22023年秋初二科學(xué)講義2水的浮力學(xué)生版

2水的浮力一、浮力及浮力實(shí)驗(yàn)1．浮力：液體對物體下表面向上的壓力大于液體對物體上表面向下的壓力，這兩個壓力差就是浮力。浮力產(chǎn)生的原因法：F浮=F下F上注意：（1）當(dāng)物體部分浸入液體中時，上表面受到的向下的液體壓力為零，則F浮=F下。（2）如果F下=0，此時浮力消失。如橋墩、插入水底以下的木樁、沉入水下的物體與容器底部緊密接觸。（3）但物體與容器底密合，F(xiàn)向上不一定等于零（如：容器底小上大時）。稱重法：F浮=GF拉（條件：物體在液體中會下沉）（1）用彈簧測力計(jì)在空氣中測出物體的重力G（2）測出物體浸在液體中的彈簧測力計(jì)的示數(shù)F（3）彈簧測力計(jì)兩次示數(shù)之差就是浸沒在液體中的物體所受浮力的大小2．阿基米德定理：浸在液體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力，即F?。紾排液。阿基米德定理法：F?。紾排液=ρ液gV排對阿基米德定理這個公式F?。紾排水=ρ液gV排的理解應(yīng)注意：（1）公式中ρ液是液體的密度，而不是浸入液體的物體的密度。（2）公式中V排是排開液體的體積。物體完全浸入時V排=V物；物體部分浸入V排=V物－V露。（3）浮力只跟物體排開的液體受到的重力有關(guān)，而與其他因素?zé)o直接關(guān)系:①與物體浸入液體的深度無關(guān)：把物體壓入水中，感覺浮力變大，這時候是從水面壓入水下，當(dāng)完全浸入后，就不會感覺到更吃力了，可用物塊掛在測力計(jì)下的實(shí)驗(yàn)來說明；②與物體的形狀無關(guān)：可用橡皮泥變形掛在測力計(jì)下來說明。3．影響浮力大小的因素：浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積（浸沒在液面下的物體體積）有關(guān)二、物體的沉浮條件1．前提條件：物體浸沒在液體中，且只受重力和浮力作用。2．情況分析：可以用物體密度和液體密度大小關(guān)系來判斷物體沉浮狀態(tài)可以用物體重力和所受浮力大小關(guān)系來判斷物體沉浮狀態(tài)（特別提醒：當(dāng)物體部分浮出水面后，浮力會隨著浸入水中的體積的改變而改變）三、物體浮沉的應(yīng)用1．輪船①把密度大于水的鋼鐵采用“空心”的辦法，增大體積，使它排開更多的水，達(dá)到增大浮力，最終使F浮=G船，浮在水面。②在河里和海里都漂浮在水面，因而所受浮力相同，都等于輪船自身的重力。根據(jù)阿基米德定理可知，它在海水里比在河水里浸入的體積小。2．密度計(jì)可以直接測量液體密度的儀器，利用物體漂浮在液面上時浮力等于重力的原理制成的?！咀⒁狻竣倜芏扔?jì)的下端裝有鉛丸或水銀；密度計(jì)上所標(biāo)的數(shù)值是純數(shù)，這個純數(shù)代表被測液體的密度與水的密度的比值。②刻度特點(diǎn)：上小下大，上疏下密。密度計(jì)的刻度為什么越往上值越小的原因：密度計(jì)始終漂浮，浮力等于重力，根據(jù)阿基米德定理可知，浮力一定時，液體密度越小，排開液體的體積越大。3．潛水艇潛水艇的上浮、下沉和懸浮，靠改變自身的重力來實(shí)現(xiàn)（但它的體積不發(fā)生改變）；而潛水艇自身重力的改變?nèi)Q于水艙內(nèi)充水或放水的多少。拓展：魚是靠改變自身體積，從而改變浮力，來實(shí)現(xiàn)浮沉的。4．氣球和飛艇①采用充密度比空氣小的氣體（氫氣、氦氣、熱空氣）的辦法，使它受到的浮力大于重力而升空。升空時ρ平均<ρ空氣。②用改變自身的體積，實(shí)現(xiàn)沉浮。如減小體積,則有F浮<G球下降。③氣球不能無限制地升入高空，當(dāng)F浮=G球時，氣球懸浮，實(shí)際上在沒有達(dá)到懸浮時，就會因其內(nèi)部氣壓大于外部氣壓而破裂。四、浮力計(jì)算1．稱重法：F浮=GF拉2．浮力產(chǎn)生的原因法：F浮=F下F上3．阿基米德定理法：F?。紾排液=ρ液gV排4．平衡法：漂浮或者懸浮時，F(xiàn)?。紾5．漂浮問題“五規(guī)律”：規(guī)律一：物體漂浮在液體中，所受的浮力等于它受的重力；規(guī)律二：同一物體在不同液體里，所受浮力相同；規(guī)律三：同一物體在不同液體里漂浮，在密度大的液體里浸入的體積??；規(guī)律四：漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾；規(guī)律五：將漂浮物體全部浸入液體里，需加的豎直向下的外力等于液體對物體增大的浮力。6．冰或冰中含有木塊、蠟塊、等密度小于水的物體，冰化為水后液面不變，冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體，冰化為水后液面下降。鹽水中的冰融化水位上漲四、典型例題（一）考點(diǎn)：浮力及浮力實(shí)驗(yàn)【例1】（2022越城期中）將四個形狀不同、高度均為L的實(shí)心金屬塊，用細(xì)線拉著，勻速緩慢地放入水深為L的盛水容器中，直至容器底部，此時水未溢出。四個實(shí)驗(yàn)中與右圖所描繪的浮力大小F與金屬塊浸入水中深度h的關(guān)系一致的是（

