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中考物理一轮复习讲练测(全国通用)第09讲——浮力(思维导图+考点精讲+例题精析)—(原卷版+解析)
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这是一份中考物理一轮复习讲练测(全国通用)第09讲——浮力(思维导图+考点精讲+例题精析)—(原卷版+解析)，共22页。试卷主要包含了思维导图，考点精讲，例题精析等内容，欢迎下载使用。
一、思维导图
二、考点精讲
考点1—物体的沉浮条件及应用
1.浮力
1.定义：液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的力，这个力叫做浮力．
2.产生原因：如图所示，浸在液体(或气体)中的物体，其上、下表面受到液体(或气体)对它的压力不同，且向上的压力大于向下的压力，这个压力差就是物体受到的浮力，公式为F浮＝F向上－F向下，当物体漂浮时，F向下＝0N.
F向上
F向下
F向上
3.影响因素：物体浸在液体(或气体)中的体积越大，液体(或气体)的密度越大，物体受到的浮力越大
2.阿基米德原理
1. 内容：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2. 公式：F浮＝G排＝m排g＝．ρ液表示液体密度，单位为kg/m3；V排表示物体排开液体的体积，单位为m3
(注：当物体部分浸入液体时V排＜V物，当物体完全浸没时V排＝V物)
3. 变形式：求液体密度：ρ液＝ ；求排开液体的体积：V排＝ .
4. 适用范围：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体．
考点2—物体的沉浮条件
1.物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体，浮沉情况由重力和浮力的大小关系共同决定。对物体进行受力分析，物体在悬浮时，重力和浮力是一对平衡力，若是上浮，则浮力大于重力，若是下沉，则浮力小于重力；漂浮时物体处于平衡状态，重力等于浮力。
浮力表达式：F浮=ρ液gV排，重力表达式：G=mg=ρ物gV物
①物体浸没在液体中，有上浮、下沉以及悬浮三种情况，都满足V排=V物。
上浮：F浮>G，ρ液gV排>ρ物gV物，ρ液>ρ物
下沉：F浮悬浮：F浮=G，ρ液gV排=ρ物gV物，ρ液=ρ物
②物体漂浮时，物体部分浸入液体中，V排漂浮：F浮=G，ρ液gV排=ρ物gV物，V排ρ物
③判断物体浮沉条件，有两种方法：比较F浮与G大小关系或比较ρ液与ρ物的大小关系。
④切片问题：密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把同一物体切成大小不等的两块放入同一液体中，则大块、小块都悬浮（或漂浮），即浮沉情况没有发生改变，和没有切割前相同，因为物块切割前后密度始终没有发生改变。此时的浮沉情况可由密度来进行判断。
考点4-浮沉条件的应用
（1）轮船①工作原理：空心法，即把密度比水大的钢材制成空心的，使它能排开更多的水，增大可利用的浮力，从而漂浮在水面上，这是浮沉条件的应用；
②轮船可以漂浮在水面上，轮船的重力小于浮力，也可以根据浮沉条件中密度关系进行分析：轮船的平均密度小于水的密度；
③同一搜轮船，不论在海里航行，还是在河里航行，浮力均等于重力，所以浮力不变，由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，由于海水和河水的密度不同，ρ海水＞ρ河水，故轮船在海水里排开的体积小于河里，即河里吃水深度（吃水线）大于海里。轮船的排水量=船自身重量+满载时货物的重量
（2）潜水艇
靠改变自重来实现上浮或下沉的。当潜水艇需要下潜时，就打开两侧的水舱，当水舱注水后，潜水艇重力变大，超过水的浮力，它就开始下沉。当潜水艇需要上浮时，就启动压缩机，用高压的空气将水舱内的水排出，潜水艇自身重力减小，就可以上浮。
（3）气球和飞艇
热气球和飞艇通过加热空气或氢气、氦气等措施，使球内密度小于球外空气密度到一定程度，从而使气球上升到空中，若要使充有氦气或氢气的气球降回地面，可以放出球内的一部分气体，使气球体积缩小，减小浮力；对于热气球，只要停止加热，热空气冷却，气球体积就会缩小，浮力减小。
（4）密度计密度计示数不均匀，刻度值呈上小下大特点分布。同一支密度计在测量不同液体时，受到的浮力都相同，均等于密度计的重力（二力平衡），但若液体密度大，则密度计浸入体积小，若液体密度小，则浸入体积大。故密度计上刻度示数为上小下大。
（5）排水量：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，根据浮体平衡条件得：船受到的总F浮=G总=排水量（千克）×g，就是船排开水的重，即是浮力，又等于船、货的总重力。
三、例题精析
1．如图，“寻梦” 学习小组制作的潜水艇模型，通过橡胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，可使烧瓶下沉或上浮。若使潜水艇下沉（胶管在水中的体积忽略不计），下列分析正确的是（ ）
A．使用橡胶管向“潜水艇”内吹气B．“潜水艇”所受的浮力逐渐变小
C．水对“潜水艇”的压强保持不变D．“潜水艇” 自身重力增大实现下沉
2．2020年10月27日，我国研发的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米，创造了中国载人深潜的新纪录。关于“奋斗者”号下列说法正确的是（ ）
A．悬浮和漂浮时受到的浮力相等
B．匀速下潜的过程中受非平衡力
C．从悬浮到下潜过程中受到的浮力变大
D．匀速下潜过程中底部受到的海水压强变大
3．新鲜鸡蛋在水中会下沉，向水中加盐并轻轻搅拌，随着盐的溶解，可以看到鸡蛋会上浮，这是因为
A．鸡蛋的质量减少，浮力增大
B．鸡蛋排开盐水的体积增大，浮力增大
C．鸡蛋的重力减小，重力小于浮力
D．液体的密度变大，鸡蛋所受的浮力大于重力
4．在“天宫课堂”中，航天员王亚平用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球悬停在水中，如图-1所示，这是由于在中国空间站中，乒乓球不再受到重力和___________力的原因而悬停不动。在地面课堂的同学们也做同样的实验；用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球会迅速上浮直至漂浮，如图-2所示，乒乓球露出水面前，浮力___________重力且浮力大小___________。
5．用弹簧测力计在空气中称一物块，测得其重为20 N，当把这个物块的一部分浸在水中时，弹簧测力计的示数为16 N，这时物块受到的浮力是___________N，若将物块全部浸没在水中，物块所受浮力为15 N，这时弹簧测力计的示数将变为___________N，两次实验物体所受的浮力不同说明浮力大小与___________有关．
