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初中物理人教版八年级下册10.1 浮力课时作业
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这是一份初中物理人教版八年级下册10.1 浮力课时作业，共33页。试卷主要包含了浮力产生的原因，探究影响浮力大小因素的实验等内容，欢迎下载使用。
知识点讲解
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。
2、探究影响浮力大小因素的实验
【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。
【实验器材】
弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块。
【器材作用】
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。
【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。
【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。
典例分析＋变式训练
考点1 浮力产生的原因
【典例1-1】下列图中没有受到浮力的物体是（ ）
A．太空中的中国天和核心舱
B．航行中的“辽宁号”航母
C．飞行中的“歼20”战斗机
D．下潜的“蛟龙号”潜水器
【典例1-2】2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。图甲是航天员王亚平在空间站做的乒乓球浮力消失实验，图乙为某物理老师做的浮力实验。下列说法错误的是（ ）
A．液体内部存在向各个方向的压强，是由于液体受重力，且有流动性
B．图甲，太空中失重状态下，水的密度小到零
C．图甲，液体对乒乓球没有压力差，因此浮力消失
D．图乙，乒乓球受到液体压力，因此受到浮力作用
【典例1-3】如图所示，形状完全相同的长方体A、B，悬浮在水中，两长方体下表面受到液体的压强pA pB，两长方体上、下表面所受液体的压力差ΔFA ΔFB，两长方体的密度ρA ρB（均填“大于”“等于”或“小于”）。
【变式1-1】2021年12月9日，神舟十三号的航天员在空间站做了乒乓球在水中浮力消失的实验，如图所示。太空中失重状态下，下列说法正确的是（ ）
A．水的密度减小到零 B．乒乓球没有排开水
C．乒乓球的质量为零 D．乒乓球排开的水重力为零
【变式1-2】下列情境中的物体，不受浮力的是（ ）
A．遨游太空的卫星B．空中上升的气球
C．海中航行的轮船D．水中下沉的石块
【变式1-3】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）
考点2 探究影响浮力大小因素的实验
【典例2-1】探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N。下列分析正确的是（ ）
A．金属块a浸没在水中，受到浮力的大小必为0.3N
B．利用甲、乙，可以得出：同一物体浸入水中深度越深，所受浮力越大的结论
C．利用乙、丙，可以得出：在同种液体中，物体密度越大，所受浮力越大的结论
D．利用丙、丁，可以初步得出：同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大的结论
【典例2-2】在“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，小芳设计的实验步骤如图所示，她按照A、B、C、D的顺序进行测量。小路则认为可以进一步优化实验步骤以减小实验误差，他将A、B、C、D重新排序，你认为小路的测量顺序是 。由A、B两步我们可以根据公式 求出F浮的大小，然后再比较F浮和 的大小关系。
【典例2-3】如图所示，小亮在做探究“圆锥体所受浮力大小与哪些因素有关”的实验，两个相同的容器中分别装有水和某种液体，请你回答下列有关的问题：
（1）A图中，弹簧测力计拉着圆锥体静止，拉力与 力是一对平衡力；由图中步骤A、B、C可得出结论：物体受到的浮力大小与 有关；根据 图实验可得出：浮力的大小与排开液体的密度有关。在E图中，圆锥体所受液体的浮力是
N；
（2）F图中，用弹簧测力计拉着圆锥体从其底部刚好接触水而开始缓慢下降进入水中，直到快接触到杯底，能大致反应圆锥体所受水的浮力F浮的大小与物体进入水中的深度h深关系的图象是下图中的 （填字母）；
（3）根据图中的实验数据，可计算出圆锥体的密度是 kg/m3；
（4）实验完成后，小刚取下合金块，他发现竖直向上提着弹簧测力计拉环时，指针对准了“0.1N”刻度线，则第（3）问中算出的圆锥体密度相对真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）。
【变式2-1】小明通过实验（如图所示）得出结论：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。在实验过程中，以下操作正确的是（ ）
A．为准确测量物体所受浮力，步骤应先③后④
B．为准确测量物体排开水的重力，步骤应先①后②
C．实验的最后一个操作应该是①
D．实验的第一个操作应该是③
【变式2-2】如图是某一小组探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验，请回答下列问题：
（1）若选用的操作是①④⑤，可探究浮力的大小与 的关系。
（2）请计算物体A的密度为多少？（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，请写出必要的文字说明、推导过程和计算结果）
（3）另一小组在实验结束后，绘制了弹簧测力计对物体B的拉力和物体B所受浮力随浸入水中深度变化的两条图线，如图所示，分析图像可知：
①曲线 （选填“a”或“b”）描述的是物体B所受浮力的变化情况。
②物体B的密度ρB＝ kg/m3。
【变式2-3】小明在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，他先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。实验步骤如图中的a、b、c、d、e所示（液体均未溢出），并将弹簧测力计的示数记录下来。
（1）分析数据可知，金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N；
（2）分析实验步骤a、c、d可知，在同种液体中，物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）；
（3）分析实验步骤 可知（填三个表示实验步骤的字母），在物体排开液体的体积一定时，物体所受浮力大小与液体的密度有关；
（4）根据图中给出的实验数据，还可算出盐水的密度为 kg/m3。
巩固训练
一、选择题。
1．（2023春•合阳县期末）如图，小朋友牵着气球在公园内游玩，气球所受浮力的方向正确的是（ ）
A． B．C．D．
2．（2023春•和平区期末）探究影响浮力大小的因素时，小红做了如图所示的实验，下列说法中错误的是（ ）
A．比较图B和C可知，物体受到的浮力大小与物体浸在液体中的深度有关
B．比较图B和C可知，物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关
C．比较图C和E可知，物体受到的浮力大小与液体的密度有关
D．比较图C和D可知，液体密度、物体排开液体的体积相同时物体所受到的浮力也相同
3．（2023春•白云区期末）在探究“浮力大小与物体重力是否有关”的实验中，进行了以下实验，如图所示，所测的相同体积的铜块和铁块的相关数据分别为F1、F2、F3、F4。若浮力大小与物体重力无关，则满足的条件是（ ）
A．F1＝F2，F3＝F4B．F1﹣F2＝F3﹣F4
C．F1﹣F3＝F2﹣F4D．F1﹣F4＝F2﹣F3
二、填空题。
4．（2023春•绵阳期末）如图所示，用细杆将重为3N的正方体小木块压入水中并保持静止，此木块上表面受到水的压力为7N，下表面受到水的压力为15N，则木块受到浮力大小是
N，细杆对木块的力大小是 N。
5．（2023春•镇江期末）2022年3月23日“天宫课堂”第二课开讲了：
（1）环绕地球飞行的空间站中可近似看作“零重力”环境，“太空教师”王亚平从水袋里挤出了一些水，这些水变成球形，悬浮在天宫中，接着向水球内注入一个气泡，气泡会悬在水球中央，此时气泡 （受到/不受）浮力作用。
（2）如图乙所示，王亚平老师用冰墩墩演示了“太空抛物实验”，当冰墩墩离开王老师的手之后，它将处于 状态，该实验可以用 定律来解释。
（3）弹簧测力计和托盘天平，可以在空间站中正常使用的是 。
6．（2023秋•奉贤区期中）如图所示的实验中，弹簧测力计的两次示数差F1﹣F2表示
；量筒的两次示数差V1﹣V2表示 ；此实验是为了 （选填“验证”或“探究”）浮力与物体排开液体重力之间的大小关系。
7．（2023•立山区二模）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 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，可选用图 的装置来进行操作；图 说明浮力大小与液体密度有关。
（3）正方体物块浸没在水中时受到的浮力是 N，正方体物块的体积是 m3。
（4）用图示实验数据测出盐水的密度是 kg/m3。
三、实验探究题。
8．（2023•华宁县校级模拟）小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液体中的圆柱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。
（1）分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与 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 图的装置来进行操作。
（3）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N，圆柱体的体积是 m3。
（4）用图示实验数据测出圆柱体浸没在盐水中时，受到的浮力是 N，盐水的密度是 kg/m3。
（5）本实验主要采用的探究方法是 。
9．（2023•徐州模拟）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。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 N；
（2）分析图 两图可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关；
（3）E图中盐水的密度是 kg/m3。
（4）如果在实验中不小心使E图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将 （填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
10．（2023•利通区校级二模）小明帮爷爷浇菜园。他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究。
（1）分析图中弹簧测力计示数的变化．可得出结论： 。
（2）实验结束后，小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图戊所示。分析图象可知：图象 （选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力与深度的变化情况；由图象可知：该金属圆柱体所受的重力为 N，金属圆柱体的密度为 kg/m3。
11．（2023•乌兰浩特市校级模拟）如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图回答下列问题：
