9.1 浮力（课件39页）2025-2026学年八年级物理下册沪粤版（2024）
文档属性
| 名称 | 9.1 浮力（课件39页）2025-2026学年八年级物理下册沪粤版（2024） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 75.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 沪粤版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-08-13 06:20:53 | ||
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文档简介
(共39张PPT)
9.1 浮力
一、生活中的浮力现象：物体在流体中的 “托力”
轮船能漂浮在水面上，热气球能升空遨游，人能轻松地漂浮在死海中…… 这些现象都与浮力有关。无论是在液体中还是在气体中，物体都会受到一种向上的托力，这种力就是浮力。浮力是流体力学中的重要概念，它在我们的生活、生产和科技领域有着广泛的应用。本节课我们将一起探索浮力的奥秘，了解浮力的概念、产生原因、大小规律以及它的实际应用。
二、浮力的概念：向上的托力
（一）浮力的定义
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，叫做浮力。浮力是由于流体对物体的作用而产生的，无论是完全浸没在流体中的物体，还是部分浸入流体中的物体，都会受到浮力的作用。例如：
鱼在水中游动时，受到水对它的浮力；
氢气球脱手后会向上飞，受到空气对它的浮力；
人站在游泳池中，会感觉身体变轻，这是因为受到了水的浮力。
（二）浮力的方向
浮力的方向总是竖直向上的，与重力的方向相反。无论物体在流体中处于什么位置、什么状态，浮力的方向始终不变。例如，将一个木块斜放入水中，木块受到的浮力仍然是竖直向上的；潜水艇在水中任意深度潜行时，受到的浮力方向也是竖直向上的。
（三）浮力的施力物体
浮力的施力物体是浸在其中的液体或气体。例如，水中的物体受到的浮力施力物体是水；空气中的物体受到的浮力施力物体是空气。
三、浮力产生的原因：流体对物体的压力差
（一）实验探究：浮力产生的原因
实验目的：探究浮力产生的原因。
实验器材：一个两端开口的玻璃圆筒、一个乒乓球、一个橡皮膜。
实验步骤：
将乒乓球放入玻璃圆筒的下端，用手按住乒乓球，向玻璃圆筒内倒水，观察乒乓球是否上浮。
松开按住乒乓球的手，乒乓球仍然停留在玻璃圆筒下端，没有上浮。
用橡皮膜封住玻璃圆筒的下端，再向玻璃圆筒内倒水，观察乒乓球的运动状态。
实验现象：当玻璃圆筒下端没有封住时，乒乓球不会上浮；当玻璃圆筒下端用橡皮膜封住后，乒乓球会向上浮起。
实验分析：当玻璃圆筒下端没有封住时，乒乓球的下方没有水，只有上方受到水的压力，所以乒乓球不会上浮；当玻璃圆筒下端用橡皮膜封住后，乒乓球的上下方都受到水的压力，且下方受到的压力大于上方受到的压力，产生向上的压力差，使乒乓球上浮。这表明浮力是由流体对物体上下表面的压力差产生的。
（二）浮力产生原因的理论分析
对于一个浸在液体中的正方体物体，我们可以从液体压强的角度来分析浮力产生的原因。液体内部的压强随深度的增加而增大，因此物体下表面受到的液体压强大于上表面受到的液体压强。假设正方体物体的边长为\( a \)，上表面距离液面的深度为\( h \)，则：
物体上表面受到的液体压强\( p_{\text{ }}=\rho gh \)，受到的向下的压力\( F_{\text{ }}=p_{\text{ }}S=\rho gh a^2 \)。
物体下表面受到的液体压强\( p_{\text{ }}=\rho g(h + a) \)，受到的向上的压力\( F_{\text{ }}=p_{\text{ }}S=\rho g(h + a)a^2 \)。
物体上下表面受到的压力差\( F_{\text{ · }}=F_{\text{ }}-F_{\text{ }}=\rho g(h + a)a^2-\rho gh a^2=\rho g a^3=\rho g V \)，其中\( V \)是正方体物体的体积。
