浮力
浮力
- 定义： 浸在液体（或气体）里的物体，受到液体（或气体）对它向上的托力，这个力叫作浮力.
- 方向：竖直向上.
- 施力物体：液体或气体.
- 产生原因： 浸在液体(或气体)中的物体，上下表面受到液体（或气体）的压力差，即F浮=F向上－F向下 .
- 称重法测浮力：
（1）用弹簧测力计测物体所受的重力G；
（2）将物体悬挂于弹簧测力计下，读出浸在液体中时弹簧测力计的示数F；
（3）物体受到的浮力F浮＝G－F。
（4）如图所示：物体所受到的浮力 F浮＝G－F =3.8N － 2.6N=1.2N.
决定浮力大小的因素
- 影响浮力大小的因素是：液体的密度和排开液体的体积.
- 阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力.这个规律叫阿基米德原理.
- 阿基米德原理的表达式为： F浮=G排=m排×g=ρ液×V排×g。 由公式可以看出浮力的大小只跟液体的密度和排开液体的体积两个因素有关，跟物体的体积和密度无关.
要点提炼
- 浮力的施力物体就是“液体”，受力物体就是“浸在液体中的物体”；物体间力的作用是相互的，物体受到浮力的同时，液体也受到物体对它的压力作用，这个力的大小就等于物体受到的浮力，方向和浮力的方向相反。
- 根据浮力产生的原因，上、下表面受到的压力差。如果物体和容器底部紧密接触（不是沉底），这时物体上表面受到液体竖直向下的压力，物体的下表面并没有受到液体竖直向上的压力，物体虽然浸没在液体中，但是不受浮力。例如：打入河底的木桩和粘在杯底的蜡块.
概念自查
| 【预习】（编号：Y090101）一切浸入液体中的物体,都受到液体对它_______的力,这个力叫做浮力. |
| 【预习】（编号：Y090102）一个重为2N的物体,当浸没于水中时,用弹簧测力计测量,示数为1.6N,则这个物体受到的浮力是_________. |
| 【预习】（编号：Y090103）浸在液体中的物体所受的浮力的大小等于它排开的液体所受的_______,即______.这就是著名的____________. |
| 【预习】（编号：Y090104）一条河上有一座小桥,桥中部有两根圆柱形的木桥墩,长为3m,直径为24cm,其中有1m打入了河床底,当河水涨到1.8m时,桥墩受到的浮力为多大? |
| 【预习】（编号：Y090105）在水中搬石块感觉比在空气中要轻许多,这是否能够说明石块在水中受到的重力减小了?应该怎样解释这一现象? |
| 【预习】（编号：Y090106）如果有一个重5N的物体浸在酒精中时排开了3N重的酒精，那么,这个物体受到的浮力是5N还是3N?为什么? |
思考与探究
| 【实验一】（编号：S090101）如图甲所示,将一石块悬挂在弹簧测力计下端,此时弹簧测力计的示数为4.4N.当我们用手向上托石块时,会看到弹簧测力计的示数变为2N,如图乙所示若将石块浸没在水中时,如图丙所示,可以看到弹簧测力计的示数也变为2N。 思考 问题1:图乙中弹簧测力计的示数为什么会减小? 问题2:图丙中弹簧测力计的示数为什么会减小? 问题3:将石块浸没在煤油或酒精等液体中时,又会怎样? |
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| 【实验二】（编号：S090102）实验如图所示,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.当玻璃圆筒沿不同方向放置时,玻璃圆筒两侧的橡皮膜可能处于水中不同的深度。 思考 问题1:这时你会看到什么现象? 问题2:这些现象说明了什么? |
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| 【实验三】（编号：S090103）如图所示,先用弹簧测力计分别测量出小石块的重力G和小桶的重力G2,再将小石块浸没在溢水杯中,溢出的水流入小桶,记下此时弹簧测力计的示数F,最后用弹簧测力计测量出小桶和水的总重G3.小石块所受的浮力大小为G1一F,小石块排开水的重力为G3-G2,比较两者大小发现,小石块所受的浮力跟它排开水的重力相等.换用其他的液体和固体(固体密度大于液体密度),都能得到相同的结论. 思考 问题：浸入液体中的物体所受的浮力大小跟它排开液体的重力有什么关系？ |
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课后练习
| 【练习】（编号：T090101）弹簧测力计下吊着重为14.7N的金属块,当金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为9.8N,则水对金属块的浮力为_______N. |
| 【练习】（编号：T090122）一个重3N的铁块,把它挂在弹簧测力计下浸没在水中时,弹簧测力计的示数是2N,则铁块受到的浮力是_________N. |
| 【练习】（编号：T090109）一个重6N的实心物体,用手拿着使它刚好浸没在水中,此时物体排开的水重10N,则该物体受到的浮力大小为_________N. |
| 【练习】（编号：T090102）弹簧测力计下系一石块,当石块慢慢浸入水中时,弹簧测力计的示数是________的,这说明石块受到的浮力是______的;当石块完全浸没在水中后,随着其浸入深度的逐渐增大,弹簧测力计的示数______,说明石块浸没在水中后受到的浮力________. |