（1）若选用的操作是③④，可探究浮力的大小与 的关系。
（2）若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应选用的操作是 （填序号）。
（3）由操作可知，物体浸没在水中时所受的浮力大小为 N。
（4）由操作可知，物体的体积大小为 cm3。
四、计算题。
12．（2023春•邹城市期末）如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力F1为5N，下表面受到液体的压力F2为13N，前后及两侧受到液体的压力相等。（g取10N/kg）。求：
（1）正方体受到的浮力；
（2）正方体上表面受到液体的压强；
（3）该液体的密度。
13．（2022春•周口期末）小柯学习了浮力的有关知识后，想探究“浮力的大小是否跟物体浸没在液体中的深度有关”于是他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触（未浸入水中），如图甲所示，然后将其逐渐浸入水中，弹簧测力计的示数F随圆柱体下表面逐渐浸入水中深度h的变化情况如图乙所示。请你帮助他解决下面的问题。
（1）由图乙可知，浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）。
（2）圆柱体受到的最大浮力是 N。
（3）计算该圆柱体的密度。
10.1 浮力（考点解读）（解析版）
知识导航
知识点讲解
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。
2、探究影响浮力大小因素的实验
【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。
【实验器材】
弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块。
【器材作用】
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。
【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。
【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。
典例分析＋变式训练
考点1 浮力产生的原因
【典例1-1】下列图中没有受到浮力的物体是（ ）
A．太空中的中国天和核心舱
B．航行中的“辽宁号”航母
C．飞行中的“歼20”战斗机
D．下潜的“蛟龙号”潜水器
【答案】A。
【解答】解：A．太空中没有空气，故太空中的中国天和核心舱不受浮力，故A符合题意；
B．航行中的“辽宁号”航母，能浮在海水面上，就是因为受到海水的浮力等于重力，故B不符合题意；
C．飞行中的“歼20”战斗机，受到空气的浮力，故C不符合题意；
D．下潜的“蛟龙号”潜水器，受到水的浮力，故D不符合题意；
故选：A。
【典例1-2】2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。图甲是航天员王亚平在空间站做的乒乓球浮力消失实验，图乙为某物理老师做的浮力实验。下列说法错误的是（ ）
A．液体内部存在向各个方向的压强，是由于液体受重力，且有流动性
B．图甲，太空中失重状态下，水的密度小到零
C．图甲，液体对乒乓球没有压力差，因此浮力消失
D．图乙，乒乓球受到液体压力，因此受到浮力作用
【答案】B。
【解答】解：A、液体内部向各个方向都有压强，是由于液体受到重力且液体有流动性，故A正确；
B、质量是物体的属性，与形状、状态、位置、温度无关，到太空中是位置的改变，而质量不变，水的体积也没有消失，则密度表示物体质量与体积的比值，密度不会减小到零，故B错误；
C、物体受到液体（或气体）对它的上、下表面的压力的合力，这个合力就叫浮力，在中国空间站微重力环境中，图甲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，即乒乓球所受压力及压力差都为零，故C正确；
D、图乙实验中，漂浮的乒乓球处于平衡状态，因此乒乓球所受水向上的压力即为乒乓球所受浮力，和重力大小相等，方向相反，故D正确。
故选：B。
【典例1-3】如图所示，形状完全相同的长方体A、B，悬浮在水中，两长方体下表面受到液体的压强pA 小于 pB，两长方体上、下表面所受液体的压力差ΔFA 等于 ΔFB，两长方体的密度ρA 等于 ρB（均填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】小于；等于；等于。
【解答】解：（1）由图可知，长方体a、b下表面在水中所处的深度ha＜hb，根据p＝ρ水gh可知下表面受到水的压强pa＜pb；
（2）形状完全相同的长方体A、B，悬浮在水中，两个长方体的体积相同，排开水的体积相同，根据阿基米德原理F浮＝ρ水gV排，可知两长方体所受浮力相等；
浸在水中的长方体所受浮力的大小等于长方体上、下表面所受液体的压力差，因此两长方体上、下表面所受液体的压力差ΔFA＝ΔFB；
（3）长方体A、B悬浮在水中，长方体的密度等于水的密度，所以两长方体的密度ρA＝ρB＝ρ水。
故答案为：小于；等于；等于。
【变式1-1】2021年12月9日，神舟十三号的航天员在空间站做了乒乓球在水中浮力消失的实验，如图所示。太空中失重状态下，下列说法正确的是（ ）
A．水的密度减小到零 B．乒乓球没有排开水
C．乒乓球的质量为零 D．乒乓球排开的水重力为零
【答案】D。
【解答】解：A．密度是物质本身的一种特性，一切物体都有密度，水的密度不会因为失重变为零，故A错误；
B．乒乓球放入水中后，占据了一部分原本都是水的空间，而且放入后液面会升高，所以是排开了一部分水的，故B错误；
C．质量是物体的一种属性，不随物体位置的改变而改变，所以乒乓球的质量不为零，故C错误；
D．太空中失重状态下，排开的水重力为零，根据物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力，浮力为零，相当于浮力消失了，故D正确。
故选：D。
【变式1-2】下列情境中的物体，不受浮力的是（ ）
A．遨游太空的卫星B．空中上升的气球
C．海中航行的轮船D．水中下沉的石块
【答案】A。
【解答】解：因为浮力是浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）向上托起的力，大海中航行的轮船、水中下沉的石块都受到水的向上托起的力，即受到浮力；空中上升的气球受到空气的浮力；太空中没有空气，故卫星不受到浮力，故A正确。
故选：A。
【变式1-3】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 ρ液gh2S 、浮力表达式为 ρ液g（h2﹣h1）S ，侧面所受合力为 0 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。
【解答】解：
（1）长方体上表面受到液体的压强为：
p上＝ρ液gh1；
长方体下表面受到液体的压强为：
p下＝ρ液gh2；
由p＝可得F＝pS，
则长方体上表面受到液体的压力：
F上＝p1S＝ρ液gh1S，
长方体下表面受到液体的压力：
F下＝p2S＝ρ液gh2S，
则根据浮力产生的原因可得，长方体受到的浮力：
F浮＝F下﹣F上＝ρ液gh2S﹣ρ液gh1S＝ρ液g（h2﹣h1）S；
（2）长方体侧面所处的深度相同，则水对侧面的压强相同，根据F＝PS可知，水对各个侧面的压力相同，所以侧面受到的合力为0。
故答案为：ρ液gh2S；ρ液g（h2﹣h1）S；0。
考点2 探究影响浮力大小因素的实验
【典例2-1】探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N。下列分析正确的是（ ）
A．金属块a浸没在水中，受到浮力的大小必为0.3N
B．利用甲、乙，可以得出：同一物体浸入水中深度越深，所受浮力越大的结论
C．利用乙、丙，可以得出：在同种液体中，物体密度越大，所受浮力越大的结论
D．利用丙、丁，可以初步得出：同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大的结论
【答案】D。
【解答】解：A、金属块a浸没在水中，受到的浮力为：F浮＝G﹣F拉＝1.6N﹣1N＝0.6N，故A错误；
B、根据F浮＝G﹣F拉可知：金属a在甲中受到的浮力为：F浮＝1.6N﹣1.3N＝0.3N，所以利用甲、乙，可以得出同一物体浸入水中排开液体体积越大，所受浮力越大的结论，故B错误；
C、乙和丙中，a和b的体积不同，没有控制变量，所以利用乙、丙，不可以得出在同种液体中，物体密度越大所受浮力越大的结论，故C错误；
D、根据F浮＝G﹣F拉可知：塑料块b在水中受到的浮力大，所以利用丙、丁，可以初步得出同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大的结论，故D正确。
故选：D。
【典例2-2】在“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，小芳设计的实验步骤如图所示，她按照A、B、C、D的顺序进行测量。小路则认为可以进一步优化实验步骤以减小实验误差，他将A、B、C、D重新排序，你认为小路的测量顺序是 DABC 。由A、B两步我们可以根据公式 F浮＝G﹣F示 求出F浮的大小，然后再比较F浮和 G排 的大小关系。
【答案】DABC；F浮＝G﹣F示；G排。
【解答】解：在这个探究中，应先测出空小桶的重力，再测物体的重力，然后将物体浸入溢水杯的水中，用小桶接住排出的水，最后测出小桶和接入水的总重力。所以重新排序应为：DABC。
由A、B两步我们可以根据公式F浮＝G﹣F示求出F浮的大小，然后再比较F浮和G排的大小关系。
故答案为：DABC；F浮＝G﹣F示；G排。
【典例2-3】如图所示，小亮在做探究“圆锥体所受浮力大小与哪些因素有关”的实验，两个相同的容器中分别装有水和某种液体，请你回答下列有关的问题：
（1）A图中，弹簧测力计拉着圆锥体静止，拉力与 圆锥体的重 力是一对平衡力；由图中步骤A、B、C可得出结论：物体受到的浮力大小与 排开液体的体积 有关；根据 A、D、E 图实验可得出：浮力的大小与排开液体的密度有关。在E图中，圆锥体所受液体的浮力是 1.1 N；
（2）F图中，用弹簧测力计拉着圆锥体从其底部刚好接触水而开始缓慢下降进入水中，直到快接触到杯底，能大致反应圆锥体所受水的浮力F浮的大小与物体进入水中的深度h深关系的图象是下图中的 B （填字母）；
（3）根据图中的实验数据，可计算出圆锥体的密度是 3.75×103 kg/m3；
（4）实验完成后，小刚取下合金块，他发现竖直向上提着弹簧测力计拉环时，指针对准了“0.1N”刻度线，则第（3）问中算出的圆锥体密度相对真实值 仍准确 （选填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）。
【答案】（1）圆锥体的重；排开液体的体积；A、D、E；1.1；（2）B；（3）3.75×103；（4）仍准确。
【解答】解：
（1）A图中，弹簧测力计拉着圆锥体静止，圆锥体受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，拉力跟圆锥体的重力是一对平衡力；
由图中步骤A可知圆锥体的重力大小，B、C中物体排开水的体积不同，根据F浮＝G﹣F示可知，B、C中物体受到的浮力大小不同，可得出结论：物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关；
由图中步骤A可知圆锥体的重力大小，D、E中物体排开液体的密度不同，根据F浮＝G﹣F示可知，D、E中物体受到的浮力大小不同，可得出结论：物体受到的浮力大小与排开液体的密度有关；
E图中，圆锥体所受液体的浮力是F液＝G﹣F示5＝4.5N﹣3.4N＝1.1N；
（2）F图中，用弹簧测力计拉着圆锥体从其底部刚好接触水而开始缓慢下降进入水中，直到快接触到杯底，在完全浸没前，随着深度的增加，受到的浮力增大；完全浸没后，深度增加，但浮力不变，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
