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第十章 浮力
小结与复习
不畏浮云遮望眼
问苍茫大地
谁主沉浮
白毛浮绿水
学习目标
1、知道浮力、浮力的产生原因
01
2、理解阿基米德原理及其应用
02
3、记住物体的浮沉条件及其应用
03
1.定义：浸在液体（或气体）中的物体受到__________的力，这个力叫做浮力。 方向：____________。
2.称重法测浮力：首先用弹簧测力计测出物体的重力G，再测出物体浸在某种液体中时受到的拉力F，此时弹簧测力计的示数为F示，则
F浮=__________。
3.产生原因：浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的_________ 。公式表示：_______________
重点回顾：浮力
向上
竖直向上
压力不同
G-F示
F浮=F向上-F向下
称重法
用弹簧测力计测量浮力大小
F浮=G-F示
F浮
F拉
G
F拉
G
浮力的存在
浸在液体中的物体受到液体对物体向各个方向的压力。
浮力的产生
h2
h1
F上
F下
物体的下表面：
F上=p上S = ρ液gh2S
物体的上表面：
F下=p下S= ρ液gh1S
F浮=F上-F下
浮力是由于液体对物体向上、向下的压力差产生的。
F=pS = ρ水ghS
F浮= F向上- F向下（压力差法）
浮力的产生
例1 如图所示，一个半球形物体浸没在水中，受到水向下的压力为30 N，物体受到水施加的浮力为80 N，则物体受到水向上的压力为________N。
110
典例精析
物体受到水向上的压力F向上＝F浮＋F向下＝80N＋30N＝110N。
思考
当物体在液体中，下表面与容器底紧密接触时，浮力大小为多少？
不规则的物体能不能用压力差法计算浮力的大小？

1.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________。
2.公式：F浮 ＝G排 ＝________________。
F浮 表示浮力，单位为N;
G排 表示排开的液体的重力，单位为N；
ρ液 表示液体密度，单位为 kg/m3；
V排 表示物体排开液体的体积，单位为 m3。
3.适用范围：阿基米德原理不仅适用于_________，也适用于________。
重点回顾：阿基米德原理
重力
ρ液gV排　
液体
气体
注意：由公式F浮=G排=ρ液gV排可以看出，浮力大小只与ρ液、V排这两个因素有关，而与物体本身的体积、密度、形状，在液体中的深度等因素无关。
阿基米德原理
对于浸在液体中的物体F浮 ＝G排
F浮 ＝G排 ＝m排g=ρ液gV排
例1 如图所示，有一圆柱形容器，放在水平桌面上。现将一体积为2×10－4m3，质量为0.54kg的长方体金属块放在容器底部，再向容器中加入水将金属块完全浸没，则浸没时，金属块受到的浮力是__________N，金属块对容器底部的压力是________N(金属块与容器底部不是紧密接触，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10 N/kg)。
典例精析
金属块浸没在水中所受的浮力是F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×2×10－4m3×10N/kg＝2N；
2
3.4
金属块的重力是G金＝m金g＝0.54kg×10N/kg＝5.4N；由平衡条件知道，金属块对容器底部的压力是F压 ＝G金－F浮＝5.4N－2N＝3.4N。
F浮 ＝G排 =m排g＝ρ液gV排
怎么利用公式法求其他物理量？
已知物体浸没在水中所受浮力，求物体的体积
已知物体体积、浸没所受浮力，求液体的密度
V物 ＝V排 =F浮/ρ液g
ρ液 ＝ F浮/ V排g
例 老师给小强一个烧杯、一只弹簧测力计和一根细线，要求测量小石块的密度。小强将小石块挂在弹簧测力计下端，示数如图甲所示，再将小石块浸没在水中，示数如图乙所示，则小石块浸没在水中时受到的浮力为_____N，
小石块的密度___________kg/m3。 (g取10 N/kg)
典例精析
2
2.5×103
G=5N
F=3N
F浮＝G－F＝5N－3N＝2N
由F浮=G排=ρ液gV排得，小石块体积V=V排=
= =2×10-4m3,
小石块的密度ρ= = = =2.5×103kg/m3
F浮
ρ液g
2N
1.0×103kg/m3×10N/kg
m
V
G
Vg
5N
2×10-4m3×10N/kg
一、物体的浮沉条件
重点回顾：物体的浮沉条件及应用
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
处于动态（运动状态不断改变），受非平衡力 可以停留在液体内任何深度 是“上浮”的最终状态 是“下沉”的最终状态
处于平衡态，受平衡力作用 F浮___G F浮___G F浮___G F浮___G F浮+FN＝G
ρ液___ρ物 ρ液 ___ρ物 ρ液 ___ρ物 ρ液 ___ ρ物 ρ液___ρ物
