17浮力

浮力
【考点聚焦】
1．知道浮力产生的原因
2．知道阿基米德原理
3．理解物体的浮沉条件
4．知道轮船、气球、飞艇、潜水艇的浮沉原理
【呈现形式】
本部分的考点主要以填空题、选择、计算和实验题型出现，其中阿基米德原理和物体的漂浮条件应用可以用实验题型出现。

在计算题中，阿基米德原理、浮力产生的原因、物体的浮沉条件和物体的漂浮条件常常紧密联系，增加了解题的难度，主要考查综合分析和解决问题的能力。

【知识结构】
一、浮力的基本概念
1.浮力产生的原因；浸入液体中的物体，受到液体的压强和压力，由于物体上、下表面在液体中的深度不同，因此物体上、下表面所受液体的压强不同，下表面受到液体向上的压强大于上表面受到液体向下的压强，从而使物体下表面受到向上的压力大于上表面受到向下的压力，向上和向下的压力差就是物体在液体中受到的浮力。

2.物体的浮沉条件：浸入液体里的物体同时受到重力和浮力两个作用力的作用，所以物体的浮沉取决于两个力的大小关系：
（1）当F浮＞G时，上浮，最终结果漂浮。

（2）当F浮＜G时，下沉，最终结果沉底。

（3）当F浮＝G时，悬浮，即物体可以停留在任何深度。

3．阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于排开的液体受到的重力。

用公式表示为：F浮＝G排＝ρ液gV排
4．浮力的应用
应用浮力的关键是调节重力与浮力的关系，若保持浮力不变而减小自身重力，或保持重力不变而增大排水体积。

（1）轮船：是采用空心的方法来增大排开水的体积从而增大可以利用的浮力，使其漂浮在水面上，其大小用排水量表示。

（2）潜水艇：是靠改变水舱中水的多少，即靠改变重力来实现上浮或下潜的。

（3）气球和飞艇是通过充气、放气调整气囊的体积来改变浮力，实现上升和下降的。

（4）密度计是测量液体密度的仪器，是利用物体漂浮在液面的条件F浮＝G物来工作的，密度计的刻度是“上小下大”。

【方法提示】
1．浮力的计算公式：F浮＝G排＝ρ液gV排
运用阿基米德原理及其公式，应注意理解以下几点：
（1）浮力作用在浸在液体（或气体）的物体上，方向竖直向上，其大小等于物体排开的液体（或气体）受到的重力，即F浮＝G排。

（2）“浸入液体里的物体”包括两种状态：一是物体全部体积浸入液体里，即物体浸没在液体里。

二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。

（3）G排是指物体排开的液体所受的重力，F浮＝G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重。

h
图5 图3 （4）V 排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V 排＝V 物，当物体只有一部分浸入液体中时，则V 排＜V 物。

（5）由公式可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、质量、重力、所处的深度、液体的多少、物体在液体中是否运动等因素都无关。

【例题1】如图1所示，物体悬浮在水中，水对物体向上、向下的压力分别为F 1和F 2，下列说法正确的是 〔 〕
A. 由于物体静止不动，F 1、F 2是一对平衡力
B.因为物体上表面的面积较大，所以F 1＜F 2
C. F 1和F 2的合力大小等于物体的重力
D ．物体受到合力的方向是向上的
【例题2】把一铁块系在气球上，放入水中，恰好悬浮于水中某处，
如图3所示，现沿容器壁缓缓注入一些水，则铁块和气球将 〔 〕
A.仍然悬浮
B.下沉
C.上浮
D.都有可能
2．用密度表示物体的浮沉条件
这是浮沉条件的另一种表示方法，只有在物体由同一种材料制成而且是实心物体时才成立。