）A.

B.

C.

D.

【例2】（2022樹人期中）下列情境中，沒有受到浮力的物體是（

）A.

遨游的“嫦娥五號”

B.

下潛的“核潛艇”

C.

航行的航母

D.

上升的飛艇【例3】（2022越城期中）如圖所示，容器內(nèi)有水，有一塑料試管下面掛一小鐵塊，浮在水面上，P為試管外壁上的點(diǎn)?，F(xiàn)將小鐵塊取下放入試管中，試管仍浮在水面，則鐵塊放入試管內(nèi)與掛在試管下相比(

)A.

液面將上升B.

試管受到的浮力大小將不變

C.

P點(diǎn)受到水的壓強(qiáng)將增大D.

總的排開水的體積將減小【例4】（2023·浙江·一模）如圖，把小石塊掛在彈簧測力計(jì)上，示數(shù)為2.5牛：再將小石塊浸沒在鹽水中，示數(shù)變?yōu)?.5牛。根據(jù)上述信息，能獲得的科學(xué)量是（）小石塊的體積B．小石塊的密度C．鹽水的密度 D．排開鹽水的質(zhì)量【例5】（2022越城期中）在研究物體浮力時，小明將物體掛在彈簧測力計(jì)下，緩慢放入水中如圖1所示，描繪出彈簧測力計(jì)示數(shù)和時間的圖象如圖2所示。（1）由圖象可知物體浸沒在水中時受到的浮力為________，而同組的小華卻畫出了圖3所示的圖象，通過分析發(fā)現(xiàn)兩個圖象不同的原因是：圖3畫的是________和時間的圖象。（2）同組的小研同學(xué)覺得把小明和小華的圖象結(jié)合起來更好，于是她用另一物體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，畫出了圖4所示的圖象，發(fā)現(xiàn)與將圖2、圖3結(jié)合起來的圖象不同，小明告訴她是因?yàn)閮晌矬w的________不同（選填“質(zhì)量”或“體積”）根據(jù)圖象可知小研所用物體的密度是________。（二）考點(diǎn)：物體的沉浮條件【例1】（2022樹人期中）如圖是我國自主研發(fā)的第一艘航母“山東艦”海上進(jìn)行科目訓(xùn)練的場景。下列說法正確的是（

）A.

航母能漂浮在海面上是因?yàn)樗艿降母×Υ笥谒目傊亓?/p>

B.

