初中物理第一节 认识浮力习题

这是一份初中物理第一节 认识浮力习题，共16页。
1.知道什么是浮力和浮力的方向；
2.会用“称重法”测量浸入液体中的物体受到的浮力；
3.知道浮力产生的原因。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一：浮力
现象探究：什么是浮力？
概念：无论是液体还是气体，对浸在其中的物体都有向上的托力，物理学中把这个托力叫做浮力
【拓展延伸】
无论物体的形状如何，怎样运动，只要是浸入液体（或气体）中，都会受到液体（或气体）对它竖直向上的浮力。
施力物体是液体（或气体）。受力物体是浸入液体（或气体）中的物体。
对“浸在”的理解：“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入”，也就是说浸没在液体内部和浮在液体表面的物体都受到浮力，浸在气体中的物体也受到浮力。
测浮力大小的简便方法——称重法。
2.称重法：物体放在液体前，把物体挂在弹簧测力计上，测出物体的重力G，再把物体浸入液体中，记下弹簧测力计的示数为,则。
知识点二：浮力的产生原因
有一个棱长为L的正方体浸没在液体中，分析受力可知：
结论：浸没在液体中的物体受到的浮力，是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的，即。
【特别提示】——两种特殊情况
(1)当物体部分浸入液体中时，如图所示甲，物体上表面受
到的向下的液体的压力为零，此时；
若浸在液体中的物体下表面和容器底紧密接触，如图乙所示，则液体对物体向上的压力等于零，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力的作用。
要点诠释：
1. 浮力的施力物体就是“液体”，受力物体就是“浸在液体中的物体”；物体间力的作用是相互的，物体受到浮力的同时，液体也受到物体对它的压力作用，这个力的大小就等于物体受到的浮力，方向和浮力的方向相反。
2.根据浮力产生的原因，上、下表面受到的压力差。如果物体和容器底部紧密接触（不是沉底），这时物体上表面受到液体竖直向下的压力，物体的下表面并没有受到液体竖直向上的压力，物体虽然浸没在液体中，但是不受浮力。（如图）
在图中,重为4牛的金属块静止在水面下，弹簧测力计的示数为3牛，金属块受到浮力的大小为_________牛，方向_________。当剪断连接金属块与测力计的细线时,金属块所受合力将________3牛(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
如图所示，是两个体积相同又能自由移动的物体，是容器凸起的一部分，现往容器里注入一些水，则下列说法错误的是（ ）
A.物体一定受到浮力的作用
B.物体一定受到浮力的作用
C.部分一定受到浮力的作用
D.部分一定受到浮力的作用
【作业帮】
一、什么是浮力
1．关于浮力，下列说法中正确的是（ ）
A．浮力的施力物体只能是液体
B．浮力的方向不一定总是竖直向上
C．正在水中下沉的石头受到浮力的作用
D．只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
2．有一实心球形物体，用弹簧测力计在空气中称重时，测力计的示数为15N，当把物体的一半体积浸入水中时，测力计的示数为6N。则此时物体受到的浮力是（ ）
A．9NB．6NC．18ND．15N
3．在图中，重为3牛的小球漂浮在水面上，用力的图示法画出该球受到的浮力F浮。
4．小丽想要测量一个石块浸没在水中的浮力，她先用弹簧测力计测出石块在空气中的重力为5N，然后将石块完全浸没在水中，弹簧测力计示数如图所示，则石块所受的浮力大小为______N，浮力的方向是______。
二、浮力产生的原因
5．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（ ）
A．大气存在压强
B．连通器原理
C．液体的压强与液体的密度和深度有关
D．浮力产生的原因是液体（或气体）对浸在其中的物体上下两个表面存在压力差
6．将两个相同的物体放入甲、乙两个容器内中央位置，同时等量缓慢地向甲、乙容器中注水，假设物体密度小于水且注水过程中物体不会倾倒，则（ ）