（1）F 浮＞G 时，必有ρ液＞ρ，物体上浮。

（2）F 浮＜G 时，必有ρ液＜ρ，物体下沉。

（3）F 浮＝G 时，必有ρ液＝ρ，物体悬浮。

【例题3】把一个自制的密度计分别放入两种不同的液体中。

情况如图4所示，由此得出的下列判断正确的是 〔 〕
A ．这个密度计在甲液体中受到的浮力较大
B.这换个密度计在乙液体中受到的浮力较大
C ．甲中液体的密度较大
D ．乙种液体的密度较大
3．计算与比较物体受到的浮力
（1）计算浮力的方法
①原理法：F 浮＝G 排＝ρ液gV 排
②测量法：F 浮＝G －F
③原因法：F 浮＝F 向上－F 向上
④平衡法：F 浮＝G （漂浮、悬浮）
（2）解题思路
① 计算前要判断物体处于何种状态，是浮在液面，悬浮还是沉在液体底部
② 分析物体的受力情况，选取合适的公式
【例题3】如图5所示，将一块挂在弹簧测力计下的圆柱体金属缓慢浸入水中（水 足够深），在圆柱体接触容器底之前，能正确反映弹簧测力计示数F 和圆柱体下表面到水面的距离h 关系的图象是 〔 图1
图8 图7 图6 【对应训练】
1．利用空气浮力而升空的物体是 〔 〕
A ．人造卫星
B ．飞机
C ．风筝
D ．氢气球
2.把密度大于水的物质制成空心小球，用手将其置于盛水的容器中，
使其浸没于水（如图6所示），放手后水球运动状态是 [ ]
A ．上浮
B ．悬浮
C ．下沉
D ．都有可能
3.浸没与水中的钢球,在继续下沉的过程中,它受到的 [ ]
A.浮力增大,压强减小
B.浮力减小,压强减小
C.浮力不变,压强减小
D.浮力不变,压强增大
4.含有杂质的蜡块悬浮在水中,要使该蜡块漂浮,可以采用的方法是 [ ]
A.加纯酒精
B.加水
C. 加食盐
D. 加汽油
5．对于现代生活给人们带来的紧张感，可用漂浮疗法减轻。

漂浮池内有一定深度的水， 水中加有大量的_________（填“盐”或“酒精”），任何人进入池内都会漂浮起来。

6．把水面的皮球慢慢压入水底，在皮球完全浸入水中前，应加的压力是______的；完 全浸入水中后，应加的压力是______。

（选填“变大”、“变小”或“不变”）
7.一金属块在空气中称重为27N,把它全部浸在水中弹簧测力计的示数为17N,则该金属快受到水对它的浮力是 ,物体的体积是 .
8.密度计是测 的仪器,它是利用 的原理制成,
同一密度计在各种不同的液体中受到的浮力是 ,排开液体的
体积是 (选填“相同”或“不同”).密度计的刻度是上
下 . 9. 某海滨浴场，水底布满了石头，在海水中游泳的人由深水
走向浅水的过程中，赤脚踩在石块上的感觉有没有变化？为什
么？
10.某同学在实验室里将体积为 1.0×10-3m 3的实心正方体木
块放入水中,如图8所示,静止时其下表面距水面0.06m.请根据此
现象和所学力学知识,计算出两个与该木块有关的物理量
11.如图7所示,用手提住弹簧测力计,下面吊着一个金属快.当
金属块接触容器中的水时(图b ),弹簧测力计的示数为5N;当金属块
全部浸入水中时(图c ),弹簧测力计的示数为3N.(取10N/kg)
(1) 求金属块全部进入水中时受到的浮力
(2) 求金属快的体积和密度 (3) 在使金属快由图(b )位置渐渐浸入水中图(c )位置的过程
中,试分析水对容器底部压力的变化情况.
12.小明和教练在大海里学潜水，看到海里的鱼儿口中吐出的
小气泡在升至水面的过程中，发生如图9所示的变化，小明认为气泡在上升过程中受到的重力和浮力应该是不变的，他把这一想法告诉教练，教练确说他的想法不对，你怎样想？
【参考答案】
图9
1．D 2.D 3.D 4.C 5.盐 6.增大不变 7.10N 10-3m3 8.液体密度物
体漂浮条件相等不同小大 9.脚会感到越来越痛，因为人所受到的浮力
减小，石头对人的支持力就增大10. 6N ρ= 0.6×103kg/m3 11. （1）2N；（2）2×10-4m3 2.5×103kg/m3；（3）变大 12.气泡在上升过程中由于受水的压强减小，体积增大，故所受
浮力增大，但所受重力不变。