这个压力差就是液体对物体产生的浮力，即\( F_{\text{ }}=F_{\text{ }}-F_{\text{ }} \)。对于形状不规则的物体，虽然计算过程较为复杂，但浮力产生的本质仍然是物体上下表面受到的流体压力差。
四、阿基米德原理：浮力大小的规律
（一）阿基米德的发现
相传两千多年前，古希腊学者阿基米德在解决王冠是否掺假的问题时，发现了浮力大小的规律。他在洗澡时，当身体浸入浴缸后，水会从浴缸中溢出，同时感觉身体变轻，由此受到启发：物体在液体中受到的浮力，等于它排开的液体所受的重力。这一规律被称为阿基米德原理。
（二）实验探究：阿基米德原理
实验目的：探究浮力的大小与物体排开液体所受重力的关系。
实验器材：弹簧测力计、溢水杯、小桶、石块、细线、水。
实验步骤：
用弹簧测力计测出石块的重力\( G \)，记录数据。
用弹簧测力计测出空小桶的重力\( G_{\text{ }} \)，记录数据。
将溢水杯装满水，把石块用细线系好，用弹簧测力计吊着石块缓慢浸入溢水杯的水中，让溢出的水全部流入小桶中。
待石块完全浸没在水中后，读出弹簧测力计的示数\( F \)，记录数据。
用弹簧测力计测出小桶和溢出水的总重力\( G_{\text{ }} \)，记录数据。
实验数据处理：
石块受到的浮力\( F_{\text{ }}=G - F \)。
石块排开的水所受的重力\( G_{\text{ }}=G_{\text{ }}-G_{\text{ }} \)。
实验结论：石块受到的浮力大小等于它排开的水所受的重力，即\( F_{\text{ }}=G_{\text{ }} \)。
（三）阿基米德原理的内容
阿基米德原理的内容是：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。这一原理不仅适用于液体，也适用于气体。用公式表示为：\(
F_{\text{ }}=G_{\text{ }}
\)
根据重力公式\( G=mg \)和密度公式\( \rho=\frac{m}{V} \)，可以推导出：\(
F_{\text{ }}=G_{\text{ }}=m_{\text{ }}g=\rho_{\text{ }}V_{\text{ }}g
\)
其中，\( F_{\text{ }} \)表示浮力，\( G_{\text{ }} \)表示物体排开的液体所受的重力，\( m_{\text{ }} \)表示物体排开的液体的质量，\( \rho_{\text{ }} \)表示液体的密度，\( V_{\text{ }} \)表示物体排开的液体的体积，\( g \)表示重力加速度（通常取\( 9.8\ \text{N/kg} \)）。
（四）对阿基米德原理的理解
适用范围：阿基米德原理适用于所有浸在液体或气体中的物体，无论物体是漂浮、悬浮还是沉底，无论物体的形状如何，都遵循这一原理。
“浸在” 的含义：“浸在” 包括两种情况，一种是物体完全浸没在液体中，此时\( V_{\text{ }}=V_{\text{ }} \)；另一种是物体部分浸入液体中，此时\( V_{\text{ }} < V_{\text{ }} \)，\( V_{\text{ }} \)等于物体浸入液体中的体积。
浮力的大小取决于液体的密度和物体排开液体的体积：根据公式\( F_{\text{ }}=\rho_{\text{ }}V_{\text{ }}g \)可知，浮力的大小与液体的密度\( \rho_{\text{ }} \)和物体排开液体的体积\( V_{\text{ }} \)成正比，与物体的重力、体积、密度等无关。例如，大铁块和小铁块都完全浸没在水中时，大铁块排开的水的体积大，受到的浮力也大。
（五）典型例题分析
例题 1：利用阿基米德原理计算浮力
一个体积为\( 100\ \text{cm}^3 \)的石块完全浸没在水中，受到的浮力是多少？（水的密度\( \rho_{\text{ ° }} = 1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3 \)，\( g = 9.8\ \text{N/kg} \)）
分析：
