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(共55张PPT)
第12课时 浮力 阿基米德原理
知识梳理
1
回归教材
2
考点巩固
3
实验突破
4
中考超链接
5
知识梳理
浮力
定义：浸在液体中的物体受到向上的力
方向：① 。
测量：用弹簧测力计测出物块重力G，将物块浸在液体中，静止
时弹簧测力计示数为F拉，则物块所受浮力F浮＝ G F拉
竖直向上
决定因素1 ：物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的 体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越
② 、液体的密度越③ ，所受的浮力越大
大
大
要点提示
1 物体所受浮力与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度以及物体是否运动等无关。
浮力：
产生原因2：浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，即F浮＝ F向上 F向下
要点提示
2 当物体只有部分浸入液体中时，F向下=0，F浮=F向上；当物体（圆柱、直棱柱）与容器底部无缝隙紧密接触（如桥墩、拦河坝等）时，F向上=0，F浮=0。
F浮＝⑤ ＝m排g=ρ液 g V排3
求物体排开液体的体积⑥ ；求液体的密
度⑦ 。
V排＝
ρ液＝
阿基
米德
原理
要点提示
3 排开液体体积V排与物体体积V物的关系：完全浸没，V排＝V物；部分浸入，V排＜V物。
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④　 。
排开的液体所受的重力
公式
G排
适用范围：液体和气体
浮力的计算方法
计算方法 示意图 公式 适用条件
称重法 F浮＝⑧__________ 常用于物体密度大于液体密度的情况
压力差法 F浮＝⑨__________ 直棱柱或圆柱体
阿基米德原理法 F浮＝G排＝m排g＝ ρ液gV排 浸在液体或气体中的物体
G物－F拉
F向上－F向下
计算方法 示意图 公式 适用条件
平衡法 F浮⑩_____G物 物体处于漂浮或悬浮状态
续表
=
回归教材
浮力
1.(RJ、YH)如题1图所示，某同学将一金属块竖直悬挂于弹簧测力计下方，静止时弹簧测力计的示数为5 N；将金属块完全浸没在水中后，静止时弹簧测力计的示数为2 N。金属块受到的重力为____N，金属块在水中受到的浮力为____N，浮力的方向为__________。
题1图
5
3
竖直向上
2.(RJ、YH)如题2图所示，将一长方体物体浸没在水中，物体上表面受到的压力F1为5 N，下表面受到的压力F2为13 N，则该物体受到的浮力为____N；若下压物体，使其下沉5 cm(未触底)，则它受到的浮力_____，下表面受到的压力______(后两空选填“变大”“变小”或“不变”)。
题2图
8
不变
变大
3.(YH)如题3图所示，空间站中的航天员把乒乓球按入水中后，发现乒乓球没有像在地球上一样浮起来。这是因为在空间站内的物体几乎不受重力，水对乒乓球各面的压力都接近于___，______(选填“能”或“不能”)形成对乒乓球向上和向下的压力差，因而乒乓球______(选填“会”或“不会”)受到浮力作用。
题3图
0
不能
不会
4.(YH)如题4图所示，在大鱼和小鱼的争论中，______鱼的说法正确。原因是物体浸没在同种液体中时，所受浮力的大小与物体浸在液体中的______有关，与物体浸没在液体中的______无关。
题4图
大
体积
深度
阿基米德原理
5.(YH)如题5图所示，同一个金属圆锥，用两种不同的方法悬挂并浸没在水中。这两种情况下，圆锥受到的浮力_______(选填“相等”或“不相等”)。若将正挂的圆锥往上拉到露出水面前，圆锥受到的浮力_____(选填“变大”“变小”或“不变”)。
题5图
相等
不变
6.(YH)题6图是著名的“曹冲称象”的情景。把大象拉到船上，记下船的吃水深度，之后用石块代替大象，使船的吃水深度相同，则两次船排开水的体积_____，两次船所受的浮力______，两次船所载大象和石块的重力_______。于是，通过巧用石块，古人就知道了大象的体重。(均选填“相等”或“不相等”)
题6图
相等