A．甲容器中的物体先浮起B．乙容器中的物体先浮起
C．甲、乙容器中的物体同时浮起D．都有可能
7．如图所示，浸没在液体中的物体，其下表面受到液体向上的压力__________上表面受到液体向下的压力（选填“小于”“等于”或“大于”），这两个压力之间存在的压力差就是产生浮力的原因。浮力的方向总是___________________，浮力的大小与该物体所受重力的大小__________（选填“有关”或“无关”）。
三、浮力大小的计算
8．如图所示、装有水的容器静止放在水平桌面上。正方体物块M悬浮在水中，其上表面与水面平行，水对物体M竖直向下的压力，竖直向上的压力为。则下列说法中正确的是（ ）
A．大于
B．与的合力方向竖直向下
C．与合力大小等于物体M受到的重力大小
D．物体M受到水的作用力的合力大小等于零
9．一均匀的长方体浸没在液体中，如图所示。已知它的底面积为S，上表面所处深度为h1，下表面所处深度为h2，长方体下表面所受到液体的压力表达式为___________、浮力表达式为___________，侧面所受合力为___________N。（液体密度ρ液和g为已知量）
10．如图所示，用细绳吊着重力为20牛的正方体金属块并将其浸没在水中，此时该金属块上、下表面受到水的压力为4.9牛、19.6牛，该金属块受到的浮力为_______牛，拉力为______牛。现用细绳吊着该金属块继续在水中下沉，则该金属块受到水的浮力F浮、其上表面受到水的压力F上和下表面受到水的压力F下，这三个力中大小不变的是______。
11．如图所示，一合金块所受重力为26.5牛，用测力计挂着金属块一半浸入水中，这时测力计的示数为21.6牛，此时金属块受到的浮力为______牛，如果将金属块全部浸没到水中，测力计的示数将变为______牛。若此时，金属块受到水对它向下的压力为20牛，那么此时水对金属块向上的压力为______牛。
12．图甲是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h关系的实验装置。其中A是实心均匀圆柱形物体，用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出），得到F与h的关系图象如图乙所示。在浸没前，随着物体A逐渐浸入水中，水对容器底部的压强将变 ______；完全浸没时，A受到水的浮力为 ______N。
现象
氢气球飞向高空
放飞的孔明灯
轮船在海面上航行
湖面上的天鹅
原因
在空气中的氢气球受到空气向上托的力
在空气中的孔明灯受到空气向上托的力
浸在海水的轮船受到海水向上的托力
湖面的天鹅受到湖水向上的托力
位置
深度
压强
压力
前后两面
相等
相等
，是一对平衡力
左右两面
相等
相等
，是一对平衡力
上下两面
设上表面的深度为，则下表面的深度为
上表面的压强小于下表面的压强
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课时9.1 认识浮力 （帮课堂）（解析版）
【学习目标】
1.知道什么是浮力和浮力的方向；
2.会用“称重法”测量浸入液体中的物体受到的浮力；
3.知道浮力产生的原因。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一：浮力
现象探究：什么是浮力？
概念：无论是液体还是气体，对浸在其中的物体都有向上的托力，物理学中把这个托力叫做浮力
【拓展延伸】
无论物体的形状如何，怎样运动，只要是浸入液体（或气体）中，都会受到液体（或气体）对它竖直向上的浮力。
施力物体是液体（或气体）。受力物体是浸入液体（或气体）中的物体。
对“浸在”的理解：“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入”，也就是说浸没在液体内部和浮在液体表面的物体都受到浮力，浸在气体中的物体也受到浮力。
测浮力大小的简便方法——称重法。
2.称重法：物体放在液体前，把物体挂在弹簧测力计上，测出物体的重力G，再把物体浸入液体中，记下弹簧测力计的示数为,则。
知识点二：浮力的产生原因
有一个棱长为L的正方体浸没在液体中，分析受力可知：
