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(共48张PPT)
第八讲　浮力
梳理知识点
　浮力
项目 要点 说明
定义 浸在液体中的物体受到向上的力，就是（1） 　浮力　 浸入气体中的物体也受到浮力
方向 竖直（2） 　向上　 施力物体是液体或气体
弹簧测力计 测量浮力　 F浮＝G－F示
浮力　
向上　
浮力产生 的原因　 浸没在液体中的物体受到液体对其上、下两个表面的（3） 　压力　 差，就是浮力产生的原因 打入地下的桥墩不受到水的浮力
注意：打入地下的桥墩不受到水的浮力，水中的桥墩上的田螺受到浮力。
压力　
项目 要点 说明
　阿基米德原理
项目 要点 说明
内容 浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的（1） 　重力　 ①“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是浸没；二是物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面以上
②G排是指被物体排开液体受到的重力，还可推导出F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排，m排指物体排开的液体的质量
③V排指物体排开液体的体积，当浸没时V排＝V物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V排＝V浸＜V物
重力　
公式 F浮＝（2） 　G排＝ρ液gV排　 ①“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是浸没；二是物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面以上
②G排是指被物体排开液体受到的重力，还可推导出F浮＝G排＝m排g＝
ρ液gV排，m排指物体排开的液体的质量
③V排指物体排开液体的体积，当浸没时V排＝V物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V排＝V浸＜V物
公式 变形 求液体密度：ρ液＝（3） 求排开液体的体积：V排＝（4） 适用 范围 对液体和气体都适用。用于气体产生的浮力计算时，ρ液要改为ρ气 G排＝ρ液gV排　


项目 要点 说明
　物体的浮沉条件及其应用
浸没在 液体中 的物体 的浮沉 条件　 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮（1） 　＞　 G F浮（2） 　＜　 G F浮（3） 　＝　 G F浮（4） 　＝　 G F浮＋F支（5） 　＝　 G
ρ水（6） 　＞　 ρ物 ρ水（7） 　＜　 ρ物 ρ水（8） 　＝　 ρ物 ρ水（9） 　＞　 ρ物 ρ水（10） 　＜　 ρ物
＞　
＜　
＝　
＝　
＝　
＞　
＜　
＝　
＞　
＜　
浸没在 液体中 的物体 的浮沉 条件　 处于动态（运动状态不断改变），受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
处于静止状态，受平衡力作用 应用 轮船 做成（11） 　空心　 增大可利用的浮力，漂浮于水面上
潜水艇 靠（12） 　改变自身重力　 来实现上浮和下潜
气球和飞艇 充入密度小于空气的气体，通过改变“体积”实现升降
密度计 利用漂浮条件来测量液体密度的仪器。同一支密度计在不同液体中所受浮力（13） 　相等　
空心　
改变自身重力　
相等　
图解物理
命题点 图片 题目
浮力产生的原因 如图所示为一个长方体浸没在水中，它的上下前后左右六个表面都受到水的压力，根据液体压强的特点分析可知浮力产生的原因是（1） 　上下两个表面的压力差　
探究浮力的大小与什么因素有关 如图，把易拉罐压入水中，你会感觉越来越费力，这个实验说明了浮力的大小与（2） 　排开液体的体积　 有关
上下两个表面的压力差　
排
开液体的体积　
命题点 图片 题目
物体的浮沉条件 如图所示，把苹果投入水中后，苹果最终漂浮在水面上，在苹果上浮的过程中浮力（3）　大于　 （选填“大于”“等于”或“小于”）苹果的重力
浮沉条件的应用 密度计是测量液体密度的仪器。同一支密度计分别放在甲、乙两种液体中均静止不动，如图所示，则两种液体密度ρ甲（4） 　＜　 （选填“＞”“＝”或“＜”）ρ乙
大于
＜　
名师讲典例
　浮力
典例1　（2021·常州）2021年3月23日，巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅，如图甲所示。28～29日，海水涨潮、运河水位持续上升，28日“长赐号”仍处于搁浅状态，29日“长赐号“脱离运河河底，随着水位上升船身逐渐升高，最终如图乙所示。28～29日，海水涨潮、运河水位持续上升过程中，“长赐号”受到的浮力（ ）
　
A.一直变大 B.先变大后不变
C.一直不变 D.先不变后变大
【解析】 图甲中“长赐号”搁浅时受力平衡，受到三个力的作用：竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力，则受到的浮力小于重力；随着水位上升，在“长赐号”脱离运河河底漂浮前的过程中，“长赐号”排开的水的体积逐渐变大，受到的浮力逐渐变大；图乙中“长赐号”漂浮后，随着水位继续上升的过程中，船身逐渐升高，但排开水的体积不变，受到的浮力不变。
【答案】 B。
1.（2022·衡阳模拟）2021年12月9日，神舟十三号的航天员在太空做了多个实验。其中一个是乒乓球没入水中浮力消失的实验，对这个现象的解释最准确的说法是（　B　）