相等
相等
7.(RJ、YH)某同学在验证“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”时，进行了题7图所示的实验操作。由乙、丙两图可以求出物体受到的浮力为________，由甲、丁两图可以求出排开液体的重力为_________，如果关系式__________________成立，就可以验证阿基米德原理。
题7图
F2 - F3
F4 - F1
F2 - F3 ＝ F4 - F1
考点巩固
考点1　浮力　
1.【常见情境归纳】下列情境中，受到浮力作用的物体是____________。
①在海中行驶的航空母舰 ②空中上升的热气球
③跨海大桥的桥墩 ④遨游在太空的“中国空间站”
⑤海洋中漂浮的冰山 ⑥下潜的奋斗者号潜水器
①②⑤⑥
2.某长方体分别按题2图两种方式放在水中，它都静止。水对两种方式中它上、下表面的 ( )
A.压强差不相等，压力差相等
B.压强差相等，压力差相等
C.压强差不相等，压力差不相等
D.压强差相等，压力差不相等
题2图
A
3.(2025成都改编)在“探究影响浮力大小的因素”实验中，某同学的实验过程如题3图所示，他探究的问题是浮力大小与什么的关系 ( )
A.物体浸入液体中的深度
B.物体排开液体的重力
C.液体密度
D.物体密度
题3图
C
4.将一个矿泉水瓶的底部去掉，拧下瓶盖，把乒乓球由底部放入瓶内，然后由瓶底向瓶里注水，会发现少量水从瓶口流出，乒乓球状态如题4图甲所示，此时乒乓球_____浮力作用。如图乙所示，若用手堵住瓶口，乒乓球会上浮，此时乒乓球_____(前两空选填“受”或“不受”)浮力作用。此现象说明浮力产生的原因是物体上、下表面存在向上的________。
题4图
不受
受
压力差
考点2　阿基米德原理的应用　
5.如题5图所示，某潜水艇从a处海水高密度区潜入b处低密度区后，潜水艇受到的浮力将 ( )
A.变大
B.变小
C.不变
D.无法判断
题5图
B
6.水下机器人已成为开发海洋的重要工具。题6图是某水下机器人(体积不变)进行海洋考察的过程。机器人排开的水所受重力逐渐增大的过程是 ( )
A.①→②
B.②→③
C.③→④
D.④→⑤
题6图
A
方法点拨 应用阿基米德原理比较物体所受浮力的大小
先通过情境分析出液体密度ρ液、排开液体体积V排的变化情况，再利用F浮 ＝ G排 ＝ ρ液gV排进行分析。
若ρ液相同：比较V排 → V排越大，F浮越大；V排越小，F浮越小
若V排相同：比较ρ液 → ρ液越大，F浮越大；ρ液越小，F浮越小
根据F浮 ＝ G排 ＝ m排g可知，F浮、G排、m排的变化趋势是一致的，如F浮变大，G排变大，m排变大。
7.我国自主研制的体积为2 300 m3的极目一号Ⅰ型浮空艇(题7图)，在升空过程中(体积不变)，随着高度升高，浮空艇所受浮力______，浮空艇排开空气的重力_____ (前两空选填“变大”“变小”或“不变”)。某时刻它周围空气的密度为1.2 kg/m3，此时浮空艇受到空气的浮力为__________N。(高度越高，空气的密度越小；g取10 N/kg)
题7图
变小
变小
2.76 × 104
考点3　浮力的综合计算　
8. (原创)某同学为了测量空气对自己的浮力大小，测出自己的质量为
50 kg，查阅资料得知身体的密度接近于水的密度、空气的密度约为
1.3 kg/m3，则该同学的重力为_____N，排开空气的体积约为_______m3，空气对该同学的浮力约为______N。(ρ水 ＝ 1.0 × 103 kg/m3，g取10 N/kg)
500
0.05
0.65
9.(2025黑龙江改编)题9图是一款国产水陆两栖汽车航行技术测试的情景。良好的密封技术和防锈处理，使汽车满载时排开水的质量达到4 ×
103 kg。这辆汽车在水中满载航行时受到的浮力是________N，排开水的体积是___m3。(ρ水 ＝ 1.0 × 103 kg/m3,g取10 N/kg)
题9图
4 × 104
4
10.(2025武汉改编)用轻质细线将一个不吸水的圆柱体悬挂在弹簧测力计下，进行题10图所示实验，图甲中的圆柱体有一半体积浸入水中。图乙中圆柱体受到的浮力为______N，圆柱体的重力为______ N。图甲中圆柱体下表面受到水的压力为______ N。
V乙排 = 2V甲排 → F乙浮 = 2F甲浮
题10图
2
4
1