结论：浸没在液体中的物体受到的浮力，是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的，即。
【特别提示】——两种特殊情况
(1)当物体部分浸入液体中时，如图所示甲，物体上表面受
到的向下的液体的压力为零，此时；
若浸在液体中的物体下表面和容器底紧密接触，如图乙所示，则液体对物体向上的压力等于零，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力的作用。
要点诠释：
1. 浮力的施力物体就是“液体”，受力物体就是“浸在液体中的物体”；物体间力的作用是相互的，物体受到浮力的同时，液体也受到物体对它的压力作用，这个力的大小就等于物体受到的浮力，方向和浮力的方向相反。
2.根据浮力产生的原因，上、下表面受到的压力差。如果物体和容器底部紧密接触（不是沉底），这时物体上表面受到液体竖直向下的压力，物体的下表面并没有受到液体竖直向上的压力，物体虽然浸没在液体中，但是不受浮力。（如图）
在图中,重为4牛的金属块静止在水面下，弹簧测力计的示数为3牛，金属块受到浮力的大小为_________牛，方向_________。当剪断连接金属块与测力计的细线时,金属块所受合力将________3牛(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【解析】(1)根据题意可以知道,金属块的重力为,金属块浸没在水中弹簧测力计的示数为；金属块在水中受到水的浮力:，浮力的方向是竖直向上的;
(2)当重为的金属块静止在水面下，弹簧测力计的示数为，因为金属块静止，所以金属块受到的合力为零；当剪断连接金属块与测力计的细线时，金属块受到合力的大小等于弹簧测力计的示数，即大小为，方向竖直向下。
如图所示，是两个体积相同又能自由移动的物体，是容器凸起的一部分，现往容器里注入一些水，则下列说法错误的是（ ）
A.物体一定受到浮力的作用
B.物体一定受到浮力的作用
C.部分一定受到浮力的作用
D.部分一定受到浮力的作用
【解析】浮力产生的原因是浸在液体里的物体受到向上和向下的压力差。由题图分析知，物体和部分上、下表面都受到水的压力，且，所以物体和部分一定受浮力的作用。物体，，也受到浮力的作用。是容器底部凸起的一部分，它的下表面没有与水接触，也就是没有受到向上的压力，所以它一定不受浮力。
【作业帮】
一、什么是浮力
1．关于浮力，下列说法中正确的是（ ）
A．浮力的施力物体只能是液体
B．浮力的方向不一定总是竖直向上
C．正在水中下沉的石头受到浮力的作用
D．只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
【答案】C
【解析】【详解】A．物体浸在空气中也会受到浮力的作用，此时的施力物体是空气，故A错误；B．浮力方向总是与重力方向相反，是竖直向上的，故B错误；CD．浸在液体中的物体会受到液体产生的向上托的力，即受浮力作用，漂浮的物体受浮力，下沉的物体也受浮力，故C正确，D错误。故选C。
2．有一实心球形物体，用弹簧测力计在空气中称重时，测力计的示数为15N，当把物体的一半体积浸入水中时，测力计的示数为6N。则此时物体受到的浮力是（ ）
A．9NB．6NC．18ND．15N
【答案】A
【解析】【详解】物体浸入水中时，受到向上的拉力、竖直向下的重力、竖直向上的浮力处于平衡状态，则此时物体受到的浮力为故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
3．在图中，重为3牛的小球漂浮在水面上，用力的图示法画出该球受到的浮力F浮。
【答案】
【解析】【分析】作图前应先进行受力分析，明确力的三要素，再按一定的标度，浮力的作用点在重心，也就是球的中心，从力的作用点开始沿力的方向画出这个力，并标出大小和方向。【详解】小于漂浮在水面上，则所受的浮力与自身的重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以浮力的大小为3N，方向竖直向上，作用点在小于的重心上。作图如下：