艦載機(jī)飛離航母后，航母所受的浮力增大上浮

C.

航母是采用“空心”的方法增大了可利用的浮力

D.

艦載機(jī)飛離航母后，航母船身相對于水面會下沉些【例2】（2022浙江專題）一艘遠(yuǎn)洋輪船裝上貨物后，發(fā)現(xiàn)船身下沉了一些，則它受到的浮力如何變化？當(dāng)船由內(nèi)河駛?cè)氪蠛：?，船受到的浮力如何變化？（）A．變大、變大 B．變大、不變 C．不變、不變 D．不變、變大【例3】（2022·舟山中考）學(xué)習(xí)了物體的浮沉條件后，小舟做了如下實(shí)驗(yàn)：在兩個薄氣球中加滿溫水，扎緊后剪去多余部分，分別浸沒于盛有冷水與熱水的玻璃杯中（如圖）。若不計(jì)氣球自重，放手后兩氣球的運(yùn)動情況是（）A．冷水、熱水中都下沉 B．冷水中下沉，熱水中上升C．冷水、熱水中都上升 D．冷水中上升，熱水中下沉【例4】（2019紹興模擬）一玩具氣球充氣后置于水池底部，松開手后氣球從水底開始上?。馇虻捏w積隨外界的壓強(qiáng)的減小而增大），最后浮出水面。下列用圖像表示此過程中氣球受到的浮力F與時間t的變化關(guān)系正確的是（

）A．B．C． D．【例5】（2022樹人期中）3，物體排開的鹽水重為3.6N，此時它所受的浮力為

N，若將物體浸沒在足夠多的鹽水中，由靜止釋放后物體將

（選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）。（三）考點(diǎn)：物體浮沉的應(yīng)用【例1】（2022紹興期中）在一根表面涂蠟的細(xì)木棍的一端繞著適量的鐵絲，把它放到甲乙丙三種密度不同的液體中，木棍浸入液體里的情況如圖所示，則木棍在三種液體里受到的浮力F的大小及三種液體密度ρ之間的關(guān)系，正確的是（

）A.F甲＞F乙＞F丙

ρ甲＞ρ乙＞ρ丙

B.

F甲＜F乙＜F丙

ρ甲＜ρ乙＜ρ丙

C.

F甲=F乙=F丙

ρ甲＞ρ乙＞ρ丙

D.

