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第10章　浮力
第1讲　浮力与阿基米德原理
【本章课标要求及素材】
内容要求
2.2.9 通过实验，认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。知道阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。
例1 了解潜水艇的浮沉原理。
活动建议
（1）查阅资料，了解我国“奋斗者”号载人潜水器的深潜信息，讨论影响其所受液体压强和浮力大小的因素。
情景素材建议
利用自制潜水艇等研究物体的浮沉条件
学生必做实验
4.2.4 探究浮力大小与哪些因素有关。
例1 用水、盐水、金属块、弹簧测力计等，探究金属块所受浮力与哪些因素有关。
活动建议
尝试用力传感器探究探究影响浮力大小的因素。
实验器材建议
在探究影响浮力大小的因素时，可用相同大小的玻璃珠等进行实验。
【本章知识结构】
知识点一　浮力（10年4考，2022、2021、2019、2018年考）
（1）定义：浸在液体（或气体）中的物体受到向上的力，这个力叫作________。
（2）方向：____________。
1．浮力
（3）产生原因：浸在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的____________不同，存在压力差。如图1，F浮＝F向上－F向下＝__________。
图1
浮力
竖直向上
压力大小
F2－F1
（4）测量：①先用弹簧测力计测出物体所受重力G（如图2甲）；
②再将物体浸入液体中（如图乙），此时物体的受力情况如图丙，读出弹簧测力计的示数F拉 ，则物体所受浮力F浮＝_________。
1．浮力
图2
（5）影响因素：物体在液体中所受浮力的大小，跟它排开液体的________和液体的________有关。物体排开液体的体积越______、液体的密度越大，浮力就越______。
G－F拉
体积
密度
大
大
1．【浮力的方向】请在图3中画出小球所受浮力的示意图。
图3
答图1
如答图1所示
2．【判断有无浮力】如图4所示，a是沉入河底的石头、b是深陷河床的桥墩，则a、b中受到浮力作用的有______。
a
图4
3．（HK习题改编）下列关于浮力的说法中正确的是 （　　）
A．物体只有浸在水中，才会受到浮力的作用
B．只有浮在液体表面的物体，才会受到浮力的作用
C．下沉的物体不受浮力的作用
D．浮力的方向总是竖直向上的
D
知识点二　 阿基米德原理（10年10考）
物体排开的液体所受的重力
1．阿基米德原理
（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____________________________（即F浮＝G排）。该原理同样适用于气体。
（3）变形式：①求排开液体的体积：V排＝______；
②求液体的密度：ρ液＝______。
1．阿基米德原理
（2）公式：F浮＝G排＝m排g＝__________
ρ液：________的密度；单位：kg/m3
V排：____________的体积；单位：m3
g的单位：N/kg；F浮的单位：N
ρ液V排g
液体
排开液体
4．小李同学估算空气对他的浮力，已知：小李的密度约为1.0×103 kg/m3、质量为50 kg，空气的密度约为1.3 kg/m3，则小李排开空气的质量约为______g，空气对小李的浮力约为________N。（g取10 N/kg）
5．【对公式的理解】判断对错：
（1）公式F浮＝ρ液V排g中的V排等于物体的体积V物 （　　）
（2）物体的体积越大，所受浮力就越大 （　　）
（3）漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大 （　　）
65
0.65
×
×
×
实验一　★探究浮力的大小与哪些因素有关【10年1考，2021年考】
实验梳理表1（课标要求必做类实验）
猜想 1．（1）（RJ新增素材）用手把一个空矿泉水瓶压入水中，矿泉水瓶浸入水中的体积越大越费力，表明浮力的大小可能跟物体排开液体的________有关；
（2）（HK新增素材）人在水中会下沉，在死海中却能漂浮，表明浮力的大小可能跟液体的________有关
体积
密度
实验 思路 2．由上述猜想可知，浮力的大小受多个因素影响，我们需要运用____________法逐个探究。具体如下：
（1）探究浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关：改变物体排开液体的________，控制______________不变；
