初中物理-浮力-知识点总结及练习题 （3）.pdf

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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、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)请根据示意图完成下空。F浮
F浮
F浮F浮
G
GGG
下沉悬浮上浮漂浮
F浮<GF浮=GF浮>GF浮=G
ρ液<ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液>ρ物
(3)、说明:
①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大
小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积
F浮
的1/3,则物体密度为(2/3)ρ
分析:F浮=G则:ρ液V排g=ρ物VgG
ρ物=(V排/V)·ρ液=23ρ液
③悬浮与漂浮的比较
相同:F浮=G:.
不同:悬浮ρ液=ρ物;V排=V物
漂浮ρ液>ρ物;V排<V物
④判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G或比较ρ液
与ρ物。
⑤物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,
示数为F则物体密度为:ρ物=Gρ/(G-F)
⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后
液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后
液面下降。
5、阿基米德原理:
(1)、内容:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排
开的液体受到的重力。
(2)、公式表示:F浮=G排=ρ液V排g从公式中可以看出:液体对物
体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、
体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。
(3)、适用条件:液体(或气体)
“五规律”:
规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律二:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;
规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体:.
积小;
规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
7、浮力的利用:
(1)、轮船:
工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体
必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
排水量:轮船满载时排开水的质量。单位t由排水量m可计
算出:排开液体的体积V排=m/ρ液;排开液体的重力G排=mg;
轮船受到的浮力F浮=mg轮船和货物共重G=mg。
(2)、潜水艇:
工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
(3)、气球和飞艇:
工作原理:气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小
于空气的气体如:氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘
荡,人们把气球发展成为飞艇。
(4)、密度计:
原理:利用物体的漂浮条件来进行工作。:.
构造:下面的铝粒能使密度计直立在液体中。
刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大
8、浮力计算题方法总结:
(1)、确定研究对象,认准要研究的物体。
(2)、分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的
状态(看是否静止或做匀速直线运动)。
(3)、选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。
计算浮力方法:
1、示重差法,就是物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。即。
G空G液F浮
例1:弹簧秤下挂一铁块,静止时弹簧秤的示数是4N,将铁块一半
浸入水中时,,这时铁块所受的浮力是
_________N,ρ铁:ρ水=_________。
2、压力差法:应用F浮=F向上-F向下求浮力。这是浮力的最基本的原理。
例2::某物块浸没在水中时,下表面受到水的压力为
,,则该物块受到水的浮力为___
牛,方向为________。
3、公式法:F浮=ρ液gV排=G排液
例3:将体积是50cm3的物体浸没在水中,它受到的浮力多大?若:.
此物体有一半浸在煤油中,它所受的浮力多大?(ρ煤油
=×103kg/m3)g取10N/kg
4、受力分析法:如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态,则物体受重力和浮力作用,且此二力平衡,则F浮=G物。如果物体受三个力而处于
平衡状态。则要分析除重力和浮力以外的第三个力的方向,当第三个力方向与重力同向时,则F浮=G物+F3,当第三个力方向与重力方向相反,
则F浮=G物-F3。
例4:把质量是200g的塑料块放入水中,静止时塑料块有一半露
出水面。(g取10N/kg)
求:(1)塑料块在水中受到的浮力? (2)塑料块的体积和密度?
5、排水量法:F浮=排水量(千克)×g
轮船的满载重量,一般是以排水量表示的,即是排开水的质量,船也
是浮体,根据浮体平衡条件也得:船受到的总F浮=G总,而排水量
(千克)×g,就是船排开水的重,即是浮力,又是船、货的总重力。
6、应用阿基米德原理和浮沉条件解浮力综合题 例5:重10N,,如果它只受浮力
和重力两个力的作用,问:此物体是上浮、下沉还是悬浮?(g取
10N/kg):.
例6:将质量是890g的铜块放入水中时,它受的浮力多大?若将
铜块放入水银中,当铜块静止时所受的浮力多大?(ρ铜=,
ρ水银=)(g取10N/kg)
浮力典型题型:
1、浮力比较题
例1、甲、乙、丙三个体积相同的实心小球,静止在液体中如图8所
示,关于三个小球下面说法正确的是()
=F乙>
关系为F甲<F乙=F丙
<ρ乙<
为ρ甲>ρ乙>ρ丙
例2、将重力相同的木块和铁块放入水中静止后,则( )
A、木块受的浮力大 B、铁块受的浮力大 C、木块和铁块所受浮力一样大 D、无法判断谁受的浮力大:.
例3、甲、乙两个完全相同的密度计放在A、B两种液体中,如图43所
示,则甲、乙密度计受浮力F甲、F乙和A、B液体密度比较()
>F乙,ρA>ρB =F乙,ρA=ρB
<F乙,ρA<ρB =F乙,ρA>ρB