F甲=F乙=F丙

ρ甲＜ρ乙＜ρ丙【例2】（2022杭州期中）如圖所示，把一個自制的密度計(jì)分別放入兩種不同的液體中，下列判斷正確的是（）A．這個密度計(jì)在甲液體中受到的浮力較大B．這個密度計(jì)在乙液體中受到的浮力較大C．甲種液體的密度較大D．密度計(jì)B處的刻度值應(yīng)大于A的處的刻度值【例3】（2023·浙江·一模）生活中雞蛋放置時間越久越不新鮮，不同新鮮程度的雞蛋在水中的浮沉情況如圖（雞蛋表面有氣孔）下列判斷正確的是（）A．新鮮的雞蛋在水中浮力等于重力B．三個容器中雞蛋的浮力越來越大C．雞蛋由于呼吸作用導(dǎo)致密度變小而上浮D．雞蛋在放置過程中，因體積變大而上浮【例4】（2023衢州中考）小科通過研究得到“物體在液體中受到的浮力大小與液體密度、物體排開液體的體積有關(guān)，與物體浸入液體的深度無關(guān)”的結(jié)論，下列四組實(shí)驗(yàn)可以證明“物體受到的浮力大小與物體浸入液體的深度無關(guān)”的是（）①測力計(jì)掛著浸在水中的鐵塊，慢慢下移，在鐵塊浸沒前測力計(jì)示數(shù)逐漸變?、跍y力計(jì)掛著浸沒在水中的鐵塊，讓鐵塊再下移一段距離測力計(jì)示數(shù)不變③將兩塊相同的木塊以橫、豎不同的姿態(tài)放入水中，均漂浮在水面上④將質(zhì)量相同、形狀各異的實(shí)心物體放入水中，均漂浮在水面上A．只有②③ B．只有②④ C．只有②③④ D．①②③④（四）考點(diǎn)：浮力計(jì)算【例1】（2023浙江模擬）燒杯中裝有鹽水，鹽水中漂浮著一塊冰塊，冰塊融化后，燒杯中冰面會（）A．上升 B．下降 C．不變 D．先上升后下降【例2】（2023浙江開學(xué)）均勻的正方體木塊放入水中處于漂浮狀態(tài)，現(xiàn)在將露出水面部分木塊切去，則剩余部分木塊（）A．將下沉一點(diǎn) B．將上浮一點(diǎn) C．仍不動 D．無法判斷【例3】（2023·浙江湖州·統(tǒng)考中考真題）現(xiàn)將一杯子和木塊（不吸水，密度為）以兩種方式放入同一容器中（容器內(nèi)水的質(zhì)量保持不變）。如圖所示，圖1杯子開口向上，浮在水面上。圖2杯子倒扣（里面充滿水），木塊緊貼杯底，一起懸浮在水中。兩種情況下（）A．木塊所受浮力的大小相同 B．杯子所受浮力的大小相同C．容器內(nèi)水的深度相同 D．木塊對杯子底部力的大小相同【例4】（2023·浙江·一模）如圖甲所示，水平桌面上放著這一個底面積為15cm2的燒杯，燒杯內(nèi)裝有一定量的水，一個底面積4cm2，高10cm的圓柱形物塊漂浮在水面上，露出水面的高度為1cm；現(xiàn)往容器中加入密度為0.8×103kg/m3的植物油，使物塊上表面與油面相平，如圖乙所示。請分析計(jì)算：（1）圖甲中物塊所受浮力為N；（2）圖乙中所加植物油的質(zhì)量為g。五、學(xué)力訓(xùn)練A組夯實(shí)基礎(chǔ)1.（2022樹人期中）把兩個完全相同的小球分別放入盛滿不同液體的甲、乙兩個溢水杯中，靜止時的狀態(tài)如圖所示。甲杯中溢出的液體質(zhì)量是40g，乙杯中溢出的液體質(zhì)量是50g，若甲杯中的液體是水，則小球的質(zhì)量和體積分別為（

）A.

40g

40cm3

B.

40g

50cm3

C.

50g

40cm3

D.

50g

50cm32．（2022浙江期中）下列說法正確的是（）A．圖甲中橡皮泥船采用改變自重的辦法來增加載貨量B．圖乙中“蛟龍?zhí)枴睆暮Ｃ鏉撊?000m深的海底是通過改變浮力大小來實(shí)現(xiàn)的C．圖丙中密度計(jì)在兩種液體中所受浮力F甲=F乙，兩種液體的密度ρ左>ρ右D．圖丁同一雞蛋浸沒在液體中，液體密度越大雞蛋受到的浮力越大3．（2022紹興期中）密度計(jì)分為“比重計(jì)”和“比輕計(jì)”。測量密度大于水的液體時用比重計(jì)，比重計(jì)的最小刻度線是“1”；測量密度小于水的液體用比輕計(jì)，比輕計(jì)的最大刻度線是“1”。右圖中A、B兩支密度計(jì)，一支是比重計(jì)，一支是比輕計(jì)，它們的外形完全相同，B中配重質(zhì)量大于A。選擇正確的是（

）A.

圖中刻度“a”大于刻度“b”

B.

將A，B兩支密度計(jì)放入水中，漂浮時露出水面較長的密度計(jì)是B

C.

密度計(jì)B是比重計(jì)，刻度線“1”在密度計(jì)刻度的上端

D.

