第九章 浮力
第一节 认识浮力
鸭子为什么能浮在水面上？
情境引入
是什么力使上万吨的航空母舰航行在海面上？
不会游泳的人在死海里为什么不会被淹死？
将旋紧的空矿泉水瓶压入水中，并释放后，将怎样？
乒乓球受到了
浮力
的作用
!
动画演示：乒乓球受到浮力
新知探究
一、浮力
木块在水中受到浮力
铝块在水中也受到浮力
【
实验
】
打足了气的篮球，气孔上插有打气针，打气针的另一端通过导管、橡皮塞和气球囊连接。导管阀门开始处于关闭状态，现将阀门打开。
现象
_____________________________
。
表明
_____________________
。
气体也会产生向上的浮力。
结论：
气球胀大，同时杠杆左端上升
向上的浮力增大
2
．符号：
F
浮
3
．用弹簧测力计测浮力：
F
浮
=
G
－
F
4
．浮力的方向
：
竖
直向上
5
．浮力的施力物体：
液体
6
．浸在气体中的物体也受到气体对物体的浮力。
一、浮力
（
F
浮
）
1
．浮力：浸在液体中的物体受到液体对物体向上浮的力叫浮力。
1.
将乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，乒乓球不浮起。
2.
将瓶下口堵住，乒乓球浮起。
二、浮力的产生
实验现象
:
浸在液体中的物体受到液体对物体向各个方向的压力。
四个侧面所受压力关系
F
合
=0
边长为
L
的立方体位于水面下
h
深处
上、下两面所受压力关系
∵
p
向上
＞
p
向下
∴
F
向上
＞
F
向下
F
浮
=
F
向上
-
F
向下
F
向下
F
向上
浮力是液体对物体的压力的合力
h
L
浮力产生的原因：
浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。
F
1
F
2
三、浮力的大小与哪些因素有关
小实验
把空饮料罐用手按入水桶，饮料罐进入水中越深，手的感觉有什么变化？
分析一下，浮力大小和什么因素有关？
猜 想
可能跟
……
有关。
提出问题
实验探究
水
酒精
浓盐水
弹簧测力计
实验器材
实验方法
注意运用控制变量的方法。
圆柱体
1
．探究浮力与物体浸没后的深度的关系
深度
h
/ cm
重力
G
/ N
弹簧测力计示数
F
/ N
浮力
F
浮
/ N
结论：
浮力大小与物体浸没水中后的深度无关。
检验猜想
记录表格
2
．探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系
结论：
在同一液体中，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大。
物体浸在液体中的
体积
V
/ m
3
重力
G
/ N
弹簧测力计示数
F
/ N
浮力
F
浮
/ N
记录表格
3
．探究浮力与液体密度的关系
液体种类
重力
G
/ N
弹簧测力计示数
F
/ N
浮力
F
浮
/ N
记录表格
结论：
物体排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力越大。
讨 论
使用体积相等的铁块和铝块可以检验哪一个猜想？
使用体积不等的铁块可以检验哪一个猜想？
做一做
实验结果表明
物体在液体中所受的
浮力大小，
跟它
浸在液体中的体积
有关，跟
液体的密度
有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的
密度
有关，还与物体排开液体的
体积
有关，而与浸没在液体中的
深度
无关。
知识梳理
1
、浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，下列说法中正确的是（ ）
A
．物体受到的压强增大
B
．物体上、下表面受到的压力增大
C
．物体上、下表面受到的压力差增大
D
．物体受到的浮力不变
ABD
随堂练习
2
、关于浮力，下列说法中正确的是（ ）
A
．只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B
．一切浸入液体中的物体都受到液体对它施加竖直向上浮力
C
．只要下沉的物体就不会受到浮力
D
．浮力的方向不一定都是向上的
B
3
、绳子的下端系着一个铁块，当铁块浸没在水中后剪断绳子，铁块下沉的过程中它受到的浮力将（ ）
A
．逐渐变大
B
．逐渐变小
C
．保持不变
D
．变为零
C
4
、质量相同的铁球和铝球，分别挂在两个相同的弹簧测力计上，将两球同时浸没在水中。若挂铁球的示数变为
F
1
，挂铝球的示数变为
F
2
，则（ ）
A.
F
1
＞
F
2
B.
F
1
=
F
2
C.
F
1
＜
F
2
D.