6．一个圆柱形容器足够高，底面积为200cm2，其中装有一定量的水。现将边长为10cm的正方体木块放入其中如图所示，木块静止时，有一半的体积露出液面，此时水面比放入木块前升高___________cm，若要使木块完全浸没在水中还需要向下施加___________N的压力。
7．小明所在实验小组利用弹簧测力计、圆柱形金属块、烧杯等器材，按照如图所示步骤探究浮力的大小跟哪些因素有关。（）
（1）圆柱形金属块所受重力为______N，所受浮力的方向______向上。分析实验图像可知金属块全部浸没在水中时所受的浮力为______N；
（2）分析比较实验步骤A、B、C、D可知：浮力大小与物体______有关；分析比较A、D、E实验步骤还可以探究的实验问题是______；
（3）同组的小刚根据实验步骤A、B、C得出结论：浮力大小与物体浸入液体的深度有关，深度越大，浮力越大，他的实验结论不正确的原因是______；
（4）本实验所用的金属块的密度为______。
8．小军同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时，他用弹簧测力计悬挂一个实心金属块，分别在下列四种情况下保持静止（如图所示）。请你帮助小军同学完成以下问题：
（1）乙图中金属块所受浮力为______N；
（2）比较甲、丙、丁三幅图可得出结论：浮力的大小与______有关；
（3）比较______三幅图可得出结论：浮力的大小与物体没在液体中的体积有关。
9．2022年5月15日新闻，“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4300米的营地升空到9000米，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中，浮空艇（表皮很薄的气囊）体积为9000m3，内部充有氦气和空气的混合气体，其密度为0.2kg/m3，浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为2×103kg，浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上（如图）。该浮空艇周围空气的密度为1.2kg/m3，g取10N/kg，缆绳的重力不计，仪器舱体积可忽略不计。求：
（1）浮空艇内气体的质量；
（2）浮空艇所受到的浮力；
（3）为了有效控制浮空艇，要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍，则锚泊车的质量是多少？
10．如图所示，水平地面上有一底面积为2×10-2m2的圆柱形容器（容器质量忽略不计），容器中水的质量为7kg，一个边长为10cm的正方体木块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4N。求：
（1）木块此时受到的浮力大小；
（2）木块的重力；
（3）容器对水平地面的压强。
11．如图所示，A是质量均匀的长方体，底面积为25cm2，高为8cm，质量为160g；另有一圆柱形容器，高为8cm，底面积为125cm2。小明先把A物体放在圆柱形容器的正中央，然后按要求向圆柱形容器中加水，容器壁厚度忽略不计，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）A物体的密度；
（2）小明同学缓慢沿容器壁注入500g水，待A物体稳定后（始终竖直），再将A竖直向上提0.4cm，求此时水对A物体下底面的压强；
（3）若从水量为0开始缓慢注入水的质量为mx（单位：g）直到注满为止，请通过分析计算，写出水对容器底部的压强p与mx的函数关系式。
第09讲—浮力
2023年中考物理一轮复习讲练测
一、思维导图
二、考点精讲
考点1—物体的沉浮条件及应用
1.浮力
1.定义：液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的力，这个力叫做浮力．
2.产生原因：如图所示，浸在液体(或气体)中的物体，其上、下表面受到液体(或气体)对它的压力不同，且向上的压力大于向下的压力，这个压力差就是物体受到的浮力，公式为F浮＝F向上－F向下，当物体漂浮时，F向下＝0N.
F向上
F向下
F向上
3.影响因素：物体浸在液体(或气体)中的体积越大，液体(或气体)的密度越大，物体受到的浮力越大
2.阿基米德原理
1. 内容：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2. 公式：F浮＝G排＝m排g＝．ρ液表示液体密度，单位为kg/m3；V排表示物体排开液体的体积，单位为m3
(注：当物体部分浸入液体时V排＜V物，当物体完全浸没时V排＝V物)
3. 变形式：求液体密度：ρ液＝ ；求排开液体的体积：V排＝ .
4. 适用范围：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体．
考点2—物体的沉浮条件
1.物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体，浮沉情况由重力和浮力的大小关系共同决定。对物体进行受力分析，物体在悬浮时，重力和浮力是一对平衡力，若是上浮，则浮力大于重力，若是下沉，则浮力小于重力；漂浮时物体处于平衡状态，重力等于浮力。
浮力表达式：F浮=ρ液gV排，重力表达式：G=mg=ρ物gV物
①物体浸没在液体中，有上浮、下沉以及悬浮三种情况，都满足V排=V物。
上浮：F浮>G，ρ液gV排>ρ物gV物，ρ液>ρ物
下沉：F浮悬浮：F浮=G，ρ液gV排=ρ物gV物，ρ液=ρ物
②物体漂浮时，物体部分浸入液体中，V排漂浮：F浮=G，ρ液gV排=ρ物gV物，V排ρ物
③判断物体浮沉条件，有两种方法：比较F浮与G大小关系或比较ρ液与ρ物的大小关系。
④切片问题：密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把同一物体切成大小不等的两块放入同一液体中，则大块、小块都悬浮（或漂浮），即浮沉情况没有发生改变，和没有切割前相同，因为物块切割前后密度始终没有发生改变。此时的浮沉情况可由密度来进行判断。
考点4-浮沉条件的应用
（1）轮船①工作原理：空心法，即把密度比水大的钢材制成空心的，使它能排开更多的水，增大可利用的浮力，从而漂浮在水面上，这是浮沉条件的应用；
②轮船可以漂浮在水面上，轮船的重力小于浮力，也可以根据浮沉条件中密度关系进行分析：轮船的平均密度小于水的密度；
③同一搜轮船，不论在海里航行，还是在河里航行，浮力均等于重力，所以浮力不变，由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，由于海水和河水的密度不同，ρ海水＞ρ河水，故轮船在海水里排开的体积小于河里，即河里吃水深度（吃水线）大于海里。轮船的排水量=船自身重量+满载时货物的重量
（2）潜水艇
靠改变自重来实现上浮或下沉的。当潜水艇需要下潜时，就打开两侧的水舱，当水舱注水后，潜水艇重力变大，超过水的浮力，它就开始下沉。当潜水艇需要上浮时，就启动压缩机，用高压的空气将水舱内的水排出，潜水艇自身重力减小，就可以上浮。
