八年級(jí)物理下冊(cè) 10.1 浮力（解析版）

10.1浮力（解析版）知識(shí)清單1.浮力；2.影響浮力大小的因素知識(shí)點(diǎn)1：浮力1.感受浮力圖示現(xiàn)象原因結(jié)論放飛的氫氣球飛向高空在空氣中的氫氣球受到空氣對(duì)其向上托舉的力浸沒在液體或氣體中的物體會(huì)受到液體或氣體對(duì)其向上托的力輪船在海面上航行漂浮在海水中的輪船受到海水對(duì)其向上托的力在水中搬石頭感覺輕一些浸沒在水中的石頭受到水對(duì)其向上托的力2.浮力的定義：浸在液體（或氣體）中的物體受到豎直向上的力，這個(gè)力叫做浮力。注意：“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入（即浸沒）”兩種情況，也就是說浸沒在液體內(nèi)部和浮在液體表面的物體都受到浮力的作用。3.浮力的方向：豎直向上。無論物體的形狀如何、是否運(yùn)動(dòng)，也無論液體（靜止的液體）如何放置，浸在液體中的物體受到的浮力的方向總是豎直向上的。4.浮力的施力物體與施力物體（1）浮力的施力物體：液體（或氣體）。（2）浮力的受力物體：浸在液體（或氣體）中的物體。5.浮力的測量-稱重法（1）稱重法測浮力的原理將物體浸在液體中靜止時(shí)，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，如圖所示，彈簧測力計(jì)拉力為F′，物體重力為G，則F浮=G-F′。因此，只要測出物體的重力G和物體浸在液體中時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F′，即可由F浮=G-F′求出物體在液體中時(shí)所受浮力的大小。（2）稱重法測浮力的步驟①用彈簧測力計(jì)測出物體的重力G；②將掛在彈簧測力計(jì)下的物體浸在液體中，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F′；③物體在液體中所受浮力F浮=G-F′。注意：步驟①②若顛倒，會(huì)因物體沾帶液體而產(chǎn)生誤差。6.浮力產(chǎn)生的原因我們以浸在液體中的長方體為研究對(duì)象探究浮力產(chǎn)生的原因。浸沒在液體中的長方體的六個(gè)面分別受到液體對(duì)其的壓力，如表所示。位置深度壓強(qiáng)壓力圖示前、后六個(gè)面相等相等F向后、F向前是一對(duì)平衡力，合力為零左、右六個(gè)面相等相等F向左、F向右是一對(duì)平衡力，合力為零上、下兩個(gè)面上表面深度小于下表面深度上表面所受壓強(qiáng)小于下表面所受壓強(qiáng)F向下（F1）<F向上（F2）F浮=F向上-F向下【總結(jié)歸納】浮力是因液體（或氣體）對(duì)物體上、下表面壓力不同產(chǎn)生的。教材深挖不是所有浸在液體中的物體都受到浮力作用若浸在液體中的柱狀物體下表面和容器底部緊密接觸（接觸面間沒有液體浸潤），則液體對(duì)物體向上的壓力F向上為零，物體將不受浮力作用。如圖所示，和容器底緊密接觸的蠟塊、浸入河底的橋墩，都不受浮力作用?！镜淅?】一個(gè)重54N的金屬球，在盛水的容器中靜止，用彈簧測力計(jì)去拉金屬球，如圖所示，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為20N，那么此時(shí)金屬球受到的浮力是（）。A．54NB．2NC．20ND．條件不足，無法判斷【答案】D?！窘馕觥扛鶕?jù)題意知道，金屬塊受到豎直向下的重力，而此時(shí)金屬塊是否被拉起、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何都不確定，所以，金屬塊除受浮力、拉力外，還可能受到底面的支持力的作用，即條件不足，無法判斷。故選D。實(shí)驗(yàn)清單實(shí)驗(yàn)探究：影響浮力大小的因素1.實(shí)驗(yàn)探究：浮力的大小跟哪些因素有關(guān)提出問題浮力的大小跟哪些因素有關(guān)？