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9.1 浮力
第九章 浮力
知识点
浮力
知1－讲
1
1. 认识浮力
(1)现象探究：什么是浮力
生活情境
现象说明 在水中搬石块感觉轻一些 放飞的氢气球飞向高空 轮船在海面上航行
知1－讲
现象说明 浸在水中的石块受到水对其向上的托力 在空气中的氢气球受到空气对其向上的托力 浸在海水中的轮船受到海水对其向上的托力
结论 浸在液体(或气体) 中的物体都受到液体(或气体) 竖直向上的托力
知1－讲
(2)浮力的定义：浸在液体中的物体会受到液体竖直向上的托力，这个托力就力、弹力和。
包括“部分浸入”和“全部浸入(浸没)”两种情况
知1－讲
(3)对浮力的理解
浮力的方向 无论物体的形状如何、是否运动，也无论液体如何放置，浸在液体(或气体)中的物体受到的浮力总是竖直向上的
浮力的施力物体 液体(或气体)
浮力的受力物体 浸在液体(或气体)中的物体
知1－讲
2. 示数差法测浮力
(1)用弹簧测力计测出物体的重力G。
(2)将挂在弹簧测力计下的物体浸在液体中，读出弹簧测力计的示数F。
(3)物体在液体中所受的浮力F 浮=G-F。
知1－讲
特别提醒
浮力与重力的方向相反，重力的方向为竖直向下，浮力的方向为竖直向上，不能描述成“垂直向上”或“向上”。
知1－讲
方法技巧
示数差法测物体所受浮力的原理
如图1 所示,当物体在液体中静止时,由平衡条件知F+F浮=G,即F浮=G-F。因此,只要测出物体的重力G和物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F,即可根据公式F浮=G-F计算出物体浸在液体中时所受浮力的大小。
知1－练
例 1
[模拟·漳州]如图2 所示，将重力为10 N 的铝块挂在弹簧测力计下，当它浸没在水中时，弹簧测力计的示数减小了2 N，则铝块所受的浮力大小为( )
A.2 N
B.8 N
C.10 N
D.12 N
知1－练
解题秘方：弹簧测力计示数之所以减小，是因为铝块受到了浮力的作用。
解析：已知铝块重力和铝块浸没在水中时弹簧测力计示数的减小量，减小量就等于铝块所受的浮力，故铝块所受的浮力为2 N。
答案：A
知1－练
特别提醒：浮力大小既不能与重力大小相混淆，也不能与拉力大小相混淆，它在数值上等于重力大小减去拉力大小，亦可理解为浮力等于两次拉力的改变量。
知1－练
1. 利用如图所示的装置来探究浮力的方向：将气球用细线系在容器底部，向容器中倒入适量的水，先将容器放在水平木板上，发现细线沿竖直方向，再缓慢抬起木板一端，随着∠ α的改变，细线与水平面的夹
角将_________(填“改变”或“保持不变”)，
剪断细线，气球将竖直向上运动，这说明
浮力的方向为_________。
保持不变
竖直向上
知2－讲
知识点
浮力产生的原因
2
1. 实验探究
实验 操作 取一个去掉底部的饮料瓶，瓶口朝下放置，把一个乒乓球放入瓶内，乒乓球落在瓶颈处。当向瓶内倒水时，观察乒乓球是否会浮起 再用瓶盖将饮料瓶的瓶口堵住。观察乒乓球是否会浮起
现象 向瓶中倒水后，乒乓 球没有浮起 将瓶口堵住，
乒乓球浮起
知2－讲
续表
分析 没盖瓶盖、向瓶内倒水时，乒乓球受到水对其向下的压强，受到水对其向下的压力，没有受到水对其向上的压力，所以乒乓球不上浮。当用瓶盖将饮料瓶的瓶口堵住时，乒乓球的上下表面都受到水的压强，且下表面受到的水的压强大于上表面受到的水的压强，因而下表面受到的水的压力大于上表面受到的水的压力，形成向上的压力差，所以乒乓球上浮
结论 浮力产生的原因是上下表面都受到液体的压力，且向上的压力大于向下的压力
知2－讲
思想方法
模型法是通过引入模型(能方便我们解释那些难以直接观察到的事物的内部构造)将物理问题实际化。在这里我们假设液体内部有一个长方体，通过分析其所受压力，推导出浮力产生的原因。
知2－讲
2. 理论分析
图示 位置 深度 压强 压力
前后两个面 相等 相等 F前=F后
左右两个面 相等 相等 F左= F右
上下两个面 h2>h1 p向上>p向下 F向上>F向下
前后左右四个面受到的合力为0，上下两个面受到的压力不同，所以物体在液体中受到的浮力F 浮=F合=F向上－F向下 总结归纳：浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
知2－讲
关联结果
浮力的实质是液体对物体的压力的合力，因此对物体进行受力分析时，浮力和压力不能重复考虑。
关联思考 浮力与压力到底是何关系？
知2－练
下列四个情景中没有受到浮力的物体是( )
例 2
知2－练
解题秘方：根据浮力产生的原因，对各个选项逐一分析即可。
解析：水中的桥墩由于底面埋在淤泥下，未与水接触，因此桥墩没有受到水对其向上的压力，根据浮力产生的原因可知，桥墩不受浮力作用，故A 符合题意；
知2－练
水中下沉的苹果、水面上运动的赛艇和沉入水底的鸡蛋都浸在液体中，因为液体对浸入其中的物体有向上的压力和向下的压力，且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，故它们均受到浮力作用，故B、C、D 不符合题意。