（3）C图中，圆锥体所受水的浮力是F水＝G﹣F示3＝4.5N﹣3.3N＝1.2N
根据阿基米德原理，排开水的体积即为圆锥体的体积：V＝V排＝＝＝1.2×10﹣4m3；
圆锥体的密度是：ρ＝＝＝＝3.75×103kg/m3；
（4）虽然指针对准了“0.1N”刻度线，实际的拉力小于弹簧测力计的示数，但是弹簧测力计的两次示数之差为浮力，浮力的测量准确，物体的体积测量准确，所以算出的液体密度相对真实值仍准确。
故答案为：（1）圆锥体的重；排开液体的体积；A、D、E；1.1；（2）B；（3）3.75×103；（4）仍准确。
【变式2-1】小明通过实验（如图所示）得出结论：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。在实验过程中，以下操作正确的是（ ）
A．为准确测量物体所受浮力，步骤应先③后④
B．为准确测量物体排开水的重力，步骤应先①后②
C．实验的最后一个操作应该是①
D．实验的第一个操作应该是③
【答案】C。
【解答】解：石块的重力应先测出，即是操作④，若后面浸湿后再测会导致误差，
然后将空烧杯重力测出，操作应该是②，再将石块浸入水中测出此时的力，是操作③；最后测出溢出的水重力①。
由此可知：准确测量物体所受浮力，步骤应先④后③；
测量物体排开水的重力，步骤应先②后①；
实验的第一个操作应该是②或④；
实验的最后一个操作应该是①；
故选：C。
【变式2-2】如图是某一小组探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验，请回答下列问题：
（1）若选用的操作是①④⑤，可探究浮力的大小与 液体的密度 的关系。
（2）请计算物体A的密度为多少？（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，请写出必要的文字说明、推导过程和计算结果）
（3）另一小组在实验结束后，绘制了弹簧测力计对物体B的拉力和物体B所受浮力随浸入水中深度变化的两条图线，如图所示，分析图像可知：
①曲线 a （选填“a”或“b”）描述的是物体B所受浮力的变化情况。
②物体B的密度ρB＝ 2×103 kg/m3。
【答案】（1）液体的密度；（2）物体A的密度为4×103kg/m3；（3）①a；②2×103。
【解答】解：（1）由①④⑤知物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，由称重法F浮＝G﹣F知浮力不同，故可探究浮力的大小与液体密度的关系；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力为F浮水＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N，
由F浮＝ρ液gV排知物体的体积为：
V＝V排＝＝＝1×104m3，
物体A的密度为：
ρA＝＝＝＝4×103kg/m3；
（3）①完全浸没前，深度越大，物体排开水的体积越大，所受浮力越大；完全浸没后，排开水的体积不变，所受的浮力不变，所以浮力随深度的变化是先变大后不变，应为a；则b是拉力随深度的变化情况；
②由图像知，当深度增加，拉力和浮力都不再变化时，说明物体完全浸没其浮力等于拉力，由称重法F浮＝G﹣F知G＝F浮+F＝2F浮，
由V＝V排，G＝mg＝ρBgV和F浮＝ρ水gV排知ρBgV＝ρBgV排＝2ρ水gV排，
物体B的密度：
ρB＝2ρ水＝2×103kg/m3。
故答案为：（1）液体的密度；（2）物体A的密度为4×103kg/m3；（3）①a；②2×103。
【变式2-3】小明在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，他先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。实验步骤如图中的a、b、c、d、e所示（液体均未溢出），并将弹簧测力计的示数记录下来。
（1）分析数据可知，金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 2 N；
（2）分析实验步骤a、c、d可知，在同种液体中，物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度 无关 （选填“有关”或“无关”）；
（3）分析实验步骤 a、d、e 可知（填三个表示实验步骤的字母），在物体排开液体的体积一定时，物体所受浮力大小与液体的密度有关；
（4）根据图中给出的实验数据，还可算出盐水的密度为 1.1×103 kg/m3。
【答案】（1）2；（2）无关；（3）a、d、e；（4）1.1×103kg/m3。
【解答】解：（1）由a、c或a、d，根据称重法知金属块浸没在水中时受到的浮力大小是：F浮＝G﹣F＝4.8N﹣2.8N＝2N；
由a、e，根据称重法知金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是：F浮′＝G﹣F′＝4.8N﹣2.6N＝2.2N；
（2）分析a、c、d三次实验可知，液体的密度和排开液体的体积相同，金属块浸没在水中深度增加，弹簧测力计的示数不变，由称重法可知，金属块所受浮力不变，说明浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关；
（3）分析a、d、e三次实验可知，排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，且液体的密度越大，弹簧测力计的示数越小，由称重法可知，浮力越大，所以可以得出结论：在物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大；
（4）因金属块完全浸没在水中，根据F浮＝ρ液gV排可得金属块的体积：V＝V排＝＝＝2×10﹣4m3；
根据F′浮＝ρ盐gV排可得盐水的密度为：ρ盐＝＝＝1.1×103kg/m3。
故答案为：（1）2；（2）无关；（3）a、d、e；（4）1.1×103kg/m3。
巩固训练
一、选择题。
1．（2023春•合阳县期末）如图，小朋友牵着气球在公园内游玩，气球所受浮力的方向正确的是（ ）
A． B．C．D．
【答案】C。
【解答】解：无论气球处于什么状态，气球所受空气浮力的方向总是竖直向上的，故C正确。
故选：C。
2．（2023春•和平区期末）探究影响浮力大小的因素时，小红做了如图所示的实验，下列说法中错误的是（ ）
A．比较图B和C可知，物体受到的浮力大小与物体浸在液体中的深度有关
B．比较图B和C可知，物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关
C．比较图C和E可知，物体受到的浮力大小与液体的密度有关
D．比较图C和D可知，液体密度、物体排开液体的体积相同时物体所受到的浮力也相同
【答案】A。
【解答】解：
AB、比较图B和C可知，物体排开液体的密度不变，排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同、A受到的浮力不同，说明物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关，故A错误，B正确；
C、比较图C和E可知，物体所处深度相同、排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同、A受到的浮力不同，说明物体受到的浮力大小与液体的密度有关，故C正确；
D、比较图C和D可知，液体密度、物体排开液体的体积相同时，弹簧测力计的示数相同、A受到的浮力相同，故D正确。
故选：A。
3．（2023春•白云区期末）在探究“浮力大小与物体重力是否有关”的实验中，进行了以下实验，如图所示，所测的相同体积的铜块和铁块的相关数据分别为F1、F2、F3、F4。若浮力大小与物体重力无关，则满足的条件是（ ）
A．F1＝F2，F3＝F4B．F1﹣F2＝F3﹣F4
C．F1﹣F3＝F2﹣F4D．F1﹣F4＝F2﹣F3
【答案】D。
【解答】解：根据称重法，则铁块受到的浮力为F2﹣F3，铜块受到的浮力为F1﹣F4，他们排开水的体积相等，根据阿基米德原理，则铁块和铜块受到的浮力相同，即F2﹣F3＝F1﹣F4，说明浮力大小与物重无关。
故选：D。
二、填空题。
4．（2023春•绵阳期末）如图所示，用细杆将重为3N的正方体小木块压入水中并保持静止，此木块上表面受到水的压力为7N，下表面受到水的压力为15N，则木块受到浮力大小是 8 N，细杆对木块的力大小是 5 N。
【答案】8；5。
【解答】解：木块受到浮力的方向是竖直向上的；浸没水中木块受到的浮力等于上、下两个表面的压力差，即F浮＝F下﹣F上＝15N﹣7N＝8N；
木块处于静止状态，木块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的细杆的压力的作用，木块受力平衡，则细杆对木块的压力大小为：F＝F浮﹣G＝8N﹣3N＝5N。
故答案为：8；5。
5．（2023春•镇江期末）2022年3月23日“天宫课堂”第二课开讲了：
（1）环绕地球飞行的空间站中可近似看作“零重力”环境，“太空教师”王亚平从水袋里挤出了一些水，这些水变成球形，悬浮在天宫中，接着向水球内注入一个气泡，气泡会悬在水球中央，此时气泡 不受 （受到/不受）浮力作用。
（2）如图乙所示，王亚平老师用冰墩墩演示了“太空抛物实验”，当冰墩墩离开王老师的手之后，它将处于 匀速直线运动 状态，该实验可以用 牛顿第一 定律来解释。
（3）弹簧测力计和托盘天平，可以在空间站中正常使用的是 弹簧测力计 。
【答案】（1）不受；（2）匀速直线运动；牛顿第一；（3）弹簧测力计。
【解答】解：（1）向失重环境下的大水球中间注入一个气泡，由于水处于失重状态，所以不会对气泡产生压力，气泡在水球中不受浮力；
（2）宇航员王亚平老师做太空抛物实验，可爱的冰墩墩做匀速直线运动，因为物体不受力的作用将保持保持匀速直线运动，所以可以用牛顿第一定律解释；
（3）托盘天平使用时靠物体对托盘的压力来产生示数，物体在失重状态下，托盘天平不能使用；弹簧测力计是依靠在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比的原理来工作的。用测力计不能测重力，但可以测拉力。
故答案为：（1）不受；（2）匀速直线运动；牛顿第一；（3）弹簧测力计。
6．（2023秋•奉贤区期中）如图所示的实验中，弹簧测力计的两次示数差F1﹣F2表示 物体受到的浮力 ；量筒
的两次示数差V1﹣V2表示 物体排开液体的体积 ；此实验是为了 验证 （选填“验证”
或“探究”）浮力与物体排开液体重力之间的大小关系。
【答案】物体受到的浮力；物体排开液体的体积；验证。
【解答】解：（1）物体浸没在水中静止时，受到的重力等于物体受到的浮力和拉力之和，所以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；
（2）量筒中液面的两次示数差（V2﹣V1）表明了物体排开液体的体积，G排＝ρ水gV排＝ρ水g（V2﹣V1），该实验是验证阿基米德原理的实验。
故答案为：物体受到的浮力；物体排开液体的体积；验证。
7．（2023•立山区二模）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 物体排开液体的体积 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，可选用图 丙、丁 的装置来进行操作；图 甲、丁、戊 说明浮力大小与液体密度有关。
（3）正方体物块浸没在水中时受到的浮力是 4 N，正方体物块的体积是 4×10﹣4 m3。
（4）用图示实验数据测出盐水的密度是 1.1×103 kg/m3。
【答案】（1）物体排开液体的体积；（2）丙、丁；甲、丁、戊；（3）4；4×10﹣4；（4）1.1×103。
【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，浮力大小与物体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。