无法比较
A
5
、小玲将一块体积为的矿石挂在弹簧测力计下，然后又将此矿石浸没在水中，测力计两次示数分别如图甲、乙所示。
(
1)
矿石受到浮力的大小多大？
(
2)
若将此矿石浸没在密度为
1.8×10
3
kg/m
3
的液体中，矿石受到浮力多大？弹簧测力计的示数多大？
甲 乙
【
解析
】
由图可知：物体的重力
G
=8.8 N
，在水中浸没时弹簧测力计示数为
7.2 N
。
则：
F
浮
＝
G
－
F
= 8.8 N
－
7.2 N = 1.6 N
。
若
ρ
液
= 1.8×10
3
kg/m
3
，即
ρ
水
的
1.8
倍，
F
浮
′
＝
1.8
F
浮
＝
1.8×1.6 N=2.88 N
。
弹簧测力计示数
F
′
＝
G
－
F
浮
′=8.8 N
－
2.88 N
=5.92 N
。
第九章 浮力
第二节 阿基米德原理
阿基米德的启示
两千多年以前，希腊学者阿基米
德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要
测量王冠的体积，冥思苦想了很久都
没有结果。一天，他跨进盛满水的浴
缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，
他忽然想到：
物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？
情境引入
排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
做做想想
将易拉罐按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的液体的关系。
回顾：浮力大小与哪些因素有关？
浮力大小，
跟它
浸在液体中的体积
和
液体的密度
有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
猜 想
浮力与排开的液体有什么关系？
可以怎样表述浮力的大小？
浮力大小可能与
排开液体的体积，液体的密度有关
浮力大小，跟它
排开液体的体积
和
液体的密度
有关。
排开液体的体积
越大、
液体的密度
越大，浮力就越大。
浮力大小可能与
排开液体的重力有关。
实验器材：石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、
水。
⑴
用弹簧测力计先测出石块的重力
G
。
⑵
用弹簧测力计再测出空杯子的重力
G
杯。
1.15N
0.45N
实验步骤：
一、阿基米德原理
探究实验
⑶
把石块浸没在盛满水的溢水杯里，用空杯承接从溢水杯里被排开的水，读出此时弹簧测力计的示数
F
′
。
⑷用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重
G
总
。
0.70N
0.90N
收集实验数据：
研究对象
物重
G/N
空杯重
G
杯
/N
物体浸没水中时弹簧测力计 示数
F′/N
杯、水总重
G
总
/N
浮力的大小
F
浮
/N
排开水的重量
G
排
/N
石块
0.45
铝块
0.45
铁块
0.45
1.15
0.70
0.90
0.45
0.45
0.54
0.34
0.20
0.20
0.65
0.78
0.68
0.10
0.55
0.10
比
较
浮力的大小
和
物体排开水的重量
，你发现了什么？
阿基米德原理
1.
内容：
浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
2.
公式：
F
浮
=ρ
液
g V
排
3.
对原理的理解
（
1
）物体“浸在液体里”包括
“全部浸入（即浸没）”
和
“部分浸入”
两种情况。
不
论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。
浸没
部分浸入
当物体跟盛液体
的
容器底部紧密接触时，则于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。
（
2
）阿基米德原理同样适用于气体。
1
．区分：浸没、浸入、浸在、没
入。
2.
F
浮
＝
ρ
液
gV
排
ρ
液
——
液体的密度；
V
排
——
物体排开的液体的体
积。
3.
F
浮
＝
ρ
液
gV
排
——
决定式
表明浮力大小只和
ρ
液
、
V
排
有关，
浮力大小与物体的形状、密度，浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。
二、关于阿基米德原理的讨论
例
1
浸在液体中的物体
,
受到的浮力大小取决于
( )
。
A.
物体的体积和液体的密度
B.
物体的密度和物体浸入液体的深度
C.
物体浸入液体的体积和液体的密度
D.
