第十三讲浮力基础
学习目标
通过实验探究体会认识浮力的存在，知道浮力的产生原因
:芈会用弹簧测力计测浮力（称重法）
、常握探究浮力大小的影响因素实验
A、熟悉探究阿基米德原理实验过程，理解阿基米德原理
重点难点
1.浮力产生的原因
2.称重法测浮力
3.阿基米德原理及其探究过程
Part1浮力概念及其影响因素
知识解析
一浮力概念
1.定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它竖直向上的托力叫浮力
2.施力物体：液体或气体
3.方向：浮力的方向总是竖直向上
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注意：浮力大小与拟怀的重力、密度、体积大小、浸没的深度等均无关。
典例精练
别1
(多选)关于浮力的说法你认为不正确的是（个D
A.将一石块抛入水中，石块在下沉过程中不受脖为
B.在水中上升的木块受到浮力
C.浮力方向与重力方向相反“
D.浮力就是浸在液体中的物体受力的合力，合力的方向就是浮力的方向
例2
(1)图A,画出静止在水面上的苹果的受力赤意图；
(2)如图B所示，重30牛的小球静止在水面上，请画出小球所受浮力的示意图并标出大小.
(3)如图C所示，一气象探测器随气球一起加速上升，请你画出这时探测器的受力示意图.
(4)如图D所示，实心铁球在容器底部静止，请在图中画出铁球的受力示意图
39W
B
例3下列情景中，物体没有受到浮力的是(
A.在水中游泳的人
B.深入淤泥的圆柱形桥墩
C.在水面浮着的船
D.在水中下沉的石头
例4如图，一塑料容器中盛有水，其中塞有两个木块，并都处于静止状态，则木块A、B的受
浮力的情况（个）
A.木块A、B都没有受到水的浮力
B.木块A、B都受到水的浮力
C.木块A都受到水的浮力，木块B没有受到水的浮力
D.木块A没有受到水的浮力，木块B受到水的浮力
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例5如图所示，-个半球形物体浸没在水中，受到水向下的压力30州，半球受到水施加的浮，
80N,则半球受到水向上的压力为O·N.
例6在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，小明操作如下：
0.8
D
F
部分浸入
授没浸没，设碰底授没，碰底没没
图甲
图乙
(1)如图甲，小明把一个空的饮料罐缓慢按入水中，感觉用力越来越大，由此猜想：浮力大
小可能与排开水的体积有关，于是他设计了如图乙所示的实验步骤，通过比较图乙中的A和
凸C(选填字母代号》两图可验证猜想是否正确，
(2)比较图乙中的A、D和F可知，物体所受浮力大小与
2有关
(3)比较图乙中的、D可知，可知浮力与物体浸没在液体中的深度大关
(选填“有关”
或“无关”)：
(4)设图乙中的B、C两图中液面相平，容器对水平桌面的压强分别是、心，则
(选填“>”“<”或“=”)；
(5)分析可知图乙中的E中金属块对容器底部的压力是)》N:物体受到的浮力为
2 N:
(6)根据题中的测量结果，可求出图F中盐水的密度为人N0kg/m。
例7如图所示，某兴趣小组探究影响浮力大小的因素。提出如下猜想：
猜想1：与物体浸在液体中的深度有关。
猜想2：与物体浸在液体中的体积有关：
猜想3：与液体的密度有关：
小组为验证上述猜想，用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块（不吸水，可自由拼妾
个分别盛有水和盐水的烧杯等，按图中步骤进行实验：
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3亿人都在用的扫描AP1.通过实验探究体会认识浮力的存在，知道浮力的产生原因
2.学会用弹簧测力计测浮力（称重法）
3.掌握探究浮力大小的影响因素实验
4.熟悉探究阿基米德原理实验过程,理解阿基米德原理
1.浮力产生的原因
2.称重法测浮力
3.阿基米德原理及其探究过程
浮力概念
1．定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它竖直向上的托力叫浮力.
2．施力物体：液体或气体
3．方向：浮力的方向总是竖直向上
浮力产生的原因
1．浮力是由于液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力而产生的，向上、向下的压力差就是浮力.
2．压力差法求浮力：
根据液体压强的特点可知，物体下表面受到的液体向上的压力比上表面受到向下的压力大，这就是物体会受到浮力的原因，即F浮=F向上-F向下，可见浮力并不是一种新的性质的力.