（2）探究浮力的大小与液体的密度是否有关：改变液体的_______，控制物体____________________不变
3．实验中如何反映浮力大小的变化情况？用______________示数的变化来反映浮力大小的变化
控制变量
体积
液体的密度
密度
浸在液体中的体积
弹簧测力计
实验过程 4．[2021河南，18题（3）改编]实验过程和数据如图所示：

（1）分析a、c、d三次实验，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度________（选填“有关”或“无关”）；
无关
实验过程 （2）分析____________三次实验，可知浮力大小与物体排开液体的体积有关；
（3）分析a、d、e三次实验，可知物体所受浮力与______________有关
a、b、c
液体的密度
实验结论 5．（1）物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体的________和液体的________有关；
（2）物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，物体所受的浮力就越______
交流评估 6．多次测量的方法及目的
方法：更换不同________和________进行多次实验；
目的：____________________
体积
密度
大
物体
液体
使结论具有普遍性
交流评估 7．图像分析：依据实验数据绘制了金属块下表面刚接触水面到浸没于水中，直至浸没到更深处（未触底）的过程中，弹簧测力计示数和金属块所受浮力随金属块浸入深度h的变化图像，如右图所示。
（1）图线______是弹簧测力计示数随金属块浸入深度h的变化图线，图线______是金属块所受浮力随浸入深度h的变化图线；（均选填“①”或“②”）
①
②
交流评估
（2）图中F1表示金属块___________________时，弹簧测力计的示数；F2表示金属块________时，弹簧测力计的示数；F3表示金属块________时，受到的________大小。F3＝__________（用图中物理量符号表示）
下表面刚接触水面
浸没
浸没
浮力
F1－F2
精选考法通关练
例1　在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验时，同学们依据生活经验，提出如下猜想：
①物体浸没前，浮力大小与物体浸在液体中的深度有关；
②浮力大小与物体排开液体的体积有关；
③浮力大小与液体的密度有关。
为验证上述猜想，同学们进行的探究如图5所示。
图5
【基础新设问】
（1）请你写出能够支持猜想②的一个生活现象：
________________________________________。
人从浅水区走向深水区时，感觉身体变轻
（2）（2025云南节选）步骤a中将铁块缓慢浸入水中，随着深度增加，弹簧测力计示数逐渐变小，物块受到的浮力逐渐________，表明浮力大小与浸入深度有关；铁块浸没后，继续增加浸入深度，弹簧测力计示数不变，表明浮力大小与浸入深度无关，前后结论不一致。分析发现以上实验某过程中同时改变了浸入深度和__________________。
变大
排开液体的体积
（3）（2025郑州期末改编）为更好的探究猜想①，更换图b所示的各面标有等分线的长方体物块进行实验，此物块重_______N，步骤c、d中物块所受浮力均为_______N。由此可知，浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度______关（选填“有”或“无”）。
2.8
0.5
无
（4）分析b、c、e三次实验可知，浸在同种液体中的物体，__________________越大，所受浮力越______；分析b、_______三次实验可知，排开液体的体积相同时，物体所受浮力大小与液体密度有关。
排开液体的体积
大
e、f
（5）（批判质疑）比较步骤c和步骤f的实验数据，________（选填“能”或“不能”）得出浮力大小与液体密度的关系，其原因是______________________________。
不能
没有控制排开液体的体积相同
【提升与创新】
（6）（创新考法）小豫发现木头在水中是漂浮的，而铁块在水中会下沉，她猜想浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关，为此她进行了如下探究：
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
②分析图6中的实验数据，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
图6