分析图甲、丁、戊可知，在排开液体体积相同时，在水中受到的浮力为5N﹣1N＝4N，在盐水中受到的浮力为5N﹣0.6N＝4.4N，故要探究浮力大小与液体密度的关系，可选用图甲、丁、戊的装置来进行操作；
（3）由图甲、丁所示实验可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G﹣F＝5N﹣1N＝4N．因为浮力：F浮＝ρ水gV排，
圆柱体的体积：V＝V排＝＝＝4×10﹣4m3；
（4）由图甲、戊所示实验可知，圆柱体浸没在盐水中所受浮力：F浮盐水＝G﹣F′＝5N﹣0.6N＝4.4N，
盐水的密度：ρ盐水＝＝＝1.1×103kg/m3；
故答案为：（1）物体排开液体的体积；（2）丙、丁；甲、丁、戊；（3）4；4×10﹣4；（4）1.1×103。
三、实验探究题。
8．（2023•华宁县校级模拟）小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液体中的圆柱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。
（1）分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与 物体排开液体的体积 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 丙、丁 图的装置来进行操作。
（3）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 4 N，圆柱体的体积是 4×10﹣4 m3。
（4）用图示实验数据测出圆柱体浸没在盐水中时，受到的浮力是 4.4 N，盐水的密度是 1.1×103 kg/m3。
（5）本实验主要采用的探究方法是 控制变量法 。
【答案】（1）物体排开液体的体积；（2）丙、丁；（3）4；4×10﹣4；（4）4.4；1.1×103；（5）控制变量法。
【解答】解：（1）分析图甲、乙、丙可知，随着圆柱体排开液体的体积增大，弹簧测力计的示数减小，由称重法可知，圆柱体所受浮力也增大，说明浮力大小与物体排开液体的体积有关；
（2）根据控制变量法可知，研究物体所受浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，要控制液体的密度和排开液体的体积相同，改变物体浸没在液体中的深度，故比较图丙和图丁可知，物体所受浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关；
（3）由图甲可知，圆柱体的重力为5N，由图丙可知，圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数为1N，由称重法可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G﹣F丙＝5N﹣1N＝4N；
由阿基米德原理可知，圆柱体的体积为：
V＝V排＝＝＝4×10﹣4m3；
（4）物块浸没在盐水受到的浮力为：F浮′＝G﹣F'＝5N﹣0.6N＝4.4N，
由阿基米德原理可知，盐水的密度为：
ρ盐水＝＝＝＝1.1×103kg/m3；
（5）本实验主要采用的探究方法是控制变量法。
故答案为：（1）物体排开液体的体积；（2）丙、丁；（3）4；4×10﹣4；（4）4.4；1.1×103；（5）控制变量法。
9．（2023•徐州模拟）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。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 1 N；
（2）分析图 CD 两图可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关；
（3）E图中盐水的密度是 1.1×103 kg/m3。
（4）如果在实验中不小心使E图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将 偏大 （填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
【答案】（1）1；（2）CD；（3）1.1×103kg/m3；（4）偏大。
【解答】解：（1）由图A可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，金属块在空气中时弹簧测力计的示数为3.7N，所以圆柱形金属块的重力为G＝3.7N。
由图C可知，金属块完全浸没在水中时所受的拉力为F拉＝2.7N，则金属块浸没在水中所受的浮力为F浮水＝G﹣F拉＝3.7N﹣2.7N＝1N；
（2）分析比较实验步骤C、D可知：金属块浸入水中金属块受到的浮力大小都是1N，浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关；
（3）由公式F浮＝ρ液gV排可知，金属块完全浸没在水中时，金属块的体积等于它排开水的体积，即
＝，
F浮盐水＝G﹣F拉盐水＝3.7N﹣2.6N＝1.1N，
由公式F浮＝ρ液gV排可知，E图中盐水的密度是＝；
（4）如果在实验中不小心使E图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，F拉盐水将变小，G不变，F浮盐水＝G﹣F拉盐水将变大，由式可知，此时测量出的盐水密度值将偏大。
故答案为：（1）1；（2）CD；（3）1.1×103kg/m3；（4）偏大。
10．（2023•利通区校级二模）小明帮爷爷浇菜园。他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究。
（1）分析图中弹簧测力计示数的变化．可得出结论： 物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大 。
（2）实验结束后，小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图戊所示。分析图象可知：图象 a （选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力与深度的变化情况；由图象可知：该金属圆柱体所受的重力为 1.0 N，金属圆柱体的密度为 2.7×103 kg/m3。
【答案】（1）物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大；（2）①a；②1.0；2.7×103。
【解答】解：（1）根据图中物体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化，物体浸入到液体中的体积越大，即排开液体的体积越大，弹簧测力计的拉力越小，根据F浮＝G﹣F拉可知，物体重力不变，物体受的浮力会越大，所以所受的浮力的大小与排开液体的体积有关；
（2）①因为在物体全部浸没前，物体进入到液体中的深度越深。排开液体的体积越大，浮力越大；物体全部浸没后，排开液体的体积不变，根据F浮＝ρgV排可知，浮力不再变化；所以图象a符合金属圆柱体所受浮力和浸入深度的关系；
②图象b是弹簧测力计对金属圆柱体的拉力变化图象，物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力G＝F＝2.7N；
由图象a可知，圆柱体完全浸没后，圆柱体受的浮力为F浮＝1.0N，
由浮力公式F浮＝ρ水gV排可知，物体的体积V＝V排＝＝＝1×10﹣4m3，
重力：G＝mg＝ρgV，
则物体的密度：ρ物＝＝＝2.7×103kg/m3。
故答案为：（1）物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大；（2）①a；②1.0；2.7×103。
11．（2023•乌兰浩特市校级模拟）如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图回答下列问题：
（1）若选用的操作是③④，可探究浮力的大小与 液体密度 的关系。
（2）若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应选用的操作是 ②③ （填序号）。
（3）由操作可知，物体浸没在水中时所受的浮力大小为 1 N。
（4）由操作可知，物体的体积大小为 100 cm3。
【答案】（1）液体密度；（2）②③；（3）1；（4）100。
【解答】解：（1）由图示可知，在实验③④中，物体排开液体的体积相同，液体种类不同，液体密度不同，物体受到的浮力不同，因此由实验③④，可探究浮力的大小与液体密度的关系。
（2）探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应控制液体密度相同而物体排开液体的体积不同，由图示实验可知，实验②③符合要求。
（3）由图①所示可知物体的重力G＝4N，由图③所示可知，弹簧测力计的拉力F＝3N，物体浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N。
（4）物体浸没在水中时受到的浮力F浮＝ρ水gV排，
则物体体积V＝V排＝＝＝1×10﹣4m3＝100cm3；
故答案为：（1）液体密度；（2）②③；（3）1；（4）100。
四、计算题。
12．（2023春•邹城市期末）如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力F1为5N，下表面受到液体的压力F2为13N，前后及两侧受到液体的压力相等。（g取10N/kg）。求：
（1）正方体受到的浮力；
（2）正方体上表面受到液体的压强；
（3）该液体的密度。
【解答】解：（1）由浮力产生的原因可得，正方体受到的浮力：F浮＝F2﹣F1＝13N﹣5N＝8N；
（2）正方体上表面积：S＝L2＝（10cm）2＝100cm2＝1×10﹣2m2，
正方体上表面受到液体的压强：p＝＝＝500Pa；
（3）根据题意可知，正方体的体积为：V＝L3＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，
正方体悬浮在液体中，则V排＝V，由公式阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，液体的密度为：ρ液＝＝＝0.8×103kg/m3。
答：（1）正方体受到的浮力为8N。
（2）正方体上表面受到液体的压强为500Pa。
（3）该液体的密度为0.8×103kg/m3。
13．（2022春•周口期末）小柯学习了浮力的有关知识后，想探究“浮力的大小是否跟物体浸没在液体中的深度有关”于是他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触（未浸入水中），如图甲所示，然后将其逐渐浸入水中，弹簧测力计的示数F随圆柱体下表面逐渐浸入水中深度h的变化情况如图乙所示。请你帮助他解决下面的问题。
（1）由图乙可知，浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 无关 （选填“有关”或“无关”）。
（2）圆柱体受到的最大浮力是 0.4 N。
（3）计算该圆柱体的密度。
【解答】解：
（1）由图知，物体完全浸没后，弹簧测力计的拉力不变，根据F浮＝G﹣F可知物体的重力不变，所以浮力不变，所以浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
（2）当圆柱体全浸入时，弹簧测力计的示数F＝1.6N，
物体完全浸没后，所受浮力最大且不变，则
圆柱体受到的最大浮力：
F浮＝G﹣F＝2N﹣1.6N＝0.4N；
（3）由图可知，圆柱体重G＝2N，
由G＝mg可得圆柱体的质量：
m＝＝＝0.2kg，
圆柱体全部浸入水中时，由F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV可得圆柱体的体积：
V＝V排＝＝＝4×10﹣5m3，