A.太空中完全失重状态下，乒乓球的重力为零
B.乒乓球排开了水，但由于在太空中完全失重状态下，水对球没有压力
C.太空中完全失重状态下，水的密度小到零，浮力消失
D.太空中完全失重状态下，排开的水重力为零，浮力消失
B
　阿基米德原理及其应用
典例2　（2022·河池）某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材，进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是（ ）
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B.石块在水中受到的浮力大小为1.0 N
C.石块浸没在水中时，排开水的体积为1.2×10－4 m3
D.丙图中盐水的密度为1.1×103 kg/m3
【解析】 石块在水中受到的浮力方向是竖直向上的，选项A错误；由图甲可知，物体的重力G＝2 N，由图乙可知，石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F＝1N, 石块在水中受到的浮力F浮＝G－F＝2 N－1 N＝1 N，选项B正确；根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，石块浸没在水中时，排开水的体积V排＝＝＝1×10－4 m3，选项C错误；石块浸没在水中时，石块的体积V石＝V排＝1×10－4 m3，由图丙可知，石块浸没在盐水中时，弹簧测力计示数F'＝0.8 N，则石块浸没在盐水中受到的浮力F浮'＝G－F'＝2 N－0.8 N＝1.2 N；
石块浸没在盐水中，排开盐水的体积等于石块的体积V排'＝V石＝1×10－4 m3，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，盐水的密度ρ盐水＝＝＝1.2×103 kg/m3，选项D错误。
【答案】 B。
（1）计算浮力常用以下几种方法：①称量法：F浮＝G－F；②压力差法：F浮＝F向上－F向下；③二力平衡法：物体悬浮或漂浮时，F浮＝G；④阿基米德原理法：F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排。
（2）压强与压力的计算：长方体上、下表面受到的压强分别为p上＝ρ液gh1，p下＝ρ液gh2，根据F＝pS得上、下表面受到的压力分别为F向下＝p上S＝ρ液gh1S，F向上＝p下S＝ρ液gh2S。
（3）用压力差法求浮力：F浮＝F向上－F向下＝ρ液gh2S－ρ液gh1S＝ρ液g（h2－h1）S。
2.（2022·济宁）小明利用托盘天平、量筒和水测量一颗新鲜杏的密度，收集的实验数据记录在下表中，则杏的密度ρ＝ 　1.06　 g/cm3，杏在水中受到的浮力F浮＝ 　0.2　 N。（g取10 N/kg）
步骤 ①用托盘天平测杏的质量 ②向量筒中倒入适量水，读示数 ③将杏放入量筒中，读示数
数据 21.2 g 40 mL 60 mL
1.06　
0.2　
　物体的浮沉条件及应用
典例3　（2022·山西）如图所示，是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰。据科学分析，全球气候变暖会导致冰山熔化，海平面升高。下列判断正确的是（ ）
A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力
B.冰山所受的重力小于它排开水所受的重力
C.冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上
D.冰山熔化一部分后排开水的体积不变
【解析】 冰山漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件可知，冰山所受到的浮力一定等于它所受的重力；根据阿基米德原理可知，冰山受到的浮力等于其排开的水的重力，所以冰山所受的重力等于它排开水所受的重力，选项AB错误；冰山熔化一部分后，冰山的密度不变，冰山的密度小于水的密度，所以冰山仍会漂浮在水面上，选项C正确；冰山熔化一部分后，冰山的重力减小，冰山漂浮，浮力等于自身的重力，所以冰山受到的浮力变小，根据F浮＝ρ液gV排可知，冰山排开水的体积变小，选项D错误。
【答案】 C。
3.（2022·嘉兴）学习了物体的浮沉条件后，小舟做了如下实验：在两个薄气球中加满温水，扎紧后剪去多余部分，分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中（如图）。若不计气球自重，放手后两气球的运动情况是（　D　）
A.冷水、热水中都下沉
B.冷水中下沉，热水中上升
C.冷水、热水中都上升
D.冷水中上升，热水中下沉
D
真题在线
　阿基米德原理的应用
1.（2014·安徽）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，则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　 。（液体密度ρ液和g为已知量）
ρ液gh2S　
ρ液g（h2－h1）S　
2.（2020·安徽）某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入圆柱形平底玻璃容器里，然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1＝10 cm时，容器处于直立漂浮状态，如图a所示。（已知容器的底面积S＝25 cm2 ，ρ水＝1.0×103 kg/m3）
（1）求水对容器下表面的压强；