密度計(jì)A是比重計(jì)，刻度線“1”在密度計(jì)刻度的下端4．（2022臺州階段）如圖所示，一艘遠(yuǎn)洋輪船上標(biāo)有在不同海域航行時的吃水線，當(dāng)這艘滿載的船在不同水域航行時，下列說法正確的是（）A．這艘船受到的浮力：F印度洋<F北大西洋B．這艘船排開海水的質(zhì)量：m印度洋=m北大西洋C．印度洋和北大西洋海水的密度：ρ印度洋>ρ北大西洋D．這艘船排開海水的體積：V印度洋=V北大西洋5．（2022浙江期中）如圖所示，體積相同的實(shí)心鋁塊A為長方體，B為梯形，C為正方形，D為圓球體。C與容器底接觸緊密。在這四種情況下（）A．鋁塊C所受的浮力為零 B．鋁塊A所受的浮力最小C．鋁塊B所受的浮力比A小 D．B、C、D浮力是一樣大的B組強(qiáng)化提高1.（2022紹興期中）用彈簧測力計(jì)稱得容器和水的總重為5N(如圖甲)。將體積為100cm3的物體A全部投入水中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)T1為1N(如圖乙)。若將容器、水和浸沒水中的物體A用彈簧測力計(jì)一起稱量(如圖丙)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為T2.則（

）A.

浸沒水中的物體A所受浮力為5N

B.

浸沒水中的物體A所受浮力為4N

C.

彈簧測力計(jì)的示數(shù)T2為7N

D.

彈簧測力計(jì)的示數(shù)無法確定2．（2022樹人期中）水平桌面上有甲、乙兩個質(zhì)量和底面積均相同的容器，分別裝有密度不同的液體，將兩個完全相同的小球放入容器中，靜止時兩容器中液面高度相同，如圖所示，下列說法正確的是（

）A.

甲容器中液體的密度小于乙容器中液體的密度

B.

甲容器中小球受到的浮力大于乙容器中小球受到的浮力

C.

甲容器對桌面的壓力一定大于乙容器對桌面的壓力

D.

甲容器底部受到液體的壓力大于乙容器底部受到液體的壓力3.（2020杭州階段）如圖所示，把一只乒乓球放在瓶內(nèi)(瓶頸的截面直徑略小于乒乓球的直徑)，從上面倒入水，觀察到有水從乒乓球與瓶頸之間的縫隙中流出，但乒乓球并不上浮。對乒乓球受力分析正確的是()A．重力、浮力、壓力B．浮力、壓力、支持力C．重力、支持力、浮力D．重力、壓力、支持力4.（2022浙江期中）下列物體沒有受到浮力的作用的是（）A．沉在色拉油中的石頭B．下半部打入小河底部上半露出水面的木樁C．被水淹沒，固定在水池側(cè)壁凸起的石塊D．空氣中漂浮的氣球5.（如圖所示，兩只完全相同的盛水容器放在磅秤上，用細(xì)線懸掛質(zhì)量相同的實(shí)心鉛球和鋁球，全部沒入水中，此時容器中水面高度相同，設(shè)繩子的拉力分別為T1和T2，磅秤的示數(shù)分別為F1和F2，則（）A．F1=F2，T1=T2 B．F1＞F2，T1＜T2C．F1=F2，T1＞T2 D．F1＜F2，T1＞T26.（2022紹興期中）為了測量硬塑料制成的鍋形物體的質(zhì)量和體積，先用一圓柱形容器盛滿水，該容器底面積為100cm2（壁厚度不計(jì)）．將鍋形物體開口向上放入容器中，物體漂?。ㄈ鐖D所示），溢出了300cm3的水．然后慢慢翻轉(zhuǎn)使物體浸沒沉底，液面下降了1cm．則鍋形物體的質(zhì)量為

