物理八年级下册10.1 浮力优质导学案

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•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
知识点1
浮力产生的原因
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（ ）
A．F浮＜F向下B．F浮＜F向上C．F浮＞F向下D．F浮＞F向上
【答案】B
【解答】解：物体浸在液体中时，上、下两个表面的压力差即物体所受浮力，所以柱体受到水的浮力为：F浮＝F向上﹣F向下，
则F浮一定小于F向上，可能大于，也可能等于或小于F向下。
故选：B。
【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（ ）
A．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
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
C．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A点的压强小于水对B点的压强
【答案】BCD
【解答】解：A．高原地区的人们要用高压锅煮饭，是因为海拔越高，大气压强越小，水的沸点越低，故A错误；
B．浮力产生的原因是由于浸入液体中的物体受到上下表面的压力差，图中乒乓球下表面没有受到水的压力，所以乒乓球不受浮力，故B正确；
C．从山脚到山顶的过程中，瓶内气体压强不变，而外界大气压随着高度的增加而减小，液柱会在内部气压的作用下被压高，即玻璃管中水柱升高，故C正确；
D．A的深度小于B的深度，B点水喷的比较远，所以水对A点的压强小于水对B点的压强，故D正确。
故选：BCD。
【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（a）、（b）、（c）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“＜”）
【答案】＝；＜；＝。
【解答】解：用细绳吊着某金属块并将其浸在水中，分别在图（a）、（b）所示位置保持静止，排开液体的体积不变，液体密度不变，根据F浮＝ρ水gV排知，浮力大小不变，根据称重法，拉力大小相等，若液体对其上、下表面的压力差分别为ΔF1、ΔF2即为浮力，因浮力相等，ΔF1＝ΔF2。
由于c图中部分浸入，排开液体的体积减小，受到的浮力减小，因而需要的拉力变大，故F1＝F2＜F3.
故答案为：＝；＜；＝。
【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（ ）
A．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
C．F1、F2和F浮的大小关系是F1﹣F2＝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
【答案】C
【解答】解：A、因为液体内部存在压强，所以长方体各表面都受到液体的压力，故A正确。
B、根据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知，长方体浸没在液体中时，它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡，则长方体两个相对的侧面所受液体的压力同时作用在长方体上，且大小相等、方向相反、作用在同一条直线上是一对平衡力，故B正确。
C、根据浮力产生的原因可知，浮力等于物体上下表面的压力差，即浮力为：F2﹣F1＝F浮，故C错误。
D、若物体浸没于更深的位置，但上下表面的深度差不变，所以受到的压强差不变，受力面积不变，受到的压力差不变，即F1、F2之差不变，故D正确。
故选：C。
【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 竖直向上 ，浮力产生的原因是物体上下表面受到的 压力差 。
【答案】竖直向上；压力差
【解答】解：开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用，下部没有液体只受大气压的作用，向上的压强小于向下的压强，向上的压力小于向下的压力，乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口，乒乓球下面有水，乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用。向上的液体压强大于向下的液体压强，根据F＝pS，产生了一个竖直向上的压力差，所以乒乓球上浮，故此实验说明了浮力产生的原因，浮力的方向是竖直向上的。
故答案为：竖直向上；压力差。