猜想與假設(shè)（1）游泳池里越往深水區(qū)走，所受的浮力越大，由此猜想：浮力的大小可能與物體浸在液體中的體積或浸沒深度有關(guān)；（2）雞蛋在純水中會(huì)下沉，但在濃鹽水中卻能漂浮，由此猜想：浮力大小可能與液體的密度有關(guān)；（3）木頭在水中漂浮，但鐵塊在水中下沉，由此猜想：浮力的大小可能與浸沒在液體中的物體密度有關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖兞靠刂茍D示現(xiàn)象及分析探究結(jié)論探究浮力的大小與物體浸沒深度的關(guān)系同一物體浸在同一液體中，物體浸沒的深度不同乙、丙兩種情況下彈簧測力計(jì)的示數(shù)相同，即浮力相同浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)探究浮力的大小與物體浸入液體的體積的關(guān)系液體的密度相同，同一物體浸入液體的體積不同乙、丙兩種情況下彈簧測力計(jì)示數(shù)不同，即浮力不同，F(xiàn)1>F2物體受到的浮力與物體浸入液體的體積有關(guān)探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系同一物體浸在液體中的體積相同，液體密度不同乙、丙兩種情況下彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同，即浮力不同，F(xiàn)2>F1物體受到的浮力于液體的密度有關(guān)探究浮力的大小與物體密度的關(guān)系兩個(gè)體積相同、質(zhì)量不同的物體，浸入在同一液體中甲、乙兩種情況下彈簧測力計(jì)的示數(shù)差相同，即浮力相同物體所受的浮力與物體的密度無關(guān)探究歸納浮力的大小只跟液體的密度和物體浸入液體的體積有關(guān)（與物體的形狀、材料、浸沒的深度、液體的多少無關(guān)）。在液體密度相同時(shí)，浸入液體的體積越大，物體受到的浮力越大；在浸入液體的體積相同時(shí)，液體的密度越大，物體受到的浮力越大。2.實(shí)驗(yàn)中注意的問題（1）在探究過程中，應(yīng)注意沿豎直方向拉彈簧測力計(jì)，并且物體不能與容器底部或側(cè)壁相接觸；（2）應(yīng)等彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)；（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)燒杯內(nèi)的液體體積要適中，應(yīng)以能浸沒物體又不溢出為準(zhǔn)；（4）探究過程中，把物體浸入液體時(shí)要緩慢，以免濺出液體?！镜淅?】小明與同學(xué)一起利用彈簧測力計(jì)、玻璃杯、金屬塊、水、濃鹽水等實(shí)驗(yàn)器材，探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)。他們正確的進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)次數(shù)液體種類金屬塊的重力/N金屬塊浸入情況金屬塊在液體中時(shí)測力計(jì)的示數(shù)/N金屬塊所受浮力/N1——2.7——————2水2.7部分2.00.73水2.7全部1.71.04濃鹽水2.7全部1.5___________（1）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，把表中數(shù)據(jù)填寫完整：（2）分析實(shí)驗(yàn)②③可得：液體密度相同，金屬塊排開液體的體積越大，浮力越___________；（3）分析實(shí)驗(yàn)③④可得：金屬塊排開液體的體積相同，液體密度越大，浮力越___________；（4）結(jié)論：浮力的大小與___________和___________有關(guān)；（5）用這種實(shí)驗(yàn)方法，還可以測量___________的密度；（6）小明完成上述實(shí)驗(yàn)后，找來合適的玻璃杯，倒入足夠深的水，將掛在測力計(jì)上的金屬塊逐漸下降，但不接觸容器底。繪制出了實(shí)驗(yàn)中測力計(jì)的示數(shù)F隨物體下表面至水面深度h變化的F-h圖像（圖⑤）。分析圖像可知：當(dāng)金屬塊浸沒水中后繼續(xù)下降過程中測力計(jì)的示數(shù)___________，這表明：浸沒在水中的物體受到的浮力跟浸沒的深度___________?！敬鸢浮?.2；大；大；物體排開的液體的體積；液體密度；金屬塊（或濃鹽水）；不變；無關(guān)。【解析】（1）[1]由圖①④可知，金屬塊的重力為2.7N，在濃鹽水中彈簧測力計(jì)的示數(shù)為1.5N，則金屬塊在濃鹽水中受到的浮力為F浮=G-F示=2.7N-1.5N=1.2N（2）[2]分析實(shí)驗(yàn)②③可知，物體浸入水中的體積越大，彈簧測力計(jì)的示數(shù)越小，則物體受到的浮力越大，即液體密度相同，金屬塊排開液體的體積越大，浮力越大。