| 【练习】（编号：T090104）如图所示,将底面平滑的石蜡块紧贴在烧杯底部,向杯中缓缓注水,石蜡块不上浮,这时石蜡块_______浮力的作用.将一铁块方入水中,当铁块下沉到杯底静止时,铁块________浮力的作用. |
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| 【练习】（编号：T090121）如图所示,浸没在水中的物块下表面受到的压力为7N,上表面受到的压力为5N,则该物块受到的浮力是_________N. |
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| 【练习】（编号：T090110）将密度为0.6×103kg/m3、体积为125cm3的木块放入盐水中,木块有一半露出盐水面,则木块受到的浮力为_________N. |
| 【练习】（编号：T090113）把重为38N、体积为5×10-4m3的实心金属球浸没在盛满水的容器内,溢出水的重为_________N,金属球所受浮力的大小为_________N. |
| 【练习】（编号：T090123）一小木船漂浮在水面上,有1m3的体积浸没在水面以下,小木船受到的浮力是_________N.(g取10N/kg) |
| 【练习】（编号：T090136）将挂在弹簧测力计下的质量为1kg的物体浸没在水中称,此时弹簧测力计的示数为8N,则该物体在水中受到的浮力是_______N,它的方向是___________.(g取10N/kg) |
| 【练习】（编号：T090124）如图所示的大鱼和小鱼的争论中,_________鱼的说法正确,这是因为两条鱼浸没在同种液体中,它们所受浮力的大小与________有关. |
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| 【练习】（编号：T090144）一金属块在空气中的重量是27N,把它全部浸没在水中时弹簧测力计的示数是17N,则该金属块受到的水对它的浮力是_______N,浮力的方向是_________,物体的体积是___________m3. (g取10N/kg) |
| 【练习】（编号：T090137）2008年5月11日,奥运圣火在福州传递.上午,火炬从五一广场出发,中午到达马尾罗星塔.为庆祝圣火顺利传递,当晚在江滨公园上空放飞许多“会飞”的灯笼——“孔明灯”.在点燃灯笼底部的燃料后, 灯笼在空气的_______作用下逐渐上升. |
| 【练习】（编号：T090126）(拔高题)将一长方形木块放入盛水容器时,木块体积的三分之二浸入水中,此时木块排开的水重3N,则木块受到的浮力是________N. 木块的密度是 _______kg/m3.再在木块上放一铁块,刚好使木块全部浸入水中,如图所示,则放在木块上方的铁块重_______N. |
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| 【练习】（编号：T090145）(拔高题)如图甲所示,用弹簧测力计吊着一金属块逐渐放水中,图乙反映了这个过程中弹簧测力计的示数变化情况.根据图象可知:金属块的质量是_______kg,金属块完全没在水中时所受浮力是______N,金属块受到的水的最压强是__________Pa.(g取10N/kg) |
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| 【练习】（编号：T090105）如图所示,在金鱼缸中,从小金鱼口中吐出的小气泡在升至水面的过程中体积逐渐变大,这个过程中气泡所受的浮力将( ) A不变 B.变大 C.变小 D.无法确定 |
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| 【练习】（编号：T090107）将一块金属块慢慢放入盛有水的水槽中,该金属块受到的浮力( ) A.随着金属块浸入水中深度的增加而不断增大 B.与水槽中水的多少有关 C.与金属块的重力有关 D.在水完全淹没金属块前,金属块浸入水中的体积越大,浮力越大,在完全淹没后,浮力保持不变 |
| 【练习】（编号：T090103）如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现在往容器里注入一些水,则下列说法中错误的是( ) A.A物体一定受浮力作用 B.B物体一定受浮力作用 C.C物体一定受浮力作用 D.D物体一定受浮力作用 |
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| 【练习】（编号：T090108）如图所示,在一个小桶底面上钻一个小孔,把一个和孔的直径同样粗细的木塞塞入孔中,木塞刚好不掉下去，然后向小桶中倒入一些水,当水没过木塞的顶端时,木塞会( ) A.向上浮 B.向下掉 C. 不动 D.无法判断 |
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| 【练习】（编号：T090111）下列说法中正确的是( ) A.物体在液体中受到浮力,在空气中不受浮力 B.浮在水面上的物体受到浮力,沉在水底的物体不受浮力 C.轻的物体在水中受浮力,重的物体在水中不受浮力 D.浸没在水中的物体,在不同深度处受到的浮力一样大 |