【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 水 ，此现象说明力的作用是 相互的 ，人在水中 受 （不受/受）浮力。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：①推动人向前运动的力的施力物体是水。人和水之间发生相互作用，此现象说明力的作用是相互的。
②人在水中受到水对人竖直向上的托力，这个力是浮力。
故答案为：水；相互的；受。
知识点2
探究影响浮力大小因素的实验
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
（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4.0N、2.8N和2.5N，若盐水的密度为1.2×103kg/m3，则下列结论正确的是（ ）
A．物体A的密度为3.2×103kg/m3
B．实验乙中，物体A受到的拉力为1.0N
C．实验丙中，弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
D．实验丁中，容器底部受到物体A的压力等于0.3N
【答案】D
【解答】解：A、比较甲和丙两图可知，物体A受到的浮力：F浮＝G﹣F拉＝4N﹣2.8N＝1.2N，
物体A的体积：V＝＝＝10﹣4m3
物体A的密度：＝＝4×103kg/cm3，故A错误。
B、在实验乙中，物体受到的浮力F浮′＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3＝1N，
物体A受到的拉力F拉＝G﹣F浮′＝4N﹣1N＝3N，故B错误。
C、实验丙中，弹簧测力计的示数比乙中小：3N﹣2.8N＝0.2N，故C错误。
D、实验丁中容器底部受到物体A的压力：F压＝G﹣F浮﹣F拉＝4N﹣1.2N﹣2.5N＝0.3N，故D正确。
故选：D。
【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a、b、c、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 a、c 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 F1﹣F3 ；如果关系式 F4﹣F2＝F1﹣F3 成立，就可以得到著名的阿基米德原理。
【答案】a、c；F1﹣F3；F4﹣F2＝F1﹣F3。
【解答】解：根据F浮＝G﹣F′可知，小石块受到的浮力等于小石块的重力F1减掉小石块在水中弹簧测力计的示数F3；故应选a、c，可以求出小石块受到的浮力为F1﹣F3；
d弹簧测力计的示数F4（即桶和排开水的重力之和）减掉b中弹簧测力计的示数F2（即空桶的重力）等于被排开液体的重力；故G排＝F4﹣F2；如果关系式F4﹣F2＝F1﹣F3成立，就可以得到著名的阿基米德原理。
故答案为：a、c；F1﹣F3；F4﹣F2＝F1﹣F3。
【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a、b、c，说明浮力大小与 排开液体的体积 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 a、c、d 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 1.1N 。
（4）物体的密度为 8×103 kg/m3，盐水的密度是 1.1×103 kg/m3。（g＝10N/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 。
【答案】（1）排开液体的体积；
（2）a、c、d；
（3）1.1N；
（4）8×103；1.1×103；
（5）
【解答】解：（1）由图a、b、c可知，弹簧测力计示数不同，即物体所受浮力不同，物体密度相同，排开液体体积不同，
说明浮力大小与排开液体体积有关；
（2）探究浮力与物体浸入液体深度的关系，应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，由图示实验可知，图a、c、d实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，可以选用图a、c、d所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系；
（3）由图a、e所示实验可知，圆柱体浸没在盐水中时受到的浮力：F盐浮＝G﹣Fe＝8N﹣6.9N＝1.1N；
（4）物体浸没时，V物＝V水排＝V盐排，由图可知，物体浸没时，F水浮＝ρ水gV水排＝G﹣Fc＝8N﹣7N＝1N﹣﹣﹣﹣﹣①，
F盐浮＝ρ盐gV盐排＝G﹣F盐＝8N﹣6.9N＝1.1N﹣﹣﹣﹣﹣②，G物＝ρ物gV物＝Fa＝8N﹣﹣﹣﹣﹣③，由得，ρ盐＝1.1ρ水＝1.1×103kg/m3，由得，ρ物＝8ρ水＝8×103kg/m3；
（5）设物块重力为G0，密度为ρ0，体积为V0，把实心物块放入密度为ρ1的液体时，物块漂浮，由阿基米德原理可得，物块所受浮力F浮1＝m1g，由二力平衡可得，F浮1＝G0，即m1g＝G0＝ρ0gV0，得ρ0＝﹣﹣﹣﹣﹣①，