（3）[3]分析實(shí)驗(yàn)③④可知，物體排開的液體的體積相同，液體的密度不同，彈簧測力計(jì)示數(shù)不同，液體密度越大，彈簧測力計(jì)示數(shù)越小，浮力越大，即金屬塊排開液體的體積相同，液體密度越大，浮力越大。（4）[4][5]由（2）、（3）可知，浮力的大小與物體排開的液體的體積和液體密度有關(guān)。（5）[6]根據(jù)表中第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到金屬塊的重力和浸沒在水中的浮力，根據(jù)G=mg求出金屬塊的質(zhì)量，根據(jù)阿基米德原理求出物體排開的水的體積，即是物體的體積；利用密度公式算出金屬塊的密度；或根據(jù)表中第四次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到金屬塊浸沒在濃鹽水中受到的浮力，而排開濃鹽水的體積等于物體的體積，再利用F浮=ρ液gV排求濃鹽水的密度，故用這種實(shí)驗(yàn)方法，還可以測量金屬塊（或濃鹽水）的密度。（6）[7][8]由F-h圖像可知，當(dāng)金屬塊浸沒水中后繼續(xù)下降過程中測力計(jì)的示數(shù)不變，說明當(dāng)金屬塊完全浸沒在水中后繼續(xù)下降過程中浮力不變，即浸沒在水中的物體受到的浮力跟浸沒的深度無關(guān)。方法清單1.浮力的方向；2.稱重法測浮力；3.探究影響浮力大小的因素題型一：浮力的方向★解題指導(dǎo)浮力的方向總是豎直向上的，與重力方向相反?！镜淅?】一個(gè)氫氣球被風(fēng)吹向一邊，對(duì)于此氣球所受浮力的示意圖，正確的是（）。A． B． C． D．【答案】B?！窘馕觥快o止的氣球受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力、水平向左風(fēng)的作用力以及沿繩子向下的拉力作用，但浮力的方向總是豎直向上的。故選B。題型二：稱重法測浮力★解題指導(dǎo)明確兩點(diǎn)測浮力：（1）明確物體的重力G=mg；（2）明確物體浸在液體中時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F。物體受到的浮力F浮=G-F?！镜淅?】如圖所示，甲為盛水的燒杯，將懸掛在彈簧測力計(jì)下的圓柱體從水面上方緩慢浸入水中，彈簧測力計(jì)示數(shù)F與圓柱體下表面下降高度h變化關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)圓柱體逐漸浸入水中時(shí)F逐漸減小，直到圓柱體浸沒在水中后F不變，這說明物體所受浮力的大小跟物體_________有關(guān)。該圓柱體浸沒在水中受到浮力的大小為_________N?！敬鸢浮颗砰_液體的體積；6?！窘馕觥縖1]將懸掛在彈簧測力計(jì)下的圓柱體從水面上方緩慢浸入水中時(shí)，受到豎直向上的浮力和彈簧測力計(jì)的拉力、豎直向下的重力作用處于平衡狀態(tài)，則F浮=G-F，當(dāng)圓柱體逐漸浸入水中，排開水的體積變大，由F減小可知，受到的浮力變大，這說明物體所受浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān)。[2]由圖乙可知，圓柱體在空中時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F=9N，由二力平衡條件可知，圓柱體的重力G=F=9N圓柱體浸沒時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F′=3N，則該圓柱體浸沒在水中時(shí)受到的浮力F浮=G-F′=9N-3N=6N。題型三：探究影響浮力大小的因素★解題指導(dǎo)1.浮力大小與浸入液體內(nèi)部體積關(guān)系：物體浸入液體內(nèi)部體積不變；2.浮力大小與浸入液體內(nèi)部深度關(guān)系：物體全部浸入液體內(nèi)部，浮力與深度無關(guān)；3.浮力大小與液體密度的關(guān)系：體積不變時(shí)，液體密度越大，浮力越大；4.浮力大小和物體形狀的關(guān)系：浸入液體內(nèi)體積不變，浮力不變，和物體形狀無關(guān)；5.浮力的計(jì)算：F浮=G-F彈（G是重力，F(xiàn)彈是彈簧測力計(jì)讀數(shù)）；6.探究方法：控制變量法；7.實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)并記錄相關(guān)測量數(shù)據(jù)目的是：避免實(shí)驗(yàn)偶然性、使結(jié)論更具普遍性?！