（3）气球和飞艇
热气球和飞艇通过加热空气或氢气、氦气等措施，使球内密度小于球外空气密度到一定程度，从而使气球上升到空中，若要使充有氦气或氢气的气球降回地面，可以放出球内的一部分气体，使气球体积缩小，减小浮力；对于热气球，只要停止加热，热空气冷却，气球体积就会缩小，浮力减小。
（4）密度计密度计示数不均匀，刻度值呈上小下大特点分布。同一支密度计在测量不同液体时，受到的浮力都相同，均等于密度计的重力（二力平衡），但若液体密度大，则密度计浸入体积小，若液体密度小，则浸入体积大。故密度计上刻度示数为上小下大。
（5）排水量：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，根据浮体平衡条件得：船受到的总F浮=G总=排水量（千克）×g，就是船排开水的重，即是浮力，又等于船、货的总重力。
三、例题精析
1．如图，“寻梦” 学习小组制作的潜水艇模型，通过橡胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，可使烧瓶下沉或上浮。若使潜水艇下沉（胶管在水中的体积忽略不计），下列分析正确的是（ ）
A．使用橡胶管向“潜水艇”内吹气B．“潜水艇”所受的浮力逐渐变小
C．水对“潜水艇”的压强保持不变D．“潜水艇” 自身重力增大实现下沉
【答案】D
【详解】A．使用橡胶管向“潜水艇”内吹气时，瓶内气压增大，将烧瓶内的水挤出，使得烧瓶的总重力减小，而烧瓶所受浮力不变，此时烧瓶所受浮力将大于烧瓶的总重力，故烧瓶将上浮，故A错误；
B．“潜水艇”下沉过程中，排开水的体积不变，故由阿基米德原理可知，“潜水艇”所受的浮力不变，故B错误；
C．“潜水艇”下沉过程中，距离水面的深度增加，故由p=ρgh可得，水对“潜水艇”的同一位置压强变大，故C错误；
D．使用橡胶管从烧瓶中吸气时，瓶内气压减小，在外界大气压的作用下将烧瓶外的水压入烧瓶中，使得烧瓶的总重力增大，而烧瓶所受浮力不变，此时烧瓶的总重力大于烧瓶所受浮力，故“潜水艇”将下沉，可知是通过“潜水艇”自身重力增大实现下沉，故D正确。
故选D。
2．2020年10月27日，我国研发的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米，创造了中国载人深潜的新纪录。关于“奋斗者”号下列说法正确的是（ ）
A．悬浮和漂浮时受到的浮力相等
B．匀速下潜的过程中受非平衡力
C．从悬浮到下潜过程中受到的浮力变大
D．匀速下潜过程中底部受到的海水压强变大
【答案】D
【详解】A．载人潜水器悬浮和漂浮时，排开的水的体积不同，水的密度不变，根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，受到的浮力不相等，故A错误；
B．匀速下潜的过程中，潜水器受力平衡力，受平衡力的作用，故B错误；
C．从悬浮到下潜过程中，潜水器排开的水的体积不变，水的密度不变，根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，受到的浮力不变，故C错误；
D．匀速下潜过程中，深度变大，水的密度不变，根据公式p=ρ水gh可知，潜水器底部受到的海水压强变大，故D正确。
故选D。
3．新鲜鸡蛋在水中会下沉，向水中加盐并轻轻搅拌，随着盐的溶解，可以看到鸡蛋会上浮，这是因为
A．鸡蛋的质量减少，浮力增大
B．鸡蛋排开盐水的体积增大，浮力增大
C．鸡蛋的重力减小，重力小于浮力
D．液体的密度变大，鸡蛋所受的浮力大于重力
【答案】D
【详解】加盐后随着盐的溶解，盐水的密度增大，根据阿基米德原理可知鸡蛋所受浮力增大，当浮力增大到大于鸡蛋的重力时鸡蛋会上浮．
4．在“天宫课堂”中，航天员王亚平用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球悬停在水中，如图-1所示，这是由于在中国空间站中，乒乓球不再受到重力和___________力的原因而悬停不动。在地面课堂的同学们也做同样的实验；用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球会迅速上浮直至漂浮，如图-2所示，乒乓球露出水面前，浮力___________重力且浮力大小___________。
【答案】 浮 大于 不变
【详解】[1]在中国空间站微重力环境中，图中乒乓球所受重力几乎为零，乒乓球悬停处于平衡状态，因此水对乒乓球的浮力几乎为零，即乒乓球不再受到重力和浮力作用。
[2] 乒乓球露出水面前，乒乓球上浮，根据物体的沉浮条件可知，乒乓球受到的浮力大于它所受的重力。
[3] 乒乓球露出水面前，处于完全浸没，排开液体的体积等于乒乓球的体积不变，根据阿基米德原理F浮=ρgV排，在同种液体中，排开液体体积不变，它所受的浮力也不变。
5．用弹簧测力计在空气中称一物块，测得其重为20 N，当把这个物块的一部分浸在水中时，弹簧测力计的示数为16 N，这时物块受到的浮力是___________N，若将物块全部浸没在水中，物块所受浮力为15 N，这时弹簧测力计的示数将变为___________N，两次实验物体所受的浮力不同说明浮力大小与___________有关．
【答案】 4 5 排开液体的体积
【详解】铁块受到的浮力F浮力1=G−F1=20N−16N=4N，∵若将铁块全部浸没在水中，则G=F浮力2+F2，∴F2=G−F浮力2=20N−15N=5N，物体浸入液体的体积也就是物体排开液体的体积越大，弹簧测力计拉力越小，说明浮力越大，即浮力与物体排开液体的体积有关．
点睛：因为在乙拉力作用下浸在液体中的物体受重力、浮力和拉力的作用．利用称重法分析解答即可．
6．一个圆柱形容器足够高，底面积为200cm2，其中装有一定量的水。现将边长为10cm的正方体木块放入其中如图所示，木块静止时，有一半的体积露出液面，此时水面比放入木块前升高___________cm，若要使木块完全浸没在水中还需要向下施加___________N的压力。
【答案】 2.5 5
【详解】[1]木块的体积为
木块静止时，有一半的体积露出液面，则水面比放入木块前升高的高度为
[2] 在水中漂浮，故其重力等于浮力，则重力大小为
木块完全浸入水中受到的浮力为
需要施加向下的力才能使木块完全浸入水中，其大小为
7．小明所在实验小组利用弹簧测力计、圆柱形金属块、烧杯等器材，按照如图所示步骤探究浮力的大小跟哪些因素有关。（）
（1）圆柱形金属块所受重力为______N，所受浮力的方向______向上。分析实验图像可知金属块全部浸没在水中时所受的浮力为______N；
（2）分析比较实验步骤A、B、C、D可知：浮力大小与物体______有关；分析比较A、D、E实验步骤还可以探究的实验问题是______；
（3）同组的小刚根据实验步骤A、B、C得出结论：浮力大小与物体浸入液体的深度有关，深度越大，浮力越大，他的实验结论不正确的原因是______；
（4）本实验所用的金属块的密度为______。
【答案】 3.7 竖直 1 排开液体的体积 物体受到的浮力大小与液体密度的关系 没有控制排开液体的体积相同