当溢水杯盛满密度为ρ2的液体时，物块沉底，即F浮2＝ρ2gV排＝ρ2gV0，得V0＝﹣﹣﹣﹣﹣②，将②代入①可得，ρ0＝。
故答案为：（1）排开液体的体积；
（2）a、c、d；
（3）1.1N；
（4）8×103；1.1×103；
（5）。
【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（ ）
A．液体的密度B．物体的形状
C．物体排开液体的体积D．物体浸入液体的深度
【答案】D
【解答】解：他先后将该铝块平放、侧放和竖放，使其部分浸入同一杯水中，液体的密度相同，每次水面到达同一标记处，说明物体排开水的体积相同，物体浸入水的深度不同，比较弹簧测力计示数大小，可以探究浮力与物体浸入液体的深度的关系，故D正确。
故选：D。
【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 物体排开液体重力 的关系。实验过程中用 F1﹣F2 来表示物体所受浮力大小，用量筒中液面的两次示数差（V2﹣V1）来表示 物体排开液体的体积 。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 F1﹣F2＝ρ水g（V2﹣V1） （ρ水表示水的密度，各物理量用符号表示）。
【答案】物体排开液体重力；F1﹣F2；物体排开液体的体积；F1﹣F2＝ρ水g（V2﹣V1）。
【解答】解：阿基米德原理的内容为：当物体全部或部分浸在液体中时，它会受到向上的浮力，浮力大小等于它所排开这部分液体所受的重力大小，即F浮＝G排；
由实验目的可知需要验证的是浮力与物体排开液体重力的关系，因此我们需要比较浸在液体中的物体所受浮力大小和排开液体的重力的大小数量关系；
由图可知弹簧测力计的示数F1表示物体的重力，实验中弹簧测力计的两次示数差（F1﹣F2）表明了物体受到的浮力，量筒中液面的两次示数差（V2﹣V1）来表示物体排开液体的体积；
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F1﹣F2＝ρ水g（V2﹣V1）。
故答案为：物体排开液体重力；F1﹣F2；物体排开液体的体积；F1﹣F2＝ρ水g（V2﹣V1）。
【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A浸没在水中所受浮力为 1 N。
（2）根据图甲、图 丙 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1.0×103kg/m3，则丁图中所用盐水的密度是 1.1×103 kg/m3。
【答案】（1）1；（2）丙；（3）1.1×103。
【解答】解：（1）由图甲知：G＝4N，
由图丙知，F＝3N，所以F浮＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N；
（2）图丙中液体是水，图丁中的液体是盐水，根据图丙和图丁可知，物体受到的浮力不同，所以说浮力的大小与液体密度有关；
（3）物体浸没在盐水中时受到的浮力F浮盐水＝G﹣F″＝4N﹣2.9N＝1.1N，
根据F浮＝ρ液gV排知物体的体积为：
V＝V排＝＝1×10﹣4m3；
因物体在水和盐水中排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮＝ρgV排可得盐水的密度为：
ρ盐水＝＝1.1×103kg/m3。
故答案为：（1）1；（2）丙；（3）1.1×103。
1．（2023春•秀英区月考）以下情景中没有受到浮力的物体是（ ）
A．遨游太空的“天宫一号”
B．空中上升的热气球
C．海上航行的“辽宁号”
D．海中下潜的“蛟龙”号
【答案】A
【解答】解：
A、太空中没有空气，故遨游太空的“天宫一号”不受到浮力作用，故A符合题意；
B、空中上升的热气球排开一定体积的气体，受到空气的浮力，故B不符合题意；
C、在海上航行的“辽宁号”航空母舰，漂浮在水面上，受到水的向上托起的力，即受到浮力，故C不符合题意；
D、下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉，但仍然受到浮力，故D不符合题意。
故选：A。
2．（2023春•江油市期中）下列关于浮力的说法正确的是（ ）
A．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
C．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
【答案】D
【解答】解：A、浮力产生的原因是液体对物体的压力差产生的，是物体浸入的液体产生的，物体不一定是浸入水中，其它的液体（如煤油、酒精灯）都可以，故A项说法不正确。
B、浮力是液体对物体的向上和向下的压力差，方向总是与物体受到的竖直向上的压力方向一致，浮力方向不会变化，故B项说法不正确。
C、浮力是对浸在液体中的物体产生的，物体不一定只是固体，其它的物体如水面上的油、水中的水银也一样受到浮力的作用，故C项说法不正确。