答案：A
知2－练
特别提示：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2－练
2.[模拟· 厦门] 如图所示，用细绳吊着柱体浸没在水中，柱体所受浮力为F 浮，柱体上、下表面受到水的压力分别为F 向下、F 向上。下列关系式一定成立的是( )
A.F浮=F向下
B.F浮＜ F向上
C.F浮＞ F向下
D.F浮＞ F向上
B
知3－讲
知识点
决定浮力大小的因素
3
实验名称 探究浮力大小和物体浸入液体中的体积大小关系 探究浮力大小和物体浸入液体中的体积大小关系
知3－讲
续表
实 验 操 作 (1)将物体挂在弹簧测力计下，测出其重力G (2)将挂在弹簧测力计下的物体一部分浸入水中，记下此时弹簧测力计的示数F1 (3)将挂在弹簧测力计下的物体浸入水中的体积增大，再次记下此时弹簧测力计的示数F2 (4)比较F1和F2大小 (1)将物体挂在弹簧测力计下，测出其重力G
(2)将挂在弹簧测力计下的物体浸没在水中，记下此时弹簧测力计的示数F3
(3)将挂在弹簧测力计下的物体浸没在盐水中，再次记下此时弹簧测力计的示数F4
(4)比较F3和F4大小
目的是控制物体浸在液体中的体积相同。
知3－讲
续表
实 验 现 象
分析 F1>F2 F3>F4
结论 物体在液体中所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关 物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度有关
知3－讲
思想方法
利用控制变量法探究影响浮力大小的因素
浮力的大小和多个因素有关，在设计探究实验时应采用控制变量法。即先保证其他因素不变，让一个因素改变，看被研究的物理量(浮力)是否改变，从而确定物理量之间的关系。
知3－讲
关联思考排开液体的体积与浸入液体的体积是一回事吗？
关联结果
排开液体的体积是液体体积的一部分，浸入液体的体积是物体体积的一部分，两者大小相等。
知3－练
[模拟·湖南]如图3 所示，小明用同一物块进行“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。
例 3
知3－练
解题秘方：探究浮力的影响因素用到了控制变量法；由称重法比较浮力得出结论。
知3－练
(1)分析图甲、________三次实验数据可知：同种液体中，物体受到的浮力大小与其浸入液体的体积有关。
解析：探究浮力与排开液体体积的关系，必须控制液体的密度相同，物体浸入液体的体积不同，故分析图甲、乙、丙三次实验数据可知：同种液体中，物体受到的浮力大小与其浸入液体的体积有关。
乙、丙
知3－练
(2)分析图甲、丙、丁三次实验数据可知：同种液体中，物体受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度______ (填“有关”或“无关”)。
解析：分析图甲、丙、丁三次实验数据，物块都浸没在液体A 中，浸入液体的体积和液体密度相同，物块在液体中浸没的深度不同，但浮力相同，可知：同种液体中，物体受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。
无关
知3－练
(3)由实验数据可知：物块浸没在液体A 中受到的浮力______(填“大于”“小于”或“等于”)浸没在液体B 中受到的浮力。
解析：由实验数据可知：物块重力一定，浸没在液体B 中受到的拉力较小，依据F 浮=G-F 可知，物块在液体B 中受到的浮力较大。
小于
知3－练
(4)若完成实验后，小明发现使用的弹簧测力计没有调零，则实验中物块浸没时测得的浮力大小与真实值相比_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
解析：若完成实验后，小明发现使用的弹簧测力计没有
调零，测量重力和拉力同样有偏差，但计算浮力时，重力减去拉力的结果保持不变，则实验中物块浸没时测得的浮力大小与真实值相比不变。
不变
知3－练
3. [模拟·青岛，多选]小明在“探究影响浮力大小的因素”实验中，步骤如图。
知3－练
下列分析正确的是( )
A. 实验中物体所受的重力为3.0 N
B. 由图甲、乙、丙的探究可以得出浮力的大小与物体浸入液体的深度有关
C. 由图甲、丙、丁的探究可以得出浮力的大小与物体在液体中浸没的深度无关
D. 由图甲、丁、戊的探究可以得出浮力的大小与液体的密度有关
A、C、D
浮力
浮力
测量：F浮=G－F
产生原因：F浮= F 向上－F向下
大小的影响因素
ρ液
V浸
认识浮力
2. 规律
(1)浮力产生的原因：液体对物体产生的向上和向下的压力差F 浮=F向上－F向下。
(2)称重法计算浮力：F浮=G－F′。
(3)浮力的大小跟液体的密度和物体浸在液体中的体积有关。

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