專題10-6浮力應用

知識·解讀

一、輪船：

1、鋼鐵的密度比水大，可以把它做成空心，以使它能排開更多的水，增大可以利用的

浮力。

2、輪船的大小通常用排水量來表示。排水量就是輪船裝滿貨物時排開水的

質量。

二、潛水艇：

由于潛水艇中兩側有水箱，它浸沒在水中時受到的浮力不變，但是可以通過調節水箱

中的儲水量來改變潛水艇的自重，從而改變浮力與重力的關系，而使它下沉、懸浮或

上浮.

三、氣球：

充入的是密度比空氣小很多的氣體，如氫氣、氦氣。空氣對它的浮力大于它的重力，

所以氣球可以升入高空.

四、密度計：

1、利用物體的漂浮條件進行工作。同一密度計在不同的液體中漂浮時，不同，但浮

力相同。

2、密度計上的刻度值“上小下大”且分布不均勻“上疏下密”：液體的密度越大，對

應的越小，刻度越靠近密度計下部。

典例·解讀

類型一：輪船的浮力

例、如圖所示，若“玉林號”導彈護衛艦從大海駛入珠江，下列分析正

1

確的是()

A.浮力變小，艦體上浮一些B.浮力變大，艦體下沉一些

C.浮力不變，艦體下沉一些D.浮力不變，艦體上浮一些

第1頁/共13頁

【答案】C．

【解析】當“玉林號”導彈護衛艦從大海駛入珠江后始終處于漂浮狀態，則船受到的浮力F浮＝G，因

為船受到的重力不變，所以船受到的浮力不變；由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排，ρ江水<ρ海水可

知，排開江水的體積大于排開海水的體積，即船浸入江水中的體積大于浸入海水中的體積，

故船體下沉一些，C正確．故選C.

類型二：浮力與圖像

例、小張看到雞蛋浮在鹽水面上，如圖甲所示，他沿杯璧緩慢加入清水使雞蛋下沉。在此

2

過程中，雞蛋受到的浮力F隨時間t的變化圖像可能是圖乙中的()

【答案】D．

【解析】加清水過程中液體密度減小，雞蛋開始時仍然漂浮，漂浮過程浮力不變，開始浸沒后浮力逐

漸減小，但不會等于0.故選D.