D、浮力是液体对物体的向上和向下的压力差，方向与物体受到的向上的压力方向一致，总是竖直向上的，这与竖直向下的重力方向相反，故D项说法正确。
故选：D。
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（ ）
A．小石块的质量变小了
B．小石块所受到的重力消失了
C．小石块的上下表面存在压力差
D．小石块对水有压力
【答案】C
【解答】解：当小石块浸没在水中时，由于小石块的上下表面存在压力差即小石块受到水的浮力，所以手受到的绳子的拉力变小了。
故选：C。
4．（2023春•西乡塘区校级月考）如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中，浮力为8N，上表面受到液体的压力为5N。下列说法正确的是（ ）
A．上表面所在深度为5cm
B．下表面受到液体的压力为13N
C．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
【答案】B
【解答】解：A、因物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等，所以物体排开液体的体积V排＝V＝L3＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，
由F浮＝ρ液gV排可得，液体的密度ρ液＝＝＝0.8×103kg/m3，
物体上表面受到液体的压力F1＝5N，正方体的上表面积S＝L2＝（10cm）2＝100cm2＝1×10﹣2m2，
正方体上表面受到的压强p1＝＝＝500Pa，
由p＝ρ液gh可得，正方体上表面所处的深度h1＝＝＝0.0625m＝6.25cm，故A错误；
B、根据浮力产生的原因可得，物体下表面受到液体的压力F1＝F浮+F1＝8N+5N＝13N，故B正确；
C、物体受到了浮力，则正方体上下表面受到压力的合力一定不为零，则正方体上下表面受到液体的压强差一定为零，故C错误；
D、物体漂浮和悬浮时受到的浮力都等于其自身重力，也就是说两种情况下物体受到的浮力相等，故根据浮力产生的原因可知，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不变，故D错误。
故选：B。
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（ ）
A．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
C．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
【答案】C
【解答】解：ABC、洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头，受到水向下的压力，但水堵头的下表面没有水，没有受到水向上的压力，所以水堵头不受浮力，故AB错误，C正确；
D、水堵头静止，处于平衡状态，所以此时水堵头受到平衡力的作用，故D错误。
故选：C。
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（ ）

A．F甲＜F乙B．F甲＞F乙
C．F甲＝F乙D．条件不足，无法确定
【答案】C
【解答】解：同一物体以两种方法浸入水中，V排＝V，根据F浮＝ρ水gV排得，受到的浮力相等，根据浮力产生的原因，浮力等于物体上下表面所受液体的压力差，所以同一物体以两种方法浸入水中，受到水向上和向下的压力差相等。
故选：C。
7．（2023春•桥西区校级期中）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物体一定受浮力的作用
B．B物体一定受浮力的作用
C．C物体一定不受浮力的作用
D．D物体一定不受浮力的作用
【答案】D
【解答】解：A、由图可知，水对A物体上下表面产生了向上的压力差，故A物体一定受浮力的作用，故A正确；
B、B物体上表面没有受到水的压力，但下表面受到水的压力，因此水对B物体上下表面产生了向上的压力差，故B物体也受浮力的作用，故B正确；
C、C物体上表面受到水的压力，但下表面没有受到水的压力，因此水对C物体上下表面没有产生压力差，故C物体不受浮力的作用。故C正确；
D、由图可知，水对D物体上下表面产生了向上的压力差，故D物体受浮力的作用，故D错误。
故选：D。
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h的变化关系图像与图乙中相符合的是（已知物体高2cm）（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解答】解：当物体在水中的深度h＜2cm时，物体浸入水的过程中，其排开水的体积V排增大，且由于物体为圆锥体，V排增大迅速，由F浮＝ρ液gV排知，其在水中受到的浮力增大且增加量变大，物体缓慢浸入，物体处于平衡状态，物体的重力不变，由G物＝F拉+F浮可知，测力计的拉力F拉减小，且减小的越来越快；