镜淅?】小李同學(xué)在探究“影響浮力大小的因素”時(shí)，依次做了如圖甲所示實(shí)驗(yàn)。觀察并分別比較圖中有關(guān)數(shù)據(jù)可知：（1）當(dāng)物體浸沒在水中時(shí)，受到的浮力為_________N。（2）分析圖A、C、D可得，物體在液體中所受浮力大小與_________有關(guān)。（3）當(dāng)物體從接觸水面開始，到浸沒于水中，直至浸沒到更深位置（未觸底），在圖乙中能表示出此過程物體所受浮力F與浸入水中深度h關(guān)系的圖象是________（選填“①”或“②”）。（4）小李在實(shí)驗(yàn)中主要用到的科學(xué)探究方法是________。【答案】1；液體密度；②；控制變量法?！窘馕觥浚?）由圖，物體重力為4.2N，浸沒在水中時(shí)，測力計(jì)示數(shù)3.2N，浮力為F浮=4.2N-3.2N=1N（2）分析圖A、C、D，均完全浸沒，水和酒精密度不同，測力計(jì)示數(shù)不同，浮力不同，所以物體在液體中所受浮力大小與液體密度有關(guān)。（3）當(dāng)物體從接觸水面開始，到浸沒于水中，直至浸沒到更深位置（未觸底），排開液體體積先增大后不變，根據(jù)F浮=ρgV排，浮力先增大后不變，所以為②。（4）存在多個(gè)變量，所以采用了控制變量法。易錯(cuò)清單1.浮力產(chǎn)生的原因；2.對(duì)影響浮力大小的因素的認(rèn)識(shí)；3.物體浸入液體中的深度對(duì)壓強(qiáng)、浮力的影響★易錯(cuò)預(yù)警1：浮力產(chǎn)生的原因浮力產(chǎn)生的原因是浸在液體本上、下表面受(或氣體)中的物體上、下表面受到的壓力不相等，上、下表面的壓力差即浮力。因此并不是只要浸在液體中的物體就會(huì)受到浮力的作用，只有當(dāng)上、下表面產(chǎn)生壓力差時(shí)，物體才受到浮力。例如，水中的橋墩，插在水中的木樁等，它們雖然浸在水中但不受水的浮力?！镜淅?】如圖所示，A、B是自由移動(dòng)的物體，C、D是容器自身凸起的一部分，現(xiàn)往容器里注入一些水。則一定不受浮力的是（）。A．A B．B C．C D．D【答案】C?！窘馕觥緼D．由圖可知，水對(duì)A、D物體上、下表面都產(chǎn)生了壓力差，故A、D物體都受浮力的作用，故AD不符合題意；B．B物體上表面沒有受到水的壓力，但下表面受到水的壓力，因此水對(duì)B物體上、下表面產(chǎn)生了向上的壓力差，故B物體一定受浮力的作用，故B不符合題意；C．C物體上表面受到水的壓力，但下表面沒有受到水的壓力，因此水對(duì)C物體上、下表面沒有產(chǎn)生向上的壓力差，故C物體一定不受浮力的作用，故C符合題意。故選C?！镆族e(cuò)預(yù)警2：對(duì)影響浮力大小的因素的認(rèn)識(shí)物體所受浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，而跟物體的材料、密度、形狀、物體在液體中的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等無關(guān)。液體的密度相同時(shí)，物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大；物體排開液體的體積相同時(shí)，液體的密度越大，物體受到的浮力越大?！镜淅?】體積相等的物體A、B、C浸入某種液體中，平衡后如圖所示，它們受到液體的浮力大小分別為FA、FB、FC

，則（）。A．FA＝FB＞FC

B．FA＜FB＝FCC．FA＞FB＞FCD．FA＜FB＜FC【答案】B?！窘馕觥坑蓤D知道，A球排開水的體積最小，B球和C球排開水的體積相同，所以，由F浮=ρ液gV排知道，B球和C球所受浮力相同，A所受浮力最小，即：FA＜FB

