10.1 浮力（知识解读）（原卷版）

101 浮力（知识解读）（原卷版） •知识点1 浮力产生的原因 •知识点2 探究影响浮力大小因素的实验 •作业 巩固训练 1、浮力：浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直 向上 的托力叫做浮力。 2、浮力的产生原因：物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力。 3、浮力方向：竖直向上，施力物体是液（气）体。 【典例1-1】（2023 秋•黄浦区期末）如图所示，用细绳吊着柱体浸没在水中，柱体所受浮 力为F 浮，柱体上、下表面受到水的压力分别为F 向下、F 向上，下列关系式一定成立的是 （ ） ．F 浮＜F 向下 B．F 浮＜F 向上 ．F 浮＞F 向下 D．F 浮＞F 向上 【典例1-2】（2023 春•浑南区月考）（多选）下列情形与其对应的解释正确的是（ ） ．图甲中高原地区要用高压锅煮饭，是因为高原地区气压高，水的沸点高 浮力产生的原因 知识点1 B．图乙中乒乓球浸没在水中，不能向上浮，是因为它不受浮力 ．将图丙中的自制气压计，从山脚拿到山顶的过程中，玻璃管中液面会上升 D．如图丁所示，水对点的压强小于水对B 点的压强 【典例1-3】（2023 秋•长宁区期末）用细绳吊着某金属块并将其浸在水中，分别在图（）、 （b）、（）所示位置保持静止，若金属块所受的拉力分别为F1、F2 和F3，则F1 F2 F3，若液体对其上、下表面的压力差分别为ΔF1、ΔF2和ΔF3，则ΔF1 ΔF2。（均 选填“＞”“＝”或“＜”） 【变式1-1】（2023 春•江汉区月考）如图所示，有一个重力为G 的长方体浸没在液体中， 其受到的浮力为F 浮，液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2，下列说法不正确 的是（ ） ．长方体所有表面都受到液体压力 B．长方体相对侧面所受液体的压力相互平衡 ．F1、F2和F 浮的大小关系是F1 F ﹣ 2＝F 浮 D．若物体浸没于更深的位置，与图示位置相比，F1、F2之差不变 【变式1-2】（2023 春•高唐县期末）如图所示，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。此实验说明了浮 力的方向 ，浮力产生的原因是物体上下表面受到的 。 【变式1-3】如图所示，游泳时手和脚向后划水，人会向前运动。推动人向前运动的力的施 力物体是 ，此现象说明力的作用是 ，人在水中 （不受/受）浮力。 1、实验目的、原理、方法 （1）实验目的：探究影响浮力大小的因素。 （2）实验原理：F 浮=G-F 读。 （3）实验方法：称重法、控制变量法。 2、实验器材：弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块。 （1）弹簧测力计：测量拉力。 （2）细线：连接实验器材。 （3）小石块、金属块：实验对象。 （4）水、盐水：改变液体密度。 （5）烧杯：盛装液体。 3、实验步骤 步骤①用弹簧测力计测量石块在空气中的重力。 步骤②把石块慢慢浸入水中，直至石块完全没入水中，并观察弹簧测力计读数变化。 步骤③把水换成盐水，重复步骤②。 步骤④把小石块换成金属块重复上面三个步骤。 步骤⑤记录数据，整理器材。 4、实验结论及应用 探究影响浮力大小因素的实验 知识点2 （1）浮力大小跟浸入液体（水）中的体积有关。 （2）浸入液体中的体积一定时，浮力大小跟物体所在深度无关。 （3）比较步骤二、三可知，浸入液体中的体积一定时，浮力大小跟液体密度有关，密度 大的浮力大。 【典例2-1】（2023•东西湖区模拟）如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几 个实验情景，实验甲、丙和丁中，弹簧测力计的示数分别为40、28 和25，若盐水的密 度为12×103kg/m3，则下列结论正确的是（ ） ．物体的密度为32×103kg/m3 B．实验乙中，物体受到的拉力为10 ．实验丙中，弹簧测力计的示数比乙中小05 D．实验丁中，容器底部受到物体的压力等于03 【典例2-2】（2023 春•宁国市期中）小芳同学在探究“浮力大小的影响因素”时，用弹簧 测力计、小石块、烧杯、小桶等进行实验操作，如图所示、b、、d 是四个步骤示意图。 设四个图中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4，由四个图中 两个图的弹簧 测力计的读数可以求出小石块受到的浮力为 ；如果关系式 成立，就 可以得到著名的阿基米德原理。 【典例2-3】（2023 春•胶州市月考）如图示，小海在做“探究影响浮力大小因素”实验。 （1）分析、b、，说明浮力大小与 有关。 （2）为探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用图 的装 置来进行操作。 （3）物体浸没在盐水中所受浮力的大小为 。 （4）物体的密度为 kg/m3，盐水的密度是 kg/m3。（g＝10/kg） （5）如图，溢水杯盛满密度为ρ1的液体时，把实心物块放入杯中，物块漂浮，溢出的 液体质量为m1；溢水杯盛满密度为ρ2的液体时，把同一物块放入杯中，物块沉底，溢 出的液体质量为m2。物块的密度为 。 【变式2-1】（2023 春•安乡县期末）如图所示，小聪用一个长方体铝块探究影响浮力大小 的因素。他先后将该铝块会平放、侧放和竖放，使其部分浸入同一杯水中，保证每次水 面到达同一标记处，比较弹簧测力计示数大小。该实验探究的是下列哪个因素对浮力大 小的影响（ ） ．液体的密度 B．物体的形状 ．物体排开液体的体积 D．物体浸入液体的深度 【变式2-2】（2023 秋•长宁区校级期中）如图所示是小李同学做“验证阿基米德原理”实 验的情景，该实验的目的是为了定量研究浸没在水中的物体所受浮力大小与 的关系。实验过程中用 来表示物体所受浮力大小，用量筒中液面的两次示 数差（V2 V ﹣ 1）来表示 。若阿基米德原理成立，则实验中各物理量之间应 满足的关系式为 （ρ 水表示水的密度，各物理量用符号表示）。 【变式2-3】（2023 秋•昌平区期末）小京同学想探究浮力大小与液体密度、排开液体的体 积是否有关，做了如甲、乙、丙、丁图所示的实验。请根据图中给出的信息，回答下列 问题： （1）物体浸没在水中所受浮力为 。 （2）根据图甲、图 和图丁可知，浮力的大小与液体密度有关。完成实验之后，小 京发现根据这些实验及数据，还可以测出盐水的密度。 （3）已知水的密度为10×103kg/m3，则丁图中所用盐水的密度是 kg/m3。 1．（2023 春•秀英区月考）以下情景中没有受到浮力的物体是（ ） ．遨游太空的“天宫一号” B．空中上升的热气球 ．海上航行的“辽宁号” D．海中下潜的“蛟龙”号 2．（2023 春•江油市期中）下列关于浮力的说法正确的是（ ） ．浮力都是由水产生的 B．在不同的液体中，浮力的方向会不同 ．只有固体才能受到浮力的作用 D．浮力的方向与重力的方向相反 3．（2023 春•思明区校级期中）某天，晓琳用细线绑住一个近似于长方形的小石块，并将 它竖直悬置于一桶水中。当小石块浸没在水中时，她发现手受到的绳子的拉力变小了， 这是因为（ ） ．小石块的质量变小了 B．小石块所受到的重力消失了 ．小石块的上下表面存在压力差 D．小石块对水有压力 4．（2023 春•西乡塘区校级月考）如图所示，一个边长为10m 的正方体竖直悬浮在某液体 中，浮力为8，上表面受到液体的压力为5。下列说法正确的是（ ） ．上表面所在深度为5m B．下表面受到液体的压力为13 ．正方体上下表面受到液体的压强差一定为零 D．将液体换成水，正方体最终漂浮，其上下表面受到水的压力差变大 5．（2023 春•香坊区校级月考）如图所示，洗手盆底部的出水口寒着橡胶制成的水堵头， 则正确的是（ ） ．水堵头不受水的压力作用，但受到水的浮力作用 B．水堵头不受水的压力作用，也不受水的浮力作用 ．水堵头受水的压力作用，不受水的浮力作用 D．此时水堵头受到非平衡力的作用 6．（2023 春•临澧县期末）如图所示，同一物体以两种方法浸入水中，其向上、向下的压 力差F 甲和F 乙的关系为（ ） ．F 甲＜F 乙 B．F 甲＞F 乙 ．F 甲＝F 乙 D．条件不足，无法确定 7．（2023 春•桥西区校级期中）如图所示，、B 是能自由移动的物体，、D 是容器自身凸 起的一部分。现往容器里注入一些水，则下列说法中错误的是（ ） ．物体一定受浮力的作用 B．B 物体一定受浮力的作用 ．物体一定不受浮力的作用 D．D 物体一定不受浮力的作用 8．（2023 春•启东市月考）小雨用器材探究“圆锥形物体所受浮力大小与哪些因素有关” 实验中，如图F，用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面，开始缓慢没入 水中描绘的弹簧测力计示数F 与圆锥形物体的浸入水中深度的变化关系图像与图乙中相 符合的是（已知物体高2m）（ ） ． B． ． D． 9．（2023 春•光泽县期中）浸入液体中的物体，通常要受到液体对它竖直向上的力，浮力 的施力物体是 ，浮力的方向是 。 10．（2023 春•喀什地区期末）如图所示，当向两端开口的容器内注水时，乒乓球 （填“会”或“不会”）浮起来，因为球的上下表面 （填“受”或“不受”）到 液体向上的压力差。 11．（2023 春•沧州期末）如图所示的圆柱体浸没在液体中时，它的侧面受到的各个方向 液体的压力相互 ，其下表面受到液体向上的压力比上表面受到液体向下的压 力 ，这就是浸没在液体中的物体受到浮力的原因。 12．