当物体在水中的深度h≥2cm时，物体浸入水的过程中，其排开水的体积V排不变，F拉不变，物体的重力不变，由F浮＝ρ液gV排知，其在水中受到的浮力不变，物体缓慢浸入，物体处于平衡状态，由G物＝F拉+F浮可知，测力计的拉力F拉不变，故C正确，ABD错误。
故选：C。
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 液体 ，浮力的方向是 竖直向上 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：物体浸在液体中，由于物体上、下表面所处的深度不同，下表面所处的深度大于上表面的深度，下表面受到的压强大于上表面受到的压强，因此液体对物体产生的向上的压力与向下的压力不相等，实际上，这两个压力的合力就是液体对物体施加的向上托的作用，这个力习惯上称为浮力。方向与物体受到的向上的压力方向一致，总是竖直向上的。
故答案为：液体；竖直向上。
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 不会 （填“会”或“不会”）浮起来，因为球的上下表面 不受 （填“受”或“不受”）到液体向上的压力差。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：图中，乒乓球下部没有水，它的底部不受水的向上的压力，也就没有压力差，所以，乒乓球不受浮力，球不会浮起来。
故答案为：不会；不受。
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 平衡 ，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 大 ，这就是浸没在液体中的物体受到浮力的原因。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：据相同深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知，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平衡，即可以相互抵消；
而圆柱体上、下表面所受的液体压力是不同的，
设上表面所处的深度为h1，下表面所处的深度为h2。
则上表面受到的压强为p向下＝ρ液gh1，受到的压力为F向下＝p向下S＝ρ液gh1S；
下表面受到的压强为p向上＝ρ液gh2，受到的压力为F向上＝P向上S＝ρ液gh2S。
因为h1＜h2，
所以F向上＞F向下，
则液体对物体产生向上的压力和向下的压力不相等，压力差就产生了浮力，即F浮＝F向上﹣F向下。
故答案为：平衡；大。
12．（2023春•浑南区月考）如图所示，用细绳将一个重为5N的长方体系在容器底部，若长方体所受浮力为8N，则绳对长方体的拉力为 3 N，如果长方体上表面受到水的压力为7N，则长方体下表面受到水的压力为 15 N。
【答案】3；15。
【解答】解：物体处于静止状态，受力平衡，受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力，则拉力的大小为F＝F浮﹣G＝8N﹣5N＝3N；
根据浮力产生的原因可知，长方体下表面受到水的压力F下表面＝F上表面+F浮＝7N+8N＝15N。
故答案为：3；15。
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a完全浸没水中受到的浮力是 2 N；
（2）比较b、c两图可知，物体浸在水中的体积越大，受到的浮力 越大 ；
（3）比较图 d 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c、d两次实验，说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟 深度 无关。
【答案】（1）2；（2）越大；（3）d；（4）深度。
【解答】解：（1）根据称重法测浮力，由ad知道，物体浸没在水中受到的浮力为F浮1＝G﹣F1＝8N﹣6N＝2N；
（2）比较b，c两图知道，c中物体浸在水中的体积大，而测力计示数小，由称重法测浮力知道，c中物体受到的浮力大，所以，物体浸在水中的体积越大，受到的浮力越大。
（3）研究物体所受浮力的大小与液体的密度有关，要控制排开排开液体的体积相同，故比较图e和图d知道，物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
（4）分析c、d两次实验知道，物体浸没在水中，物体浸入水的深度不同，弹簧测力计的示数相同，物体受到的浮力相同，这说明浸没在同种液体中的物体所受浮力大小跟深度无关。
故答案为：（1）2；（2）越大；（3）d；（4）深度。
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 1.2 N；
（2）由①③④⑤四个步骤可知，浮力的大小与 物体排开的液体体积 有关，与 浸没的深度 无关；