=FC，故選B?！镆族e(cuò)預(yù)警3：對(duì)影響浮力大小的因素的認(rèn)識(shí)影響液體壓強(qiáng)的因素是深度和液體的密度，影響浮力的因素是物體浸在液體中的體積和液體的密度。物體浸入液體中的深度與浮力的關(guān)系：①物體浸沒前，物體浸入液體的深度越深，物體所受的浮力越大，這實(shí)際上是因?yàn)槲矬w浸在液體中的體積增大而使浮力增大。②物體浸沒后，雖然深度增加，但是物體浸在液體中的體積不變，物體所受的浮力不變。【典例8】如圖甲所示，水平桌面上盛滿水的容器中放有一個(gè)鋼珠。把木塊輕輕放入容器中，木塊靜止時(shí)如圖乙所示。以下說法正確的是（）。A．鋼珠不受浮力作用；B．木塊受到的浮力大于鋼珠受到的浮力；C．兩圖中容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)相等；D．兩圖中水對(duì)容器底的壓強(qiáng)不相等【答案】C?！窘馕觥緼．鋼珠浸沒在水中，排開了一定體積的水，會(huì)受浮力作用，故A錯(cuò)誤；B．由可知，浮力與液體密度和排開水的體積有關(guān)，因不知道木塊和鋼珠排開水的體積關(guān)系，故無法比較木塊和鋼珠受到的浮力關(guān)系，故B錯(cuò)誤；C．兩圖中容器對(duì)桌面的壓力等于容器、水和物體的總重力；根據(jù)阿基米德原理分析，乙圖中減少的水的重力，即為木塊排開水的重力，而木塊漂浮，則，所以，即木塊的重力等于排開水的重力即溢出水的重力；則兩圖中容器對(duì)桌面的壓力相等，底面積相同，由可知，兩圖中容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)相等，故C正確；D．已知容器中裝滿水，把木塊輕輕放入容器中，雖然有水溢出，但水的深度不變，由可知，兩圖中水對(duì)容器底的壓強(qiáng)相等，故D錯(cuò)誤；故選C。中考清單1.探究影響浮力大小的因素；2.稱重法測浮力1.探究影響浮力大小的因素★中考解析中考考題要求同學(xué)們能通過探究過程，作出有依據(jù)的猜想；能夠使用基本的器材獲得數(shù)據(jù)，并分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，形成合理的結(jié)論。【典例9】（2022·江蘇蘇州）興趣小組探究影響浮力大小的因素。（1）提出如下猜想猜想1：與物體浸在液體中的深度有關(guān)猜想2：與物體浸在液體中的體積有關(guān)猜想3：與液體的密度有關(guān)小組為驗(yàn)證上述猜想，用彈簧測力計(jì)、4個(gè)相同的小長方體磁力塊、2個(gè)分別盛有水和鹽水的燒杯等，按圖甲步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①利用磁力將4個(gè)磁力塊組合成長方體物塊；②根據(jù)圖A、B、C的測量結(jié)果，小明認(rèn)為猜想1是正確的，小華卻認(rèn)為不一定正確。你覺得小華的理由是___________；③小華為了證明自己的想法，利用上述器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)D，根據(jù)A、B、D的測量結(jié)果，可得：浮力大小與物體浸在液體中的深度無關(guān)，請(qǐng)?jiān)趫DD中畫出她實(shí)驗(yàn)時(shí)長方體物塊的放置圖；___________④興趣小組進(jìn)一步研究得出浮力大小與物體浸在液體中的體積有關(guān)：⑤根據(jù)A、C、E的結(jié)果，得出浮力大小還與___________有關(guān)。（2）小華把4個(gè)磁力塊組合成下圖，她還能探究浮力大小與___________的關(guān)系。（3）愛思考的小明又進(jìn)一步研究水產(chǎn)生的浮力與水自身重力的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取兩個(gè)相同的容積均為300mL的一次性塑料杯甲、乙（杯壁厚度和杯的質(zhì)量不計(jì)），甲杯中裝入50g水，乙杯中裝入100g水，然后將乙杯放入甲杯中，發(fā)現(xiàn)乙杯浮在甲杯中。這時(shí)甲杯中水產(chǎn)生的浮力為___________N；這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明，液體___________（能/不能）產(chǎn)生比自身重力大的浮力。（g取10N/kg）【答案】①未控制物體浸在液體中的體積相同；②見解析；③液體的密度；④物體形狀；⑤1；⑥能?！窘馕觥浚?）②[1]由圖A、B、C可知，液體的密度相同，排開液體的體積和深度都不同，沒有控制物體浸在液體中的體積相同，不能得到浮力大小與物體浸在液體中的深度有關(guān)。③[2]為了研究浮力大小與物體浸在液體中的深度無關(guān)，控制物體浸在液體中的體積相同，圖B中物體被豎直吊起，排開液體的體積等于物體體積的一半，圖D中可以將物體水平吊起，讓物體的一半浸入液體中，這樣可以保持物體排開液體的體積相同，浸入液體的深度不同，如圖所示：⑤[3]由圖A、C、E可知，物體排開液體的體積相同，液體的密度不同，彈簧