類型三：浮力與沉浮狀態

例、在氣球下面掛一金屬塊，放入水中處于懸浮狀態，如圖所示．若水足夠

3

深，把氣球和金屬塊往下移動一段距離，松開手，它們將（）

A．靜止不動B．上浮，靜止時回到原來位置

C．上浮，最后浮在液面上D．下沉，最后沉在水下

【答案】D．

【解析】原來金屬塊和小氣球懸浮在水中，F浮=G；

把系統的位置輕輕向下移動一些，所處的深度增加，

由公式p=ρgh知，

小氣球受到水的壓強增大，氣球的體積變小，

所以氣球排開水的體積減小，

由公式F浮=ρ液gV排知，

氣球受到的浮力減小，使得浮力小于自重而向下運動，最后沉在水下．

故選：D．

第2頁/共13頁

類型四：浮力與密度計

例、一個密度計如圖所示，其刻度部分的A、B兩點，分別是最上面和最下面的刻

4

度位置，這個密度計的測量范圍是1.0×103kg/m3～1.6×103kg/m3，把這個密

度計放入某種液體中，液面的位置恰好在A、B的中點C處，則這種液體的密

度是________g/cm3。（計算結果保留兩位小數）

第3頁/共13頁

【答案】1.2．

【解析】這類題目較難，注意密度計上的刻度是不均勻的，不能根據刻度部分的A、B兩點，分別是最

上面和最下面的刻度位置，測量范圍是1.0×103kg/m3～1.6×103kg/m3，液面的位置恰好在A、

B的中點C處就得出的錯誤結論。

解此類題，一定要理解密度計的工作特點：密度計始終漂浮在被測液體中，浮力始終等于密

度計的重力。所以同一個密度計在不同的液體中，雖然排開液體的體積不同，但所受的浮力

是相同的。利用這一特點，結合受力分析和阿基米德原理，設未知數、列平衡方程即可求解。

下面看具體解題過程：

根據密度計的原理，越大，被測液體的密度就越小。得出圖中

33

A1.010kg/m

設：B點下方的體積為V，AC和BC之間的體積相等用V0表示

密度計在待測液體中始終漂浮，受力分析知，浮力始終等于密度計的重力。

得：①②

代入的值得：

將其帶入②式解得：

培優·訓練

一、選擇題

1、以下實例中，不是利用浮力的是（）

A、氣球的升空B、輪船浮在水面上C、潛水艇上浮D、大型客機的升

空

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2、如圖甲所示，把鐵塊放在空容器中，沿容器壁緩慢向容器中加水至圖示位置。加水過程

中，鐵塊受到浮力。則在加水的全過程中，容器底對鐵塊的支持力F與時間t的關系圖

像是()

3、將一半徑為R的實心金屬球，用細線拉著，勻速緩慢地放入水深為2R的盛水容器中，直

至容器底部，水未溢出。圖能反映金屬球從與水面剛接觸處開始至容器底部過程中所受

浮力的是()

4、體積相同的三個小球分別放入同種液體中．所處狀態如圖所示，則下列說法正確的是（）

A．小球受到的浮力F甲＞F乙＞F丙

B．小球受到的浮力F甲＜F乙=F丙

C．小球受到的浮力F甲=F乙=F丙

D．小球受到的浮力F甲＞F乙=F丙

5、貴港是西南地區第一大的內河港口。若一艘輪船從貴港駛往澳門，當它從珠江口駛入大

海時()

A.它受到的浮力變大B.它受到的浮力變小

C.它下沉了一些D.它上浮了一些

6、關于潛水艇的上浮和下沉，下列說法正確的是()

A.潛水艇是通過改變自身重力達到上浮和下沉的

B.潛水艇是通過改變浮力達到上浮和下沉的

C.潛水艇下沉越深，所受浮力越大

D.潛水艇浮出水面的過程中，所受浮力不變

7、某潛水艇在海面下隱蔽跟蹤某個目標，有時要上浮或下潛，但都未露出水面。若該潛水

艇下潛時所受的重力為G1，浮力為F1；上浮時所受的重力為G2，浮力為F2，下列對力之

間大小關系的判斷，正確的是()

A.F1=F2，G1>G2B.F1=F2，G1=G2C.F1<F2，G1=G2D.F1>F2，F2<

第5頁/共13頁

G2

二、填空題

1、輪船的排水量是指____________（填“體積”或“質量”），輪船從東海駛入

長江排水量________（填“增大”、“減小”或“不變”），會_______些。（填

“上浮”或“下沉”）。若輪船的排水量為10000t，輪船自身重2000t，該輪

船最多能載________t貨物。

2、潛水艇對保衛我國的南海起著重要的作用。如圖所示，潛水艇在水中處于懸浮

狀態，此時期所受浮力與重力的大小關系為：F________G(填“>”、“<”或“=”)，當

壓縮空氣將水艙中的水排出一部分時，潛水艇將________(填“上浮”、“下沉”或“懸

浮”)。

3、如圖所示為一種自制簡易密度計，它是在木棒的一端纏繞一些銅絲做

成的，用它來測量液體密度時，該密度計________在被測液體中(選填

“懸浮”、“漂浮”或“下沉”)。將其分別放入裝有液體密度為ρ1

和ρ2的兩個燒杯中,可以判斷:ρ1________ρ2。若該密度計兩次測量

中排開液體的質量分別為m1、m2，則m1________m2。(后兩空選“<”、

“=”或“>”)