（3）比较①④⑦三幅图可得出的结论是浮力的大小跟 液体的密度 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 ②⑥ 进行对比分析。
【答案】（1）1.2；（2）物体排开的液体体积；浸没的深度；（3）液体的密度；（4）②⑥。
【解答】解：（1）由①和⑦可知，铜块浸没在盐水中时受到的浮力F浮盐水＝G﹣F盐水＝9N﹣7.8N＝1.2N，
（2）由图③④，物体在水中的深度变大，弹簧测力计的示数变小，根据F浮＝G﹣F，物体受到的浮力变大，因没有控制排开液体的体积相等，因此不能得出浮力大小与深度有关的结论，物体在水中的深度变大的同时，排开液体的体积变大，则说明了物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大；
由图④⑤可知，物体浸没后，物体排开液体的体积不变，弹簧测力计的示数相同，物体受到浮力大小相同，则说明浸没在液体中的物体浮力大小与物体的浸没的深度无关。
综上，物体受到的浮力的大小与物体排开的液体体积有关。
（3）比较①④⑦三幅图可知，物体排开液体的体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同，由此可知，浮力大小与液体密度有关，故结论为：在排开的液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大；
（4）要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，要控制物体排开液体的体积和液体的密度相同。
他应选取图中①②④⑥等步骤进行对比分析；
根据称重法，铜块所受到的浮力：
F铜＝G铜﹣F1＝9N﹣8N＝1N，
铝块所受浮力为：
F铝＝G铝﹣F2＝2.8N﹣1.8N＝1N，
由此可以得出：物体所受的浮力大小与物体的密度无关。
故答案为：（1）1.2；（2）物体排开的液体体积；浸没的深度；（3）液体的密度；（4）②⑥。
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10N/kg）
（1）分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与 排开液体的体积 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 甲、丙、丁 三图装置来进行操作；选用甲丁戊三图可探究浮力大小与 液体的密度 有无关系；
（3）对比乙图，丙图水对烧杯底部的压力增加了 2.4 N；
（4）用图示实验数据测出盐水的密度是 1.1×103 kg/m3；
（5）在乙图中画出正方体物块受到的浮力的三要素。
【答案】（1）排开液体的体积；（2）甲、丙、丁；液体的密度；（3）2.4；（4）1.1×103；（5）见解答。
【解答】解：（1）由图甲、乙、丙所示实验可知，物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同，物体受到的浮力不同，由此可知，浮力大小与被排开液体的体积有关；
（2）探究浮力与物体浸入液体深度的关系，应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，由图示实验可知，图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，可以选用图甲、丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系；由图甲、丁、戊所示实验可知，物体排开液体的体积相同而排开液体的密度不同，物体受到的浮力不同，由此可知，浮力大小与被排开液体的密度有关；
（3）对比乙图和丙图，弹簧测力计的示数减小了3.4N﹣1N＝2.4N，说明水对物体的浮力增大了2.4N，根据力的作用是相互的，物体对水的压力增大了2.4N，因而水对烧杯底部的压力增加了2.4N；
（4）根据甲、丁可知，水中物体浸没受到的浮力F水＝G﹣F＝5N﹣1N＝4N，根据阿基米德原理有：4N＝ρ水gV排；——①
根据甲、戊可知，盐水中物体浸没受到的浮力F盐＝G﹣F'＝5N﹣0.6N＝4.4N，根据阿基米德原理有：4.4N＝ρ盐gV排；——②
由于两次排开液体的体积都等于物体的体积，因而联立①②解得ρ盐＝1.1ρ水＝1.1×103kg/m3；
（5）根据浮力产生的原因是上下表面的压力差，而乙图上表面没有浸入，故下表面的压力就是浮力，因而浮力的作用点在下表面，大小为
F乙＝G﹣F＝5N﹣3.4N＝1.6N，方向竖直向上，故示意图如图所示：
故答案为：（1）排开液体的体积；（2）甲、丙、丁；液体的密度；（3）2.4；（4）1.1×103；（5）见解答。
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h、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 6.75 N，此时金属块所受浮力的大小为 1 N。
