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第1节 浮 力
第十章浮 力
知识点
浮力
知1－讲
感悟新知
1
1. 分析思考
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深度思考
“浸在= 浸入”包括“部分浸入”和“全部浸入(浸没)”两种情况。
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2. 浮力的概念
浸在液体或气体中的物体，受到液体或气体
竖直向上的力，这个力叫作浮力。
受力物体
施力物体
浮力方向
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3. 称重法测浮力
知1－讲
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发散思维：
一种测量氢气球受到空气浮力的方法：
(1)排尽一个大气球内部的空气，测出气球的重力G球；
(2)将适量的氢气充入气球，并用细线扎紧封口，按图2甲所示的方法测出拉力的大小F拉；
(3)氢气球受力如图乙所示，可见氢气球所受浮力F浮=F拉＋G球＋G氢(细线重力和摩擦忽略不计)。
知1－讲
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深度思考在上面实验中改变物体在水中浸没的深度，观察弹簧测力计示数是否变化。
深度理解
改变物体在水中浸没的深度，观察弹簧测力计示数没有变化，说明浸没在水中的物体所受浮力的大小跟物体浸没时的深度没有关系。
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知1－练
[母题中考·内江教材图改编题 ]如图3 所示，是物体浸入水中前后弹簧测力计示数的示意图。由此可知，物体的质量为_______kg ，
物体受到的浮力为
_______ N 。(g取10 N/kg)
例 1
0.4
1
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解析：由图甲可知，物体所受重力G=4 N，则物体质量m===0.4 kg。由图乙可知，物体浸入水中时弹簧测力计的示数F=3 N，则物体受到的浮力F浮=
G－F=4 N－3 N=1 N。
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知1－练
1-1. 如图所示的实验中，悬挂在弹簧测力计下的金属块重10 N，浸在水中受到的浮力为2 N，则此时弹簧测力计的示数为______N。
8
知识点
探究决定浮力大小的因素
知2－讲
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2
1. 猜想假设
思想方法
利用比较法发现浮力大小的影响因素：
(1)比较发现，清水和盐水密度不同，鸡蛋在清水和盐水中所受浮力不同，所以推测鸡蛋所受浮力大小与液体的密度有关。
(2)比较发现，易拉罐排开水的体积越大，易拉罐所受浮力越大，所以易拉罐所受浮力大小与排开液体的体积有关。
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2. 设计实验
利用控制变量法，结合称重法测浮力，分别研究浮力与每个因素的关系。
3. 进行实验
(1)探究浮力的大小是否跟物体浸在液体中的体积(即物体排开液体的体积)有关？
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思想方法
用控制变量法探究决定浮力大小的因素：猜想中所说的物体排开液体的体积(即物体浸在液体中的体积)和液体的密度这几个量是实验中的“变量”，在探究浮力与其中某一个变量的关系时，必须使其他变量保持不变。
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序号 1 2 3 4
重力G/N 3.0 物体浸在液体中的体积V/格 1 2 3 3
弹簧测力计示数F/N 2.5 2.0 1.5 1.5
浮力F浮/N 0.5 1.0 1.5 1.5
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实验结论：液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，浮力越大。
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深度理解
物体浸没在液体中，物体排开液体的体积V排、物体浸在液体中的体积V浸、物体的体积V物三者相等，即V排=V浸=V物。
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深度思考 ① 分析1、2、3 次实验数据，能否得出因变量与自变量的定量关系？
深度理解:
分析1、2、3 次实验数据，可以得到因变量与自变量的定量关系：排开同种液体的体积扩大几倍，物体所受浮力也扩大几倍，即液体密度相同时，物体所受浮力与排开液体的体积成正比。
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深度思考 ② 分析3、4 次实验数据，你有什么发现？
深度理解:
分析3、4次实验数据:物体在液体中所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
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深度思考 (2)探究浮力的大小是否跟液体的密度有关？
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序号 1 2 3
重力G/N 3.0 液体密度ρ液/ (g·cm-3) 0.8 0.9 1.0
弹簧测力计示数F/N 1.85 1.65 1.50
浮力F浮/N 1.2 1.35 1.5
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实验结论：物体排开液体的体积相同时，液体密度越大，浮力越大。
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深度思考 分析实验数据，能否得出因变量与自变量的定量关系？
深度理解:
深入分析可以得到因变量与自变量的定量关系：同一物体浸没在多种不同液体中，液体密度扩大几倍，物体所受浮力也扩大几倍，即物体排开液体的体积相同时，物体所受浮力与液体密度成正比。
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4. 实验归纳
物体在液体中所受的浮力大小，跟它排开液体中的体积和液体的密度有关。液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大；物体排开液体的体积相同时，液体的密度越大，所受的浮力越大。
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易错提示
浮力的大小只跟物体排开液体的体积和液体的密度有关，跟浸没后的深度和物体的密度等无关。
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知2－练
[中考·怀化]某同学按照如图6 所示的操作，探究影响浮力大小的因素。
例2
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解题秘方：浮力的大小可利用“称重法”测量，实验过程应结合控制变量法分析。