11.一根轻质且不可拉伸的细线将一棱长为10 cm的正方体物块拴在容器底部。如题11图甲所示，当水深为30 cm时，物块浸入水中的深度为
4 cm，此时细线刚好伸直；当水位如图乙所示时，物块静止时上表面恰好与水面相平。求：(ρ水 ＝ 1.0 × 103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)图甲中物块排开水的体积；
解：图甲中物块排开水的体积
V排 ＝ 4 cm × 10 cm × 10 cm ＝ 400 cm3 ＝ 4 × 10-4 m3
答：图甲中物块排开水的体积为4 × 10-4 m3；
题11图
11.一根轻质且不可拉伸的细线将一棱长为10 cm的正方体物块拴在容器底部。如题11图甲所示，当水深为30 cm时，物块浸入水中的深度为
4 cm，此时细线刚好伸直；当水位如图乙所示时，物块静止时上表面恰好与水面相平。求：(ρ水 ＝ 1.0 × 103 kg/m3，g取10 N/kg)
(2)物块的质量；
题11图
解：图甲中物块受到的浮力
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-4 m3＝4 N
此时物块不受拉力的作用，物块受到的重力G物 ＝ F浮 ＝ 4 N
由G ＝ mg可知，物块的质量m物 ＝ ＝ 0.4 kg
答：物块的质量为0.4 kg；
11.一根轻质且不可拉伸的细线将一棱长为10 cm的正方体物块拴在容器底部。如题11图甲所示，当水深为30 cm时，物块浸入水中的深度为
4 cm，此时细线刚好伸直；当水位如图乙所示时，物块静止时上表面恰好与水面相平。求：(ρ水 ＝ 1.0 × 103 kg/m3，g取10 N/kg)
(3)图乙中细线的拉力。
题11图
解：物块的体积V物＝10 cm×10 cm×10 cm＝1 000 cm3＝ 1×10-3 m3
图乙中物块受到的浮力
F浮' ＝ ρ水gV排' ＝ρ水gV物＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3＝10 N
图乙中细线的拉力F拉 ＝ F浮' - G物 ＝ 10 N - 4 N ＝ 6 N
答：图乙中细线的拉力为6 N。
考点4　含F-t图像的浮力计算
12.现将一正方体金属块，浸没在某种液体中，如题12图甲所示，将它缓缓从液体中竖直提出来的过程中，弹簧测力计示数F与金属块上升高度h的变化关系如图乙所示。金属块从A位置上升到B位置的过程中，受到的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”)。金属块受到的重力是____N，受到的最大浮力是_____N。(忽略液面高度变化)
题12图
变小
3
1
13.如题13图甲所示，用弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中。物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如图乙所示，则物块受到的重力为_____N，物块刚好浸没在液体中时其下表面浸入液体中的深度为____cm，未知液体的密度为___________kg/m3。(g取10 N/kg)
题13图
15
10
0.9 × 103
14.(2025陕西)李同学用细线提着物块，并将其缓慢放入盛有水的杯中，如题14图甲，压力传感器的示数F随物块浸入水中的深度h的变化关系如图乙。整个过程中物块受到浮力的变化情况是______________，已知物块的质量为2.4 kg，则物块的密度为__________kg/m3。剪断细线、当物块静止后压力传感器的示数为______N。(ρ水 ＝ 1.0 × 103 kg/m3，g取10 N/kg，忽略绳子质量)
题14图
先变大后不变
1.2 × 103
58
实验突破
★实验1　探究浮力的大小与哪些因素有关　
李同学在“探究影响浮力大小的因素”实验中，根据日
常生活经验提出了以下猜想：①浮力大小与物体浸入液体中
的深度有关；②浮力大小与物体浸入液体中的体积有关；③浮力大小与液体的密度有关；④浮力大小与物体的形状有关。实验步骤和数据如图所示。(ρ水 ＝ 1.0 × 103 kg/m3，g取10 N/kg)
A B C D E
基础设问