4、非非和柚柚利用吸管、細鐵絲和石蠟各制作了一支簡易密度計。非非的密度

計的質量為10g，放入液體中，漂浮在液面上，如圖甲，密度計受到的浮力

________N，排開的液體重力________N。柚柚的密度計放入液體中，沉到容

器底，不好測量液體密度，如圖乙，請提出一種改進方法________。(g取

10N/kg)

5、小明利用18cm長的吸管、細銅絲、石蠟等材料自制密度計。

(1)制作密度計的過程中，需要一個盛放液體的容器。現有250mL的量筒和400mL的燒杯供

選擇，則小明應選擇________。

(2)小明將自制的密度計放入水中，發現密度計不能直立漂浮，其原因可能________。實驗

改進后，小明將密度計放入水中，用刻度尺測出吸管露出水面的長度是10.8cm，則吸管

浸入水中的深度h水=________cm。小明將該密度計放入某液體中，吸管浸入液體的深度

33

為9cm，則此液體的密度是多少?(ρ水=1.0×10kg/m)

(3)小明的同學也用吸管制作了密度計，他發現密度計相鄰兩刻度線之間的距離太小，導致

用此密度計測量液體密度時誤差較大，為此同學們提出了如下改進方案，其中可行的是

________。

A.換大的容器做實驗B.換細的吸管制作密度計

C.換稍長的吸管制作密度計D.適當減小密度計的配重

6、小明在完成“動手動腦學物理”時，認識了密度計。將其放入液體中，當它豎立靜止時，

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與液面相交的讀數即為待測液體的密度。

(1)如圖甲、乙所示，讓同一支密度計分別靜止在水和酒精中，密度計受到的浮力________(選

填“變大”、“變小”或“不變”)；裝水的容器是________(選填“甲”或“乙”)。

(2)小明將一只鉛筆的下端纏繞了適量銅絲，初步做成了一支密度計(如圖丙)。為了給密度

計標上刻度，他進行了如下實驗：

a.將其放入水中，豎立靜止后，在密度計上與水面相平處標上水的密度值1.0g/cm3;

b.將其放入植物油中，用同樣的方法在密度計上標上植物油的密度值0.9g/cm3；

c.像標示彈簧測力計刻度的方法一樣，他以兩刻度線間的長

度表示0.1g/cm3將整個鉛筆均勻標上刻度；

d.他將做好的密度計放入酒精中進行檢驗，發現液面明顯不

在0.8g/cm3刻度處。

①如丙圖所示，小明制作的密度計，你認為刻度0.9應該在

________點(選填“p”或“q”)。

②在實驗步驟c中，小明這樣均勻標示刻度對不對?________

③若被測液體的密度為ρ液、密度計浸入被測液體的深度為h(如圖丁)、自制密度計的質量

為m、鉛筆的橫截面積為S，請你推導出h與ρ液的關系式。(用給定的字母表示推導結果)