【详解】（1）[1]由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为3.7N，即物体的重力为3.7N。
[2]金属块受到的浮力、拉力、重力三个力平衡，重力的方向竖直向上，拉力、浮力的方向是竖直向上的。
[3]金属块全部浸没在水中时所受的浮力为
（2）[4]分析比较A、B、C、D可知，液体的密度相同时，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，根据可知，物体受到的浮力不同，所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[5]分析比较A、D、E可知，物体排开液体的体积相同，液体的密度不相同，弹簧测力计的示数不同，根据可知，物体受到的浮力不同，所以分析比较A、D、E实验还可以探究物体受到的浮力大小与液体密度的关系。
（3）[6]在实验A、B、C中，控制液体的密度相同，排开液体的体积不同，深度不同，不能探究浮力大小与物体浸入液体深度的关系，原因是没有控制排开液体的体积相同。
（4）[7]根据阿基米德原理 知，物体排开液体的体积为
金属块的体积，金属块的质量
金属块的密度
8．小军同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时，他用弹簧测力计悬挂一个实心金属块，分别在下列四种情况下保持静止（如图所示）。请你帮助小军同学完成以下问题：
（1）乙图中金属块所受浮力为______N；
（2）比较甲、丙、丁三幅图可得出结论：浮力的大小与______有关；
（3）比较______三幅图可得出结论：浮力的大小与物体没在液体中的体积有关。
【答案】 0.4 液体的密度 甲乙丙
【详解】（1）[1]由图甲所示，物体重力为2.7N，如图乙所示，弹簧测力计示数为2.3N，物体所受浮力为
（2）[2]比较甲、丙、丁三幅图可得，物体排开液体中体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同，可得图丙中浮力为
图丁中浮力为
根据控制变量法可得结论：浮力大小与液体密度有关。
（3）[3]要得结论：浮力的大小与物体没在液体中的体积有关，根据控制变量法，需控制液体密度相同，使物体没在液体中体积改变，故应比较图甲乙丙。
9．2022年5月15日新闻，“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4300米的营地升空到9000米，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中，浮空艇（表皮很薄的气囊）体积为9000m3，内部充有氦气和空气的混合气体，其密度为0.2kg/m3，浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为2×103kg，浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上（如图）。该浮空艇周围空气的密度为1.2kg/m3，g取10N/kg，缆绳的重力不计，仪器舱体积可忽略不计。求：
（1）浮空艇内气体的质量；
（2）浮空艇所受到的浮力；
（3）为了有效控制浮空艇，要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍，则锚泊车的质量是多少？
【答案】（1）1.8×103kg；（2）1.08×105N；（3）2.1×104kg
【详解】解：
（1）由得
（2）由阿基米德原理得
（3）浮空艇受4个力而平衡
所以为
又因为要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍
答：（1）浮空艇内气体的质量为1.8×103kg
（2）浮空艇所受的浮力为1.08×105N
（3）锚泊车的质量是2.1×104kg
10．如图所示，水平地面上有一底面积为2×10-2m2的圆柱形容器（容器质量忽略不计），容器中水的质量为7kg，一个边长为10cm的正方体木块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4N。求：
（1）木块此时受到的浮力大小；
（2）木块的重力；
（3）容器对水平地面的压强。
【答案】（1）10N；（2）6N；（3）3800Pa
【详解】解：（1）因木块浸没在水中所以
V排=V=10×10×10×10-6m3=10-3m3
木块此时受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
（2）受力分析可知，木块在重力、拉力和浮力的作用下静止，所以
G=F浮-F拉=10N-4N=6N
（3）容器中水的质量为7kg，则水的重力
G水=mg=7kg×10N/kg=70N
容器对桌面的压力
F压=G总=G水+G=70N+6N=76N
容器对桌面的压强
答：（1）木块此时受到的浮力是10N；
（2）木块的重力是6N；
（3）容器对水平地面的压强为3800Pa
11．如图所示，A是质量均匀的长方体，底面积为25cm2，高为8cm，质量为160g；另有一圆柱形容器，高为8cm，底面积为125cm2。小明先把A物体放在圆柱形容器的正中央，然后按要求向圆柱形容器中加水，容器壁厚度忽略不计，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）A物体的密度；
（2）小明同学缓慢沿容器壁注入500g水，待A物体稳定后（始终竖直），再将A竖直向上提0.4cm，求此时水对A物体下底面的压强；
（3）若从水量为0开始缓慢注入水的质量为mx（单位：g）直到注满为止，请通过分析计算，写出水对容器底部的压强p与mx的函数关系式。
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【详解】解：（1）A物体的体积为
则A物体的密度为
（2）注入水的体积为
假设注入水后A物体能漂浮，则
由可知排开水的体积
此时A物体浸入水中的深度为
故此时注入水的体积至少为
所以注入500g水后，A物体没有漂浮，将A物体竖直向上提0.4cm后，A物体浸入水的深度为
此时水对A物体下表面压强为
（3）当物体A刚刚漂浮时，注入水的体积为，质量为
所以当时，水的深度为
水对容器底部的压强为
由于当时，物体开始漂浮，则注满容器时能注入水的体积为
质量为
所以当时，水的深度
水对容器底部的压强为
所以水对容器底部的压强与p与mx的函数关系为
答：（1）A物体的密度；
（2）水对A物体下底面的压强为；
（3）水对容器底部的压强p与mx的函数关系式
，
，
一、思维导图
二、考点精讲
考点1—物体的沉浮条件及应用
1.浮力
1.定义：液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的力，这个力叫做浮力．
2.产生原因：如图所示，浸在液体(或气体)中的物体，其上、下表面受到液体(或气体)对它的压力不同，且向上的压力大于向下的压力，这个压力差就是物体受到的浮力，公式为F浮＝F向上－F向下，当物体漂浮时，F向下＝0N.