已知：物体排开液体的体积\( V_{\text{ }}=V_{\text{ }} = 100\ \text{cm}^3=100\times10^{-6}\ \text{m}^3=1\times10^{-4}\ \text{m}^3 \)，液体密度\( \rho_{\text{ }} = 1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3 \)，\( g = 9.8\ \text{N/kg} \)。
求：浮力\( F_{\text{ }} \)。
解：根据阿基米德原理公式\( F_{\text{ }}=\rho_{\text{ }}V_{\text{ }}g \)，可得：\(
F_{\text{ }}=1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3\times1\times10^{-4}\ \text{m}^3\times9.8\ \text{N/kg}=0.98\ \text{N}
\)
答案：石块受到的浮力是 0.98 N。
例题 2：计算物体排开液体的体积
一个重 5 N 的木块漂浮在水面上，受到的浮力是多少？它排开的水的体积是多少？（水的密度\( \rho_{\text{ ° }} = 1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3 \)，\( g = 9.8\ \text{N/kg} \)）
分析：
已知：木块重力\( G = 5\ \text{N} \)，液体密度\( \rho_{\text{ }} = 1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3 \)，\( g = 9.8\ \text{N/kg} \)。
求：浮力\( F_{\text{ }} \)和排开的水的体积\( V_{\text{ }} \)。
解：木块漂浮在水面上，处于平衡状态，受到的浮力等于重力，即：\(
F_{\text{ }}=G = 5\ \text{N}
\)
根据\( F_{\text{ }}=\rho_{\text{ }}V_{\text{ }}g \)，可得排开的水的体积：\(
V_{\text{ }}=\frac{F_{\text{ }}}{\rho_{\text{ ° }}g}=\frac{5\ \text{N}}{1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3\times9.8\ \text{N/kg}}\approx5.1\times10^{-4}\ \text{m}^3
\)
答案：木块受到的浮力是 5 N，它排开的水的体积约为\( 5.1\times10^{-4}\ \text{m}^3 \)。
五、浮力的应用：从生活到科技
（一）日常生活中的浮力应用
轮船：轮船是利用漂浮原理工作的。虽然钢铁的密度远大于水的密度，但轮船采用空心的结构，增大了排开水的体积，从而增大了浮力。轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量，根据阿基米德原理，轮船受到的浮力等于排开的水所受的重力，也等于轮船的总重力。轮船从河里驶入海里时，由于海水的密度大于河水的密度，轮船排开海水的体积会减小，但受到的浮力不变，仍然等于轮船的总重力。
救生圈和救生衣：救生圈和救生衣的内部通常充有密度较小的空气或泡沫，增大了人体排开液体的体积，从而增大了浮力，使人体能够漂浮在水面上，起到救生的作用。
盐水选种：在农业生产中，人们常用盐水选种。饱满的种子密度较大，会沉入盐水中；而不饱满的种子密度较小，会漂浮在盐水表面，从而将优良的种子筛选出来。这是利用了物体的密度与液体密度的关系来实现的。
（二）科技领域中的浮力应用
潜水艇：潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的。潜水艇的两侧有水舱，当水舱充水时，潜水艇的总重力增大，大于受到的浮力，潜水艇下沉；当水舱排水时，潜水艇的总重力减小，小于受到的浮力，潜水艇上浮；当潜水艇的总重力等于受到的浮力时，潜水艇可以悬浮在水中任意深度。
