压强变大。典例5：（2019广东中考）如题图甲所示，用弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中，物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如题图乙所示则物块受到的重力为N，物块
6、刚好浸没在液体中时其下表面浸入的深度为cm，未知液体的密度为（取）【答案】15 10 0.9103【解析】由图乙可知，当h=0时，弹簧测力计的示数15N即物块受到的重力；物块刚好浸没在液体中时，继续向下运动，所受浮力不变，可知物块刚好浸没时，其下表面浸入的深度为10cm；物块浸没在液体中时，受到的浮力为15N-6N=9N，排开液体的体积等于物块的体积，即（0.1m)3=0.001m3；液体的密度为：。知识点四物体的浮沉条件1.前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。2.几种状态下的受力分析下沉悬浮上浮漂浮F浮 G F浮= G 液物 液物注意：密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物
7、体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。典例6：（2019咸宁中考）如图所示,完全相同的两个圆柱形容器A和B分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,B容器的液面高于A容器液面。将两个完全相同的小球分别放入甲、乙液体中,静止后受的浮力分别是F1、F2,下列判断正确的是（）A.F1一定大于F2B.F1一定小于F2C.F1不可能大于F2D.F1不可能小于F2【答案】D【解析】本题考查的是物体的浮沉和浮力的应用。甲、乙两种液体的质量相等，体积大的密度小，故甲液体的密度大于乙液体的密度，将相同小球放入两种液体中，如果在两种液体中都漂浮，或者在甲液体中漂浮，乙液体中悬浮，小球受到的浮力都等于小球的重
8、力，故浮力相等；如果小球在甲中漂浮或悬浮，乙液体中沉底，则F1大于F2；若小球在两种液体中都沉底，则排开液体的体积相等，据阿基米德原理知，球在密度大的甲液体中受到的浮力大于球在乙液体中受到的浮力，即F1大于F2，综上分析A、B、C错误，D正确。典例7：（2019秋双阳区校级月考）在平静的池水中漂浮有一个木球，木球的体积为4dm3，露出水面的体积为总体积的，那么，木球受到的浮力为N，木球的密度为kg/m3（水的密度为1.0103kg/m3）【答案】24；0.6103【解析】由题可知，木球排开水的体积为：V排V4103m32.4103m3，根据阿基米德原理可计算出木球受到的浮力为：F浮水gV排11
9、03kg/m310N/kg2.4103m324N；由于木球漂浮，所受的浮力等于它本身的重力，即可得F浮G24N，所以木球的质量为：所以木球的密度为：。一、选择题1（2018春永定县月考）将木块投入盛水容器中，静止时木块有一部分体积会露出在空气中，则木块所受浮力的施力物体（）A空气B水C木块D盛水容器【答案】B【解析】浸在水中的物体受到水的浮力，所以施力物体是水。故选：B。2（2018秋西湖区校级月考）以下情景中没有受到浮力的物体是（）A甲图：空中上升的热气球B乙图：遨游太空的“天宫一号”C丙图：海中下潜“蛟龙”号D丁图：海中航行的“辽宁号”【答案】B【解析】一切浸在液体或气体中的物体都会受到液
10、体或气体对它向上的浮力作用，但由于太空中无液体和气体，为真空，故太空中的物体不受浮力的作用。故选：B。3. （2014春定陶县期末）如图，取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶，去掉其底部，把一只乒乓球放到瓶口处，然后向瓶里注水，会发现水从瓶口流出，乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口，不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验说明了（） A大气存在压强 B连通器原理 C浮力产生的原因 D液体的压强与液体的密度和深度有关【答案】C【解析】乒乓球开始没上浮，是由于乒乓球的下表面未受到水对它向上的压力，当用手堵住瓶口时，水对乒乓球的下表面有向上的压力，此时向上的压力大于其上表面受到向下的压力，这就是浮力产生的