物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素
C
三、例题分析
例
2
一个体积为
300 cm
3
的物体浮在水面上，它的
2/3
体积露出水面，它受的浮力是多
大
N
。（
g
取
10 N/kg
）
1
【
解析
】
根
据阿基米德原
理
F
浮
＝
G
排液
＝
ρ
液
gV
排
据题意
V
排
＝
V
/3
F
浮
＝
ρ
液
gV
排
＝
1.0×10
3
kg/m
3
×10 N/kg×10
-4
m
3
=1
N
。
例
3
把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在水中，它们受到的浮力（ ）。
A
．相等
B
．铝球的比铁球大
C
．铝球的比铁球小
D
．浮力都等于重力
【
解析
】
铁球和铝球的重力相等，则质量相等
B
根据 ，
ρ
铁
＞
ρ
铝
，则
V
铁
< V 铝 ， 根据 F 浮 = ρ 液 gV 排 ， ∴ F 铝浮 ＞ F 铁浮 。 A ．铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深度最大 B ．铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大 C ．铅球、铁球、铝球受的浮力一样大 D ．因素太多，无法判断 【 解析 】 根据 F 浮 = ρ 水 g V 排 ， ∵ 浸没， V 相同 ， ∴ V 排 相同， ∴ F 浮 相同。 提示： 浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。 例 4 如图所示 , 体积相同 , 密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方，则 ( ) C 例 5 甲、乙两个实心金属球，它们质量相同，其密度分别为 5×10 3 kg/m 3 和 10×10 3 kg/m 3 ，甲球挂在甲弹簧测力计下，乙球挂在乙弹簧测力计下，并且让金属球全部没入水中，这时（ ） A ．甲、乙两球所受到的浮力之比为 2:1 B ．甲、乙两球所受到的浮力之比为 1:2 C ．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为 8:9 D ．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为 11:12 【 解析 】 ∵ m 甲 ＝ m 乙 , ρ 甲 : ρ 乙 ＝ 1:2 ， V 甲 : V 乙 ＝ 2:1 ； 根据 F 浮 ＝ ρ 水 g V 排 ，且 V 排 ＝ V 物 ∴ F 浮甲 : F 浮乙 ＝ 2:1. 分析物体受力： F 浮甲 + F 甲 ＝ G 甲 ① F 浮乙 + F 乙 ＝ G 乙 ② 提示： 分析物体受力 A 选项正确 C 选项正确 G 乙 F 乙 F 浮乙 G 甲 F 甲 F 浮甲 1 ．阿基米德原理的探究实验 2 ．阿基米德原理的数学表达式 3 ．阿基米德原理的公式讨论 4 ．利用阿基米德原理的分析与计算 知识梳理 我受到浮力大 我受到的浮力大 1 、在如图所示的大鱼和小鱼的争论中， 鱼的说法正确，这是因为两条鱼浸没在同种液体中，它们受到的浮力大小与 有 关。 大 随堂练习 它们的体积 2 、一个 2N 的物体，挂在弹簧测力计上，当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是 1.2N ，这个钩码受到水的浮力是 N 。 0.8 3 、 某 物体重 0.5N, 把它放入盛有水的烧杯中 , 溢出重为 0.3N 的水 , 则它受到的浮力为 ( ) A. 一定为 0.3N B. 可能为 0.2N C. 一定为 0.5N D. 可能为 0.4N D 4 、比较下列物体受的浮力 ⑴体积相同的铜、铁、铝浸没水中 铁 F 浮铝 ＝ F 浮铁 ＝ F 浮铜 铜 铝 ⑵如图所示， A 、 B 两个物体的体积相等，哪个受到的浮力大？ A B F 浮 A < F 浮 B 4 、比较下列物体受的浮力 ⑶ 如图所示， A 、 B 两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？ ( ρ 水 ＞ ρ 酒精 ) A 水 B 酒精 F 浮 A ＞ F 浮 B 4 、比较下列物体受的浮力 拓展：质量是 1kg 的实心铜球和铝球 , 浸没水中 , 受 到的浮力 大。 铜 铝 ( ρ 铜 >
ρ
铝
)
4
、比较下列物体受的浮力
铝球
第九章 浮力
第三节 物体的浮与沉
把实心的松木球和铁球浸没在水中，放手后，木球上浮，直至漂浮在水面，铁球下沉至水底。
导入新课
松木球
铁球
飞艇在空中自由地上升、下降
;
人躺在死海中悠闲地看书，那么，
物体的浮与沉取决于什么条件呢？
我们先来做个小实验来研究一下
新课讲授
一、实验探究
1
、物体的浮沉条件
（
1
）实验器材：盛水容器、玻璃瓶、针管
（
2
）实验步骤：
①
在小瓶里装适量的水，并把小瓶放入盛水容器，让小瓶正好悬浮；
②
用针管再向小瓶里加水，并把小瓶放入盛水容器，观察小瓶的浮沉情况；