解：（1）水对容器下表面的压强：
p1＝ρ水gh1＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1 000 Pa
（2）求容器受到的浮力；
解：（2）容器受到的浮力:F浮＝p1S＝1 000 Pa×25×10－4 m2＝2.5 N
（3）从容器中取出100 cm3的液体后，当容器下表面所处的深度h2＝6.8 cm时，容器又处于直立漂浮状态，如图b所示。求液体的密度。
解：（3）容器始终处于漂浮状态，所以G液＋G容＝F浮
图b中，水对容器下表面的压强：
p2＝ρ水gh2＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.068 m＝680 Pa
此时容器受到的浮力F浮'＝p2S＝680 Pa×25×10－4 m2＝1.7 N
取出液体的重力ΔG液＝F浮－F浮'＝2.5 N－1.7 N＝0.8 N
取出液体的质量m＝＝＝0.08 kg
液体密度ρ＝＝＝0.8×103 kg/m3
3.（2019·安徽）将底面积S＝3×1 m2，高h＝0.1 m的铝制圆柱体，轻轻地放入水槽中，使它静止于水槽底部，如图所示（圆柱体的底部与水槽的底部不密合），此时槽中水深h1＝0.05 m（已知ρ铝＝2.7×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3）。
求：
（1）水对圆柱体底部的压强p1；
解：（1）水对圆柱体底部的压强：
p1＝ρ水gh1＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m＝500 Pa
（2）圆柱体受到的浮力F浮；
解：（2）圆柱体浸在水中的体积：
V排＝Sh1＝3×10－3 m2×0.05 m＝1.5×10－4 m3
圆柱体所受的浮力：
F浮＝ρ水V排g＝1.0×103 kg/m3×1.5×10－4 m3×10 N/kg＝1.5 N
（3）圆柱体对水槽底部的压强p2。
解：（3）圆柱体的重力：G铝＝m铝g＝ρ铝V铝g＝ρ铝Shg＝2.7×103 kg/m3×3×10－3 m2×0.1 m×10 N/kg＝8.1 N
由力的平衡条件可知圆柱体对水槽底部的压力：
F压＝G铝－F浮＝8.1 N－1.5 N＝6.6 N
则圆柱体对水槽底部的压强：p2＝＝＝2.2×103 Pa
4.（2018·安徽）重为200 N的方形玻璃槽，底面积为0.4 m2，放在水平台面上，向槽中加水至水深0.3 m（已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，玻璃槽的侧壁厚度不计）。
（1）将棱长为20 cm的正方体物块轻轻放入水中，当其静止时，测出该物块露出水面的高度为5 cm，求该物块的密度；
解：（1）因为物体漂浮，所以F浮＝G物，即ρ水gV排＝ρ物gV物，又因为物体棱长为20 cm，露出水面的高度为5 cm，所以＝＝，与上式联立解得ρ物＝＝0.75×103 kg/m3
（2）用力F垂直向下作用在物块的上表面，使物块露出水面的高度为2 cm并保持静止，求此时力F的大小。
解：（2）V排＝（0.2 m）2×（0.2－0.02）m＝7.2×10－3 m3，V物＝（0.2 m）3＝8×10－3 m3
代入F‘浮＝ρ水gV排和G物＝ρ物gV物，可得：
F'浮＝72 N，G物＝60 N。此时物体受力平衡，所以有F＋G物＝F'浮，
故F＝F'浮－G物＝72 N－60 N＝12 N
5.（2017·安徽）如图a所示，一长方体木块质量为0.12 kg，高为4.0 cm；将木块平稳地放在水面上，静止时木块露出水面的高度为2.0 cm；如图b所示，利用金属块和细线，使木块浸没水中且保持静止状态。已知水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，求：
（1）木块的密度ρ木；
解：（1）物体漂浮，受到的重力等于浮力
G＝ρ木V木g＝F浮＝ρ水V排g，
由V木＝2V排，得ρ木＝0.5ρ水＝0.5×103 kg/m3
（2）细线对木块的拉力F。
解：（2）物体在水中处于静止状态，竖直向上的浮力与竖直向下的拉力和物块重力相等：
F'浮＝ρ水V'排g＝G＋F＝ρ木V木g＋F，
又V'排＝2V排，F'浮＝2F浮＝2G＝2mg
F＝F'浮－mg＝mg＝1.2 N
　探究浮力实验
6.（2021·安徽）小华按图示的步骤进行探究浮力的实验：
①在弹簧测力计下悬挂一个金属球，如图甲所示，
弹簧测力计的示数为2.6 N；
②将金属球浸没在水中，弹簧测力计的示数如图乙所示；
③将金属球从水中取出并擦干水分，再将它浸没在另
一种液体中，弹簧测力计示数如图丙所示。
由实验可知，金属球浸没在水中时受到的浮力大小为 　1　 N，图丙中液体的密度 　小于　 （选填“大于”“等于”或“小于”）水的密度。
1　
小于　
实验突破
　探究浮力的大小跟哪些因素有关
考查方向：控制变量法的应用；分析以及测量浮力的方法。
项目 要点
实验方法 控制变量法
实验装置
实验过程 ①用弹簧测力计测出小石块在空气中的重力G
②将小石块浸没在水中某一深度，读出弹簧测力计示数F1
③将小石块浸没在盐水中同一深度，再次读出弹簧测力计示数F2
④根据＝G－F1，＝G－F2，如果＝，则说明物体受到的浮力大小与液体密度无关；如果≠，则说明物体受到的浮力大小与液体密度有关（或如果F1＝F2，则说明物体受到的浮力大小与液体密度无关；如果F1≠F2，则说明物体受到的浮力大小与液体密度有关）
项目 要点
