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1、1.3 水的浮力 要点整理1阿基米德原理的内容：浸在液体里的物体，受到 的浮力，浮力的大小等于物体 受到的 ，表达式为 其中液指 ，V排液指 。2物体浮沉的条件：当F浮G物时，物体 ，此时物液；当F浮液；当物体上浮至漂浮后，此时F浮=G物；当物体 时，F浮=G物，此时物=液。3密度计是利用 工作的，其刻度值下 上 ，刻度不均匀，下密上疏。4潜艇是通过改变自身 大小来实现浮沉的。例题精讲例1物块在空气中和浸没在水中时，弹簧测力计示数如图所示。下列判断正确的是()A物块受到的浮力是1牛B物块的体积是2104米3C物块的密度是3103千克/米3D物块浸没在水中时，所受浮力随深度增加而增大例2潜水器从
2、刚好浸没时开始下潜到返回水面合计10分钟，显示器上分别显示全过程深度曲线和速度图像如图，下列对潜水器分析正确的是()A在13分钟，受到水的压强逐渐减小B在13分钟，受到水的浮力逐渐变大C在46分钟，都是处于水下静止状态D在68分钟，都是处于受力平衡状态解析：A. 由ht图象可知，在13min内潜水器所处的深度逐渐增大，由p=gh可知，受到水的压强逐渐增大，故A错误；B. 在13min内,潜水器排开水的体积不变,由F浮=gV排可知，受到水的浮力不变，故B错误；C. 由vt图象可知，在46min内，潜水器的速度为0，处于静止状态，故C正确；D. 由vt图象可知，在68min内，潜水器加速上升，处于
3、非平衡状态，故D错误。例3如图所示，在一块浮在水面的长方体木块上放一质量为272克的铁块甲，木块恰好浸没在水中。拿掉铁块甲，用细线把铁块乙系在木块下面，木块也恰好浸没在水中，则铁块乙的质量为(铁7.9克/厘米3，水1.0克/厘米3)()A312克B237克C318克D326克解析：1、甲铁块放在木块上时：F浮=G木+G甲,F浮=水gV木则有：G木+G甲=水gV木 2、乙铁块系在木块下时：F浮=G木+G乙,F浮=水g(V木+V乙)则有：G木+G乙=水g(V木+V乙) 3、等式减去等式,得到：G乙-G甲=水gV乙故：m乙g-m甲g=水gm乙/铁,（1-水/铁)m乙=m甲m乙=m甲/(1-水/铁）=
4、m甲铁/(铁-水)=(272g7.8g/cm)/(7.8g/cm-1.0g/cm)=312g答案：A例4 一个底面积为10米2的圆柱状容器，装有适量的水，现在将一个体积为20米3、密度为0.8103千克/米3的物体A放入其中，最终物体A漂浮于水面上。则：(1)物体A所受到的浮力是多少？(2)如图所示，若将画斜线部分截取下来并取出(其体积为浸入水中体积的一半)，则取出的那部分物体的质量是多少？解：(1)由得：物体A的质量mAAVA0.8103千克/米320米31.6104千克则GAmAg1.6104千克10牛/千克1.6105牛由于物体A漂浮于水面上，则F浮GA1.6105牛(2)由F浮水gV排
5、得：V排16米3取出的那部分物体的体积V16米38米3由得质量：mAV0.8103千克/米38米36.4103千克例5小明制作了一个可测量物体质量的装置，如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200克，小筒底面积50厘米2，高12厘米，大筒中装有适量的水，托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，将小筒竖直压入水中，当水面距小筒底10厘米时，在小筒和大筒上与水面相平位置的刻度均为最大测量值，小筒和大筒的分度值相同。把被测物体放入托盘中，读出小筒或大筒上与水面相平位置对应的刻度值，即为被测物体的质量。(1)该装置所能测量物体的最大质量为_克；(2)小筒上
6、相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离_(填“大”或“小”)；(3)他想利用此装置测算出石块的密度，操作如下，如图乙所示，将石块放入托盘中，读出大筒上的示数为m1；如图丙所示，将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为m2，该石块密度的表达式为石_(水的密度用水表示)。解析：（1）当水面距小筒底10cm时，则V排=S小h=50cm210cm=500cm3=510-4m3，则F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg510-4m3=5N，由于小筒和托盘处于漂浮，则G总=F浮=5N；所以m总=G总g=5N/10N/kg=0.5kg=500g；则测量物体的最大质量m大=m总-m小=500g
7、-200g=300g；（2）由于托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，当托盘上放物体时，则小筒再浸入水的体积为V浸=S小h小；大筒中水面上升后增加的体积V排=S大h大；由于S小S大，则：h小h大，即：小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离大；（3）根据该装置可知石块质量为m1；将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为是石块排开的水的质量m2，根据=mV可得石块的体积为：V石=V排=m2水；则石块的密度：石=m石/V石=m1/(m2/水)=水。答案：（1）300；（2）大；（3）石水。中考剖析中考剖析例1（杭州）“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世