该圆柱体的密度：
ρ物＝＝＝5×103kg/m3。
故答案为：（1）无关；（2）0.4；（3）该圆柱体的密度是5×103kg/m3。
知识点讲解
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。
2、探究影响浮力大小因素的实验
【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。
【实验器材】
弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块。
【器材作用】
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。
【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。
【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。
典例分析＋变式训练
考点1 浮力产生的原因
【典例1-1】下列图中没有受到浮力的物体是（ ）
A．太空中的中国天和核心舱
B．航行中的“辽宁号”航母
C．飞行中的“歼20”战斗机
D．下潜的“蛟龙号”潜水器
【典例1-2】2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。图甲是航天员王亚平在空间站做的乒乓球浮力消失实验，图乙为某物理老师做的浮力实验。下列说法错误的是（ ）
A．液体内部存在向各个方向的压强，是由于液体受重力，且有流动性
B．图甲，太空中失重状态下，水的密度小到零
C．图甲，液体对乒乓球没有压力差，因此浮力消失
D．图乙，乒乓球受到液体压力，因此受到浮力作用
【典例1-3】如图所示，形状完全相同的长方体A、B，悬浮在水中，两长方体下表面受到液体的压强pA pB，两长方体上、下表面所受液体的压力差ΔFA ΔFB，两长方体的密度ρA ρB（均填“大于”“等于”或“小于”）。
【变式1-1】2021年12月9日，神舟十三号的航天员在空间站做了乒乓球在水中浮力消失的实验，如图所示。太空中失重状态下，下列说法正确的是（ ）
A．水的密度减小到零 B．乒乓球没有排开水
C．乒乓球的质量为零 D．乒乓球排开的水重力为零
【变式1-2】下列情境中的物体，不受浮力的是（ ）
A．遨游太空的卫星B．空中上升的气球
C．海中航行的轮船D．水中下沉的石块
【变式1-3】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）
考点2 探究影响浮力大小因素的实验
【典例2-1】探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N。下列分析正确的是（ ）
A．金属块a浸没在水中，受到浮力的大小必为0.3N
B．利用甲、乙，可以得出：同一物体浸入水中深度越深，所受浮力越大的结论
C．利用乙、丙，可以得出：在同种液体中，物体密度越大，所受浮力越大的结论
D．利用丙、丁，可以初步得出：同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大的结论
【典例2-2】在“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，小芳设计的实验步骤如图所示，她按照A、B、C、D的顺序进行测量。小路则认为可以进一步优化实验步骤以减小实验误差，他将A、B、C、D重新排序，你认为小路的测量顺序是 。由A、B两步我们可以根据公式 求出F浮的大小，然后再比较F浮和 的大小关系。
【典例2-3】如图所示，小亮在做探究“圆锥体所受浮力大小与哪些因素有关”的实验，两个相同的容器中分别装有水和某种液体，请你回答下列有关的问题：
（1）A图中，弹簧测力计拉着圆锥体静止，拉力与 力是一对平衡力；由图中步骤A、B、C可得出结论：物体受到的浮力大小与 有关；根据 图实验可得出：浮力的大小与排开液体的密度有关。在E图中，圆锥体所受液体的浮力是
N；
（2）F图中，用弹簧测力计拉着圆锥体从其底部刚好接触水而开始缓慢下降进入水中，直到快接触到杯底，能大致反应圆锥体所受水的浮力F浮的大小与物体进入水中的深度h深关系的图象是下图中的 （填字母）；
（3）根据图中的实验数据，可计算出圆锥体的密度是 kg/m3；
（4）实验完成后，小刚取下合金块，他发现竖直向上提着弹簧测力计拉环时，指针对准了“0.1N”刻度线，则第（3）问中算出的圆锥体密度相对真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）。
【变式2-1】小明通过实验（如图所示）得出结论：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。在实验过程中，以下操作正确的是（ ）
A．为准确测量物体所受浮力，步骤应先③后④
B．为准确测量物体排开水的重力，步骤应先①后②
C．实验的最后一个操作应该是①
D．实验的第一个操作应该是③
【变式2-2】如图是某一小组探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验，请回答下列问题：
（1）若选用的操作是①④⑤，可探究浮力的大小与 的关系。
（2）请计算物体A的密度为多少？（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，请写出必要的文字说明、推导过程和计算结果）
（3）另一小组在实验结束后，绘制了弹簧测力计对物体B的拉力和物体B所受浮力随浸入水中深度变化的两条图线，如图所示，分析图像可知：
①曲线 （选填“a”或“b”）描述的是物体B所受浮力的变化情况。
②物体B的密度ρB＝ kg/m3。
【变式2-3】小明在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，他先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。实验步骤如图中的a、b、c、d、e所示（液体均未溢出），并将弹簧测力计的示数记录下来。
（1）分析数据可知，金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N；
（2）分析实验步骤a、c、d可知，在同种液体中，物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）；
（3）分析实验步骤 可知（填三个表示实验步骤的字母），在物体排开液体的体积一定时，物体所受浮力大小与液体的密度有关；
（4）根据图中给出的实验数据，还可算出盐水的密度为 kg/m3。
巩固训练
一、选择题。
1．（2023春•合阳县期末）如图，小朋友牵着气球在公园内游玩，气球所受浮力的方向正确的是（ ）
A． B．C．D．
2．（2023春•和平区期末）探究影响浮力大小的因素时，小红做了如图所示的实验，下列说法中错误的是（ ）
A．比较图B和C可知，物体受到的浮力大小与物体浸在液体中的深度有关
B．比较图B和C可知，物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关
C．比较图C和E可知，物体受到的浮力大小与液体的密度有关
D．比较图C和D可知，液体密度、物体排开液体的体积相同时物体所受到的浮力也相同
3．（2023春•白云区期末）在探究“浮力大小与物体重力是否有关”的实验中，进行了以下实验，如图所示，所测的相同体积的铜块和铁块的相关数据分别为F1、F2、F3、F4。若浮力大小与物体重力无关，则满足的条件是（ ）
A．F1＝F2，F3＝F4B．F1﹣F2＝F3﹣F4
C．F1﹣F3＝F2﹣F4D．F1﹣F4＝F2﹣F3
二、填空题。
4．（2023春•绵阳期末）如图所示，用细杆将重为3N的正方体小木块压入水中并保持静止，此木块上表面受到水的压力为7N，下表面受到水的压力为15N，则木块受到浮力大小是
N，细杆对木块的力大小是 N。
5．（2023春•镇江期末）2022年3月23日“天宫课堂”第二课开讲了：
（1）环绕地球飞行的空间站中可近似看作“零重力”环境，“太空教师”王亚平从水袋里挤出了一些水，这些水变成球形，悬浮在天宫中，接着向水球内注入一个气泡，气泡会悬在水球中央，此时气泡 （受到/不受）浮力作用。
（2）如图乙所示，王亚平老师用冰墩墩演示了“太空抛物实验”，当冰墩墩离开王老师的手之后，它将处于 状态，该实验可以用 定律来解释。
（3）弹簧测力计和托盘天平，可以在空间站中正常使用的是 。
6．（2023秋•奉贤区期中）如图所示的实验中，弹簧测力计的两次示数差F1﹣F2表示
；量筒的两次示数差V1﹣V2表示 ；此实验是为了 （选填“验证”或“探究”）浮力与物体排开液体重力之间的大小关系。
7．（2023•立山区二模）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 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，可选用图 的装置来进行操作；图 说明浮力大小与液体密度有关。
（3）正方体物块浸没在水中时受到的浮力是 N，正方体物块的体积是 m3。
（4）用图示实验数据测出盐水的密度是 kg/m3。
三、实验探究题。
8．（2023•华宁县校级模拟）小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液体中的圆柱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。
（1）分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与 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 图的装置来进行操作。
（3）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N，圆柱体的体积是 m3。
（4）用图示实验数据测出圆柱体浸没在盐水中时，受到的浮力是 N，盐水的密度是 kg/m3。
（5）本实验主要采用的探究方法是 。
9．（2023•徐州模拟）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。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 N；
（2）分析图 两图可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关；
（3）E图中盐水的密度是 kg/m3。
（4）如果在实验中不小心使E图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将 （填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
10．（2023•利通区校级二模）小明帮爷爷浇菜园。他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究。
（1）分析图中弹簧测力计示数的变化．可得出结论： 。
（2）实验结束后，小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图戊所示。分析图象可知：图象 （选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力与深度的变化情况；由图象可知：该金属圆柱体所受的重力为 N，金属圆柱体的密度为 kg/m3。
11．（2023•乌兰浩特市校级模拟）如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图回答下列问题：
（1）若选用的操作是③④，可探究浮力的大小与 的关系。
（2）若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应选用的操作是 （填序号）。
（3）由操作可知，物体浸没在水中时所受的浮力大小为 N。