探究影响浮力大小的因素
1．称重法测浮力
（1）具体操作：将物体悬挂在弹簧测力计下端，如（a）实验所示，物重G=5N，用手向上托物体如图（b）时，手对物体向上的托力F=3N；当物体浸入水后，如（c）实验所示．将（c）实验与（a）、（b）实验对照，说明水对物体也有向上的托力，即浮力．水对物体的浮力F浮=3N；
（2）用称重法求浮力公式：F浮=G-F示
2．探究浮力大小的影响因素
当物体没有浸没前，浮力的大小随着深度的增加而增大；当物体浸没后，浮力的大小与深度无关，与液体密度有关；
结论：1.由图A、D、E图可知，在排开液体的体积相等时，液体密度越大，浮力越大；
2.由图A、B、C图可知，在液体密度相等时，排开液体的体积越大，浮力越大。注意：浮力大小与物体的重力、密度、体积大小、浸没的深度等均无关.
（多选）关于浮力的说法你认为不正确的是()
A．将一石块抛入水中，石块在下沉过程中不受浮力
B．在水中上升的木块受到浮力
C．浮力方向与重力方向相反
D．浮力就是浸在液体中的物体受力的合力，合力的方向就是浮力的方向
（1）图A，画出静止在水面上的苹果的受力示意图；
（2）如图B所示，重30牛的小球静止在水面上，请画出小球所受浮力的示意图并标出大小.
（3）如图C所示，一气象探测器随气球一起加速上升，请你画出这时探测器的受力示意图.
（4）如图D所示，实心铁球在容器底部静止，请在图中画出铁球的受力示意图.
下列情景中，物体没有受到浮力的是()
A．在水中游泳的人 B．深入淤泥的圆柱形桥墩
C．在水面浮着的船 D．在水中下沉的石头
如图，一塑料容器中盛有水，其中塞有两个木块，并都处于静止状态，则木块A、B的受到浮力的情况( )
A．木块A、B都没有受到水的浮力
B．木块A、B都受到水的浮力
C．木块A都受到水的浮力，木块B没有受到水的浮力
D．木块A没有受到水的浮力，木块B受到水的浮力
如图所示，一个半球形物体浸没在水中，受到水向下的压力30N，半球受到水施加的浮力为80N，则半球受到水向上的压力为__________N.
在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，小明操作如下:
(1)如图甲，小明把一个空的饮料罐缓慢按入水中，感觉用力越来越大，由此猜想:浮力大小可能与排开水的体积有关，于是他设计了如图乙所示的实验步骤，通过比较图乙中的A和__________(选填字母代号)两图可验证猜想是否正确;
(2)比较图乙中的A、D和F可知，物体所受浮力大小与__________有关;
(3)比较图乙中的C、D可知，可知浮力与物体浸没在液体中的深度__________(选填“有关”或“无关”);
(4)设图乙中的B、C两图中液面相平，容器对水平桌面的压强分别是Pb、Pc，则Pb______Pc(选填“>”“<”或“=”);
(5)分析可知图乙中的E中金属块对容器底部的压力是______N;物体受到的浮力为______N;
(6)根据题中的测量结果，可求出图F中盐水的密度为______kg/m3。
如图所示，某兴趣小组探究影响浮力大小的因素。提出如下猜想:
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关
猜想2:与物体浸在液体中的体积有关;
猜想3:与液体的密度有关;
小组为验证上述猜想，用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块(不吸水，可自由拼接)，2个分别盛有水和盐水的烧杯等，按图中步骤进行实验:
(1)利用磁力将4个磁力块组合成长方体的物块;
(2)根据图A、B、C的测量结果，小明认为猜想1是正确的，小华却认为不一定正确。你觉得小华的理由是:______________________________
(3)小华为了证明自己的想法，利用上述器材设计实验D，根据A、B、D的测量结果，可得:浮力的大小与浸在液体中的深度无关，请在图D中画出她实验时磁力块的放置图:
(4)兴趣小组进一步研究得出浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关;
(5)要验证猜想3，应根据______三图;
(6)由上述实验数据还可以计算出磁力块浸没在水中时受到的浮力是______N，实验中所用盐水的密度是____________kg/m3。(g=10N/kg，ρ水=1.0x103kg/m3)
一长方体铁块按图所示，从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置，能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图象是()
游泳的人由河边向深水走的过程中，如果河底布满石子，则()
A．脚越来越疼，因为人越来越重 B．脚疼越来越轻，因为人越来越轻