F向上
F向下
F向上
3.影响因素：物体浸在液体(或气体)中的体积越大，液体(或气体)的密度越大，物体受到的浮力越大
2.阿基米德原理
1. 内容：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2. 公式：F浮＝G排＝m排g＝．ρ液表示液体密度，单位为kg/m3；V排表示物体排开液体的体积，单位为m3
(注：当物体部分浸入液体时V排＜V物，当物体完全浸没时V排＝V物)
3. 变形式：求液体密度：ρ液＝ ；求排开液体的体积：V排＝ .
4. 适用范围：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体．
考点2—物体的沉浮条件
1.物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体，浮沉情况由重力和浮力的大小关系共同决定。对物体进行受力分析，物体在悬浮时，重力和浮力是一对平衡力，若是上浮，则浮力大于重力，若是下沉，则浮力小于重力；漂浮时物体处于平衡状态，重力等于浮力。
浮力表达式：F浮=ρ液gV排，重力表达式：G=mg=ρ物gV物
①物体浸没在液体中，有上浮、下沉以及悬浮三种情况，都满足V排=V物。
上浮：F浮>G，ρ液gV排>ρ物gV物，ρ液>ρ物
下沉：F浮
②物体漂浮时，物体部分浸入液体中，V排
③判断物体浮沉条件，有两种方法：比较F浮与G大小关系或比较ρ液与ρ物的大小关系。
④切片问题：密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把同一物体切成大小不等的两块放入同一液体中，则大块、小块都悬浮（或漂浮），即浮沉情况没有发生改变，和没有切割前相同，因为物块切割前后密度始终没有发生改变。此时的浮沉情况可由密度来进行判断。
考点4-浮沉条件的应用
（1）轮船①工作原理：空心法，即把密度比水大的钢材制成空心的，使它能排开更多的水，增大可利用的浮力，从而漂浮在水面上，这是浮沉条件的应用；
②轮船可以漂浮在水面上，轮船的重力小于浮力，也可以根据浮沉条件中密度关系进行分析：轮船的平均密度小于水的密度；
③同一搜轮船，不论在海里航行，还是在河里航行，浮力均等于重力，所以浮力不变，由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，由于海水和河水的密度不同，ρ海水＞ρ河水，故轮船在海水里排开的体积小于河里，即河里吃水深度（吃水线）大于海里。轮船的排水量=船自身重量+满载时货物的重量
（2）潜水艇
靠改变自重来实现上浮或下沉的。当潜水艇需要下潜时，就打开两侧的水舱，当水舱注水后，潜水艇重力变大，超过水的浮力，它就开始下沉。当潜水艇需要上浮时，就启动压缩机，用高压的空气将水舱内的水排出，潜水艇自身重力减小，就可以上浮。
（3）气球和飞艇
热气球和飞艇通过加热空气或氢气、氦气等措施，使球内密度小于球外空气密度到一定程度，从而使气球上升到空中，若要使充有氦气或氢气的气球降回地面，可以放出球内的一部分气体，使气球体积缩小，减小浮力；对于热气球，只要停止加热，热空气冷却，气球体积就会缩小，浮力减小。
（4）密度计密度计示数不均匀，刻度值呈上小下大特点分布。同一支密度计在测量不同液体时，受到的浮力都相同，均等于密度计的重力（二力平衡），但若液体密度大，则密度计浸入体积小，若液体密度小，则浸入体积大。故密度计上刻度示数为上小下大。
（5）排水量：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，根据浮体平衡条件得：船受到的总F浮=G总=排水量（千克）×g，就是船排开水的重，即是浮力，又等于船、货的总重力。
三、例题精析
1．如图，“寻梦” 学习小组制作的潜水艇模型，通过橡胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，可使烧瓶下沉或上浮。若使潜水艇下沉（胶管在水中的体积忽略不计），下列分析正确的是（ ）
A．使用橡胶管向“潜水艇”内吹气B．“潜水艇”所受的浮力逐渐变小
C．水对“潜水艇”的压强保持不变D．“潜水艇” 自身重力增大实现下沉
2．2020年10月27日，我国研发的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米，创造了中国载人深潜的新纪录。关于“奋斗者”号下列说法正确的是（ ）
A．悬浮和漂浮时受到的浮力相等
B．匀速下潜的过程中受非平衡力
C．从悬浮到下潜过程中受到的浮力变大
D．匀速下潜过程中底部受到的海水压强变大
3．新鲜鸡蛋在水中会下沉，向水中加盐并轻轻搅拌，随着盐的溶解，可以看到鸡蛋会上浮，这是因为
A．鸡蛋的质量减少，浮力增大
B．鸡蛋排开盐水的体积增大，浮力增大
C．鸡蛋的重力减小，重力小于浮力
D．液体的密度变大，鸡蛋所受的浮力大于重力
4．在“天宫课堂”中，航天员王亚平用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球悬停在水中，如图-1所示，这是由于在中国空间站中，乒乓球不再受到重力和___________力的原因而悬停不动。在地面课堂的同学们也做同样的实验；用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球会迅速上浮直至漂浮，如图-2所示，乒乓球露出水面前，浮力___________重力且浮力大小___________。
5．用弹簧测力计在空气中称一物块，测得其重为20 N，当把这个物块的一部分浸在水中时，弹簧测力计的示数为16 N，这时物块受到的浮力是___________N，若将物块全部浸没在水中，物块所受浮力为15 N，这时弹簧测力计的示数将变为___________N，两次实验物体所受的浮力不同说明浮力大小与___________有关．
6．一个圆柱形容器足够高，底面积为200cm2，其中装有一定量的水。现将边长为10cm的正方体木块放入其中如图所示，木块静止时，有一半的体积露出液面，此时水面比放入木块前升高___________cm，若要使木块完全浸没在水中还需要向下施加___________N的压力。
7．小明所在实验小组利用弹簧测力计、圆柱形金属块、烧杯等器材，按照如图所示步骤探究浮力的大小跟哪些因素有关。（）
（1）圆柱形金属块所受重力为______N，所受浮力的方向______向上。分析实验图像可知金属块全部浸没在水中时所受的浮力为______N；
（2）分析比较实验步骤A、B、C、D可知：浮力大小与物体______有关；分析比较A、D、E实验步骤还可以探究的实验问题是______；