一般情况下,在同种液体中,关注V排的变化情况,如果液体发生改
变,一般用浮沉条件来分析。
,把它们放入水中某处恰能静
止,如果把金属块及气球的位置轻轻向上移一些,则金属块和气球()

解释:由于气球的位置轻轻向上移,所以受到水的压强变小,导致气
泡体积变大,浮力变大,超过了重力,因此选C。
例2、金鱼缸中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浮力将()
.
无法确定
例3、潜水艇从潜行变为上浮,在浮出水面之前,所受海水的压强和
浮力变化情况正确的是()
,,浮力不变
,,浮力变小
例4、游泳的人由河边走向深水处的过程中,如果河底布满碎石子,则
()
,因为水对脚的压力越来越大
B、脚疼得越为越轻,因为河底对人的支持力越来越小
C、脚越来越疼,因为水对人的浮力越来越大
D、脚疼得越来越轻,因为人受到的重力越来越小

例:体积是30cm3的铁球,质量是79g,它是空心的还是实心的?如果:.
是空心的,空心部分的体积多大?(ρ=)
分析:(1)根据密度公式变形V=m/ρ求出此时铁球的实心体积,再
与铁球的实际体积(30cm3)相比较,如果相等,则是实心的,如果实心体积小于实际体积,则是空心的.(2)用铁球的实际体积减去实心部
,可以通过密度、.

例1:有块金和银的合金,质量为596克,将它浸没在水中称,弹簧测
,试求这块合金中,金和银的质量各是多少?(ρ
金=,ρ银=).
分析:本题解题关键是先求出合金的体积,然后建立方程组进行解答
5.“切割”题
例1:一个体积为V的实心长方体,放入水里,静止时长方体能浮在水
,,露出水面的体积V’与长方体的体积V的比值
为最大,则长方体的密度为多少?
分析:物体漂浮时浮力等于自身的重力,根据浮力公式列出等式,削掉浮出水面部分后,再根据浮力公式列出等式,要想露出水面的体积V’
与长方体的体积V的比值为最大,根据浮力公式列出等式求出比值的:.
大小
例2:浮在水面上的长方体木块的密度为ρ,水的密度为ρ0,将木块
浮在水面以上的部分切去,木块又会上浮,待稳定后再次切去水面以上的部分,剩余木块的体积正好是原来的1/2,则可判断ρ:ρ0为(
)
分析:由于木块漂浮,利用阿基米德原理和物体的漂浮条件可得F浮
=ρ水v排g=G木=ρ木v木g,得出两种情况下的关系式,再根据切
去水上部分后剩余部分的体积等于没切去时排开水的体积、最后剩余木块的体积正好是原来的1/2,得出木块和水的密度的大小关系.

例1:静止在水平桌面上的容器里盛有液体,液体对容器底部的压力不
一定等于液体重力( )
例2:木块下方吊着一铁块悬浮在水中,如果将绳子剪断,当铁块和木
块静止时,水对容器底部的压强和压力的变化( )
,,压力变大
,,压力变小
分析:,从而根据公式P=,木块上浮,铁块下
,木块部分体积露出水面,;:.
,根据公式F=PS可知当容器底面积即受力面积不变时,液
体产生的压力变小.
:物理量动态变化的分析要从其决定因素的改变情况入
手.

例1:,估算人体在空气中受到的浮力.
分析:成年人质量在60kg左右,人的密度和水的密度相当,为
1×103kg/m3,利用密度公式求出人的体积,再利用阿基米德原理求出
.
例2:一个载重气球在空气中匀速上升时,受到的浮力为2000N,若在
所载重物中再加200N的物体,这时气球就能匀速下降,假设气球上升
和下降时所受的浮力和阻力大小不变,则气球的重力为
N,受到的阻力为N.
答案为:1900、100。
(在计算空气中浮力时,重物受到的浮力忽略不计)

例1:如图所示,边长为10cm的立方体木块,浮在油和水的分界面上,
它浸在水里的深度5cm,其余部分浸在油里,若水深20cm,油深:.
10cm,容器的底面积是20cm2,求:木块受到的浮力及木块的密度(ρ
油=×103kg/m3,g取10N/kg)
例2:在两端开口的U型玻璃管内装有水和某种油,它们静止时的情况
如图所示,A处为它们的分界面,这种油的密度为