C．脚疼越来越轻，因为河底对人的支持力越来越小
D．脚越来越疼，因为河底对人的支持力越来越大
在右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，它们所受浮力的大小与________有关。
将重力相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在水中，它们受的浮力()
A．相等 B．铜球最大 C．铝球最大 D．铁球最大
半潜船可用来运输超大型货物，空载时漂浮于海面（如图甲）；装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下（如图乙）；待货物被拖到甲板上方时，排出水舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载（如图丙）．以下图象能正确表示同一艘半潜船从图甲到图丙受到的浮力变化的是()
甲、乙、丙、丁四个体积、形状相同而材料不同的球，把它们投入水中静止后的情况如图所示，它们中所受浮力最小的是()
甲 B.乙 C.丙 D．丁
如图1、2所示，某跳水运动员完全入水后，身体由蜷曲变为打开蹬地。在这过程中，他所受的浮力和水对脚底压强的变化情况是()
A．浮力减小，压强增大
B．浮力增大，压强减小
C．浮力不变，压强增大
D．浮力不变，压强减小
如图所示，弹簧测力计下端悬挂一高度为l、质量为m的圆柱体，它在水中受到最大浮力为
圆柱体下表面刚刚与水面接触到全部浸没后，测力计示数F拉及圆柱体所受的浮力F浮分别与浸入水中深度h关系图正确的是()
如图所示，溢水杯中水面恰好到达溢水口，将一挂在弹簧测力计上的铝球慢慢地浸没到溢水
杯中，静止时弹簧测力计的示数为9．8N，溢出水的重为9．8N．求：
(1)铝球受到的浮力是多少
(2)铝球的重是多少
(3)这个铝球是实心的还是空心的 (p铝=2．7×103kg／m3)
实验探究过程
实验目的 探究物体所受浮力与它排开液体所受重力的关系
实验原理 用称重法测出物体所受的浮力，同时测出物体所排开液体的重力，然后比较二者之间的大小关系
测量量 物体重力G、小桶重力G0、物体完全浸没后测力计示数F、排开水和小桶总重力G1
实验过程
物体重力（N） 空烧杯的重力（N） 物体在水中时弹簧秤示数（N） 物体受到的浮力（N） 物体排开水的重量（N）
实验数据
分析归纳 物体受到浮力F浮＝G－F；排开液体重力G排＝G1－G0，对比二者大小得出实验结论
实验结论 浸在液体中的物体受到的浮力等于___________________，这就是著名的阿基米德原理． 表达式：___________________
注意事项 溢水杯中水要装满，若水面低于溢水口，则测出的G排将小于F浮，得不到正确结论
阿基米德原理的理解
1．内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力.
2．公式：F浮=G排
3．推导式：F浮=G排=m排g=ρ液V排g
F浮—物体所受浮力—牛顿（N）；G排—排开的液体受到的重力—牛顿（N）；
B.ρ液—液体密度—千克每立方米（kg/m3）；V排—排开液体的体积—立方米（m3）
4．适用条件：液体和气体
5．当物体全部浸没在液体中时，V排＝V物；当物体的一部分浸入液体中时，V排探究“阿基米德原理”实验中，
（1）如图1所示，取一铁块，把它挂在弹簧测力计的挂钩上慢慢浸入水中直至铁块即将触及容器底部．此过程中，铁块受到浮力大小的变化是___________________.
（2）探究“浮力大小与排开水的重力关系”有以下几个步骤：
①如图甲，用弹簧测力计测出石块的重力为F1；
②如图乙，把石块浸入盛满水的溢杯中，用该烧杯承接从溢杯里被排出的水，当石块全部浸入水中时，读出弹簧测力计的示数为F2；
③如图丙，用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为F3
④如图丁，用弹簧测力计测出空烧杯的重力为F4；.
你觉得最合理的实验顺序是___________________（用甲乙丙丁表示），实验中测得石块所受的浮力为（用F1、F2、F3、F4表示），排出水的重力为___________．根据该实验的测量数据，可得出物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是：______________________.
（3）若图丙中溢水杯里的水没装满，将导致本实验测量的F浮___________G排．（选填“＞、＜、=”）
（4）小明同学用小木块进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理．但实验过程中有一个步骤与上图明显不同，这个步骤是___________（选填代号即可）.