（3）同组的小刚根据实验步骤A、B、C得出结论：浮力大小与物体浸入液体的深度有关，深度越大，浮力越大，他的实验结论不正确的原因是______；
（4）本实验所用的金属块的密度为______。
8．小军同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时，他用弹簧测力计悬挂一个实心金属块，分别在下列四种情况下保持静止（如图所示）。请你帮助小军同学完成以下问题：
（1）乙图中金属块所受浮力为______N；
（2）比较甲、丙、丁三幅图可得出结论：浮力的大小与______有关；
（3）比较______三幅图可得出结论：浮力的大小与物体没在液体中的体积有关。
9．2022年5月15日新闻，“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4300米的营地升空到9000米，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中，浮空艇（表皮很薄的气囊）体积为9000m3，内部充有氦气和空气的混合气体，其密度为0.2kg/m3，浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为2×103kg，浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上（如图）。该浮空艇周围空气的密度为1.2kg/m3，g取10N/kg，缆绳的重力不计，仪器舱体积可忽略不计。求：
（1）浮空艇内气体的质量；
（2）浮空艇所受到的浮力；
（3）为了有效控制浮空艇，要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍，则锚泊车的质量是多少？
10．如图所示，水平地面上有一底面积为2×10-2m2的圆柱形容器（容器质量忽略不计），容器中水的质量为7kg，一个边长为10cm的正方体木块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4N。求：
（1）木块此时受到的浮力大小；
（2）木块的重力；
（3）容器对水平地面的压强。
11．如图所示，A是质量均匀的长方体，底面积为25cm2，高为8cm，质量为160g；另有一圆柱形容器，高为8cm，底面积为125cm2。小明先把A物体放在圆柱形容器的正中央，然后按要求向圆柱形容器中加水，容器壁厚度忽略不计，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）A物体的密度；
（2）小明同学缓慢沿容器壁注入500g水，待A物体稳定后（始终竖直），再将A竖直向上提0.4cm，求此时水对A物体下底面的压强；
（3）若从水量为0开始缓慢注入水的质量为mx（单位：g）直到注满为止，请通过分析计算，写出水对容器底部的压强p与mx的函数关系式。
第09讲—浮力
2023年中考物理一轮复习讲练测
一、思维导图
二、考点精讲
考点1—物体的沉浮条件及应用
1.浮力
1.定义：液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的力，这个力叫做浮力．
2.产生原因：如图所示，浸在液体(或气体)中的物体，其上、下表面受到液体(或气体)对它的压力不同，且向上的压力大于向下的压力，这个压力差就是物体受到的浮力，公式为F浮＝F向上－F向下，当物体漂浮时，F向下＝0N.
F向上
F向下
F向上
3.影响因素：物体浸在液体(或气体)中的体积越大，液体(或气体)的密度越大，物体受到的浮力越大
2.阿基米德原理
1. 内容：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2. 公式：F浮＝G排＝m排g＝．ρ液表示液体密度，单位为kg/m3；V排表示物体排开液体的体积，单位为m3
(注：当物体部分浸入液体时V排＜V物，当物体完全浸没时V排＝V物)
3. 变形式：求液体密度：ρ液＝ ；求排开液体的体积：V排＝ .
4. 适用范围：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体．
考点2—物体的沉浮条件
1.物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体，浮沉情况由重力和浮力的大小关系共同决定。对物体进行受力分析，物体在悬浮时，重力和浮力是一对平衡力，若是上浮，则浮力大于重力，若是下沉，则浮力小于重力；漂浮时物体处于平衡状态，重力等于浮力。
浮力表达式：F浮=ρ液gV排，重力表达式：G=mg=ρ物gV物
①物体浸没在液体中，有上浮、下沉以及悬浮三种情况，都满足V排=V物。
上浮：F浮>G，ρ液gV排>ρ物gV物，ρ液>ρ物
下沉：F浮
②物体漂浮时，物体部分浸入液体中，V排
③判断物体浮沉条件，有两种方法：比较F浮与G大小关系或比较ρ液与ρ物的大小关系。
④切片问题：密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把同一物体切成大小不等的两块放入同一液体中，则大块、小块都悬浮（或漂浮），即浮沉情况没有发生改变，和没有切割前相同，因为物块切割前后密度始终没有发生改变。此时的浮沉情况可由密度来进行判断。
考点4-浮沉条件的应用
（1）轮船①工作原理：空心法，即把密度比水大的钢材制成空心的，使它能排开更多的水，增大可利用的浮力，从而漂浮在水面上，这是浮沉条件的应用；
②轮船可以漂浮在水面上，轮船的重力小于浮力，也可以根据浮沉条件中密度关系进行分析：轮船的平均密度小于水的密度；
③同一搜轮船，不论在海里航行，还是在河里航行，浮力均等于重力，所以浮力不变，由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，由于海水和河水的密度不同，ρ海水＞ρ河水，故轮船在海水里排开的体积小于河里，即河里吃水深度（吃水线）大于海里。轮船的排水量=船自身重量+满载时货物的重量
（2）潜水艇
靠改变自重来实现上浮或下沉的。当潜水艇需要下潜时，就打开两侧的水舱，当水舱注水后，潜水艇重力变大，超过水的浮力，它就开始下沉。当潜水艇需要上浮时，就启动压缩机，用高压的空气将水舱内的水排出，潜水艇自身重力减小，就可以上浮。
（3）气球和飞艇
热气球和飞艇通过加热空气或氢气、氦气等措施，使球内密度小于球外空气密度到一定程度，从而使气球上升到空中，若要使充有氦气或氢气的气球降回地面，可以放出球内的一部分气体，使气球体积缩小，减小浮力；对于热气球，只要停止加热，热空气冷却，气球体积就会缩小，浮力减小。