（7）（方案设计）（RJ、HK素材）她还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”，于是找来薄铁片、烧杯和水进行实验，实验步骤如下：
步骤一，将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；
步骤二，将铁片弯成“碗状”再放入盛水的烧杯中，让它漂浮在水面上。
小豫由此得到结论：物体受到的浮力大小与其形状有关。方案存在的问题是__________________________________；正确操作是________ _______________________________________________________________________。
没有控制物体排开液体的体积相同
两步骤中均将铁片竖直悬挂，缓慢使其浸没在水中不触碰杯底，观察弹簧测力计示数
（8）（HK新素材及课标素材改编）如图7甲，老师将弹簧测力计换成力传感器，逐渐增加升降台的高度，改变物体浸在水中的体积。通过计算机绘制的F浮－V图像为图乙中的图线a，说明在
图7
相同液体中，F浮与V成________；若将容器内液体换成密度小于水的液体，重复前面的实验步骤，则绘制出的图像为图乙中的______（选填“b”或“c”）图线。
正比
c
（9）[2021河南，18题（4）改编]通过图5中实验步骤b、e，可知长方体物块全部浸入水中时所受浮力大小F浮＝_____N，可求得长方体物块的体积为_________m3，密度为___________kg/m3，步骤f中盐水的密度为___________kg/m3（ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）。若在实验前，弹簧测力计的指针指在零刻度线以下，并未调零，则算出的盐水密度________（选填“偏大”“偏小”或“准确”）。
1
1×10－4
2.8×103
1.1×103
准确
方法指导　浮力相关实验中计算固体、液体密度的方法（注意数据的选择）
（2）计算液体密度（原理：F浮＝G排＝ρ液gV排，利用步骤A、D、E中数据计算F浮和V排大小，带入公式可得ρ液）
实验二　探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系【10年1考，2018年考】
实验梳理表2
问题 1．我们已经通过实验得出物体在液体中所受浮力F的大小跟排开液体的体积V排和液体的密度ρ有关，由于m排＝ρV排，G排＝m排g，那么浮力F浮与排开液体所受重力G排是否有定量关系呢？
实验 思路 2．本实验需要测量出浮力的大小F浮和排开液体所受的重力G排，分析二者的关系
（1）如何测量F浮？答：用弹簧测力计测出物体所受的重力G，再将物体浸没在液体中（物体的密度大于水的密度），读出弹簧测力计的示数F示，则物体所受浮力F浮＝__________；
（2）如何测量G排？答：将物体浸没在装满液体的溢水杯中，用弹簧测力计测出物体浸没后溢出液体及所盛容器受到的总重力G总，再减去容器受到的重力G容，则物体排开液体所受重力G排＝__________
G－F示
G总－G容
实验 过程 3．实验过程：（1）如下图所示，该实验最合理的测量顺序是__________________；
（2）若满足等式__________＝__________即可验证阿基米德原理（均用图中字母表示）


　
甲、乙、丙、丁
F2－F3
F4－F1
实验 过程
结论 4．浸在液体中的物体所受浮力的大小等于_____________________ _______
实验 次数 空小桶 所受的 重力/N 物体所受的重 力/N 物体在液 体中时弹 簧测力计 的示数/N 小桶和排 开液体所 受的总重 力/N ________________ ______________________________
1
……
物体所受的浮力/N
物体排开液体所受的重力/N
它排开的液体所受的
重力
交流 评估 5．误差分析：
（1）实验顺序错误引起的误差：若按右图顺序进行实验，则所测________________ ______（选填“浮力”或“排开液体所受的重力”）会偏______，原因是________ _________________________________________________________________________________________________；
排开液体所受的
重力
小
图丁空桶中会沾有水，故根据桶与水所受的重力减去空桶所受的总重力计算出的排开液体所受的重力会偏小
交流 评估
（2）操作失误引起的误差：①实验时，物体不可碰到容器底，否则将导致所测浮力偏______；
②实验时，溢水杯中的水未装满，将导致所测排开液体所受的重力偏______；