| 【练习】（编号：T090112）如图所示,浸没在烧杯底部的鸡蛋所受水的浮力F1小于鸡蛋的重力.现将适量的浓盐水倒入杯中,鸡蛋所受的浮力为F2.则F1和F2的大小关系为（ ） A . F1＜F2 B .F1＝F2 C . F1＞F2 D.无法确定 |
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| 【练习】（编号：T090114）某人在渡河时最多能负重20N,现在他背着一只盛有3kg饮用水的皮囊(皮囊质量不计),如果他要安全渡河,则( ) A.须将皮囊中的水倒掉一些 B.须将皮囊中的水全部倒掉 C.不必倒水 D.无法确定 |
| 【练习】（编号：T090115）潜水员完全潜入水中后,下潜的过程中,他受到的( ) A.浮力逐渐增大,压强逐渐增大 B.浮力逐渐增大，压强逐渐减小 C.浮力不变，压强逐渐增大 D.浮力不变，压强也不变 |
| 【练习】（编号：T090116）利用弹簧测力计将一处于图甲所示容器底部的物块缓慢上提,从开始上提物块到物体离开水面的过程中,图乙中能正确表示弹簧测力计的示数F与物块底部距容器底部的高度h的关系的是（ ） |
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| 【练习】（编号：T090117）(拔高题)如图所示,台秤上放一只盛水的容器,有一金属球挂在一弹簧测力计下面,现将金属球浸没在水中,比较金属球浸入水中前后的情况是( ) A.弹簧测力计示数减小,台秤示数增大 B.弹簧测力计示数增大,台秤示数减小 C.弹簧测力计，台秤示数都减小 D.弹簧测力计，台秤示数都增大 |
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| 【练习】（编号：T090127）体积相等的实心铜块和铝块,浸没在水中受到的浮力( ) A.铜块较大 B.铝块较大 C.一样大 D.无法判断 |
| 【练习】（编号：T090128）潜水员在水中下潜,如图所示,关于她受到的浮力和压强的说法中正确的是( ) A.浮力变大,压强变大 B.浮力变小,压强变小 C.浮力不变,压强不变 D.浮力不变,压强变大 |
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| 【练习】（编号：T090129）如图所示,用钓鱼竿钓鱼的时候,鱼钩已经钩住了鱼.鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了.对钓鱼过程的下列几种解释,错误的是( ) A.鱼离开水以后,失去了水的浮力,使人感觉鱼变重了 B.鱼离开水以后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重了 C.鱼离开水以后,钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大 D.钓鱼线对鱼的拉力与鱼对钓鱼线的拉力大小相等 |
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| 【练习】（编号：T090130）把一个圆锥,用两种方式悬挂后浸没于水中,如图所示,两种情况下锥体受到水的压力差的大小是( ) A.底面向下的较大 B.底面向上的较大 C.两种情况一样大 D.条件不足,无法比较 |
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| 【练习】（编号：T090131）一个边长为a的立方体铁块从图甲所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平),下降至图甲所示的虚线位置,则图乙中能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图象是( ) |
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| 【练习】（编号：T090132）在空气中用弹簧测力计称一个物体的重力,读数是9N,那么,物体的实际重力( ) A.略大于9N B.略小于9N C.可能等于9N D.一定等于9N |
| 【练习】（编号：T090133）将一木块按入水底,放开手后,木块上浮,在上浮的过程中, 木块受到浮力将 ( ) A.逐渐变小 B.保持不变 C.先不变后变小 D.先变小后不变 |
| 【练习】（编号：T090138）以下说法中错误的是( ) A.在海滨游泳的人受到海水对他的浮力 B.在空中漂浮的氢气球受到空气对它的浮力 C.将一石块扔到水中,在其下沉过程中不受浮力 D.在水中上升的木块受到浮力 |
| 【练习】（编号：T090139）一铁块浸没在海水中时受到的浮力为F1,浸没于清水中时受到的浮力为F2,则F1与F2的大小关系为( ) A.F1＞F2 B.F1＜F2 C.F1＝F2 D.无法确定 |
| 【练习】（编号：T090140）关于物体受到的浮力,下列说法中正确的是( ) A.漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大 B.没入水中的物体在水中的位置越深,受到的浮力越大 C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大 D.物体的密度越大,受到的浮力越小 |