（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 无关 （选填“有关”或“无关”）。
（3）第6次实验中，金属块所受浮力的大小为 2.50 N，容器底对金属块的支持力大小为 2.25 N。
【答案】（1）6.75；1；（2）无关；（3）2.50；2.25。
【解答】解：（1）根据第1次实验可得出物体的重力为6.75N，第2次实验中F拉＝5.75N，则物体所受的浮力F浮＝G﹣F拉＝6.75N﹣5.75N＝1N；
（2）分析表中第4次和第5次实验数据可以看出，物体深度增加，浮力不再变化，说明浸没在液体中的物体受到的浮力大小与深度无关；
（3）第4次实验中，物体已完全浸没，故到第6次实验时，其浮力不再增加，仍为6.75N﹣4.25N＝2.50N，
此时金属块沉在了水底，容器底对金属块的支持力大小为F支＝G﹣F浮′﹣F拉′＝6.75N﹣2.50N﹣2N＝2.25N。
故答案为：（1）6.75；1；（2）无关；（3）2.50；2.25。
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＝ F1﹣F2 。
（2）物块排开的液体受到的重力G排液＝ F4﹣F3 。
（3）若F1﹣F2 ＝ F4﹣F3，则说明本次实验结果符合阿基米德原理。（选填“＝”或“≠”）
【答案】F1﹣F2；F4﹣F3；＝。
【解答】解：（1）根据称重法可知：甲、乙图弹簧测力计的示数可以求出石块受到的浮力；为F浮＝F1﹣F2；
（2）丙、丁图弹簧测力计的示数可以求出石块排开液体受到的重力，为G排液＝F4﹣F3；
（3）根据阿基米德原理可知物体所受浮力与排开液体重力的相等，所以如果F1﹣F2＝F4﹣F3成立，则可得出阿基米德原理；
故答案为：F1﹣F2；F4﹣F3；＝。
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（a），用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为 4.8 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 3.2 牛；
（3）如图（c），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 1.6 牛；
②由以上实验可知，浮力大小与物体的形状 无关 （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 控制变量法 ；
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 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”），说明浮力大小与 物体在液体中的深度 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？ 能 （选填“能”或“不能”）。
【答案】证据：（1）4.8；（2）3.2；解释：①1.6；②无关；交流：③控制变量法；④不变；物体在液体中的深度；⑤能。
【解答】解：证据：（1）由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，则橡皮泥的重力为4.8N；
（2）图（b），弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为3.2N；
解释：①由a图可知，物体的重力为G＝4.8N，由b图可知橡皮泥浸没在水中弹簧测力计的示数为F＝3.2N，
则此时橡皮泥受到的浮力为F浮＝G﹣F＝4.8N﹣3.2N＝1.6N；
②由以上实验可知，同一橡皮泥捏成不同形状的物体浸没在水中，弹簧测力计的示数相同，根据称重法可知，受到的浮力相等，所以说明浮力大小与物体的形状无关。
交流：（1）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，这种研究方法称为控制变量法；
（2）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，根据称重法测浮力可知橡皮泥受到浮力大小不变，弹簧测力计的示数不变，由此说明浮力的大小与物体在液体中的深度无关；
（3）用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计，用橡皮筋吊着橡皮泥浸入水中，记录橡皮筋的长度，比较每次橡皮筋的长度可以知道拉力的大小，从而可以比较橡皮泥受到的浮力大小，所以能完成本实验的探究。
故答案为：证据：（1）4.8；（2）3.2；解释：①1.6；②无关；交流：③控制变量法；④不变；物体在液体中的深度；⑤能。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/cm
0
4
8
10
12
16
F/N
6.75
5.75
4.75
4.25
4.25
2.00