（3）若弹簧测力计忘记调零，对实验结果________（选填“有”或“没有”）影响
大
小
没有
交流 评估 6．多次测量的方法和目的
（1）方法：更换____________________多次实验；
（2）目的：____________________
7．其他方案分析：只将物体的一部分浸入水中或使用能漂浮在水中的物体进行实验，______（选填“能”或“不能”）验证阿基米德原理
不同的物体和液体
使结论具有普遍性
能
精选考法通关练
例2　在探究浮力与排开液体所受重力的大小关系时，同学们利用弹簧测力计、小石块、溢水杯、小桶等器材，按照如图8所示的步骤进行实验。
图8
【基础新设问】
（1）[2018河南，18题（2）改编]通过分析图中序号为________的实验数据可计算出石块受到的浮力，其大小为_______N；________的实验数据可计算出石块排开水所受的重力，其大小为______N。
②③
1.4
①④
1.4
（2）[2018河南，18题（4）]为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是______。
A．用原来的方案和器材多次测量取平均值
B．用原来的方案将水换成酒精进行实验
C．用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
A
（3）若将③步骤中的溢水杯和小桶一起放在同一台秤上进行实验，实验过程操作规范，无液体溅出，则在石块逐渐浸入水中时，台秤示数将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
变大
（4）（科学推理）若通过几次实验发现F浮≠G排，造成这种结果的原因不可能是______（选填字母）。
A．最初溢水杯中的水未装至溢水口　　
B．整个实验过程中，弹簧测力计没有调零
C．物体浸没后，碰触到溢水杯的底部
B
【提升与创新】
（5）（装置改进）另一实验小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋（质量不计）、铁架台等进行实验，如图9所示。
①向下移动横杆，使物块缓慢地浸入盛满水的溢水杯中，观察到弹簧测力计A的示数________（选填“变大”“变小”或“不变”）；若弹簧测力计A、B示数的变化量分别为ΔFA、ΔFB，则ΔFA______ΔFB（选填“＞”“＜”或“＝”）。
图9
变小
＝
②该实验装置的优点是____________________________________。
能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
（6）（全国新考法）（课标素材）小明想用木块探究“漂浮在液体中的物体所受浮力的大小是否等于物体排开的液体所受重力的大小”。
①小明在设计实验时，通过推理得到了一种间接验证的方法。推理过程如下：因为木块漂浮在水中，所以木块所受浮力的大小F浮＝G木；若要验证F浮是否等于G排，只需验证G木＝G排。
②于是，小明找来了电子秤（可直接显示物体质量）、溢水杯和小烧杯进行实验，实验步骤如图10所示。若电子秤的示数m1、m2和m3存在______________的关系时，可验证物体漂浮时，F浮＝G排。也可以依据步骤C中，电子秤示数________（选填“变大”“变小”或“不变”）来验证，此时F浮＝G排。
m1＝m3－m2
图10
不变
考点　 　影响浮力大小的因素（10年3考）
例1　（2024河南，10题）宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛，展现了我国古人的智慧。图11为打捞过程示意图，先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛就被拉起，然后把船划到岸边，解开绳索卸下铁牛，再将铁牛拖上岸。图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力分别为F甲、F乙、F丙，下列判断正确的是（　　）
A．F甲＝F乙＝F丙
B．F甲＞F乙＞F丙
C．F甲＝F乙＞F丙
D．F甲＜F乙＜F丙
B
图11
1．（2024广州改编）潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，急剧下降的过程称为“掉深”。如图12，某潜水艇从a处驶入低密度海水区，“掉深”到b处。与a处相比，潜水艇在b处 （　　）
A．受到浮力大小变小
B．受到浮力大小变大
C．排开液体的体积变小
D．排开液体所受的重力不变
图12
A
考点　 　浮力的计算（10年8考，常结合实验和特殊法测密度考查）