热气球和飞艇：热气球和飞艇是利用空气的浮力升空的。热气球的球囊内充有密度比空气小的热空气，飞艇的气囊内充有密度比空气小的氦气等气体。当热气球或飞艇受到的浮力大于自身重力时，它们就会升空；当浮力等于重力时，它们可以在空中悬浮；当浮力小于重力时，它们就会下降。热气球是通过加热球囊内的空气来改变空气密度，从而改变浮力大小的；飞艇则是通过充放气体来改变浮力大小的。
密度计：密度计是用来测量液体密度的仪器，它是利用漂浮原理工作的。密度计的刻度是不均匀的，上小下大。将密度计放入液体中时，密度计漂浮在液体表面，受到的浮力等于自身重力。根据阿基米德原理\( F_{\text{ }}=\rho_{\text{ }}V_{\text{ }}g \)，在浮力一定时，液体的密度越大，密度计排开液体的体积越小，密度计浸入液体中的深度越浅，因此密度计的刻度上小下大。
六、课堂实验：探究浮力的大小与哪些因素有关
（一）实验目的
探究浮力的大小与液体的密度、物体排开液体的体积和物体浸没在液体中的深度是否有关。
（二）实验器材
弹簧测力计、圆柱体铁块、溢水杯、小桶、水、盐水、细线、刻度尺。
（三）实验步骤
探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系：
用弹簧测力计测出圆柱体铁块的重力\( G \)。
将溢水杯装满水，把铁块用细线系好，用弹簧测力计吊着铁块缓慢浸入水中，使铁块浸入水中的体积逐渐增大，分别记录铁块浸入不同体积时弹簧测力计的示数\( F \)。
根据\( F_{\text{ }}=G - F \)计算出不同情况下铁块受到的浮力，并与物体排开液体的体积进行比较。
探究浮力的大小与液体的密度的关系：
将溢水杯装满盐水，重复步骤 1 的实验，记录铁块完全浸没在盐水中时弹簧测力计的示数\( F' \)。
计算出铁块在盐水中受到的浮力\( F_{\text{ }}'=G - F' \)，并与铁块完全浸没在水中时受到的浮力进行比较。
探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系：
将溢水杯装满水，把铁块完全浸没在水中，改变铁块在水中的深度，记录不同深度时弹簧测力计的示数\( F'' \)。
计算出不同深度时铁块受到的浮力\( F_{\text{ }}''=G - F'' \)，并进行比较。
（四）实验数据记录与分析
实验内容
实验条件
弹簧测力计示数（N）
浮力大小（N）
结论
与排开液体体积的关系
铁块部分浸入水中
3.5
1.5
在液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大
铁块大部分浸入水中
2.5
2.5
铁块完全浸入水中
2.0
3.0
与液体密度的关系
铁块完全浸入水中
2.0
3.0
在物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大
铁块完全浸入盐水中
1.8
3.2
与浸没深度的关系
铁块完全浸没，深度较浅
2.0
3.0
物体完全浸没在液体中时，浮力的大小与浸没的深度无关
2024沪粤版物理八年级下册
9.1 浮 力
第九章 浮力
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
了解浮力产生的原因。（重、难点）
02
通过生活实例知道浮力的存在，会用“称重法”测量浮力大小。（重点）
01
通过实验探究，知道物体所受到浮力的大小与其浸入液体中的体积和液体的密度有关。（重、难点）
03
3
竹筏
帆船
辽宁舰
认识浮力
导入新课
飞艇
潜水器
天鹅
认识浮力
导入新课
相传2000年前，罗马帝国的远征军来到了死海附近，击溃了这里的土著人，并抓获了一群俘虏，统帅命令士兵把俘虏们投进死海。奇怪的是，这些俘虏居然没有沉下去，而是个个都浮在水面，统帅认为这是神灵保佑他们，就把俘虏释放了。
观察与思考
你能说一说生活中与浮力有关的物理现象吗？
漂浮在水面上的物体会受到浮力，那么浸没在水中的物体会受到浮力吗？
一、浮 力
进行实验：
(1)在弹簧测力计下挂一个金属块，此时弹簧测力计的示数是_______N。
(2)再将金属块浸没到水中，此时，弹簧测力计的示数是_______N。