某物体重3.5N，把它放在盛水的容器中，溢出的水重2N，则该物体受到的浮力()
A．一定是2N B．一定是3.5N C．可能是1.5N D．可能是2.5N
“辽宁号”航母已正式列入中国人民解放军海军序列，其满载时排水量为6.75万吨，则其满载时受到的浮力大小为___________.（g=10N/kg）
如图，水桶中装满了水，按下饮料罐后水会溢出，越向下按饮料罐，桶中溢出的水也越多，饮料罐受到的___________越大．如果溢出了100cm3的水，那么饮料罐所受到的浮力为__________N．（g取10N/kg）
用弹簧测力计竖直挂一物体，当物体浸入水中1/3体积时，弹簧测力计示数为4N；当物体入水中1/2体积时，弹簧测力计示数为1N．取下该物体放入水中，物体静止时受到的浮力是（ ）
A．18N B．14N C．10N D．8N
为了验证“阿基米德原理”，小明所在的兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置：其中A、B为两个规格相同的弹簧测力计，C为正方体金属块，D为薄塑料袋（质量不计），E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯，杯中加入某种红色液体，F是可升降平台，G为铁架台。
（1）实验中，小明逐渐调高平台F，使金属块浸入液体中的体积越来越大，观察到弹簧测力计A的示数___________，弹簧测力计B的示数___________（选填“变大”、“变小”或“不变”。弹簧测力计A示数的变化量△FA___________弹簧测力计B示数的变化量△FB（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）实验后，做出弹簧测力计A的拉力F与金属块下表面所在处液体的深度h的关系如图乙所示。从图象可知，当金属块下表面所在处液体的深度为10cm时，其受到的浮力是___________N，该金属块的密度为___________g/cm3。
如图所示，弹簧测力计下面挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行)，使其逐渐浸没入水中某一深度处。右图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图象(容器厚度不计，忽略液面变化，g=10N/kg).求:
(1)圆柱体浸没时受到的浮力
(2)圆柱体的密度
(3)圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强
在某次实验操作时，小刚在一方形水槽底部系住一细棉线，细棉线另一端系一乒乓球，乒乓球完好，再将水槽静放在斜面上（斜面放置于水平地面上静止），然后，他向水槽中加水，待水足够多时，他观察到的现象与下列哪幅图一致()
物体在液体中受到的浮力大小()
A．和物体本身的重力大小有关 B．和物体浸入液体的体积大小有关
C．和物体的密度大小有关 D．和物体的体积大小有关
用弹簧测力计悬挂重l0N的金属块浸入水中，弹簧测力计的示数为7N，此时金属块所受浮力的大小和方向是()
A．7N，竖直向上 B．10N，竖直向下
C．3N，竖直向下 D．3N，竖直向上
如图所示，把铁块放在空平底杯中，沿杯壁缓慢地向杯中加水，直至加满。则在加水的全过程中，铁块对容器底的压强p与水深h的关系图象是()
往量筒里倒入100cm3的水，然后把一铁块用线吊着，放入量筒里，当铁块浸没在水中后，量筒里的水位升高到150cm3，则铁块受到的浮力是（取=10N/kg）()
A．1.5N B．0.5N C．2.5N D．1.0N
某物体在空气中用弹簧秤称得读数为2.6N，全部浸入水中用弹簧秤称得读数为1.6N．则：
（1）该物体在水中所受的浮力是多少？
（2）物体的体积多大？
小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和盐水),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，探究过程及有关数据如图所示。
（1）金属块浸没在水中所受的浮力是___________N。
（2）观察A、B、C可得出金属块受到的浮力大小与___________有关。比较A、C、E可知浮力大小还与___________有关。比较A、C、D可知浮力大小与物体浸没在液体中的___________无关。
（3）根据实验测得的数据还可以计算出盐水的密度为___________kg/m3;
（4）如图是改进的“阿基米德原理”实验，其中A、B为两个规格相同的弹簧测力计，C为重物，D为薄塑料袋(质量不计),F是塑料饮料瓶、橡胶塞及弯曲的玻璃管制成的溢水杯,E是升降平台(摇动手柄可使平台高度缓慢升降)，在如图所示实验中，同学们逐渐调高平台E，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧测力计A的示数___________，B的示数___________(选填“增大”、“减小”或“不变”),比较弹簧测力计A的示数变化量FA和B的示数变化量FB,它们的大小关系是FA_________________FB(选填“>”、“=”或“<”)