>
<
＝
＝
>
<
＝
>
<
物体在液体中漂浮或悬浮时，物体静止，处于二力平衡状态，竖直方向受重力与浮力一对平衡力的作用。
F浮=G物
二力平衡
1.轮船：采用空心的方法，可以使排开水的体积增大，从而增大浮力，其受到较大的浮力，所以能漂浮在水面上。轮船所受浮力的大小通常用排水量来表示。轮船排水量是指轮船装满货物时排开水的_________。
2.潜水艇：通过改变自身的__________来实现浮沉。
二、浮力的应用
质量
重力
3.热气球和飞艇：通过改变气囊里气体的密度，进而改变其质量的大小，来实现浮沉。其加速升空的条件是所受的浮力________重力。
4.密度计：在任何液体中都处于________状态，浸入液体的体积越大，液体密度越小。
大于
漂浮
三、计算浮力的常用方法
1.称重法：F浮=G-F示，适用于在液体中下沉的物体，在已知物体的重力及在液体中物体受到向上的拉力时。
2.压力差法：F浮=F向上-F向下，适用于已知形状规则的物体，且已知上、下表面的压强和上、下表面积或已知上下表面所受压力 。
3.公式法：F浮=G排=ρ液gV排， 适用于任何物体计算浮力大小。
4.平衡法: F浮=G物=m物g，适用于漂浮或悬浮的物体。
例1 如图，A、B体积相同，B、C质量相等，将它们放入水中静止后，A漂浮、B悬浮、C沉底。则下列说法正确的是(　　)
A. A所受的浮力一定大于B所受的浮力
B. A下表面所受的压力一定大于B下表面所受的压力
C. C所受的浮力一定小于B所受的浮力
D. C所受的浮力一定小于A所受的浮力
典例精析
A漂浮，B悬浮，则V排A＜VA，V排B=VB，因为A与B体积相同，所以V排A＜V排B，所以根据F浮=ρ液gV排可知：FA＜FB
×
FA=FA下-FA上，FB=FB下-FB上，由图可知：FA上=0，FB上＞0，所以FA下=FA，FB下=FB+FB上，FA＜FB；所以FB下＞FA下
×
例1 如图，A、B体积相同，B、C质量相等，将它们放入水中静止后，A漂浮、B悬浮、C沉底。则下列说法正确的是(　　)
A. A所受的浮力一定大于B所受的浮力
B. A下表面所受的压力一定大于B下表面所受的压力
C. C所受的浮力一定小于B所受的浮力
D. C所受的浮力一定小于A所受的浮力
C
×
因为B悬浮，C沉底，所以FB=GB，FC＜GC；因为B、C质量相等，则GB=GC；所以FB＞FC
因为FA＜FB；FB＞FC，所以A、C的浮力无法比较
√
×
×
例2 在三个相同的烧杯里装入质量相等的甲、乙、丙三种不同的液体，把一支装有适量铁砂的平底试管先后放入这三个烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 试管在甲液体中受到的浮力最大
B. 甲液体的密度最大
C. 丙液体对烧杯底部的压强最小
D. 试管在三种液体中排开液体的
重力一样大
典例精析
×
试管在三种液体中都漂浮，所以浮力都等于其重力，因此浮力相等
由F浮=ρ液gV排可知，ρ液= ，浮力相等，V排甲最大，
所以ρ甲最小
F浮
V排g
×
例2 在三个相同的烧杯里装入质量相等的甲、乙、丙三种不同的液体，把一支装有适量铁砂的平底试管先后放入这三个烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 试管在甲液体中受到的浮力最大
B. 甲液体的密度最大
C. 丙液体对烧杯底部的压强最小
D. 试管在三种液体中排开液体的
重力一样大
D
典例精析
×
×
甲、乙、丙液体的质量相等，试管放入三种液体后，受到浮力相等，因此G排=G管，可得三种液体对烧杯底的压力相等，由于p=F/S可知，压强相等
×
试管受到浮力相等，所以在三种液体中排开液体的重力一样大
√
例3.如图所示，将一枚鸡蛋放在一杯盐水中，鸡蛋刚好处于悬浮状态，继续往杯中加入适量的盐，下列判断正确的是(　　)
A. 鸡蛋将上浮，在未露出水面之前，所受浮力小于重力
B. 鸡蛋将上浮，露出水面的过程中，所受浮力等于重力
C. 鸡蛋将保持悬浮状态，所受浮力大于重力
D. 鸡蛋将上浮，露出水面静止后，所受浮力等于重力
D
典例精析
在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验时，小明进行了大胆的猜想：
猜想1：浮力的大小可能跟液体的密度有关
猜想2：浮力的大小可能跟物体的重力有关
猜想3：浮力的大小可能与排开液体的体积有关
猜想4：浮力的大小可能跟物体浸没的深度有关
为了验证以上猜想是否正确 ，小明做了如图所示一系列实验，请你完成下列问题(g取10 N/kg)：
典例精析
(1)实验前应在竖直方向对弹簧测力计进行检查并________ 。
(2)实验时烧杯中的水要“适量”，水“适量”的标准是________。
A. 水的体积至少和铜块的体积一样
B. 铜块能浸没在水中即可
C. 能使铜块完全浸没在水中，且铜块没有接触到烧杯的底部
调零　
C
(3)由图________可验证猜想1是否正确。
(4)为了验证猜想2，实验中铜块和铝块的体积应______，通过比较图__________ ，得出的结论是物体所受的浮力大小跟物体重力________。
