7.浮力计算模型-2025年中考物理常见模型与方法强化专训专练（全国通用）

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浮力计算方法如何选择呢？
方法1.已知物体排水的体积，就用“阿基米德原理法”，因为只有它用到体积：
F浮=G排=m排g=ρ液gV排
方法2.已知物体重力，且物体处于漂浮或者悬浮，那就用“平衡法”，此时浮力等于重：
F浮=G物
方法3.给了你弹簧测力计，那就用“称重法”，称两次的示数相减，就是浮力的大小：
F浮=G－F拉2=F拉1－F拉2
方法4.已知物体上下的表面积和深度，就用“压力差法”，上下表面的压力差就是浮力的大小：
F浮=F向上－F向下
类型1.压力差法求浮力
【例1】如图所示，一个棱长为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，g取10N/kg。下列说法错误的是（ ）
A.正方体受到的浮力为8N B.液体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面到液面的距离为5cm D.液体对正方体下表面的压强为1.3×103Pa
【答案】C
【解析】A.物体受到的浮力大小：F浮=F2－F1=13N－5N=8N，A正确，不符合题意。
B.液体密度：，B正确，不符合题意。
C.液体对正方体上表面的压强：
又因为p =ρ液gh，则：，C错误，符合题意。
D.液体对正方体下表面的压强：，D正确，不符合题意。
故选C。
【变式1】如图所示，A、B是能自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的部分，现往容器里注入一些水，下列说法错误的是（ ）
A.A物体一定受浮力作用 B.B物体一定受浮力作用
C.C部分一定受浮力作用 D.D部分一定受浮力作用
【解析】A.由图可知，水对A物体上下表面产生了向上的压力差，所以A物体一定受浮力的作用，故A不符合题意；
B.B物体上下表面都受到水的压力，但下表面受到水的压力更大，因此水对B物体上下表面产生了向上的压力差，所以B物体一定受浮力的作用，故B不符合题意；
C.同B物体一样，水对C物体上下表面产生了向上的压力差，所以C物体一定受浮力的作用，故C不符合题意。
D.D物体上表面受到水的压力，但下表面没有受到水的压力，因此水对D物体上下表面没有产生向上的压力差，所以D物体不受浮力的作用，故D符合题意。
因题目要求选择错误的，故选D。
【变式2】如图所示，在容器中放一个均匀对称石鼓，其下底表面与容器底部完全紧密接触，石鼓________（选填“受”或“不受”）浮力。
【答案】受
【解析】由图可知，石鼓中间粗、两端细，浸在水中的下部的壁受到水对它向上的作用力，所以水对浸在其中的石鼓有向上的作用力和向下的压力作用，其中向上的压力大于向下的压力，这个压力差即物体受到的浮力。
【变式3】如图甲所示，用竖直向下的力将原来漂浮在液面上的正方体慢慢压入某种液体中，正方体的下表面与液面的距离为h，力F与h的大小关系如图乙所示。（力F为负值时，表明它的方向与原来的方向相反了）。由图可知正方体的重力为_______N；正方体的密度为________kg/m3，液体的密度为_______ kg/m3；C点状态下，正方体受到的浮力为_______N，液体对正方体下表面产生的压强为________Pa。（g取10N/kg）
【答案】（1）400N；（2）0.32×103kg/m3；0.8×103kg/m3；（3）1000N；4000Pa
【解析】（1）由图像A点可知，A点时物体下表面刚好接触液面，此时拉力FA大小即为重力：
G=FA=400N
（2） C点时物体刚好完全浸没，物体边长为0.5m，体积为：
V=L3=（0.5m）3=0.125m3
B点时F为0，即物体刚好漂浮在液体中，浸入体积为：
V浸=Sh=（0.5m）2×0.2m=0.05m3
浮力与重力相等：
FB=G=ρ液gV浸
可得液体密度：
可得物体密度：
（3）C点时物体刚好完全浸没，此时浮力为：
FC=ρ液gV=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.125m3=1000N
下表面深度为0.5m，液体压强为：
p=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.5m3=4000Pa
类型2.阿基米德原理法求浮力
【例2】某同学把一铁块用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上，弹簧测力计的示数是4.74N；把铁块浸没在密度为1.05×103kg/m3的液体中时受到的浮力是多少？（g取10N/kg，铁的密度为7.9×103N/kg）