【实验】比较金属块在空气和水中
称量时弹簧测力计的示数
(3)换用其他液体，再次实验。
一、浮 力
2
1.75
实验记录：
金属块在水中时，弹簧测力计的示数比在空气中时_______。
实验结论：
这表明水对浸在其中的物体，具有竖直向上的托力。
进一步实验表明，浸在其他液体中的物体也会受到液体竖直向上的托力。
小
一、浮 力
G
F浮
定义：浸在液体中的物体会受到液体竖直向上的托力，这个托力就叫做浮力。
符号：F浮
方向：
施力物体：
液体
竖直向上
一、浮 力
浮力是如何产生的？让我们来看一个实验
演示实验：
橡皮膜向内凹陷，两侧凹陷的程度一样。下表面凹陷程度大，上表面凹陷程度小。
二、浮力产生的原因
物体表面受到的压力：F=pS
F左侧
F右侧
=ρghS
(1)长方体左、右两个侧面的对应部分在水中的深度h左侧_____h右侧，因而正方体左右两侧受到的压力F左侧_____F右侧，方向_______。
h
=
=
相反
(2)长方体前、后两个侧面受到液体压力的情况，跟左、右两个侧面的受力情况是否一样？
二、浮力产生的原因
F上面
F下面
h下面
(3)长方体上表面和下表面的对应部分在水中的深度h上面_____h下面，因而正方体上下表面受到的压力F上面_____F下面，方向_______。
＜
相反
＜
浮力是由于液体对物体向上
和向下的压力差产生的。
物体表面受到的压力：F=pS
=ρghS
二、浮力产生的原因
h上面
水里面的桥墩会受到浮力吗？
当物体与容器底部紧密结合
时，物体不受浮力。
二、浮力产生的原因
【实验】探究浮力大小与哪些因素有关
提出问题：
物体所受浮力的大小跟哪些因素有关呢？
猜想：
1.与深度有关
2.与物体浸在液体中的体积有关
3.与液体密度有关
4.与物体的密度（质量）有关
5.与物体的形状有关 ……
三、决定浮力大小的因素
当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用什么方法去研究？
控制变量法
设计实验：
水
酒精
浓盐水
橡皮泥
弹簧测力计
圆柱体金属块
根据实验器材说一说你的实验方案？
三、决定浮力大小的因素
进行实验：
在弹簧测力计下挂一个铁块，依次把它缓缓地浸入水中不同位置，比较它受到的浮力大小。
(1)从位置1→2→3的过程中，铁块受到的浮力__________。
(2)从位置3→4的过程中，铁块受到的浮力__________。
(3)将铁块分别浸入清水和浓盐水中，对比铁块受到浮力。
(4)验证其他猜想是否正确。
三、决定浮力大小的因素
实验序号 探究条件（ ） 物体重力 弹簧测力计 示数 浮力
实验记录：
你得出了什么？
三、决定浮力大小的因素
实验结论：
浸在液体中的物体受到浮力的大小，与物体浸入液体的体积有关，与液体的密度也有关；
浸没在同种液体中的物体所受浮力则与物体在液体中所处的深度无关。
交流与评估：
说一说你在实验过程中遇到的问题。
三、决定浮力大小的因素
游泳者感觉到潜入水中时比浮在水面游泳时受到的浮力大，其原因是什么？
三、决定浮力大小的因素
浸在气体中的物体会受到浮力吗？你能否举出一些例子证明呢？
三、决定浮力大小的因素
1星题 知识过关
浮力的认识与测量
1.下列关于浮力的说法中错误的是( )
C
A.在海边游泳的人受到浮力
B.在空中飘浮的氢气球受到浮力
C.石块在水中下沉过程中不受浮力
D.在水中升起的木块受到浮力
2.如图所示，冰块浮于饮料上，冰块所受浮力的
施力物体是( )
C
A.空气 B.柠檬 C.饮料 D.玻璃杯
冰块所受浮力的方向是__________。
竖直向上
(第3题)
3.某物块用细线系在弹簧测力计下，在空气
中静止时弹簧测力计示数如图甲所示，则
该物块的重力为_____ ，物块浸没在水中
静止时，弹簧测力计示数如图乙，物块受
到的浮力为_____ 。
4.一个气球被细绳牵引着处于静止状态，如图所示，已知气
球在空气中受到 大小的浮力，请用力的示意图作出该
浮力 。
(第4题)
解：如图所示。
浮力的产生原因
(第5题)
5.如图所示的圆柱体浸没在液体中，它的侧
面所受的各个方向上的压力的合力______
(填“等于”或“不等于”)零；其下表面受到液体
向上的压力___(填“ ”“ ”或“ ”)其上表