8、界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3，空载时质量约为22吨，最大荷载240千克。（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？（海水密度取1.0103千克/米2，g取10牛/千克）答案：（1）设“蛟龙号”空载时质量为m空漂浮F浮=G=m空g=22000kg10N/kg=220000N（2）设“蛟龙号”满载时至少需要注入水的质量为m注水，体积为V注水，最大荷载质量为m物满载时若要下沉，至少G总=F浮总m注水g+m空g+m物g=水gV排m注水=水V排m空m物=1.0103kg/m330m3
9、-22000kg-240kg=7760kgV注水=7.76m3例2（嘉兴）某课外兴趣小组同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”，设计了如下实验步骤和数据记录表格：在量筒中加入水，读出量筒内水面位置的刻度。把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上，测出铁块的重力。把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里，再次读出弹簧测力计的示数。读出量筒内水面位置升高后的刻度计算铁块排开水的体积。求出铁块排开的水受到的重力。铁块浸没时弹簧测力计的示数/N铁块在水中受到的浮力/N水的体积/cm3水和铁块的总体积/cm3排开水的体积/cm3排开的水受到的重力/N实验过程中，小组同学发现设计的
10、表格中缺少一项，该项是 。补充完整后，完成实验。分析数据得出结论：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受到的重力。实验后，该组同学进行了反思：（1）量筒中不能加入太多的水，否则无法直接测出 ，从而不能得出实验结论。（2）通过以上实验得出结论不可靠，理由是 。A没有进行多次重复实验B没有换用其它液体进行实验C没有进行物体部分浸入水中时的实验解析：根据阿基米德原理的公式：F浮=G排和根据称量法F浮=GF测量浮力，需要用弹簧测力计测量空气中物体的重力和水中弹簧测力计的拉力，故表格少“铁块的重力/N”；（1）向量筒中加入“适量的水”不能太少，否则不能把固体完全浸没，也不能加入太
11、多的水，否则在放入物体后超过量筒的量程不能测量出排开水的体积，从而不能得出实验结论；（2）为得到普遍性的规律，应换用不同液体进行多次重复实验以及进行物体部分浸入水中时的实验，多测几组数据进行分析，从而得出结论，故ABC正确；故选ABC。答案：铁块的重力/N；（1）水和铁块的总体积或水的体积；（2）ABC。课堂练习1将空矿泉水瓶慢慢压入水中，直到完全浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是()A矿泉水瓶受到水对它的浮力B浮力的方向竖直向上C排开水的体积越大，受到的浮力越大D浸没后，压入越深，受到的浮力越大2如图所示，一位先生巧用科学知识将帽子送给楼上的女士。此过程所涉及的关键知识是()A气球
12、受到重力作用B帽子质量大于气球质量C帽子密度大于气球密度D空气对气球有浮力作用3一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如图所示，图上画出了几个不同方向的力，你认为鸡蛋所受浮力应是()AF1BF2CF3DF44用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法 中正确的是()A木球所受的重力、浮力都不变B木球所受的重力不变，浮力变大C木球所受的重力、浮力都变小D木球所受的重力不变，浮力逐渐变小5如右图是一条小鱼吐出的气泡在水中的上升情况示意图，关于气泡受到的水的压强和水的浮力的 变化情况，下列说法正确的是()A受到水的浮力不变，压强增大B受到水的浮
13、力增大，压强不变C浮力和压强都增大D受到水的浮力增大，压强减小6下列关于浮力的说法，正确的是() A只有浸在液体里的物体才受到浮力，在空气中的物体不受浮力 B乒乓球和玻璃球均浸在水中，则乒乓球受到浮力，玻璃球不受浮力 C物体浸在液体中，由于受到浮力，物体的重力要变小 D铁球浸没在水中缓慢下沉时，弹簧测力计的示数不变，说明铁球所受浮力不变7将质量相等的实心铁块和铜块浸没在水中（铁铜），它们的体积为V铁和V铜，受到的浮力为F铁和F铜，则() AV铁V铜F铁F铜 BV铁V铜F铁F铜 CV铁V铜F铁F铜 DV铁V铜F铁F铜8下列关于浮力的说法中正确的是() A浮力都是由水产生的 B只有固体才能受到浮力的作用 C浮力方向与重力方向相反 D在不同液体中浮力方向会不同9在下列几种情形中，物体所受浮力增大的是() A从海水中走向沙滩的游泳者 B浮在游泳池水面上的游泳圈 C正在码头装载货物的轮船 D海面下正往深水处下潜的潜水艇10如图所示，一装有水的小桶放在水平面上，桶与水的总重为50N，用测力计吊着一个体积为300cm3的实心金属球，将金属球缓慢浸没在水中，使其在水中静止，且不与桶壁、桶底接触，此时测力计的示数为12N。