(1)实验前，将弹簧测力计在______方向调零。为使实验现象明显，应选体积较____的物块。
(2)根据实验数据，李同学计算出物块完全浸没在水中时受到的浮力是___N。
竖直
大
4
A B C D E
(3)分析A、B、C三次实验，将物块缓慢浸入水中时，随着深度的增加，弹簧测力计示数减小，物块受到的浮力变____。此现象说明液体密度相同时，物体浸入液体中的体积越大，受到的浮力越____。这种物理研究方法称为____________。
(4)分析___________三次实验可知，猜想①错误，理由是物体浸没在___________时，弹簧测力计示数不变。
A B C D E
大
大
控制变量法
A、C、D
不同深度
(5)李同学为了验证猜想③，分析了A、B、E三次实验。你认为他的分析过程是________ (选填“正确”或“错误”)的，理由是______________
_______________________。
A B C D E
错误
液体中的体积相等
没有控制物块浸入
(6)李同学为了验证猜想④，将两块相同的橡皮泥(不吸水)分别捏成块状和碗状，将它们同时放入水中，块状橡皮泥沉底，碗状橡皮泥漂浮。他据此得出结论：浮力大小与物体的形状有关。李同学得出结论的过程是______(选填“正确”或“错误”)的，理由是_______________________
_____________。
A B C D E
错误
没有控制橡皮泥浸入液体
中的体积相同
拓展设问
(7) 【利用称重法测密度】 分析图中实验数据，可计算出物块的体积为_________m3、物块的密度为_________kg/m3。李同学利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是___________。
4 × 10-4
1.5 × 103
1.5 × 103
A B C D E
（8）【科学推理】 物块从水面逐渐浸入水中，浸没后继续向下移动一段距离(未触底)，在整个过程中，物块所受浮力F随浸入水中深度h的变化图像是图中的_____(选填“①”或“②”)。
②
变式设问
用弹簧测力计拉着重为4 N的圆锥形物体从刚好接触水面开始缓慢浸入水中，浸没后如图所示。下列能反映弹簧测力计示数F与圆锥形物体的浸入深度h的关系图像是 。(物体高2 cm)
随着h变大，物体浸入水中的体积的变化量越来越小
A B C D
D
(9)李同学又进行了右图实验：将长方体物体部分浸入液体中，在液面对应的杯壁位置作标记，读出弹簧测力计示数F甲(图甲)；再将物体横放浸入液体中，当液面到达标记处时，读出弹簧测力计示数F乙(图乙)。若F甲____(选填“＞”“＜”或“＝”)F乙，说明物体受到的浮力与物体浸入液体中的深度无关。该同学用正方体物块做此实验_______(选填“能”或“不能”)达到实验目的。
＝
不能
(10)李同学还想探究“物体受到的浮力与其密度是否有关”。在本实验的基础上，应增加的器材是______________________________________
_____________________。
A B C D E
与本实验所用物块的体积相同、密度不同的
另一物块(合理即可)
实验2　探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
科创小组利用弹簧测力计、圆柱体物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材，做“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验，实验操作如图所示。
甲 乙 丙 丁
(1)由________两图可得出物块所受浮力，由________两图可得出物块排开的液体所受的重力。初步得出结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小______它排开的液体所受重力的大小。
基础设问
甲 乙 丙 丁
乙、丙
甲、丁
等于
(2)为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作合理的是_______。(填字母代号)
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.将水换成盐水重复上述步骤进行实验