实验结论 浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关。当液体的密度相同时，排开液体的体积越大，浮力越大；当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，浮力越大
注意事项：在同种液体中可以一次让物体部分浸入，一次完全浸没来改变排开液体的体积；在研究浮力和密度的关系时，一定要让物体浸没在液体中。
项目 要点
实验器材有：弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水（ρ盐水＞ρ水）。
小明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.（2022·齐齐哈尔）某小组同学在“探究影响浮力大小的因素”实验中，提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想：
①与物体浸没在液体中的深度有关；
②与物体排开液体的体积有关；
③与液体的密度有关。
（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；金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是 　2.2　 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”）。分析三个实验步骤 　a、b、c　 （填序号）可知，在同种液体中，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；分析实验步骤a、d、e可知，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　 。
（3）若先完成步骤c，再完成步骤a，则测得的浮力 　偏大　 （选填“偏大”或“偏小”）。
2　
2.2　
无关　
a、b、c　
越大　
偏大　
（4）该小组同学完成本次实验后，又用获得的数据求出了金属块的体积为 　2×10－4　 m3，盐水的密度为 　1.1×103　 kg/m3。
2×10－4　
1.1×103　
（5）实验中用到的物理方法是 　控制变量法　 。
（6）小组同学还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，可取 　体积　 相同的铁块和铝块，使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小。
（7）在如图所示的“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，不能探究影响物体所受浮力大小因素的是图中的 　B　 。
控制变量法　
体积　
B　
A.甲和丙 B.甲和丁
C.乙和丁 D.丙和丁
　探究浮力的大小等于什么
考查方向：实验的设计和操作步骤的分析、实验评估、多次实验的目的等。
项目 要点
实验装置
实验 过程 ①用弹簧测力计测量空小桶受到的重力G'
②用弹簧测力计测出石块在空气中受到的重力G
③用弹簧测力计测出石块浸没在盛满水的溢水杯中时受到的“托力”F
④用小桶收集石块浸没在溢水杯中时溢出的水，用弹簧测力计测出被石块排开的水和小桶的总重力G″
⑤求出石块浸没在水中受到的浮力：F浮＝G－F
⑥求出被排开的水受到的重力：G排＝G″－G'
项目 要点
实验结论 浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体的重力，即F浮＝G排
注意事项：溢水杯一定要装满水。用细线把石块拴牢。石块浸没在溢水杯中，不要使石块触及杯底或杯壁。接水的小桶要干净，不要有水。
2.（2022·达州）某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块（不吸水）、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
（1）如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤，最科学合理的实验顺序是 　丙、甲、丁、乙　 。
丙、甲、丁、乙　
（2）根据图中的实验数据可求出石块的密度为 　2.8×103　 kg/m3（g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3）。
（3）兴趣小组的同学换用不同的物体（不吸液体）或液体按科学合理的顺序进行了多次实验，由实验数据得出F浮 　＝　 （选填“＞”“＜”或“＝”）G排，从而验证了阿基米德原理的正确性。
（4）图丁步骤中，小石块逐渐浸入液体过程中（未接触溢水杯），液体对杯底的压强 　一直不变　 （选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”）。
（5）如果换用密度小于液体密度的物体（不吸液体）来进行该实验，则图 　丁　 步骤中可不使用弹簧测力计。
2.8×103　
＝　
一直不变　
丁　
（6）其中一个同学每次进行图甲步骤时，都忘记将溢水杯中液体装满，其他步骤无误，因而他会得出F浮 　＞　 （选填“＞”“＜”或“＝”）G排（小桶中液体所受重力）的结论。
＞　
（7）该实验需要进行多次测量，其目的是 　使实验具有普遍性和代表性　 。
（8）要探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系，实验中需要比较的物理量是 　物体受到的浮力和物体排开液体的重力　 。
使实验具有普遍性和代表性　
物体受到的浮力和物体排开液体的重力　

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