例2　（RJ、HK新增习题改编）（1）（压力差法）一个竖直悬挂在水中的圆柱体（如图13）上表面受到水的压力为5 N，下表面受到水的压力为13 N，这个圆柱体受到水的浮力为_____N。如果把这个圆柱体压扁后（质量、密度均没有改变），仍浸没在水中，其受到的浮力将________，继续下
8
图13
降的过程中，受到的浮力________（以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”），沉底后______（选填“受”或“不受”）浮力的作用。
不变
不变
受
（2）（平衡法与阿基米德原理）如图14，一个充满气体的飞艇的质量为1.5×103 kg，体积为1 500 m3。当装入质量为m的货物后，飞艇恰好悬浮在空中。充满气体的飞艇所受的重力大小为___________N ；飞艇在空气中受到的浮力大小为____________N，飞艇所受浮力的施力物体是________；飞艇装入货物的质量为_______kg。（已知空气的密度约为1.3 kg/m3，g取10 N/kg）
1.5×104
图14
1.95×104
空气
450
（3）（称量法）一金属块挂在弹簧测力计下，如图15，弹簧测力计的示数为10 N，当它全部浸入水中时，弹簧测力计的示数为6 N，此时金属块受到的浮力是_____N，金属块的体积为_______cm3，若金属块有一半体积露出水面，弹簧测力计的示数为_____N；
4
图15
若把金属块按图15所示方式浸没在酒精中，金属块受到的浮力是_______N，弹簧测力计的示数为_______N 。（ρ酒精＝0.8×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3）
400
8
3.2
6.8
方法指导　常用的计算浮力的方法：
方法 图示 计算公式及适用范围
压力 差法 F浮＝F2－F1
普遍适用
方法 图示 计算公式及适用范围
称量法 F浮＝G－F拉
弹簧测力计测浮力
方法 图示 计算公式及适用范围
阿基米 德原理 F浮＝G排＝m排g＝ρ液V排g
普遍适用
悬浮或沉底时：V排＝V物
漂浮时：V排＜V物
平衡法 F浮＝G物＝ m物g
漂浮或悬浮
例3　如图16甲所示，用弹簧测力计悬挂一圆柱体缓慢下降，直至全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计的示数F随圆柱体下降高度h变化的关系图像如图乙所示，不考虑水面高度变化，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。下列说法正确的是 （　　）
A．圆柱体的高度是8 cm
B．圆柱体受到的最大浮力是12 N
C．圆柱体的体积是1 000 cm3
D．圆柱体的密度是1.5×103 kg/m3
D
图16
分步拆解
（1）第一步：明确横、纵坐标信息。横坐标表示圆柱体下降的高度，纵坐标表示____________________。
（2）第二步：特殊点。①圆柱体接触到水面前，弹簧测力计示数不变，由图像可知，下降至4 cm时测力计示数开始变化，故h1＝ 4 cm对应的点表示圆柱体刚接触水面，此时测力计示数F＝G＝______N；②因浸没后，继续下降测力计示数也不变，由图像可知，下降至8 cm后测力计示数不变，故h2＝8 cm对应的点表示圆柱体刚好________，故圆柱体的高度h＝h2－h1＝_____cm，此时弹簧测力计示数F＝4 N，圆柱体浸没时所受的浮力为_____N。
弹簧测力计的示数
12
浸没
4
8
800
1.5×103
2．木块A（不吸水）的体积为100 cm3，所受的重力为0.8 N，放入盛有水的容器中，如图17甲所示，木块A受到的浮力为_______N；用手将木块A压入水中，使其恰好浸没，此时木块A受到的浮力为_____N，手对木块A的压力为_______N；将物块B放在木块A上，使木块A恰好浸没，则物块B的重力为_______N。（ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）
0.8
图17
1
0.2
0.2
3．（RJ、HK习题改编）海船遇到冰山是很危险的，因为漂浮于海洋上的冰山的大部分体积隐藏在海面下，露出的仅是“冰山一角”，如图18所示。若冰山的密度为0.9×103 kg/m3，海水的密度为1.0×103 kg/m3，冰山的总体积为1×104 m3，则冰山的质量为_________ kg，冰山所受浮力为_________N，冰山在海面以下的体
9×106
图18
积为_________m3，冰山在海面以下的体积占其总体积的______%。
（g取10 N/kg）
9×107
9×103
90

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