①④⑦　
相同
①②④⑥
无关
(5)铜块的位置从③→④ 的过程中，铜块受到的重力________，浮力_______(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”)，由此可得出的结论是浮力的大小与________________________有关。
(6)铜块的位置从④→⑤的过程中，弹簧测力计的示数不变，说明铜块受到的浮力________，可以验证猜想____是错误的。
不变
变大
物体排开液体的体积
不变
4
(7)由实验可知，当铜块浸没在水中时受到的浮力为________ N，方向为___________。
(8)该实验探究主要运用的科学探究方法是____________，实验中选用不同液体进行了多次实验，其目的是______________(选填“寻求普遍规律”或“多次实验求平均值减小误差”)。
1
竖直向上
控制变量法
寻求普遍规律
计算题
图甲所示，水平桌面上有一底面积为5.0×10－3m2的圆柱形容器，容器中装有一定量的水，现将一个体积为5.0×10－5m3的物块(不吸水)放入容器中，物块漂浮在水面上，浸入水中的体积为4.0×10－5m3。(g取10 N/kg)求：
(1)物块受到的浮力。
(2)物块的质量。
(3)如图乙所示，用力F缓慢向下压物块，使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)。此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少？
解：(1)物块受到的浮力F浮＝ρ水gV排
＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4.0×10－5m3＝ 0.4 N。
(2)由于物块漂浮，所以F浮=G物=0.4N，
物块的质量m= = =0.04kg。
(3)增大的排水体积V=5.0×10-5m3-4.0×10-5m3=1.0×10-5m3，
容器中水面上升的高度h= = =0.002m，
容器底受到水的压强的增加量
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m=20Pa。
G物
g
0.4N
10N/kg
V
S
1.0×10-5m3
5.0×10-3m2
知识结构
浮力
浮力的
应用
阿基米
德原理
浮力
轮船
潜水艇
定义
产生原因
影响因素
热气球
方向
密度计
公式
物体的浮
沉条件
下沉
漂浮
悬浮
定义
上浮
沉底
随堂训练
1.如图所示是物体A浸入水中前后弹簧测力计示数的示意图。由此可知，物体A的质量为________kg，物体A受到的浮力为________N。(g取10 N/kg)
0.4
1
2.如图是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙AG600”，某次执行任务时它的质量为38 t，当它停在水面上时，排开水的体积是____m3，受到的浮力为__________ N。(g＝10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3)
38
3.8×105
3.把质量相等的两块橡皮泥分别捏成实心球状和碗状，轻轻放到水面，静止之后，实心球橡皮泥沉到容器底部，碗状橡皮泥漂浮在水面，如图所示，则它们所受浮力的大小关系是(　　)
A. F球>F碗 B. F球C. F球＝F碗 D. F球≥F碗
B
4.生产绿豆芽时，将绿豆倒入盛水的容器中，发现成熟饱满的绿豆沉入水底，干瘪、虫蛀的绿豆漂浮在水面上，下列几种说法中正确的是(　　)
A. 漂浮在水面的绿豆受到的浮力大于自身的重力
B. 沉底的绿豆的密度比漂浮的绿豆的密度大
C. 绿豆下沉过程中所受水的压强不变
D. 沉底的绿豆一定比漂浮在水面的绿豆受到的浮力小
B
5.为了直观验证阿基米德原理，实验装置如图所示，把弹簧测力计上端固定在铁架台上，用粗铁丝做一个框，挂在弹簧测力计挂钩上，在粗铁丝框上端悬吊一个金属块，下端放一个小杯。在金属块的正下方，有一个溢水杯，溢水杯放置在铁架台的支架上，溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架，使金属块完全浸没水中(如图甲→乙→丙)，在此过程中，弹簧测力计示数：F甲________(选填“大于”“等于”或“小于”)F丙。
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架，使金属块完全离开水面，如图丁。可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为________N，此时浮力的测量数值比真实数值将________(填“偏大”或“偏小”)。
等于
1.2
偏大

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