（4）由操作可知，物体的体积大小为 cm3。
四、计算题。
12．（2023春•邹城市期末）如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力F1为5N，下表面受到液体的压力F2为13N，前后及两侧受到液体的压力相等。（g取10N/kg）。求：
（1）正方体受到的浮力；
（2）正方体上表面受到液体的压强；
（3）该液体的密度。
13．（2022春•周口期末）小柯学习了浮力的有关知识后，想探究“浮力的大小是否跟物体浸没在液体中的深度有关”于是他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触（未浸入水中），如图甲所示，然后将其逐渐浸入水中，弹簧测力计的示数F随圆柱体下表面逐渐浸入水中深度h的变化情况如图乙所示。请你帮助他解决下面的问题。
（1）由图乙可知，浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）。
（2）圆柱体受到的最大浮力是 N。
（3）计算该圆柱体的密度。
10.1 浮力（考点解读）（解析版）
知识导航
知识点讲解
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。
2、探究影响浮力大小因素的实验
【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。
【实验器材】
弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块。
【器材作用】
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。
【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。
【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。
典例分析＋变式训练
考点1 浮力产生的原因
【典例1-1】下列图中没有受到浮力的物体是（ ）
A．太空中的中国天和核心舱
B．航行中的“辽宁号”航母
C．飞行中的“歼20”战斗机
D．下潜的“蛟龙号”潜水器
【答案】A。
【解答】解：A．太空中没有空气，故太空中的中国天和核心舱不受浮力，故A符合题意；
B．航行中的“辽宁号”航母，能浮在海水面上，就是因为受到海水的浮力等于重力，故B不符合题意；
C．飞行中的“歼20”战斗机，受到空气的浮力，故C不符合题意；
D．下潜的“蛟龙号”潜水器，受到水的浮力，故D不符合题意；
故选：A。
【典例1-2】2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。图甲是航天员王亚平在空间站做的乒乓球浮力消失实验，图乙为某物理老师做的浮力实验。下列说法错误的是（ ）
A．液体内部存在向各个方向的压强，是由于液体受重力，且有流动性
B．图甲，太空中失重状态下，水的密度小到零
C．图甲，液体对乒乓球没有压力差，因此浮力消失
D．图乙，乒乓球受到液体压力，因此受到浮力作用
【答案】B。
【解答】解：A、液体内部向各个方向都有压强，是由于液体受到重力且液体有流动性，故A正确；
B、质量是物体的属性，与形状、状态、位置、温度无关，到太空中是位置的改变，而质量不变，水的体积也没有消失，则密度表示物体质量与体积的比值，密度不会减小到零，故B错误；
C、物体受到液体（或气体）对它的上、下表面的压力的合力，这个合力就叫浮力，在中国空间站微重力环境中，图甲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，即乒乓球所受压力及压力差都为零，故C正确；
D、图乙实验中，漂浮的乒乓球处于平衡状态，因此乒乓球所受水向上的压力即为乒乓球所受浮力，和重力大小相等，方向相反，故D正确。
故选：B。
【典例1-3】如图所示，形状完全相同的长方体A、B，悬浮在水中，两长方体下表面受到液体的压强pA 小于 pB，两长方体上、下表面所受液体的压力差ΔFA 等于 ΔFB，两长方体的密度ρA 等于 ρB（均填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】小于；等于；等于。
【解答】解：（1）由图可知，长方体a、b下表面在水中所处的深度ha＜hb，根据p＝ρ水gh可知下表面受到水的压强pa＜pb；
（2）形状完全相同的长方体A、B，悬浮在水中，两个长方体的体积相同，排开水的体积相同，根据阿基米德原理F浮＝ρ水gV排，可知两长方体所受浮力相等；
浸在水中的长方体所受浮力的大小等于长方体上、下表面所受液体的压力差，因此两长方体上、下表面所受液体的压力差ΔFA＝ΔFB；
（3）长方体A、B悬浮在水中，长方体的密度等于水的密度，所以两长方体的密度ρA＝ρB＝ρ水。
故答案为：小于；等于；等于。
【变式1-1】2021年12月9日，神舟十三号的航天员在空间站做了乒乓球在水中浮力消失的实验，如图所示。太空中失重状态下，下列说法正确的是（ ）
A．水的密度减小到零 B．乒乓球没有排开水
C．乒乓球的质量为零 D．乒乓球排开的水重力为零
【答案】D。
【解答】解：A．密度是物质本身的一种特性，一切物体都有密度，水的密度不会因为失重变为零，故A错误；
B．乒乓球放入水中后，占据了一部分原本都是水的空间，而且放入后液面会升高，所以是排开了一部分水的，故B错误；
C．质量是物体的一种属性，不随物体位置的改变而改变，所以乒乓球的质量不为零，故C错误；
D．太空中失重状态下，排开的水重力为零，根据物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力，浮力为零，相当于浮力消失了，故D正确。
故选：D。
【变式1-2】下列情境中的物体，不受浮力的是（ ）
A．遨游太空的卫星B．空中上升的气球
C．海中航行的轮船D．水中下沉的石块
【答案】A。
【解答】解：因为浮力是浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）向上托起的力，大海中航行的轮船、水中下沉的石块都受到水的向上托起的力，即受到浮力；空中上升的气球受到空气的浮力；太空中没有空气，故卫星不受到浮力，故A正确。
故选：A。
【变式1-3】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 ρ液gh2S 、浮力表达式为 ρ液g（h2﹣h1）S ，侧面所受合力为 0 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。
【解答】解：
（1）长方体上表面受到液体的压强为：
p上＝ρ液gh1；
长方体下表面受到液体的压强为：
p下＝ρ液gh2；
由p＝可得F＝pS，
则长方体上表面受到液体的压力：
F上＝p1S＝ρ液gh1S，
长方体下表面受到液体的压力：
F下＝p2S＝ρ液gh2S，
则根据浮力产生的原因可得，长方体受到的浮力：
F浮＝F下﹣F上＝ρ液gh2S﹣ρ液gh1S＝ρ液g（h2﹣h1）S；
（2）长方体侧面所处的深度相同，则水对侧面的压强相同，根据F＝PS可知，水对各个侧面的压力相同，所以侧面受到的合力为0。
故答案为：ρ液gh2S；ρ液g（h2﹣h1）S；0。
考点2 探究影响浮力大小因素的实验
【典例2-1】探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N。下列分析正确的是（ ）
A．金属块a浸没在水中，受到浮力的大小必为0.3N
B．利用甲、乙，可以得出：同一物体浸入水中深度越深，所受浮力越大的结论
C．利用乙、丙，可以得出：在同种液体中，物体密度越大，所受浮力越大的结论
D．利用丙、丁，可以初步得出：同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大的结论
【答案】D。
【解答】解：A、金属块a浸没在水中，受到的浮力为：F浮＝G﹣F拉＝1.6N﹣1N＝0.6N，故A错误；
B、根据F浮＝G﹣F拉可知：金属a在甲中受到的浮力为：F浮＝1.6N﹣1.3N＝0.3N，所以利用甲、乙，可以得出同一物体浸入水中排开液体体积越大，所受浮力越大的结论，故B错误；
C、乙和丙中，a和b的体积不同，没有控制变量，所以利用乙、丙，不可以得出在同种液体中，物体密度越大所受浮力越大的结论，故C错误；
D、根据F浮＝G﹣F拉可知：塑料块b在水中受到的浮力大，所以利用丙、丁，可以初步得出同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大的结论，故D正确。
故选：D。
【典例2-2】在“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，小芳设计的实验步骤如图所示，她按照A、B、C、D的顺序进行测量。小路则认为可以进一步优化实验步骤以减小实验误差，他将A、B、C、D重新排序，你认为小路的测量顺序是 DABC 。由A、B两步我们可以根据公式 F浮＝G﹣F示 求出F浮的大小，然后再比较F浮和 G排 的大小关系。
【答案】DABC；F浮＝G﹣F示；G排。
【解答】解：在这个探究中，应先测出空小桶的重力，再测物体的重力，然后将物体浸入溢水杯的水中，用小桶接住排出的水，最后测出小桶和接入水的总重力。所以重新排序应为：DABC。
由A、B两步我们可以根据公式F浮＝G﹣F示求出F浮的大小，然后再比较F浮和G排的大小关系。
故答案为：DABC；F浮＝G﹣F示；G排。
【典例2-3】如图所示，小亮在做探究“圆锥体所受浮力大小与哪些因素有关”的实验，两个相同的容器中分别装有水和某种液体，请你回答下列有关的问题：
（1）A图中，弹簧测力计拉着圆锥体静止，拉力与 圆锥体的重 力是一对平衡力；由图中步骤A、B、C可得出结论：物体受到的浮力大小与 排开液体的体积 有关；根据 A、D、E 图实验可得出：浮力的大小与排开液体的密度有关。在E图中，圆锥体所受液体的浮力是 1.1 N；
（2）F图中，用弹簧测力计拉着圆锥体从其底部刚好接触水而开始缓慢下降进入水中，直到快接触到杯底，能大致反应圆锥体所受水的浮力F浮的大小与物体进入水中的深度h深关系的图象是下图中的 B （填字母）；
（3）根据图中的实验数据，可计算出圆锥体的密度是 3.75×103 kg/m3；
（4）实验完成后，小刚取下合金块，他发现竖直向上提着弹簧测力计拉环时，指针对准了“0.1N”刻度线，则第（3）问中算出的圆锥体密度相对真实值 仍准确 （选填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）。
【答案】（1）圆锥体的重；排开液体的体积；A、D、E；1.1；（2）B；（3）3.75×103；（4）仍准确。
【解答】解：
（1）A图中，弹簧测力计拉着圆锥体静止，圆锥体受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，拉力跟圆锥体的重力是一对平衡力；
由图中步骤A可知圆锥体的重力大小，B、C中物体排开水的体积不同，根据F浮＝G﹣F示可知，B、C中物体受到的浮力大小不同，可得出结论：物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关；
由图中步骤A可知圆锥体的重力大小，D、E中物体排开液体的密度不同，根据F浮＝G﹣F示可知，D、E中物体受到的浮力大小不同，可得出结论：物体受到的浮力大小与排开液体的密度有关；
E图中，圆锥体所受液体的浮力是F液＝G﹣F示5＝4.5N﹣3.4N＝1.1N；
（2）F图中，用弹簧测力计拉着圆锥体从其底部刚好接触水而开始缓慢下降进入水中，直到快接触到杯底，在完全浸没前，随着深度的增加，受到的浮力增大；完全浸没后，深度增加，但浮力不变，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
（3）C图中，圆锥体所受水的浮力是F水＝G﹣F示3＝4.5N﹣3.3N＝1.2N
根据阿基米德原理，排开水的体积即为圆锥体的体积：V＝V排＝＝＝1.2×10﹣4m3；