，體積為

．7.（2022紹興期中）將一冰塊用細(xì)線拴住慢慢地浸入到酒精中，并保持懸置狀態(tài)(如圖)，在冰塊浸入的過程中，臺秤的讀數(shù)將

(選填“增大”“減小”或“不變”)；在冰塊熔化過程中，容器內(nèi)液面將

(選填“上升”“下降”或“不變”)，臺秤的讀數(shù)將

(選填“增大”“減小”或“不變”)。(冰的密度為0.9×103kg/m3，酒精的密度為0.8×103kg/m3，整個過程中無液體溢出)8.（2022越城期中）利用一根飲料吸管制作一個簡易密度計(jì)。（1）為了讓飲料吸管能豎直地漂浮在液體中，在吸管的________（選填“上端”或“下端”）塞入一些銅絲作為配重，并用石蠟將吸管的下端封閉起來。（2）讓這個簡易密度計(jì)豎直漂浮在不同的液體中，液體的密度越大，它露出液面部分的長度越長，受到的浮力________。（選填變大、不變或變?。?）通過計(jì)算，在吸管上標(biāo)出對應(yīng)的刻度線，便制成了一個簡易的吸管密度計(jì)，下列四種刻度的標(biāo)示合理的是________。9.（2022樹人期中）如圖甲所示，一彈簧測力計(jì)下懸掛底面積為40cm2的圓柱體，水平桌面上放置底面積為100cm2，質(zhì)量為500g的圓筒，筒內(nèi)裝有30cm深的某液體。現(xiàn)將圓柱體從圓筒上方離液面某一高度處緩緩下降，然后將其逐漸浸入液體中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關(guān)系圖像如圖乙所示（圓筒的厚度忽略不計(jì)，圓柱體下降過程中沒有液體從筒中溢出，g取10N/kg）。求：（1）圓柱體完全浸沒時受到液體的浮力；（2）筒內(nèi)液體密度；（3）當(dāng)圓柱體完全浸沒時，圓筒對桌面的壓強(qiáng)。10．（2022樹人期中）在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，提出如下猜想猜想1：浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)猜想2：浮力的大小可能與物體的重力有關(guān)猜想3：浮力的人小可能與物體的形狀有關(guān)猜想4：浮力的大小可能與排開液體的體積有關(guān)（1）如圖所示，用手把飲料罐按入水中，飲料罐浸入水中越深，手會感到越吃力。這個事實(shí)可以支持以上猜想

（選填序號）。（2）為了研究猜想1和猜想2，運(yùn)用了體積相同的A、B、C三個圓柱體，測得重力分別為4N，4.5N和5N．然后進(jìn)行如圖3所示的實(shí)驗(yàn)。①在序號a的實(shí)驗(yàn)中物所受的浮力為

N。②比較序號

的三次實(shí)驗(yàn)，可得出初步結(jié)論：浮力大小與液體密度有關(guān)。③進(jìn)一步分析可知：液體的密度越大，物體所受的浮力越

。④比較序號a、b、c的三次實(shí)驗(yàn)，可得出結(jié)論：浮力的大小與物體的重力

關(guān)。（3）為了研究猜想3，小明用兩塊相同的橡皮泥分別捏成圓錐體和圓柱體進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)、由此小明得出的結(jié)論是：浮力的大小與物體的形狀有關(guān)，小珍認(rèn)為這結(jié)論不可靠，主要原因是

。3，則濃鹽水的密度為

。C組瞄準(zhǔn)中考1.（2022越城期中）如下圖所示，四個相同的容器內(nèi)水面一樣高，a容器內(nèi)只有水，b容器內(nèi)有木塊漂浮在水面上，c容器內(nèi)漂浮著一塊冰塊，d容器中懸浮著一個空心球。則下列四種說法正確的一組是（

）①每個容器的總質(zhì)量都相等②b容器中再倒入酒精后，木塊在液面下的體積減小③c容器中冰塊熔化后水面高度升高④d容器中再倒入酒精后，小球?qū)⑾鲁罙.

③④

B.

①④

C.

①②

D.

②④2.（2023·浙江一模）全球變暖，冰川融化、海平面上升，正悄悄改變地球的“模樣”。題圖是科學(xué)家拍下北冰洋巨型冰山的一角，是冰川漂浮在海面上的情景。已知海水密度為海=1.03×103kg/m3，某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識，進(jìn)行分析：（1）冰川熔化前受到的浮力（填“大于”、“小于”或“等于”）冰塊的重力。（2）若此冰川質(zhì)量為2.06×108kg，則冰川熔化前排開海水的體積為多少？（3）請通過計(jì)算說明冰川熔化后海平面的升降情況。3.（2023·浙江·一模）小明取一根粗細(xì)均勻，長30厘米的塑料吸管，將一些鐵絲從吸管的下端塞入作為配重，并用石蠟將吸管下端封起來，讓這根