7、學過浮力知識后，小波用一根粗細均勻的木棍和一些鐵絲（不計鐵絲體積），自己制作

了一個測量液體密度的“土密度計”，如圖所示。他把密度計先后放入水和酒精（ρ酒精

=0.8g/cm3）中，“土密度計”均處于漂浮狀態。小波在密度計上面記下了兩種液體液面

所在的位置a和b，用刻度尺測量出a和b之間的距離是1cm，但他忘記了刻線跟液體的

關系。請你告訴他，刻線b對應的是______（填：“水”或“酒精”）。小波同學把這

個“土密度計”放入足夠多的另一種液體中，在密度計上面記下了液體液面所在的位置

c，用刻度尺測量出c和b之間的距離是1.5cm，則這種液體的密度為________g/cm3。

三、閱讀題

1、閱讀《福船》回答問題。

福船

跨越遙遠時空的海上絲綢之路上，一個名叫“福船”的文化符號歷久彌新。福船作為木

質時代風帆動力遠洋船只中的佼佼者，成就了明代鄭和、戚繼光、鄭成功等人的偉大壯舉，

為中國乃至世界航海史寫下了璀璨的一頁。

福船，福建沿海一帶尖底古海船的統稱，上闊下窄，首尖尾寬兩頭翹，

復原模型圖如圖所示。其甲板平坦，龍骨厚實，結構堅固；吃水深，容量多，

善于裝載，穩定性好，抗風力強，適于遠洋。

與指南針對航海貢獻相媲美的“水密隔艙福船制造技藝”，是中國對世

界航海發展史產生深遠影響的另一項偉大發明。2010年11月15日，《中國水密隔艙福船

第7頁/共13頁

制造技藝》被列入聯合國教科文組織“急需保護的非物質文化遺產名錄”。所謂“水密隔艙”，

就是用厚實的隔艙板把船艙層層隔斷，分隔成互不透水的一個一個艙區。在航行過程中，如

果有一個或兩個艙意外破損，海水進不到其他艙中，從船整體看，仍然保持有足夠的浮力，

不至沉沒。“水密隔艙”技術大大提高了船舶的整體抗沉性。另外隔艙板與船殼板緊密連接，

使船體結構也更加堅固。分成隔艙，還便利貨物存放管理。水密隔艙福船制造技術，對于遠

洋航海史研究有著不可替代的重要學術價值。

南京靜海寺《鄭和殘碑》記載：“永樂三年，將領官軍乘駕二千料海船并八櫓船…”。

經學術界考證，與北京天壇齊名的二千料海船就是福船。“料”是當時流行的用來表示舟船

大小的一種計量單位。二千料海船總長61.2米，最大寬13.8米，型深4.89米；滿載時，

水線長53米，水線寬13米，吃水3.9米。帆裝、給養、武器、人員、貨物等及船自身質量

總共可達1170噸。鄭和下西洋是人類海洋文明史的重要組成部分，是世界航海史上時間最

早、規模最大的洲際航海活動。比哥倫布到達美洲大陸航海早了87年，比達?伽馬過好望角

到達印度的航海早了92年，比麥哲倫的環球航海早了114年。鄭和下西洋時的中國船舶制

造、天文航海、地文航海、季風運用和航海氣象預測等方面的技術和航海知識，在當時均處

于世界領先地位。

重啟海上絲綢之路的今天，“福船”這個珍貴的文化符號成為新興文創產業里重要的創

作靈感，依然在啟迪人們不斷去開拓創新。

請根據上述材料，回答下列問題：

（1）福船采用了________技術大大提高了船舶的整體抗沉性。請你展開想象，就福船的這

一技術設計理念，舉例說明還可應用在哪些方面：_____________。

（2）排水量是衡量造船能力的重要指標。小輝查資料得知：哥倫布遠航美洲時，最大的那

艘船的滿載排水量為233t后，他想知道鄭和遠洋時的二千料海船的排水量m。他根據上

文中二千料海船的信息計算出排水體積V=53m×13m×3.9m=2687.1m3，估算出排水量約為

2687t。請寫出這種估算方法不合理的理由，并寫出合理的估算方法。

2、如圖甲，溢水杯中裝滿水(水的密度用ρ水表示)，將一正方體木塊(棱長為a)輕輕放入溢

水杯中，木塊靜止時浸入水的深度為，現在用一根輕細鋼針，對著木塊上表面中心豎

直向下施加壓力F，F從0慢慢增加，直到木塊恰好完全浸沒水中(解題時用ρ水、a、g

表示相關量)。

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(1)求木塊恰好完全浸沒水中時壓力Fm。

(2)在F從0增至Fm過程中，木塊浸沒在水中的深度x從增到a，推導出F與x間的函數

關系式。

(3)將F、x的函數關系圖像畫在相應的坐標系中，并標出兩端點的橫、縱坐標。

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專題10-6浮力應用

典例·解讀

例、【答案】C．

1

【解析】當“玉林號”導彈護衛艦從大海駛入珠江后始終處于漂浮狀態，則船受到的浮力F

浮＝G，因為船受到的重力不變，所以船受到的浮力不變；由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排，ρ

江水<ρ海水可知，排開江水的體積大于排開海水的體積，即船浸入江水中的體積大于浸入海水

中的體積，故船體下沉一些，C正確．故選C.