圆锥体的密度是：ρ＝＝＝＝3.75×103kg/m3；
（4）虽然指针对准了“0.1N”刻度线，实际的拉力小于弹簧测力计的示数，但是弹簧测力计的两次示数之差为浮力，浮力的测量准确，物体的体积测量准确，所以算出的液体密度相对真实值仍准确。
故答案为：（1）圆锥体的重；排开液体的体积；A、D、E；1.1；（2）B；（3）3.75×103；（4）仍准确。
【变式2-1】小明通过实验（如图所示）得出结论：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。在实验过程中，以下操作正确的是（ ）
A．为准确测量物体所受浮力，步骤应先③后④
B．为准确测量物体排开水的重力，步骤应先①后②
C．实验的最后一个操作应该是①
D．实验的第一个操作应该是③
【答案】C。
【解答】解：石块的重力应先测出，即是操作④，若后面浸湿后再测会导致误差，
然后将空烧杯重力测出，操作应该是②，再将石块浸入水中测出此时的力，是操作③；最后测出溢出的水重力①。
由此可知：准确测量物体所受浮力，步骤应先④后③；
测量物体排开水的重力，步骤应先②后①；
实验的第一个操作应该是②或④；
实验的最后一个操作应该是①；
故选：C。
【变式2-2】如图是某一小组探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验，请回答下列问题：
（1）若选用的操作是①④⑤，可探究浮力的大小与 液体的密度 的关系。
（2）请计算物体A的密度为多少？（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，请写出必要的文字说明、推导过程和计算结果）
（3）另一小组在实验结束后，绘制了弹簧测力计对物体B的拉力和物体B所受浮力随浸入水中深度变化的两条图线，如图所示，分析图像可知：
①曲线 a （选填“a”或“b”）描述的是物体B所受浮力的变化情况。
②物体B的密度ρB＝ 2×103 kg/m3。
【答案】（1）液体的密度；（2）物体A的密度为4×103kg/m3；（3）①a；②2×103。
【解答】解：（1）由①④⑤知物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，由称重法F浮＝G﹣F知浮力不同，故可探究浮力的大小与液体密度的关系；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力为F浮水＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N，
由F浮＝ρ液gV排知物体的体积为：
V＝V排＝＝＝1×104m3，
物体A的密度为：
ρA＝＝＝＝4×103kg/m3；
（3）①完全浸没前，深度越大，物体排开水的体积越大，所受浮力越大；完全浸没后，排开水的体积不变，所受的浮力不变，所以浮力随深度的变化是先变大后不变，应为a；则b是拉力随深度的变化情况；
②由图像知，当深度增加，拉力和浮力都不再变化时，说明物体完全浸没其浮力等于拉力，由称重法F浮＝G﹣F知G＝F浮+F＝2F浮，
由V＝V排，G＝mg＝ρBgV和F浮＝ρ水gV排知ρBgV＝ρBgV排＝2ρ水gV排，
物体B的密度：
ρB＝2ρ水＝2×103kg/m3。
故答案为：（1）液体的密度；（2）物体A的密度为4×103kg/m3；（3）①a；②2×103。
【变式2-3】小明在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，他先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。实验步骤如图中的a、b、c、d、e所示（液体均未溢出），并将弹簧测力计的示数记录下来。
（1）分析数据可知，金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 2 N；
（2）分析实验步骤a、c、d可知，在同种液体中，物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度 无关 （选填“有关”或“无关”）；
（3）分析实验步骤 a、d、e 可知（填三个表示实验步骤的字母），在物体排开液体的体积一定时，物体所受浮力大小与液体的密度有关；
（4）根据图中给出的实验数据，还可算出盐水的密度为 1.1×103 kg/m3。
【答案】（1）2；（2）无关；（3）a、d、e；（4）1.1×103kg/m3。
【解答】解：（1）由a、c或a、d，根据称重法知金属块浸没在水中时受到的浮力大小是：F浮＝G﹣F＝4.8N﹣2.8N＝2N；
由a、e，根据称重法知金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是：F浮′＝G﹣F′＝4.8N﹣2.6N＝2.2N；
（2）分析a、c、d三次实验可知，液体的密度和排开液体的体积相同，金属块浸没在水中深度增加，弹簧测力计的示数不变，由称重法可知，金属块所受浮力不变，说明浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关；
（3）分析a、d、e三次实验可知，排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，且液体的密度越大，弹簧测力计的示数越小，由称重法可知，浮力越大，所以可以得出结论：在物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大；
（4）因金属块完全浸没在水中，根据F浮＝ρ液gV排可得金属块的体积：V＝V排＝＝＝2×10﹣4m3；
根据F′浮＝ρ盐gV排可得盐水的密度为：ρ盐＝＝＝1.1×103kg/m3。
故答案为：（1）2；（2）无关；（3）a、d、e；（4）1.1×103kg/m3。
巩固训练
一、选择题。
1．（2023春•合阳县期末）如图，小朋友牵着气球在公园内游玩，气球所受浮力的方向正确的是（ ）
A． B．C．D．
【答案】C。
【解答】解：无论气球处于什么状态，气球所受空气浮力的方向总是竖直向上的，故C正确。
故选：C。
2．（2023春•和平区期末）探究影响浮力大小的因素时，小红做了如图所示的实验，下列说法中错误的是（ ）
A．比较图B和C可知，物体受到的浮力大小与物体浸在液体中的深度有关
B．比较图B和C可知，物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关
C．比较图C和E可知，物体受到的浮力大小与液体的密度有关
D．比较图C和D可知，液体密度、物体排开液体的体积相同时物体所受到的浮力也相同
【答案】A。
【解答】解：
AB、比较图B和C可知，物体排开液体的密度不变，排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同、A受到的浮力不同，说明物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关，故A错误，B正确；
C、比较图C和E可知，物体所处深度相同、排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同、A受到的浮力不同，说明物体受到的浮力大小与液体的密度有关，故C正确；
D、比较图C和D可知，液体密度、物体排开液体的体积相同时，弹簧测力计的示数相同、A受到的浮力相同，故D正确。
故选：A。
3．（2023春•白云区期末）在探究“浮力大小与物体重力是否有关”的实验中，进行了以下实验，如图所示，所测的相同体积的铜块和铁块的相关数据分别为F1、F2、F3、F4。若浮力大小与物体重力无关，则满足的条件是（ ）
A．F1＝F2，F3＝F4B．F1﹣F2＝F3﹣F4
C．F1﹣F3＝F2﹣F4D．F1﹣F4＝F2﹣F3
【答案】D。
【解答】解：根据称重法，则铁块受到的浮力为F2﹣F3，铜块受到的浮力为F1﹣F4，他们排开水的体积相等，根据阿基米德原理，则铁块和铜块受到的浮力相同，即F2﹣F3＝F1﹣F4，说明浮力大小与物重无关。
故选：D。
二、填空题。
4．（2023春•绵阳期末）如图所示，用细杆将重为3N的正方体小木块压入水中并保持静止，此木块上表面受到水的压力为7N，下表面受到水的压力为15N，则木块受到浮力大小是 8 N，细杆对木块的力大小是 5 N。
【答案】8；5。
【解答】解：木块受到浮力的方向是竖直向上的；浸没水中木块受到的浮力等于上、下两个表面的压力差，即F浮＝F下﹣F上＝15N﹣7N＝8N；
木块处于静止状态，木块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的细杆的压力的作用，木块受力平衡，则细杆对木块的压力大小为：F＝F浮﹣G＝8N﹣3N＝5N。
故答案为：8；5。
5．（2023春•镇江期末）2022年3月23日“天宫课堂”第二课开讲了：
（1）环绕地球飞行的空间站中可近似看作“零重力”环境，“太空教师”王亚平从水袋里挤出了一些水，这些水变成球形，悬浮在天宫中，接着向水球内注入一个气泡，气泡会悬在水球中央，此时气泡 不受 （受到/不受）浮力作用。
（2）如图乙所示，王亚平老师用冰墩墩演示了“太空抛物实验”，当冰墩墩离开王老师的手之后，它将处于 匀速直线运动 状态，该实验可以用 牛顿第一 定律来解释。
（3）弹簧测力计和托盘天平，可以在空间站中正常使用的是 弹簧测力计 。
【答案】（1）不受；（2）匀速直线运动；牛顿第一；（3）弹簧测力计。
【解答】解：（1）向失重环境下的大水球中间注入一个气泡，由于水处于失重状态，所以不会对气泡产生压力，气泡在水球中不受浮力；
（2）宇航员王亚平老师做太空抛物实验，可爱的冰墩墩做匀速直线运动，因为物体不受力的作用将保持保持匀速直线运动，所以可以用牛顿第一定律解释；
（3）托盘天平使用时靠物体对托盘的压力来产生示数，物体在失重状态下，托盘天平不能使用；弹簧测力计是依靠在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比的原理来工作的。用测力计不能测重力，但可以测拉力。
故答案为：（1）不受；（2）匀速直线运动；牛顿第一；（3）弹簧测力计。
6．（2023秋•奉贤区期中）如图所示的实验中，弹簧测力计的两次示数差F1﹣F2表示 物体受到的浮力 ；量筒
的两次示数差V1﹣V2表示 物体排开液体的体积 ；此实验是为了 验证 （选填“验证”
或“探究”）浮力与物体排开液体重力之间的大小关系。
【答案】物体受到的浮力；物体排开液体的体积；验证。
【解答】解：（1）物体浸没在水中静止时，受到的重力等于物体受到的浮力和拉力之和，所以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；
（2）量筒中液面的两次示数差（V2﹣V1）表明了物体排开液体的体积，G排＝ρ水gV排＝ρ水g（V2﹣V1），该实验是验证阿基米德原理的实验。
故答案为：物体受到的浮力；物体排开液体的体积；验证。
7．（2023•立山区二模）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 物体排开液体的体积 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，可选用图 丙、丁 的装置来进行操作；图 甲、丁、戊 说明浮力大小与液体密度有关。
（3）正方体物块浸没在水中时受到的浮力是 4 N，正方体物块的体积是 4×10﹣4 m3。
（4）用图示实验数据测出盐水的密度是 1.1×103 kg/m3。
【答案】（1）物体排开液体的体积；（2）丙、丁；甲、丁、戊；（3）4；4×10﹣4；（4）1.1×103。
【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，浮力大小与物体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。
分析图甲、丁、戊可知，在排开液体体积相同时，在水中受到的浮力为5N﹣1N＝4N，在盐水中受到的浮力为5N﹣0.6N＝4.4N，故要探究浮力大小与液体密度的关系，可选用图甲、丁、戊的装置来进行操作；