| 【练习】（编号：T090141）如图甲所示,在一只薄塑料袋中装水过半(未满),用细线扎紧袋口,用弹簧测力计测得其所受重力为9N;再将这个装水的塑料袋浸入烧杯内的水中,如图乙所示,当弹簧测力计的示数为6N时,袋内水面与烧杯中的水面相比(不计塑料袋和细线的重)( ) A.比烧杯中的水面高 B.比烧杯中的水面低 C.与烧杯中的水面相平 D.高低无法判断 |
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| 【练习】（编号：T090142）如图所示,小鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中,体积会逐渐变大,则气泡受到的浮力和气泡内气体压强的变化情况是( ) A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小 C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小 |
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| 【练习】（编号：T090143）在弹簧测力计下挂一实心物体,弹簧测力计的示数是F,如果(把物体浸没在水中,物体静止时弹簧测力计的示数为F/5,则该物体的密度是( ) A.1.0×103kg/m3 B.0.8×103kg/m3 C.1.5×103kg/m3 D.1.25×103kg/m3 |
| 【练习】（编号：T090118）有一桥墩在河水中的体积是35m3,试问这个桥墩所受的浮力有多大? |
| 【练习】（编号：T090119）将你一只手的食指浸入水中,请设计一个实验测出食指受到的浮力. (1)写出你所需要的实验器材; (2)简述实验主要步骤,要求写出所要测量或记录的物理量;(用字母表示) (3)写出F浮的表达式.(用字母表示) |
| 【练习】（编号：T090146）如图所示,把质量为m=1kg、棱长为a=10cm的正方体挂在弹簧测力计上,把它全部浸没在水中,上表面到水面的距离为d=2cm弹簧测力计的示数为零,求物体受到的浮力是多大?(g取10N/kg) |
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| 【练习】（编号：T090134）(拔高题)如图所示,将一块重3N、体积为100cm3的石块,用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中,容器中水的深度由10cm上升到12cm,容器的重力和容器壁的厚度忽略不计,g取10N/kg.求: (1)石块所受的浮力; (2)容器中水的重力; (3)细线松动,石块沉到容器底静止后,容器对水平地面的压强. |
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| 【练习】（编号：T090106）如图所示,用手提住弹簧测力计,下面吊着一个金属块,当金属块未接触容器中的水时(图甲),弹簧测力计的示数为5N,当金属块全部浸入水中时(图丙),弹簧测力计的示数为3N,g取10N/kg. (1)求金属块浸没在水中时受到的浮力 (2)求金属块的体积和密度. (3)请分析，在金属块由图乙所示位置逐渐浸入至图丙所示位置的过程中，金属块所受浮力的变化情况. |
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| 【练习】（编号：T090135）(拔高题)考古工作者要打捞沉在河底的一块古代石碑,他们先潜入水下清理石碑周围的淤泥,然后在石碑上绑一条绳子,拉动绳子提起石碑,如果石碑的质量为80kg,在水中匀速提起时所需拉力为480N,求石碑在水中受到的浮力和石碑的密度.(设河水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg) |
| 【练习】（编号：T090120）(拔高题)一个实心正方体,体积为1.2×10-3m3,重10N.用细绳吊着浸入盛水的容器中,有三分之一的体积露出水面,此时容器中水面的高度为30cm,如图所示.求:(g取10N/kg) (1)物体受到的浮力 (2)水对容器底部的压强 (3)绳子的拉力 (4)剪断绳子后,物体最终是沉在水底、悬浮在水中,还是漂浮在水面? |
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| 【练习】（编号：T090147）(拔高题)科技小组的同学用长方体泡灯沫塑料A、三脚架和灯泡制作了一个航标灯模型(如图所示),总重为4N,A底部与浮子B用细绳相连,水位上升时,浮子B下降;水位下降时, 浮子B上升, 使航标灯静止时A浸入水中的深度始终为5cm,排开水的质量为500g,浮子B重0.5N,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,g取10N/kg,求: (1)泡沫塑料A底部受到的水的压强是多少? (2)航标灯静止时,浮子B的体积应为多大？ |
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好