（4）密度计密度计示数不均匀，刻度值呈上小下大特点分布。同一支密度计在测量不同液体时，受到的浮力都相同，均等于密度计的重力（二力平衡），但若液体密度大，则密度计浸入体积小，若液体密度小，则浸入体积大。故密度计上刻度示数为上小下大。
（5）排水量：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，根据浮体平衡条件得：船受到的总F浮=G总=排水量（千克）×g，就是船排开水的重，即是浮力，又等于船、货的总重力。
三、例题精析
1．如图，“寻梦” 学习小组制作的潜水艇模型，通过橡胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，可使烧瓶下沉或上浮。若使潜水艇下沉（胶管在水中的体积忽略不计），下列分析正确的是（ ）
A．使用橡胶管向“潜水艇”内吹气B．“潜水艇”所受的浮力逐渐变小
C．水对“潜水艇”的压强保持不变D．“潜水艇” 自身重力增大实现下沉
【答案】D
【详解】A．使用橡胶管向“潜水艇”内吹气时，瓶内气压增大，将烧瓶内的水挤出，使得烧瓶的总重力减小，而烧瓶所受浮力不变，此时烧瓶所受浮力将大于烧瓶的总重力，故烧瓶将上浮，故A错误；
B．“潜水艇”下沉过程中，排开水的体积不变，故由阿基米德原理可知，“潜水艇”所受的浮力不变，故B错误；
C．“潜水艇”下沉过程中，距离水面的深度增加，故由p=ρgh可得，水对“潜水艇”的同一位置压强变大，故C错误；
D．使用橡胶管从烧瓶中吸气时，瓶内气压减小，在外界大气压的作用下将烧瓶外的水压入烧瓶中，使得烧瓶的总重力增大，而烧瓶所受浮力不变，此时烧瓶的总重力大于烧瓶所受浮力，故“潜水艇”将下沉，可知是通过“潜水艇”自身重力增大实现下沉，故D正确。
故选D。
2．2020年10月27日，我国研发的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米，创造了中国载人深潜的新纪录。关于“奋斗者”号下列说法正确的是（ ）
A．悬浮和漂浮时受到的浮力相等
B．匀速下潜的过程中受非平衡力
C．从悬浮到下潜过程中受到的浮力变大
D．匀速下潜过程中底部受到的海水压强变大
【答案】D
【详解】A．载人潜水器悬浮和漂浮时，排开的水的体积不同，水的密度不变，根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，受到的浮力不相等，故A错误；
B．匀速下潜的过程中，潜水器受力平衡力，受平衡力的作用，故B错误；
C．从悬浮到下潜过程中，潜水器排开的水的体积不变，水的密度不变，根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，受到的浮力不变，故C错误；
D．匀速下潜过程中，深度变大，水的密度不变，根据公式p=ρ水gh可知，潜水器底部受到的海水压强变大，故D正确。
故选D。
3．新鲜鸡蛋在水中会下沉，向水中加盐并轻轻搅拌，随着盐的溶解，可以看到鸡蛋会上浮，这是因为
A．鸡蛋的质量减少，浮力增大
B．鸡蛋排开盐水的体积增大，浮力增大
C．鸡蛋的重力减小，重力小于浮力
D．液体的密度变大，鸡蛋所受的浮力大于重力
【答案】D
【详解】加盐后随着盐的溶解，盐水的密度增大，根据阿基米德原理可知鸡蛋所受浮力增大，当浮力增大到大于鸡蛋的重力时鸡蛋会上浮．
4．在“天宫课堂”中，航天员王亚平用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球悬停在水中，如图-1所示，这是由于在中国空间站中，乒乓球不再受到重力和___________力的原因而悬停不动。在地面课堂的同学们也做同样的实验；用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球会迅速上浮直至漂浮，如图-2所示，乒乓球露出水面前，浮力___________重力且浮力大小___________。
【答案】 浮 大于 不变
【详解】[1]在中国空间站微重力环境中，图中乒乓球所受重力几乎为零，乒乓球悬停处于平衡状态，因此水对乒乓球的浮力几乎为零，即乒乓球不再受到重力和浮力作用。
[2] 乒乓球露出水面前，乒乓球上浮，根据物体的沉浮条件可知，乒乓球受到的浮力大于它所受的重力。
[3] 乒乓球露出水面前，处于完全浸没，排开液体的体积等于乒乓球的体积不变，根据阿基米德原理F浮=ρgV排，在同种液体中，排开液体体积不变，它所受的浮力也不变。
5．用弹簧测力计在空气中称一物块，测得其重为20 N，当把这个物块的一部分浸在水中时，弹簧测力计的示数为16 N，这时物块受到的浮力是___________N，若将物块全部浸没在水中，物块所受浮力为15 N，这时弹簧测力计的示数将变为___________N，两次实验物体所受的浮力不同说明浮力大小与___________有关．
【答案】 4 5 排开液体的体积
【详解】铁块受到的浮力F浮力1=G−F1=20N−16N=4N，∵若将铁块全部浸没在水中，则G=F浮力2+F2，∴F2=G−F浮力2=20N−15N=5N，物体浸入液体的体积也就是物体排开液体的体积越大，弹簧测力计拉力越小，说明浮力越大，即浮力与物体排开液体的体积有关．
点睛：因为在乙拉力作用下浸在液体中的物体受重力、浮力和拉力的作用．利用称重法分析解答即可．
6．一个圆柱形容器足够高，底面积为200cm2，其中装有一定量的水。现将边长为10cm的正方体木块放入其中如图所示，木块静止时，有一半的体积露出液面，此时水面比放入木块前升高___________cm，若要使木块完全浸没在水中还需要向下施加___________N的压力。
【答案】 2.5 5
【详解】[1]木块的体积为
木块静止时，有一半的体积露出液面，则水面比放入木块前升高的高度为
[2] 在水中漂浮，故其重力等于浮力，则重力大小为
木块完全浸入水中受到的浮力为
需要施加向下的力才能使木块完全浸入水中，其大小为
7．小明所在实验小组利用弹簧测力计、圆柱形金属块、烧杯等器材，按照如图所示步骤探究浮力的大小跟哪些因素有关。（）
（1）圆柱形金属块所受重力为______N，所受浮力的方向______向上。分析实验图像可知金属块全部浸没在水中时所受的浮力为______N；
（2）分析比较实验步骤A、B、C、D可知：浮力大小与物体______有关；分析比较A、D、E实验步骤还可以探究的实验问题是______；
（3）同组的小刚根据实验步骤A、B、C得出结论：浮力大小与物体浸入液体的深度有关，深度越大，浮力越大，他的实验结论不正确的原因是______；
（4）本实验所用的金属块的密度为______。
【答案】 3.7 竖直 1 排开液体的体积 物体受到的浮力大小与液体密度的关系 没有控制排开液体的体积相同
【详解】（1）[1]由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为3.7N，即物体的重力为3.7N。