【答案】0.63N
【解析】铁块的体积：
铁块浸没在液体中受到的浮力：
F浮=ρ液gV排=1.05×103kg/m3×10N/kg×6×10-5m3=0.63N
【变式1】小明同学想估算空气对自己的浮力大小，采集的数据有：自己的体重、自己的密度（与水接近，约为1.0×103kg/m3）、空气的密度（约为1.3kg/m3）。则空气对小明的浮力大小约为（ ）
D.65N
【答案】B
【解析】小明排开空气的体积约为：
空气对小明的浮力大小约为：
F浮=ρ空气gV排=1.3kg/m3×10N/kg×0.05m3=0.65N
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
【变式2】2023年3月11日，“探索一号”科考船携“奋斗者号”载人潜水器完成任务回国。工作中，潜水器从3000m深海处采集到体积为800cm3的深渊岩石，采集前岩石受到海水的压强为________Pa，采集到的岩石受到海水的浮力为________ N。（g取10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3）
【答案】3×107Pa；8N
【解析】根据p=ρgh采集前岩石受到的海水压强：
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3000m=3×107Pa
岩石在海水中受到的浮力：
F浮=ρ海水V排g=1.0×103kg/m3×800×10-6m3×10N/kg=8N
【变式3】如图甲所示的密闭容器，壁厚忽略不计。其底部是边长为5cm的正方形，容器中装有高度为8cm的水，此时水对容器底的压强为_______Pa。将容器倒置并使其在水中竖直漂浮，如图乙所示，容器内外水面的高度差为2cm，该容器的质量为_______g。（水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
【答案】800；50
【解析】（1）此时水对容器底的压强：
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
（2）容器排开水的体积：
V排=V水+V空=Sh+SΔh=5cm×5cm×8cm+5cm×5cm×2cm=250cm3
容器所受的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×250×10-6m3=2.5N
容器和水的重力：
G=F浮=2.5N
容器和水的质量：
水的体积：
V水=Sh=5cm×5cm×8cm=200cm3
水的质量：
m水=ρ水V水=1g/cm3×200cm3=200g=0.2kg
容器的质量：
m容=m－m水=0.25kg－0.2kg=0.05kg=50g
故答案为：800；50。
类型3.平衡法
【例3】如图所示，将高为5cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中，静止时木块在水面上漂浮，下表面到水面的距离为3cm，排开水的重力为3N。则木块下表面受到水的压强是_______Pa，木块受到的浮力是_______N，木块的质量是_______kg，木块的密度是_________kg/m3。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
【答案】300；3；0.3；0.6×103
【解析】由题意知，木块下表面到水面的距离为3cm，即0.03m，木块下表面受到水的压强为：
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa
由题意知，排开水的重力为3N，则由阿基米德原理可知，木块受到的浮力：
F浮=G排=3N
木块漂浮在水中，由物体的浮沉条件可知，木块的重力：
G=F浮=3N
由G=mg可得，木块的质量为：
由F浮=ρ液gV排可知，木块排开水的体积：
由题意可知，木块的体积：
木块的密度：
故答案为：300；3；0.3；0.6×103。
【变式1】一实心铁球质量为15.8g，则该实心铁球的体积为_______cm3；为使铁球能悬浮于水中，我们将实心铁球制成空心铁球，则空心部分体积为_______cm3。（忽略空气质量，铁的密度为7.9×103kg/m3）
【答案】2；13.8
【解析】一实心铁球质量为15.8g，密度ρ铁=7.9×103kg/m3=7.9g/cm3，则该实心铁球的体积为：