（3）由图甲、丁所示实验可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G﹣F＝5N﹣1N＝4N．因为浮力：F浮＝ρ水gV排，
圆柱体的体积：V＝V排＝＝＝4×10﹣4m3；
（4）由图甲、戊所示实验可知，圆柱体浸没在盐水中所受浮力：F浮盐水＝G﹣F′＝5N﹣0.6N＝4.4N，
盐水的密度：ρ盐水＝＝＝1.1×103kg/m3；
故答案为：（1）物体排开液体的体积；（2）丙、丁；甲、丁、戊；（3）4；4×10﹣4；（4）1.1×103。
三、实验探究题。
8．（2023•华宁县校级模拟）小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液体中的圆柱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。
（1）分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与 物体排开液体的体积 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 丙、丁 图的装置来进行操作。
（3）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 4 N，圆柱体的体积是 4×10﹣4 m3。
（4）用图示实验数据测出圆柱体浸没在盐水中时，受到的浮力是 4.4 N，盐水的密度是 1.1×103 kg/m3。
（5）本实验主要采用的探究方法是 控制变量法 。
【答案】（1）物体排开液体的体积；（2）丙、丁；（3）4；4×10﹣4；（4）4.4；1.1×103；（5）控制变量法。
【解答】解：（1）分析图甲、乙、丙可知，随着圆柱体排开液体的体积增大，弹簧测力计的示数减小，由称重法可知，圆柱体所受浮力也增大，说明浮力大小与物体排开液体的体积有关；
（2）根据控制变量法可知，研究物体所受浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，要控制液体的密度和排开液体的体积相同，改变物体浸没在液体中的深度，故比较图丙和图丁可知，物体所受浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关；
（3）由图甲可知，圆柱体的重力为5N，由图丙可知，圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数为1N，由称重法可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G﹣F丙＝5N﹣1N＝4N；
由阿基米德原理可知，圆柱体的体积为：
V＝V排＝＝＝4×10﹣4m3；
（4）物块浸没在盐水受到的浮力为：F浮′＝G﹣F'＝5N﹣0.6N＝4.4N，
由阿基米德原理可知，盐水的密度为：
ρ盐水＝＝＝＝1.1×103kg/m3；
（5）本实验主要采用的探究方法是控制变量法。
故答案为：（1）物体排开液体的体积；（2）丙、丁；（3）4；4×10﹣4；（4）4.4；1.1×103；（5）控制变量法。
9．（2023•徐州模拟）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。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 1 N；
（2）分析图 CD 两图可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关；
（3）E图中盐水的密度是 1.1×103 kg/m3。
（4）如果在实验中不小心使E图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将 偏大 （填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
【答案】（1）1；（2）CD；（3）1.1×103kg/m3；（4）偏大。
【解答】解：（1）由图A可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，金属块在空气中时弹簧测力计的示数为3.7N，所以圆柱形金属块的重力为G＝3.7N。
由图C可知，金属块完全浸没在水中时所受的拉力为F拉＝2.7N，则金属块浸没在水中所受的浮力为F浮水＝G﹣F拉＝3.7N﹣2.7N＝1N；
（2）分析比较实验步骤C、D可知：金属块浸入水中金属块受到的浮力大小都是1N，浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关；
（3）由公式F浮＝ρ液gV排可知，金属块完全浸没在水中时，金属块的体积等于它排开水的体积，即
＝，
F浮盐水＝G﹣F拉盐水＝3.7N﹣2.6N＝1.1N，
由公式F浮＝ρ液gV排可知，E图中盐水的密度是＝；
（4）如果在实验中不小心使E图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，F拉盐水将变小，G不变，F浮盐水＝G﹣F拉盐水将变大，由式可知，此时测量出的盐水密度值将偏大。
故答案为：（1）1；（2）CD；（3）1.1×103kg/m3；（4）偏大。
10．（2023•利通区校级二模）小明帮爷爷浇菜园。他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究。
（1）分析图中弹簧测力计示数的变化．可得出结论： 物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大 。
（2）实验结束后，小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图戊所示。分析图象可知：图象 a （选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力与深度的变化情况；由图象可知：该金属圆柱体所受的重力为 1.0 N，金属圆柱体的密度为 2.7×103 kg/m3。
【答案】（1）物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大；（2）①a；②1.0；2.7×103。
【解答】解：（1）根据图中物体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化，物体浸入到液体中的体积越大，即排开液体的体积越大，弹簧测力计的拉力越小，根据F浮＝G﹣F拉可知，物体重力不变，物体受的浮力会越大，所以所受的浮力的大小与排开液体的体积有关；
（2）①因为在物体全部浸没前，物体进入到液体中的深度越深。排开液体的体积越大，浮力越大；物体全部浸没后，排开液体的体积不变，根据F浮＝ρgV排可知，浮力不再变化；所以图象a符合金属圆柱体所受浮力和浸入深度的关系；
②图象b是弹簧测力计对金属圆柱体的拉力变化图象，物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力G＝F＝2.7N；
由图象a可知，圆柱体完全浸没后，圆柱体受的浮力为F浮＝1.0N，
由浮力公式F浮＝ρ水gV排可知，物体的体积V＝V排＝＝＝1×10﹣4m3，
重力：G＝mg＝ρgV，
则物体的密度：ρ物＝＝＝2.7×103kg/m3。
故答案为：（1）物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大；（2）①a；②1.0；2.7×103。
11．（2023•乌兰浩特市校级模拟）如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图回答下列问题：
（1）若选用的操作是③④，可探究浮力的大小与 液体密度 的关系。
（2）若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应选用的操作是 ②③ （填序号）。
（3）由操作可知，物体浸没在水中时所受的浮力大小为 1 N。
（4）由操作可知，物体的体积大小为 100 cm3。
【答案】（1）液体密度；（2）②③；（3）1；（4）100。
【解答】解：（1）由图示可知，在实验③④中，物体排开液体的体积相同，液体种类不同，液体密度不同，物体受到的浮力不同，因此由实验③④，可探究浮力的大小与液体密度的关系。
（2）探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应控制液体密度相同而物体排开液体的体积不同，由图示实验可知，实验②③符合要求。
（3）由图①所示可知物体的重力G＝4N，由图③所示可知，弹簧测力计的拉力F＝3N，物体浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N。
（4）物体浸没在水中时受到的浮力F浮＝ρ水gV排，
则物体体积V＝V排＝＝＝1×10﹣4m3＝100cm3；
故答案为：（1）液体密度；（2）②③；（3）1；（4）100。
四、计算题。
12．（2023春•邹城市期末）如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力F1为5N，下表面受到液体的压力F2为13N，前后及两侧受到液体的压力相等。（g取10N/kg）。求：
（1）正方体受到的浮力；
（2）正方体上表面受到液体的压强；
（3）该液体的密度。
【解答】解：（1）由浮力产生的原因可得，正方体受到的浮力：F浮＝F2﹣F1＝13N﹣5N＝8N；
（2）正方体上表面积：S＝L2＝（10cm）2＝100cm2＝1×10﹣2m2，
正方体上表面受到液体的压强：p＝＝＝500Pa；
（3）根据题意可知，正方体的体积为：V＝L3＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，
正方体悬浮在液体中，则V排＝V，由公式阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，液体的密度为：ρ液＝＝＝0.8×103kg/m3。
答：（1）正方体受到的浮力为8N。
（2）正方体上表面受到液体的压强为500Pa。
（3）该液体的密度为0.8×103kg/m3。
13．（2022春•周口期末）小柯学习了浮力的有关知识后，想探究“浮力的大小是否跟物体浸没在液体中的深度有关”于是他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触（未浸入水中），如图甲所示，然后将其逐渐浸入水中，弹簧测力计的示数F随圆柱体下表面逐渐浸入水中深度h的变化情况如图乙所示。请你帮助他解决下面的问题。
（1）由图乙可知，浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 无关 （选填“有关”或“无关”）。
（2）圆柱体受到的最大浮力是 0.4 N。
（3）计算该圆柱体的密度。
【解答】解：
（1）由图知，物体完全浸没后，弹簧测力计的拉力不变，根据F浮＝G﹣F可知物体的重力不变，所以浮力不变，所以浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
（2）当圆柱体全浸入时，弹簧测力计的示数F＝1.6N，
物体完全浸没后，所受浮力最大且不变，则
圆柱体受到的最大浮力：
F浮＝G﹣F＝2N﹣1.6N＝0.4N；
（3）由图可知，圆柱体重G＝2N，
由G＝mg可得圆柱体的质量：
m＝＝＝0.2kg，
圆柱体全部浸入水中时，由F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV可得圆柱体的体积：
V＝V排＝＝＝4×10﹣5m3，
该圆柱体的密度：
ρ物＝＝＝5×103kg/m3。
故答案为：（1）无关；（2）0.4；（3）该圆柱体的密度是5×103kg/m3。
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