,液面会升高吗?容器底部的压强会发
生变化吗?
,在一只装着水的杯子中漂浮着一块冰,而在冰和水的
上面又覆盖着一层油,当冰完全融化后,水面高度,总液面高度
.(填“上升”、“不变”或“下降”)
,冰块内有一实心小铁:.
,杯中的液面将会(填“升高”、“降低”
或“不变”).
,一块0℃的冰放在盛有0℃
容器底部相接触并相互间有压力,则当冰完全融化为0℃
中水面的位置将( )
10、液面相对上升题
,圆柱形容器底面积5cm2,盛水高度15cm,圆柱形物体底面
积4cm2,高度10cm,浸入容器中,上表面与液面相平。圆柱形物体相
对容器竖直上升多少刚好完全离开水面?
11、问答题
饺子为什么一开始沉底,后来又浮上来?
答:刚下锅时,饺子受到的浮力小于重力,所以下沉;水沸腾后,饺子:.
内部的空气受热膨胀,饺子的体积增大,受到的浮力增大,当浮力大于重力时便上浮.
12、实验探究题
[例1]给你足够的水,量筒一只,怎样测定小瓷酒杯的密度(酒杯的直径小于量
筒的直径)请写出主要实验步骤及密度表达式。
解析:测固体密度的方法有多种,有直接的方法:用天平测质量、量筒(量杯)测体积;有间接的方法:利用物体漂浮时排开液体的重力等于物体的重力,求出物体的质量,再利用排水法测物体的体积,算出物体的密度,本题应使用间接方法测小瓷酒杯的密度。
答案:,记下水面到达的刻度V1
,记下水面到达的刻度V2
V3
,记下水面到达的刻度
F浮Gmg水g(V2V1)
:小酒杯漂浮在水面上
V3V1
小酒杯沉没在水中时,它排开水的体积为,即瓷杯自身瓷的体积。
mG水g(V2V1)V2V1
瓷水
VgVg(V3V1)V3V1
练习题
,细线对木块的拉力是2N。剪断细线,待木块
静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压力时,
。(g取10N/kg):.
,将其竖直放在水平桌面
上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体
B,物体B恰好没入水中,如图(a)
6×103kg/m3。。(取g=10N/kg) 求:(1)木块A的密度。
(2)若将B放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化。

(a) (b)
,质量为596克,将它浸没在水中称,弹簧测力计示数
,试求这块合金中,金和银的质量各是多少?(ρ金=
=)
,将一边长为10cm,,用一根不可
伸长的细线悬挂在装有水的容器中,容器的底面积为300cm2,下部有一关闭
着的出水小阀门K,此时细线刚好拉直,且受到的拉力为零,求:
(l)若细线最大承受的拉力为5N,则开启出水阀门K后,流出多少kg水,细线
则刚好被拉断。(取g=10N/kg)
(一种颜色比较鲜艳的背心,并用密度比较小的发泡材料做成内胆),请你用下面给定的要求和数据来设计救生衣:①
按能救护的人的质量为80kg设计;②为了保护人的安全,穿上该救生衣能使
人的10%的体积露出水面;③×103kg/m3;④做救生衣
的面料及其他辅料的质量不计;⑤人的密度可近似地取1×103kg/
一件这种救生衣的发泡材料的最小质量。
,边长为10cm的立方体木块,浮在油和水的分界面上,它浸在
水里的深度5cm,其余部分浸在油里,若水深20cm,油深10cm,容器的底面
积是20cm2,求:
(1)容器底部受到的压力:.
(2)木块受到的浮力及木块的密度(ρ油=×103kg/m3,g取10N/kg)
,当放一个物体在容器内水中后,
该物体有25cm3的体积露出液面,而容器底部受到水的压强增大了2×102Pa,
求(l)物体的质量(2)物体的密度(g取10N/kg)
,上部横截面积为S1m2,底部面积为S2m2,容器中盛有某
种液体,有一空心金属球用细绳系住,绳的另一端挂在容器底部,此时球全部浸没在液体中,绳对球的拉力为TN,问将细绳剪断待空心金属球静止时液体
对容器底部的压力是增大还是减少?变化了多少?
,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙块系在这个木块下面,木块也恰好浸没水中,×103kg/m3。求:甲、乙
铁块的质量比。
,横截面为正方形(正方形的边长为a,a∶b=1∶8)的薄壳
容器B,容积为V=1×103cm3,质量为m=100g,现装入体积为1/2V的某种液
体A,并将容器B封闭放入水中,该容器恰好能悬浮在水中不动,如图所示,
如果容器B内空气质量不计,求:
(l)液体A的密度
(2)当装入液体A的体积为1/3V时,容器B保持竖直状态,B底受到水的压强。:.
℃、1标准大气压条件下,;空气的密度是
。有一个体积为10m3的氢气球,球壳的厚度不计,球壳重为20N。
取g=10N/kg。
问:(1)氢气球内充入的氢气有多重?(2)氢气球受到的空气浮力是多大?(3)要使气球能匀速上升,它的下面最多能吊多重的物体?
33
1.【答案】×10kg/m
33
2.【答案】×10kg/.
3.【答案】m金=386gm银=210g
4.【答案】1kg
5.【答案】m救=(kg)
6.【答案】(1)52N(2)×103kg/m3
7.【答案】×103kg/m3
8.【答案】压力减小TS2/S1牛
9.【答案】69:79。
10.【答案】①×103kg/m3②×103N/m3
11.【答案】(1)9N(2)129N(3)100N