等于
面受到液体向下的压力 ，则上、下表面受到的压力的合力
即为浮力，大小可表示为 ________。
(第6题)
6.如图所示，容器中注入一些水，、
是能自由移动的物体，、 是容器侧面
和底面凸起的一部分，则一定不受浮力
的是___(填字母)。
浸在液体中的物体，若物体下表面受到液体对它
向上的压力，则其受到液体的浮力;若物体下表面没有受到
液体对它向上的压力，则其不受液体的浮力。
探究浮力的大小与哪些因素有关
7.[2024·宣城月考] 小陌探究“影响浮力大小的因素”。
【实验思路】小陌猜想物体受到的浮力可能与液体的密度、
物体浸在液体中的体积、深度等因素有关。实验时要注意控
制变量。
【实验过程】实验步骤如图a、、、、 所示(液体均未溢
出)，并将弹簧测力计的示数记录下来。
(1)分析步骤、可知，
中金属块受到的浮力大小
是_____ 。
(2)分析步骤、、 可知，在同种液体中，物体所受浮力大
小与物体浸没在液体中的深度______(填“有关”或“无关”)。
无关
(3)分析步骤、、 可知，
在同种液体中，物体
__________________越大，
物体受到的浮力越大。
排开液体的体积
(4)分析步骤_________可以说明金属块所受浮力大小跟液体
的密度有关。
、、
2星题 情景应用
8.如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中
阶段运动员受到水的浮力______， 阶段运动
员受到水的浮力______。(均填“减小”“不变”或“增大”)
不变
减小
(第9题)
9.[2024·合肥期中改编] 如图所示，小点将一
个棱长为 的正方体积木块放在水中，静
止时露出水面的高度为 ，此时下表面
受到水的压强为_____ ；积木块受到的浮力
为_____。取
640
(第10题)
10. 如图所示，将充足气的
篮球和套扎在气针尾端的气球一起放
在灵敏的电子秤上，观察电子秤的示
数。再将套扎在气球上的气针头插入
篮球的气门内，气球随即膨胀，此时
气球在空气中受到向上的浮力
电子秤的示数变小，说明_____________________________。
11.如图所示的是某金属圆柱体从水面缓慢浸
入水中时，根据实验数据，描绘的弹簧测力
计示数随圆柱体浸入深度 变化的关系图像，
根据图像信息，下列判断正确的是( )
C
A.该圆柱体的高度是
B.当时，圆柱体所受的浮力为
C.增大到 后，圆柱体受到的浮力不变
D.圆柱体浸没之前， 增大时，弹簧测力计示数变大
12. “浮力消失”实验对比。
(1)图甲是航天员在空间站微重力环境
的实验。用吸管把乒乓球轻轻压入水
中，取出吸管后，观察到乒乓球静止
不存在
不存在
不动。这是由于在空间站中液体所受的重力可以忽略不计，
则液体内部由于液体所受重力而产生的液体压强________，
所以乒乓球________向上、向下的压力差，乒乓球不受浮力。
(均填“存在”或“不存在”)
(2)图乙是小陌在地球上的实验。把
一只乒乓球放到去底塑料瓶口处，
然后向瓶内注水，会发现水从瓶口
流出，乒乓球静止不动。这是由于
受到
不受
乒乓球上表面______水对它的压强，下表面______水对它的
压强，所以乒乓球不受浮力。(均填“受到”或 “不受”)
浮力
浮力
浮力产生的原因
决定浮力大小的因素
定义：浸在液体中的物体会受到液体
竖直向上的托力
方向：竖直向上
液体对物体向上和向下的压力差产生的
测量：F浮=G-F示
物体浸在液体中的体积
液体的密度
谢谢观看！
9.1 浮力
一、生活中的浮力现象：物体在流体中的 “托力”
轮船能漂浮在水面上，热气球能升空遨游，人能轻松地漂浮在死海中…… 这些现象都与浮力有关。无论是在液体中还是在气体中，物体都会受到一种向上的托力，这种力就是浮力。浮力是流体力学中的重要概念，它在我们的生活、生产和科技领域有着广泛的应用。本节课我们将一起探索浮力的奥秘，了解浮力的概念、产生原因、大小规律以及它的实际应用。
二、浮力的概念：向上的托力
（一）浮力的定义
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，叫做浮力。浮力是由于流体对物体的作用而产生的，无论是完全浸没在流体中的物体，还是部分浸入流体中的物体，都会受到浮力的作用。例如：