4．小丽想要测量一个石块浸没在水中的浮力，她先用弹簧测力计测出石块在空气中的重力为5N，然后将石块完全浸没在水中，弹簧测力计示数如图所示，则石块所受的浮力大小为______N，浮力的方向是______。
【答案】 2.2 竖直向上
【解析】【详解】[1][2]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，石块重为5N，石块浸没在水中弹簧测力计的示数为2.8N，石块在水中受到水的浮力F浮=G-F示=5N-2.8N=2.2N
浮力的方向始终是竖直向上的。
二、浮力产生的原因
5．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（ ）
A．大气存在压强
B．连通器原理
C．液体的压强与液体的密度和深度有关
D．浮力产生的原因是液体（或气体）对浸在其中的物体上下两个表面存在压力差
【答案】D
【解析】【详解】开始乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用，下部没有液体，只受到大气压的作用，向上的大气压强小于向下的压强的作用，乒乓球不能上浮。用手堵住瓶口，乒乓球下面有水，则其下面也受到液体压强的作用，且向上的压强大于向下的压强，因为液体压强随深度的增加而增大，于是产生一个向上的压力差，这便产生了浮力，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
6．将两个相同的物体放入甲、乙两个容器内中央位置，同时等量缓慢地向甲、乙容器中注水，假设物体密度小于水且注水过程中物体不会倾倒，则（ ）
A．甲容器中的物体先浮起B．乙容器中的物体先浮起
C．甲、乙容器中的物体同时浮起D．都有可能
【答案】B
【解析】【分析】【详解】两个相同的物体的重力相同，放入甲、乙两个容器内中央位置，因甲容器底面积大，故同时等量缓慢地向甲、乙容器中注水，同一时刻，乙容器中水的深度大于甲容器中水的深度。根据，同一时刻，乙中物体底部受到液体产生的压强大，由压强公式有当液体产生的向上的压力（即浮力）刚好等于重力时，物体开始上浮，因两物体底面积相同，故乙容器中的物体受到的浮力先等于重力，故乙容器中的物体先浮起，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
7．如图所示，浸没在液体中的物体，其下表面受到液体向上的压力__________上表面受到液体向下的压力（选填“小于”“等于”或“大于”），这两个压力之间存在的压力差就是产生浮力的原因。浮力的方向总是___________________，浮力的大小与该物体所受重力的大小__________（选填“有关”或“无关”）。
【答案】 大于 竖直向上 无关
【解析】【详解】[1]浸没在液体中的物体，下表面所处的深度大于上表面所处的深度，根据液体内部压强的特点可知，物体下表面所受的液体压强大于上表面所受的液体压强，物体上下表面受力面积相同，根据可知，物体下表面所受的液体向下的压力大于上表面所受液体向下的压力。[2]因为物体浸没在液体中时，下表面所受的液体压力是竖直向上的，上表面所受的液体压力是竖直向下的，物体上下表面所受的压力差就是浮力，所以浮力的方向总是竖直向上的。[3]浮力的大小与液体的密度和物体浸没在液体中的体积有关，与物体所受重力大小无关。
三、浮力大小的计算
8．如图所示、装有水的容器静止放在水平桌面上。正方体物块M悬浮在水中，其上表面与水面平行，水对物体M竖直向下的压力，竖直向上的压力为。则下列说法中正确的是（ ）
A．大于
B．与的合力方向竖直向下
C．与合力大小等于物体M受到的重力大小
D．物体M受到水的作用力的合力大小等于零
【答案】C
【解析】【详解】A．由题意可知，物体M上表面的深度小于下表面的深度，由可知，下表面受到的压强大于上表面受到的压强，由可知，水对物体M竖直向下的压力为F1小于竖直向上的压力为F2，故A错误；B． ，竖直向上，F1竖直向下，F1与F2的合力方向竖直向上，故B错误；C．物体受到了重力、上表面的压力和下表面的压力，在这三个力的作用下处于平衡状态，F1与F2的合力大小等于物体受到的重力的大小，合力F与重力G的方向相反，故C正确；D．物体M侧面受到水的作用力的合力大小等于零，上下表面受到水的合力就是物体受到的浮力，大小不为零，故D错误。故选C。