（2023 春•浑南区月考）如图所示，用细绳将一个重为5 的长方体系在容器底部，若长 方体所受浮力为8，则绳对长方体的拉力为 ，如果长方体上表面受到水的压力为 7，则长方体下表面受到水的压力为 。 13．（2023 春•广水市期中）为探究浮力大小与哪些因素有关，小高设计了如图所示的实 验，请回答： （1）物块完全浸没水中受到的浮力是 ； （2）比较b、两图可知，物体浸在水中的体积越大，受到的浮力 ； （3）比较图 和图e 可知，物体所受浮力的大小与液体的密度有关； （4）分析、d 两次实验，说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟 无关。 14．（2023 春•东丽区校级期中）某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大 小的因素。其中，铜块和铝块的体积相等。 （1）铜块浸没在盐水中时受到的浮力是 ； （2）由①③④⑤四个步骤可知，浮力的大小与 有关，与 无关； （3）比较①④⑦三幅图可得出的结论是浮力的大小跟 有关； （4）要探究物体所受浮力的大小是否与物体的密度有关，应选取①④和 进行 对比分析。 15．（2023 春•江汉区月考）小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的烧杯，分别装 有一定量的水和盐水，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力 计示数如图所示。（g 取10/kg） （1）分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与 有关； （2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用 三图装 置来进行操作；选用甲丁戊三图可探究浮力大小与 有无关系； （3）对比乙图，丙图水对烧杯底部的压力增加了 ； （4）用图示实验数据测出盐水的密度是 kg/m3； （5）在乙图中画出正方体物块受到的浮力的三要素。 16．（2023 春•江夏区校级月考）如图所示，为了探究浮力的大小，某同学将一个挂在弹 簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中，分别记下圆柱体下表面所处的深度、弹簧测力 计相应的示数F，并将实验数据记录在下表中。 （1）如图是第2 次实验的情景，金属块的重力为 ，此时金属块所受浮力的大小 为 。 （2）分析表中第4 次和第5 次实验数据，说明浸没在液体中的物体受到的浮力大小与 深度 （选填“有关”或“无关”）。 实验次数 1 2 3 4 5 6 /m 0 4 8 10 12 16 F/ 675 575 475 425 425 200 （3）第6 次实验中，金属块所受浮力的大小为 ，容器底对金属块的支持力大小 为 。 17．（2023 秋•丰台区期末）如图是验证阿基米德原理的实验步骤示意图，依次读出甲、 乙、丙、丁图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。 （1）物块受到的浮力F 浮＝ 。 （2）物块排开的液体受到的重力G 排液＝ 。 （3）若F1 F ﹣ 2 F4 F ﹣ 3，则说明本次实验结果符合阿基米德原理。（选填“＝”或 “≠”） 18．（2023 秋•宝山区期中）如图所示，某同学做“探究浮力大小与物体的形状是否有 关”的实验： 【问题】浮力大小与物体的形状是否有关？ 【证据】该同学用一块橡皮泥（不吸水）、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线，按如下 步骤进行实验。 （1）如图（），用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为 牛； （2）如图（b），将一块橡皮泥浸没在水中，读出弹簧测力计的示数为 牛； （3）如图（），将同一块橡皮泥捏成实心五边体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数； （4）如图（d），将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数。 【解释】 ①图（b）中橡皮泥受到的浮力大小为 牛； ②由以上实验可知，浮力大小与物体的形状 （选填“有关”或“无关”）。 【交流】 ③本实验在其它因素都相同的前提下，只改变物体的形状来进行探究。在物理学中，这 种研究方法称为 ； ④在第（4）步实验中，将橡皮泥从图d 位置向下移放到图e 位置时，深度增加，橡皮 泥所受浮力大小 （选填“变大”“变小”或“不变”），说明浮力大小与 无关； ⑤若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋替代弹簧测力计，能否完成本实验？ （选填 “能”或“不能”）。