③
用针管把水从小瓶里抽出，并把小瓶放入盛水容器，观察小瓶的浮沉情况。
（
2
）实验装置
实验序号
实验方法
观察小球运动情况
小球受力情况分析
1
在小瓶里装适量的水
2
把装满水并盖上盖子的小瓶浸没于水中
,
再松手
3
把盖上盖子的空小瓶浸没于水中
,
再松手
上浮
重力、浮力
下沉
重力、浮力
（
3
）填入表格
悬浮
重力、浮力
（
4
）实验结论
浸没在液体中的物体，其浮沉主要取决于它所受到的浮力与重力的大小。
F
浮
G
F
浮
G
漂浮
上浮
①当
F
浮
>
G
时，合力向上，物体上浮。
②当
F
浮
< G 时，合力向下，物体下沉。 G F 浮 下沉 当 F 浮 ＜ G 时 , 合力方向竖直向下，物体在液体中向下运动称为下沉。 ③当 F 浮 = G 时，合力为零，物体悬浮在水中。 当 F 浮 ＝ G 时 , 合力为零，即二力平衡，此时物体将静止在液体中任意深度的地方称为悬浮。 G F 浮 悬浮 迷你实验室 1. 物体会停在哪个液面？ 1 、把糖浆、水及油沿汤匙注入玻璃杯中，由于密度不同，液体会分成三层。 把蜡块、橡皮、瓶塞、鸡蛋等放入杯中，观察它们分别位于哪一层液面上？你能说出原因吗？ 分成 3 层由上到下：油、水、糖浆。 蜡块、瓶塞会在最上一层，他们密度最小； 橡皮会停留第二层，它的密度比较大 ; 鸡蛋在最下层，它的密度最大。 由此可见： 若物体是实心的密度均匀且浸没在液体中 (l) 物体密度大于液体密度时，物体上浮； (2) 物质的密度等于液体密度时，物体悬浮； (3) 物质的密度小于液体密度时，物体下沉。 如图所示，取一杯清水和一块橡皮泥，将橡皮泥揉成小球轻轻放入水中，橡皮泥小球会如何运动？如果将橡皮泥捏成小船轻轻放在水面上呢？你能解释观察到的现象吗？ 迷你实验室 2 橡皮泥为什么能漂浮？ G F 浮 1 G F 浮 2 G F 浮 1 < 下沉 G F 浮 2 = 漂浮 空心时，排开液体体积增大 1 、密度计 漂浮原理即 G ＝ F 浮 （ 1 ）工作原理： 上面读数小，下面读数大；刻度不均匀， 上疏下密。 （ 2 ）刻度值的特点 : （ 3 ）读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度 二、浮沉条件的应用 我国农民常采用盐水浸泡法来选种 。 2 、盐水选种 把种子放入浓度适宜的盐水中，干瘪、虫蛀的种子就会上浮直至漂浮，而饱满的种子则下沉到容器底 部。 请你说说这是为什么呢 ? 利用浸没在液体中的物体受到的浮力跟液体的密度 ρ 液 有关， ρ 液 越大， F 浮 浮力越大。 ρ 物 < ρ 液 ，物体上浮； ρ 物 >
ρ
液
，物体下沉。所以干瘪、虫蛀的种子就会上浮直至漂浮，而饱满的种子则下沉到容器底部。
3
、潜水艇
工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜
4
、热气球
孔明灯是一种早期的热气球据说它是由三国时期孔明发明的，还相传它与孔明的帽子有相似之处。
(1)
孔明灯
气袋
燃气装置
吊篮
(2)
热气球
工作原理：靠空气浮力升空
你知道热气球的工作原理以及能够升到高空的原因吗？
这是因为：热气球的巨大气袋中充满空气（忽略体积变化），从燃气装置中喷出的火焰加热气袋中的空气，热气球内部气体的温度升高，密度降低。当热气球内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，热气球便上升了。
课堂练习
1
．停在海里的小游艇总重
2.06 ×10
4
N
，它受到的浮力大小
为
_________
N
；它排开海水的体积为
_____m
3
（海水的密度
ρ
海水
=1.03×10
3
kg
／
m
3
，取
g=10N
／
kg
）。
2.06×10
4
2
2
．一小球所受的重力为
5N
。
体
积为
5×10
-4
m
3
。将它浸没在水中时，所受的浮力大小为
_________N
（取
g=10N
／
kg
），浮力的方向是
________
。
放
开手后，小球将
（填
“
上浮
”“
下沉
”
或
“
悬浮
”
）。
悬浮
5
竖直向上
A
B
3
、如图所示，
A
、
B
两物体静止在水中（ ）
A
．两物体受到的浮力一定相等
B
．两物体受到的浮力不等，
A
物体受到的浮力大
C
．两物体的密度不等，
B
物体的密度大
D
．两物体的重力不等，
B
物体的重力大
C
4
．轮船从内河航行到大海时，船将（
）
A.
下沉一点
B
.
上浮一点
C
.
不变
D
.
无法判定
B
5
．关于浮沉条件的应用，下列说法中正确的是（ ）
A
．潜水艇上浮过程中受到的浮力变大
B
．气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度
C
．密度计上的刻度示数从下到上逐渐变大
D
．密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关
B
一、物体的浮与沉
当
F
浮
>G
时，合力向上，物体上浮。
当
F
浮
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