根据物体悬浮于水中时，物体的平均密度等于水的密度，则空心铁球的总体积为：
则空心部分体积为：
V空=V总－V铁=15.8cm3－2cm3=13.8cm3
【变式2】如图所示，重为0.5N的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的烧杯中，鸡蛋受到的浮力是_______N；若再往烧杯中加盐，鸡蛋受到的浮力将_______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】0.5N；不变
【解析】鸡蛋漂浮在装有淡盐水的烧杯中，鸡蛋受到的浮力：
F浮=G=0.5N
若再往烧杯中加盐，盐水的密度变大，鸡蛋仍然处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，鸡蛋的重力不变，浮力不变。
【变式3】如图甲所示，将一圆柱体木块用细线拴在没有水的容器底部，然后向容器中逐渐加水，如图乙所示是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图像。下列说法正确的是（ ）
A.木块的重力为10N B.木块的底面积为100cm2
C.木块刚好浸没时，液体对容器底的压强为1600Pa D.木块的密度为0.8×103kg/m3
【答案】B
【解析】A.由题意和图像可知，当容器中水的深度在6~12cm时，木块处于漂浮状态，受到的浮力和重力大小相等，因此木块的重力G=F浮=6N，A错误。
B.由图像可知，木块全部浸没时，受到的浮力为10 N，由F浮=ρ水gV排可知，木块的体积：
由图像可知物体在0~6cm和12~16cm时浮力改变，即浸入深度改变，因而物体的高度为：
6cm+（16－12）cm=10cm
木块的底面积：
B正确。
C.木块刚好浸没时，h=16cm=0.16m，液体对容器底的压强：
p=ρgh=l.0×103kg/m×10 N/kg×0.16 m=1600 Pa
C正确。
D.木块的重力G=6 N，木块的质量：
木块的体积：V=V排=1×10-3m3
故木块的密度为：
D错误。
故选B。
类型4.称重法
二提法：F浮=G－F拉 F浮只与ρ液和V排有关！！
注意：V排=V浸：物体在液面以下部分的体积！！
三提法：F浮=G－F拉1= G－F拉2
技巧：
一提定质量，二提定体积。
两提可求固体密度，三提可求液体密度。
【例4】如图所示，重7N的石块浸没在水中时测力计的示数减小5N，则石块受到的浮力为（ ）
A.3N B.5N C.2N D.7N
【答案】B
【解析】根据称重法测浮力，弹簧测力计减小的示数就等于物体受到的浮力。石块浸没在水中时测力计示数减小5N，则其受到的浮力大小为5N。
故选B。
【变式1】用弹簧测力计在空气中称一铁块，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。两次实验物体所受浮力不同，说明浮力大小与___________________________有关。
【答案】4；5；物体排开液体的体积
【解析】把铁块的一部分浸在水中时，铁块受到的浮力
F浮1=G−F1=20N−16N=4N
将铁块全部浸没在水中，则G=F浮2+F2，弹簧测力计的示数为：
F2=G−F浮2=20N−15N=5N
物体浸入液体的体积越大，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，即浮力大小与物体排开液体的体积有关。
【变式2】如图所示，金属块挂在弹簧测力计下，将金属块慢慢放入水中，弹簧测力计的示数逐渐减小，如图是弹簧测力计示数与金属块下降距离的图像。当金属块完全浸没在水中时受到的浮力为（ ）
A.5N B.3N C.2N D.1N
【答案】C
【解析】由图可知，金属块重G=5N，全浸入水中弹簧测力计的示数F示=3N，
当金属块全浸入时：
F浮=G－F示=5N－3N=2N
故选C。
1.把一个重为 5N 的小石块挂在弹簧测力计下，并慢慢地把小石块浸入水中，弹簧测力计示数如图所示。则小石块受到的浮力是_______N。
【答案】1.4
【解析】由图可知，弹簧测力计的分度值为 0.2N，弹簧测力计的示数为 3.6N，根据力的平衡条件，小石块受到的浮力：
F浮=G－F= 5N− 3.6N=1.4N
2.将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯不同浓度的盐水中，鸡蛋在甲杯处于悬浮状态，如图甲；在乙杯处于漂浮状态， 如图乙， 则鸡蛋在甲、乙两杯盐水中受到的浮力F甲_______F乙；盐水的密度ρ甲_______ρ乙。（选填“>”、“=”或“