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知2－练
(1)物体受到的重力为______N 。
4
解析：弹簧测力计提着物体静止在空气中时的示数等于物体受到的重力，即G=4 N。
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(2)物体浸没在水中时，受到的浮力是 ______ N 。
1
解析：由A、C 两图可知，物体浸没在水中受到的浮力F浮水=G－FC=4 N－3 N=1 N。
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(3)由______两图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
B、C
解析：探究物体受到的浮力大小与物体排开液体体积的关系时，应控制液体的密度相同，改变排开液体的体积，故应选B、C 两图进行比较。
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(4)由______两图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
C、D
解析：探究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系时，应控制液体的密度、排开液体的体积相同，改变浸没的深度，故应选C、D 两图进行比较。
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(5)由D、E 两图可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的______有关。
密度
解析：物体浸没在水中受到的浮力F浮水′=G－FD=
4 N－3 N=1 N，物体浸没在酒精中受到的浮力F浮酒=
G－FE=4 N－3.2 N=0.8 N，可见在排开液体的体积相同的情况下，液体的密度不同，物体受到的浮力不同，则物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
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2.[中考·山西] 小明发现木头在水中是漂浮的，而铁块在水中会下沉，他猜想浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究，请你帮助他完成实验。
实验思路：
(1)选取体积相同、____________不同的物体A 和B 分别浸没在水中，测出其所受浮力并进行比较。
密度(或质量)
实验过程：
(2)按照实验思路依次进行如图所示的操作，从图甲中可知物体A所受的浮力为______N。观察图乙可知物体B在水中受到的拉力为______ N，并计算出物体B 所受的浮力。
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知2－练
1.2
2.8
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实验结论：
(3)分析实验数据，可得出初步结论：__________________
_______________________。
浮力的大小与浸在
液体中的物体的密度无关
知识点
浮力的产生原因
知3－讲
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3
1. 分析浮力产生的原因(图7)
2. 结论 浮力其实就是物体受到液体对它向上和向
下的压力差(合力)，即F浮=F向上－F向下。
3. 说明
(1)当物体部分浸入液体中时，上表面没有
受到液体的压力，此时浮力等于下表面
受到的液体对物体向上的压力，即F浮=
F向上，如图8 甲所示。
知3－讲
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压力差法计算浮力
知3－讲
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(2)若浸在液体中的物体下表面和容器底紧密接触，则液体对物体向上的压力F向上为零，物体将不受浮力的作用，且会受到液体对物体向下的压力，如图乙所示。
知3－讲
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常见的浸入液体中但不受浮力的物体有水中的桥墩、深陷淤泥的沉船、洗手池底的橡胶垫等。
知3－讲
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发散思考浸在空气中的飞机受到的浮力与所受升力有什么区别呢？
发散结果
飞机在空中飞行靠的是升力而不是浮力, 飞机的升力是飞机机翼上、下表面空气流速不同, 使机翼上、下表面所受压强不同而形成的；而飞机在空气中受到的浮力是飞机上、下表面所处大气层的位置不同而造成上、下表面压强不同、压力不同而形成的；故飞机受到的升力和浮力成因不同, 不是同一个力。
知3－讲
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思想方法
合力(等效思想)在分析浮力产生原因中的应用：
浸没在液体中的正方体，相当于受到三对力的作用，“左、右”和“前、后”每一对力相互抵消； “上、下”一对力不能相互抵消，向上的力大。正方体相当于受到向上的合力。合力等效代替了正方体各个面受到的液体的压力。
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如图9所示，一个正方体A 浸没在水下某一深度时，上表面受到水对它15 N 的压力，下表面受到水对它20 N 的压力，则此时A 受到的浮力是( )
A. 0 N
B. 5 N
C. 15 N
D. 20 N
例 3
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解题秘方：运用公式F 浮=F 向上－F 向下计算。若题中出现了如“上表面受到液体的压力”“受到液体向下的压力”之类条件时，就应想到利用压力差法计算浮力。
答案：B
解析：由题知，正方体A 上表面受到水的压力为
15 N，即F向下=15 N；正方体A 下表面受到水的压力为20 N，即F向上=20 N，则正方体A 受到的浮力
F浮=F向上－F向下=20 N－15 N=5 N。

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3. 如图 所示， 浸没在液体中的物体受到的浮力F浮=12 N，若其下表面受到向上的压力F 向上=18 N， 则其上表面受到的压力为______N。
6
浮 力
浮力
测量：F浮=G－F
产生原因：F浮= F 向上－F向下
影响因素
ρ液
V排

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