例、【答案】D．

2

【解析】加清水過程中液體密度減小，雞蛋開始時仍然漂浮，漂浮過程浮力不變，開始浸沒

后浮力逐漸減小，但不會等于0.故選D.

例、【答案】D．

3

【解析】原來金屬塊和小氣球懸浮在水中，F浮=G；

把系統的位置輕輕向下移動一些，所處的深度增加，

由公式p=ρgh知，

小氣球受到水的壓強增大，氣球的體積變小，

所以氣球排開水的體積減小，

由公式F浮=ρ液gV排知，

氣球受到的浮力減小，使得浮力小于自重而向下運動，最后沉在水下．

故選：D．

例、【答案】1.2．

4

【解析】這類題目較難，注意密度計上的刻度是不均勻的，不能根據刻度部分的A、B兩點，

分別是最上面和最下面的刻度位置，測量范圍是1.0×103kg/m3～1.6×103kg/m3，液面的位

置恰好在A、B的中點C處就得出的錯誤結論。

解此類題，一定要理解密度計的工作特點：密度計始終漂浮在被測液體中，浮力始終等于密

度計的重力。所以同一個密度計在不同的液體中，雖然排開液體的體積不同，但所受的浮力

是相同的。利用這一特點，結合受力分析和阿基米德原理，設未知數、列平衡方程即可求解。

下面看具體解題過程：

根據密度計的原理，越大，被測液體的密度就越小。得出圖中

第10頁/共13頁

33

A1.010kg/m

設：B點下方的體積為V，AC和BC之間的體積相等用V0表示

密度計在待測液體中始終漂浮，受力分析知，浮力始終等于密度計的重力。

得：①②

代入的值得：

將其帶入②式解得：

培優·訓練

一、選擇題

1、D

2、C

【解析】隨著倒入的水增多，鐵塊排開水的體積增大，浮力增大，對容器底的壓力變小，

完全浸沒后，浮力不變，對容器底壓力不變。鐵塊對容器底的壓力與容器底對鐵塊的支持力

是一對相互作用力。

3、C

【解析】浮力隨著排開液體的體積增大而增大，隨著金屬球的緩慢浸入，排開液體的體積

與浸入的深度并不成正比，球的直徑與液面相平時增大的V排最塊。

4、B

解：由圖知，三個球排開水的體積：

v甲＜v乙=v丙，

∵F浮=ρ水v排g，

第11頁/共13頁

三個球受到的浮力：

F甲＜F乙=F丙．

5、D

6、A

7、A

二、填空題

1、質量；不變；下沉；8000

【試題解析】本題考查輪船排水量這個概念。輪船的排水量指的是輪船滿載時排開水的質量。

反映了輪船所受的浮力F浮=m排g。輪船從東海駛入長江，始終處于漂浮狀態，浮力始終等

于自身重力，故浮力不變，排水量不變。從東海駛入長江，ρ液變小，F浮不變，依據F浮=ρ液gV排

知V排變大，故輪船會下沉些。

若輪船的排水量為10000t，則輪船滿載時排開水的質量為10000t，所受浮力為F浮=m排g

因為輪船漂浮G物+G船=F浮，即m物+m船=m排

所以船滿載時貨物的總質量：m物=m排-m船10000t-2000t8000t

2、=；上浮

3、漂浮；<；=

4、0.1；0.1；減少吸管下端的細鐵絲

5、(1)250mL的量筒(2)重心偏上；7.8；0.8×103kg/m3(3)B

m

6、（1）不變；乙；（2）p；不對；h=

S液

7、水；1.6

【解析】（1）密度計是利用漂浮時浮力等于重力的原理制成的，則F浮=ρ液gV排，因為

酒精＜