鱼在水中游动时，受到水对它的浮力；
氢气球脱手后会向上飞，受到空气对它的浮力；
人站在游泳池中，会感觉身体变轻，这是因为受到了水的浮力。
（二）浮力的方向
浮力的方向总是竖直向上的，与重力的方向相反。无论物体在流体中处于什么位置、什么状态，浮力的方向始终不变。例如，将一个木块斜放入水中，木块受到的浮力仍然是竖直向上的；潜水艇在水中任意深度潜行时，受到的浮力方向也是竖直向上的。
（三）浮力的施力物体
浮力的施力物体是浸在其中的液体或气体。例如，水中的物体受到的浮力施力物体是水；空气中的物体受到的浮力施力物体是空气。
三、浮力产生的原因：流体对物体的压力差
（一）实验探究：浮力产生的原因
实验目的：探究浮力产生的原因。
实验器材：一个两端开口的玻璃圆筒、一个乒乓球、一个橡皮膜。
实验步骤：
将乒乓球放入玻璃圆筒的下端，用手按住乒乓球，向玻璃圆筒内倒水，观察乒乓球是否上浮。
松开按住乒乓球的手，乒乓球仍然停留在玻璃圆筒下端，没有上浮。
用橡皮膜封住玻璃圆筒的下端，再向玻璃圆筒内倒水，观察乒乓球的运动状态。
实验现象：当玻璃圆筒下端没有封住时，乒乓球不会上浮；当玻璃圆筒下端用橡皮膜封住后，乒乓球会向上浮起。
实验分析：当玻璃圆筒下端没有封住时，乒乓球的下方没有水，只有上方受到水的压力，所以乒乓球不会上浮；当玻璃圆筒下端用橡皮膜封住后，乒乓球的上下方都受到水的压力，且下方受到的压力大于上方受到的压力，产生向上的压力差，使乒乓球上浮。这表明浮力是由流体对物体上下表面的压力差产生的。
（二）浮力产生原因的理论分析
对于一个浸在液体中的正方体物体，我们可以从液体压强的角度来分析浮力产生的原因。液体内部的压强随深度的增加而增大，因此物体下表面受到的液体压强大于上表面受到的液体压强。假设正方体物体的边长为\( a \)，上表面距离液面的深度为\( h \)，则：
物体上表面受到的液体压强\( p_{\text{ }}=\rho gh \)，受到的向下的压力\( F_{\text{ }}=p_{\text{ }}S=\rho gh a^2 \)。
物体下表面受到的液体压强\( p_{\text{ }}=\rho g(h + a) \)，受到的向上的压力\( F_{\text{ }}=p_{\text{ }}S=\rho g(h + a)a^2 \)。
物体上下表面受到的压力差\( F_{\text{ · }}=F_{\text{ }}-F_{\text{ }}=\rho g(h + a)a^2-\rho gh a^2=\rho g a^3=\rho g V \)，其中\( V \)是正方体物体的体积。
这个压力差就是液体对物体产生的浮力，即\( F_{\text{ }}=F_{\text{ }}-F_{\text{ }} \)。对于形状不规则的物体，虽然计算过程较为复杂，但浮力产生的本质仍然是物体上下表面受到的流体压力差。
四、阿基米德原理：浮力大小的规律
（一）阿基米德的发现
相传两千多年前，古希腊学者阿基米德在解决王冠是否掺假的问题时，发现了浮力大小的规律。他在洗澡时，当身体浸入浴缸后，水会从浴缸中溢出，同时感觉身体变轻，由此受到启发：物体在液体中受到的浮力，等于它排开的液体所受的重力。这一规律被称为阿基米德原理。
（二）实验探究：阿基米德原理
实验目的：探究浮力的大小与物体排开液体所受重力的关系。
实验器材：弹簧测力计、溢水杯、小桶、石块、细线、水。
实验步骤：
用弹簧测力计测出石块的重力\( G \)，记录数据。
用弹簧测力计测出空小桶的重力\( G_{\text{ }} \)，记录数据。
将溢水杯装满水，把石块用细线系好，用弹簧测力计吊着石块缓慢浸入溢水杯的水中，让溢出的水全部流入小桶中。
待石块完全浸没在水中后，读出弹簧测力计的示数\( F \)，记录数据。
用弹簧测力计测出小桶和溢出水的总重力\( G_{\text{ }} \)，记录数据。
实验数据处理：
石块受到的浮力\( F_{\text{ }}=G - F \)。
石块排开的水所受的重力\( G_{\text{ }}=G_{\text{ }}-G_{\text{ }} \)。