[2]金属块受到的浮力、拉力、重力三个力平衡，重力的方向竖直向上，拉力、浮力的方向是竖直向上的。
[3]金属块全部浸没在水中时所受的浮力为
（2）[4]分析比较A、B、C、D可知，液体的密度相同时，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，根据可知，物体受到的浮力不同，所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[5]分析比较A、D、E可知，物体排开液体的体积相同，液体的密度不相同，弹簧测力计的示数不同，根据可知，物体受到的浮力不同，所以分析比较A、D、E实验还可以探究物体受到的浮力大小与液体密度的关系。
（3）[6]在实验A、B、C中，控制液体的密度相同，排开液体的体积不同，深度不同，不能探究浮力大小与物体浸入液体深度的关系，原因是没有控制排开液体的体积相同。
（4）[7]根据阿基米德原理 知，物体排开液体的体积为
金属块的体积，金属块的质量
金属块的密度
8．小军同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时，他用弹簧测力计悬挂一个实心金属块，分别在下列四种情况下保持静止（如图所示）。请你帮助小军同学完成以下问题：
（1）乙图中金属块所受浮力为______N；
（2）比较甲、丙、丁三幅图可得出结论：浮力的大小与______有关；
（3）比较______三幅图可得出结论：浮力的大小与物体没在液体中的体积有关。
【答案】 0.4 液体的密度 甲乙丙
【详解】（1）[1]由图甲所示，物体重力为2.7N，如图乙所示，弹簧测力计示数为2.3N，物体所受浮力为
（2）[2]比较甲、丙、丁三幅图可得，物体排开液体中体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同，可得图丙中浮力为
图丁中浮力为
根据控制变量法可得结论：浮力大小与液体密度有关。
（3）[3]要得结论：浮力的大小与物体没在液体中的体积有关，根据控制变量法，需控制液体密度相同，使物体没在液体中体积改变，故应比较图甲乙丙。
9．2022年5月15日新闻，“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4300米的营地升空到9000米，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中，浮空艇（表皮很薄的气囊）体积为9000m3，内部充有氦气和空气的混合气体，其密度为0.2kg/m3，浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为2×103kg，浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上（如图）。该浮空艇周围空气的密度为1.2kg/m3，g取10N/kg，缆绳的重力不计，仪器舱体积可忽略不计。求：
（1）浮空艇内气体的质量；
（2）浮空艇所受到的浮力；
（3）为了有效控制浮空艇，要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍，则锚泊车的质量是多少？
【答案】（1）1.8×103kg；（2）1.08×105N；（3）2.1×104kg
【详解】解：
（1）由得
（2）由阿基米德原理得
（3）浮空艇受4个力而平衡
所以为
又因为要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍
答：（1）浮空艇内气体的质量为1.8×103kg
（2）浮空艇所受的浮力为1.08×105N
（3）锚泊车的质量是2.1×104kg
10．如图所示，水平地面上有一底面积为2×10-2m2的圆柱形容器（容器质量忽略不计），容器中水的质量为7kg，一个边长为10cm的正方体木块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4N。求：
（1）木块此时受到的浮力大小；
（2）木块的重力；
（3）容器对水平地面的压强。
【答案】（1）10N；（2）6N；（3）3800Pa
【详解】解：（1）因木块浸没在水中所以
V排=V=10×10×10×10-6m3=10-3m3
木块此时受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
（2）受力分析可知，木块在重力、拉力和浮力的作用下静止，所以
G=F浮-F拉=10N-4N=6N
（3）容器中水的质量为7kg，则水的重力
G水=mg=7kg×10N/kg=70N
容器对桌面的压力
F压=G总=G水+G=70N+6N=76N
容器对桌面的压强
答：（1）木块此时受到的浮力是10N；
（2）木块的重力是6N；
（3）容器对水平地面的压强为3800Pa
11．如图所示，A是质量均匀的长方体，底面积为25cm2，高为8cm，质量为160g；另有一圆柱形容器，高为8cm，底面积为125cm2。小明先把A物体放在圆柱形容器的正中央，然后按要求向圆柱形容器中加水，容器壁厚度忽略不计，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）A物体的密度；
（2）小明同学缓慢沿容器壁注入500g水，待A物体稳定后（始终竖直），再将A竖直向上提0.4cm，求此时水对A物体下底面的压强；
（3）若从水量为0开始缓慢注入水的质量为mx（单位：g）直到注满为止，请通过分析计算，写出水对容器底部的压强p与mx的函数关系式。
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【详解】解：（1）A物体的体积为
则A物体的密度为
（2）注入水的体积为
假设注入水后A物体能漂浮，则
由可知排开水的体积
此时A物体浸入水中的深度为
故此时注入水的体积至少为
所以注入500g水后，A物体没有漂浮，将A物体竖直向上提0.4cm后，A物体浸入水的深度为
此时水对A物体下表面压强为
（3）当物体A刚刚漂浮时，注入水的体积为，质量为
所以当时，水的深度为
水对容器底部的压强为
由于当时，物体开始漂浮，则注满容器时能注入水的体积为
质量为
所以当时，水的深度
水对容器底部的压强为
所以水对容器底部的压强与p与mx的函数关系为
答：（1）A物体的密度；
（2）水对A物体下底面的压强为；
（3）水对容器底部的压强p与mx的函数关系式
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