11、原因。故选：C。4.(2019郴州中考)材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B 两端，O 为支点（OAOB），如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体（不溶于水）浸没于水中，杠杆将会（）AA端下沉 BB 端下沉C仍保持平衡D无法确定【答案】C【解析】根据杠杆的平衡条件有G甲OA=G乙OB，根据重力的计算公式有G=mg=Vg,所以有：V甲gOA=V乙gOB；将它们分别浸没在水中时，受到的浮力都是竖直向上，根据以上公式可得：水V甲gOA=水V乙gOB；即浮力对杠杆的竖直向上的作用两边也平衡，所以杠杆将会仍然保持平衡。故选：C二、填空题5.(2019绵阳中考)我国自行设计和自主研制的蛟龙号载
12、人潜水器，曾创造了下潜7062米的世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录，其体积约为50m3。蛟龙号某次在太平洋某海域下潜到上表面距海面2000m时，进行预定的悬停作业此时上表面受海水压强是_Pa，蛟龙号受到海水的浮力是_ _N。g取10N/kg，海水=1.0310kg/m3。【答案】2.06107；5.15105【解析】根据液体压强的计算公式可得潜水器上表面受到海水的压强为：p海水gh1.03103kg/m310N/kg2000m=2.06107Pa。根据阿基米德原理可得蛟龙号受到海水的浮力为：F浮海水gV排1.03103kg/m310N/kg50m3=5.15105N。6（2019春南关区校
13、级月考）在水平桌面上有一个圆柱形水槽，装有10cm深的水。将体积为5cm3的空心球放入水中，已知球重0.2N，当它在水中静止时，受到的浮力为N，球排开水的体积为cm3（g取10N/kg）【答案】0.05；5。【解析】若球浸没，则受到的浮力为：F浮水gV排1103kg/m310N/kg5106m30.05N0.2N，则球浸没在水中时会下沉，此时排开水的体积即为球的体积，为5cm3。7（2019秋天台县校级月考）盘秤上放一只盛有足量水的大烧杯（水未加满），盘秤的示数为10牛顿，现将一个5牛顿的木块用细绳吊在弹簧秤下，慢慢放入水中（水不溢出），当弹簧秤的示数是3.5牛时，该物体受到的浮力是N，盘秤的
14、示数是N。【答案】1.5；11.5。【解析】由于木块浸入水中时会受到竖直向上的浮力作用，此时弹簧测力计的示数就会减小，则木块受到的浮力：F浮GF示15N3.5N1.5N；根据力的相互作用，木块受到水对它向上的浮力，则它对水也有一个向下的相互作用力，而使盘秤的示数增大1.5N，示数变为10N+1.5N=11.5N。三、实验与计算题8.(2019福建中考)如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:用弹簧测力计测出物体所受的重力G（图甲）;将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水，读出这时测力计的示数F（图乙）;测出接水后小桶与水所受的总重力G1（图丙）；将小桶
15、中的水倒出，测岀小桶所受的重力G2（图丁）；分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力，并比较它们的大小是否相同。回答下列问题：（1）物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=，被排开的水所受的重力G排=。（用上述测得量的符号表示）（2）指出本实验产生误差的原因（写出两点）：（a）；（b）。（3）物体没有完全浸没在水中,（选填“能”或“不能“）用实验验证阿基米德原理。【答案】(1) G-F G1-G2 (2) (a)测力计的精度不够等(b)小桶中的水有残留等(3)能【解析】（1）由于物体浸在液体中时，会受到竖直向上的浮力，所以当弹簧测力计挂着物体时，弹簧测力计的示数就会减小，减小的即为所受的浮力，可
16、得：F浮=G-F；实验可得排开水的重力等于总重力减去空小桶的重力：G排=G1-G2；（2）排开水的重力、空小桶的重力都比较小，需要使用精度更高的测力计以减小误差；由于是先测总的重力，再将水倒出测空小桶的重力，此时由于将小桶中的水倒出时会有残留，导致所测空小桶重力偏大，排开水的重力偏小；（3）由于物体浸在液体中时受到的浮力总等于它排开液体所受的重力，与物体是否浸没无关，所以物体没有完全浸没也一样可以验证阿基米德原理。9.（2020朝阳区模拟）如图甲所示，在空气中称量物体，测力计的示数为4N；如图乙所示，把物体浸没在水中，测力计示数为3N，g取10N/kg。求：（1）物体受到的浮力；（2）物体的密度。【答案】1N 【解析】（1）由称重法可得物体浸在水中受到的浮力为：F浮=G-F=4N-3N=1N；（2）因物体浸没在水中，所以排开水的体积即为物体的体积，则根据阿基米德原理计算公式F浮=gV排可得，物体的体积：由G=mg可得，物体的质量：则物体的密度：。