C.将圆柱体物块换成其他物体重复上述步骤进行实验
甲 乙 丙 丁
B、C
(3) 【误差分析】若溢水杯中未装满水，会导致测出的物块排开的水所受的重力偏____。
拓展设问
甲 乙 丙 丁
小
(4) 【误差分析·操作顺序】 若按图乙、丙、丁、甲顺序进行实验，会导致测出的物块排开的水所受的重力偏____，理由是将水倒出后测小桶重力时，__________________。
甲 乙 丙 丁
小
杯壁上有残留的水
(5)王同学将物块换成可漂浮在水面的木块进行实验，____(选填“能”或“不能”)得到与(1)相同的结论。
(6)王同学在实验中，发现测出的物块所受浮力大于物块排开的水所受的重力，原因可能是图丙操作中，物块__________________(选填“碰到了溢水杯底部”或“没有完全浸没在水中”)。
甲 乙 丙 丁
能
碰到了溢水杯底部
(7) 【装置改进】 实验结束后，李同学设计了右图所示的实验装置：将装满水的溢水杯放在升降台上，用升降台来调节溢水杯的高度。在逐渐调高升降台时发现，随着重物浸入水中的体积变大，弹簧测力计A的示数会______，弹簧测力计B的示数会______(前两空选填“变大”“变小”或“不变”)，弹簧测力计A示数的变化量______(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计B示数的变化量。
变小
变大
等于
中考超链接
1.(2022广东节选)某同学阅读资料后，利用题1图中的装置模拟深潜器在水中的运动过程。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态。已知乙的质量为0.2 kg，体积为25 cm3，则乙所受浮力的大小为_______N，乙受到细线的拉力为______N。(ρ水 ＝ 1.0 × 103 kg/m3，g取10 N/kg)
题1图
0.25
1.75
2.(2024广东)如题2图所示，小球漂浮在水面，请在O点画出小球受到的重力G和浮力F的示意图。
题2图
答图
3.(2023广东)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中：
题3图
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、__________和分度值；调零时，弹簧测力计应在______(选填“竖直”或“水平”)方向上调零。
测量范围
竖直
(2)如题3图甲所示，在弹簧测力计下悬挂一个高为6 cm的长方体物块(可塑)，测出重力。将它缓慢浸入水中，记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h。请根据实验数据，在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图像。
题3图
答图
(3)分析图像可知：浸没前，h增加，F浮_____；浸没后，h增加，F浮_____。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
题3图
变大
不变
(4)若把此物块捏成高为6 cm的圆锥体，重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像______(选填“相同”或“不同”)。
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系，还需添加一种材料：________________。
题3图
不同
酒精(合理即可)
4.(2025广东节选)题4图是我国自主设计建造的极地号破冰调查船。某次任务中，该船的总质量为4.12 × 106 kg。已知g取10 N/kg，ρ海水 ＝ 1.03 × 103 kg/m3。求该船静止时排开海水的体积。
解：该船的重力
G ＝ mg ＝ 4.12 × 106 kg ×10 N/kg＝ 4.12 × 107 N
该船漂浮静止时，受到的浮力F浮 ＝ G ＝ 4.12 × 107 N
由F浮 ＝ ρ液gV排可知，排开海水的体积
题4图
答：该船静止时排开海水的体积为4 × 103 m3。

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