9．一均匀的长方体浸没在液体中，如图所示。已知它的底面积为S，上表面所处深度为h1，下表面所处深度为h2，长方体下表面所受到液体的压力表达式为___________、浮力表达式为___________，侧面所受合力为___________N。（液体密度ρ液和g为已知量）
【答案】 ρ液gh2S ρ液g(h2-h1)S 0
【解析】【详解】[1]下表面所处深度为h2，长方体下表面所受到液体的压强为p2=ρ液gh2根据，长方体下表面所受压力表达式为F2=p2S=ρ液gh2S[2]同理，上表面所受压力的表达式为F1=p1S=ρ液gh1S根据浮力产生的原因，浮力表达式为F浮=F2-F1=ρ液gh2S-ρ液gh1S=ρ液g(h2-h1)S
[3]因长方体相对的两个侧面具有对称性，所以，由p=ρgh可知，相同深度液体内部的压强相等，由F=pS可知，相同深度相对的两个侧面物体受到的压力相等，则长方体侧面所受液体压力的合力为0。
10．如图所示，用细绳吊着重力为20牛的正方体金属块并将其浸没在水中，此时该金属块上、下表面受到水的压力为4.9牛、19.6牛，该金属块受到的浮力为_______牛，拉力为______牛。现用细绳吊着该金属块继续在水中下沉，则该金属块受到水的浮力F浮、其上表面受到水的压力F上和下表面受到水的压力F下，这三个力中大小不变的是______。
【答案】 14.7 5.3 F浮
【解析】【详解】[1]由浮力产生的原因可知，金属块受到的浮力[2]由称重法可得，细绳的拉力[3]用细绳吊着该金属块继续在水中下沉，金属块上表面和下表面所处水的深度不断增加，由和知，该金属块上、下表面受到水的压力变大，但在该过程中，金属块排开水的体积不会发生变化，根据可知，该金属块受到水的浮力不变。
11．如图所示，一合金块所受重力为26.5牛，用测力计挂着金属块一半浸入水中，这时测力计的示数为21.6牛，此时金属块受到的浮力为______牛，如果将金属块全部浸没到水中，测力计的示数将变为______牛。若此时，金属块受到水对它向下的压力为20牛，那么此时水对金属块向上的压力为______牛。
【答案】 4.9 16.7 29.8
【解析】【详解】[1]当金属块刚好一半浸入水中时，金属球受到的浮力F浮=G-F示=26.5N-21.6N=4.9N[2]当金属球全部浸入水中时，受到的浮力F浮′=2F浮=2×4.9N=9.8N
此时弹簧测力计的示数F示′=G-F浮′=26.5N-9.8N=16.7N[3]由浮力产生的原因知道，水对金属块向上的压力F上=F浮+F下=9.8N+20N=29.8N
12．图甲是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h关系的实验装置。其中A是实心均匀圆柱形物体，用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出），得到F与h的关系图象如图乙所示。在浸没前，随着物体A逐渐浸入水中，水对容器底部的压强将变 ______；完全浸没时，A受到水的浮力为 ______N。
【答案】 变大 7
【解析】【分析】【详解】[1]浸没前，物体A逐渐浸入水中的过程中，排开水的体积变大，容器中水面升高，容器底部的深度变大，根据p=ρgh，容器底部的压强将变大。[2]由图乙知，物体A下表面离水面的距离小于hA时，测力计示数逐渐变小，当物体A下表面离水面的距离大于等于hA时，测力计示数不变，根据F浮=G-F，受到的浮力不变，说明物体完全浸没在水中，完全浸没时，A受到水的浮力为F浮=G-F=12N-5N=7N
现象
氢气球飞向高空
放飞的孔明灯
轮船在海面上航行
湖面上的天鹅
原因
在空气中的氢气球受到空气向上托的力
在空气中的孔明灯受到空气向上托的力
浸在海水的轮船受到海水向上的托力
湖面的天鹅受到湖水向上的托力
位置
深度
压强
压力
前后两面
相等
相等
，是一对平衡力
左右两面
相等
相等
，是一对平衡力
上下两面
设上表面的深度为，则下表面的深度为
上表面的压强小于下表面的压强
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