知识清单
1. 浸在液体中的物体所受浮力的大小,等于
2. 浮力产生的原因:液体或气体中的物体上、下表面受到的
3. 计算浮力的方法
(1) 称重法:$ F_{浮} = $
(2) 阿基米德原理法:$ F_{浮} = \_\_\_\_\_\_ = $
(3) 压力差法:$ F_{浮} = $
当堂反馈
1. 浸在液体中的物体所受浮力的大小,等于
物体排开的液体所受重力的大小
,这就是著名的阿基米德原理;可用表达式$ F_{浮} = $$ G_{排} $
来表示。2. 浮力产生的原因:液体或气体中的物体上、下表面受到的
压力差
产生的。3. 计算浮力的方法
(1) 称重法:$ F_{浮} = $
$ G - F $
。($ G $是物体受到的重力,$ F $是物体浸入液体中弹簧测力计的读数)(2) 阿基米德原理法:$ F_{浮} = \_\_\_\_\_\_ = $
$ \rho_{液}V_{排}g $
。(3) 压力差法:$ F_{浮} = $
$ F_{向上} - F_{向下} $
。当堂反馈
答案:知识清单
1. 物体排开的液体所受重力的大小 $ G_{排} $
2. 压力差
3. (1) $ G - F $ (2) $ G_{排} $ $ \rho_{液}V_{排}g $ (3) $ F_{向上} - F_{向下} $
1. 物体排开的液体所受重力的大小 $ G_{排} $
2. 压力差
3. (1) $ G - F $ (2) $ G_{排} $ $ \rho_{液}V_{排}g $ (3) $ F_{向上} - F_{向下} $
1. 如图所示,两只相同的气球分别充入氦气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有氦气气球升上空中。若它们在空气中受到的浮力分别为$ F_{氦} $和$ F_{空} $,则下列说法中正确的是(

A.$ F_{氦} > F_{空} $
B.$ F_{氦} = F_{空} $
C.$ F_{氦} < F_{空} $
D.条件不足,无法比较
B
)A.$ F_{氦} > F_{空} $
B.$ F_{氦} = F_{空} $
C.$ F_{氦} < F_{空} $
D.条件不足,无法比较
答案:1. B
解析:
解:根据阿基米德原理,浮力$F_浮=\rho_空气gV_排$。两只气球体积相同,且都浸没在空气中,所以排开空气的体积$V_排$相等。空气密度$\rho_空气$和重力加速度$g$为常量,因此$F_{氦}=F_{空}$。
B
B
2. 把一金属块浸没在盛满酒精的杯子中,从杯中溢出$ 16g $的酒精,若将该金属块浸没在盛满水的杯子中,从杯中溢出水的质量是($ \rho_{酒} = 0.8 × 10^{3}kg/m^{3} $)(
A.$ 8g $
B.$ 16g $
C.$ 20g $
D.$ 22g $
C
)A.$ 8g $
B.$ 16g $
C.$ 20g $
D.$ 22g $
答案:2. C
解析:
金属块浸没在酒精中,溢出酒精的体积等于金属块的体积。
已知溢出酒精的质量$m_{酒}=16g$,酒精密度$\rho_{酒}=0.8g/cm^{3}$,
由$\rho = \frac{m}{V}$可得,金属块体积$V = V_{酒}=\frac{m_{酒}}{\rho_{酒}}=\frac{16g}{0.8g/cm^{3}} = 20cm^{3}$。
将金属块浸没在水中,溢出水的体积$V_{水}=V = 20cm^{3}$,水的密度$\rho_{水}=1g/cm^{3}$,
则溢出水的质量$m_{水}=\rho_{水}V_{水}=1g/cm^{3}×20cm^{3}=20g$。
C
已知溢出酒精的质量$m_{酒}=16g$,酒精密度$\rho_{酒}=0.8g/cm^{3}$,
由$\rho = \frac{m}{V}$可得,金属块体积$V = V_{酒}=\frac{m_{酒}}{\rho_{酒}}=\frac{16g}{0.8g/cm^{3}} = 20cm^{3}$。
将金属块浸没在水中,溢出水的体积$V_{水}=V = 20cm^{3}$,水的密度$\rho_{水}=1g/cm^{3}$,
则溢出水的质量$m_{水}=\rho_{水}V_{水}=1g/cm^{3}×20cm^{3}=20g$。
C
3. (2024·上海)小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为$ 3.0N $。他将物体浸没在水中,弹簧测力计的示数变为$ 2.0N $,则浮力的大小是
1.0
$ N $,方向为竖直向上
。若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小不变
,物体上、下表面受到的压力差不变
。(后两空均填“变大”“变小”或“不变”)答案:3. 1.0 向上 不变 不变
4. 当一个铝块有一半体积浸入水中时,排开水的质量为$ m_{0} $,则此铝块受到的浮力为
$ m_{0}g $
;当它浸没在水中时,受到的浮力为$ 2m_{0}g $
。答案:4. $ m_{0}g $ $ 2m_{0}g $
5. 中国人民解放军海军大连舰是中国自主研制的$ 055 $型驱逐舰三号舰。$ 2021 $年$ 4 $月$ 23 $日,大连舰在海南三亚某军港集中交接入列。大连舰满载时排水量是$ 12300t $,则其满载时受到的浮力为
$ 1.23×10^{8} $
$ N $。答案:5. $ 1.23×10^{8} $
解析:
解:已知大连舰满载时排水量$m_{排}=12300t=12300×10^{3}kg=1.23×10^{7}kg$,根据阿基米德原理,浮力$F_{浮}=G_{排}=m_{排}g$,其中$g=10N/kg$,则$F_{浮}=1.23×10^{7}kg×10N/kg=1.23×10^{8}N$。
$1.23×10^{8}$
$1.23×10^{8}$
6. 把一块重为$ G = 3.9N $的矿石挂在弹簧测力计上,并把它浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数为$ F = 3.4N $,$ g $取$ 10N/kg $。求:
(1) 矿石浸没在水中时受到的浮力。
(2) 矿石的体积。
(3) 矿石的密度。
(1) 矿石浸没在水中时受到的浮力。
(2) 矿石的体积。
(3) 矿石的密度。
答案:6. 解:(1)矿石浸没在水中时受到的浮力
$ F_{浮} = G - F = 3.9N - 3.4N = 0.5N $
(2)由 $ F_{浮} = \rho_{水}V_{排}g $ 得矿石的体积
$ V = V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{水}g} = \frac{0.5N}{1×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg} = 5×10^{-5}m^{3} $
(3)矿石的质量
$ m = \frac{G}{g} = \frac{3.9N}{10N/kg} = 0.39kg $
矿石的密度
$ \rho = \frac{m}{V} = \frac{0.39kg}{5×10^{-5}m^{3}} = 7.8×10^{3}kg/m^{3} $
$ F_{浮} = G - F = 3.9N - 3.4N = 0.5N $
(2)由 $ F_{浮} = \rho_{水}V_{排}g $ 得矿石的体积
$ V = V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{水}g} = \frac{0.5N}{1×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg} = 5×10^{-5}m^{3} $
(3)矿石的质量
$ m = \frac{G}{g} = \frac{3.9N}{10N/kg} = 0.39kg $
矿石的密度
$ \rho = \frac{m}{V} = \frac{0.39kg}{5×10^{-5}m^{3}} = 7.8×10^{3}kg/m^{3} $