实验结论：石块受到的浮力大小等于它排开的水所受的重力，即\( F_{\text{ }}=G_{\text{ }} \)。
（三）阿基米德原理的内容
阿基米德原理的内容是：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。这一原理不仅适用于液体，也适用于气体。用公式表示为：\(
F_{\text{ }}=G_{\text{ }}
\)
根据重力公式\( G=mg \)和密度公式\( \rho=\frac{m}{V} \)，可以推导出：\(
F_{\text{ }}=G_{\text{ }}=m_{\text{ }}g=\rho_{\text{ }}V_{\text{ }}g
\)
其中，\( F_{\text{ }} \)表示浮力，\( G_{\text{ }} \)表示物体排开的液体所受的重力，\( m_{\text{ }} \)表示物体排开的液体的质量，\( \rho_{\text{ }} \)表示液体的密度，\( V_{\text{ }} \)表示物体排开的液体的体积，\( g \)表示重力加速度（通常取\( 9.8\ \text{N/kg} \)）。
（四）对阿基米德原理的理解
适用范围：阿基米德原理适用于所有浸在液体或气体中的物体，无论物体是漂浮、悬浮还是沉底，无论物体的形状如何，都遵循这一原理。
“浸在” 的含义：“浸在” 包括两种情况，一种是物体完全浸没在液体中，此时\( V_{\text{ }}=V_{\text{ }} \)；另一种是物体部分浸入液体中，此时\( V_{\text{ }} < V_{\text{ }} \)，\( V_{\text{ }} \)等于物体浸入液体中的体积。
浮力的大小取决于液体的密度和物体排开液体的体积：根据公式\( F_{\text{ }}=\rho_{\text{ }}V_{\text{ }}g \)可知，浮力的大小与液体的密度\( \rho_{\text{ }} \)和物体排开液体的体积\( V_{\text{ }} \)成正比，与物体的重力、体积、密度等无关。例如，大铁块和小铁块都完全浸没在水中时，大铁块排开的水的体积大，受到的浮力也大。
（五）典型例题分析
例题 1：利用阿基米德原理计算浮力
一个体积为\( 100\ \text{cm}^3 \)的石块完全浸没在水中，受到的浮力是多少？（水的密度\( \rho_{\text{ ° }} = 1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3 \)，\( g = 9.8\ \text{N/kg} \)）
分析：
已知：物体排开液体的体积\( V_{\text{ }}=V_{\text{ }} = 100\ \text{cm}^3=100\times10^{-6}\ \text{m}^3=1\times10^{-4}\ \text{m}^3 \)，液体密度\( \rho_{\text{ }} = 1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3 \)，\( g = 9.8\ \text{N/kg} \)。
求：浮力\( F_{\text{ }} \)。
解：根据阿基米德原理公式\( F_{\text{ }}=\rho_{\text{ }}V_{\text{ }}g \)，可得：\(
F_{\text{ }}=1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3\times1\times10^{-4}\ \text{m}^3\times9.8\ \text{N/kg}=0.98\ \text{N}
\)
答案：石块受到的浮力是 0.98 N。
例题 2：计算物体排开液体的体积
一个重 5 N 的木块漂浮在水面上，受到的浮力是多少？它排开的水的体积是多少？（水的密度\( \rho_{\text{ ° }} = 1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3 \)，\( g = 9.8\ \text{N/kg} \)）
分析：
已知：木块重力\( G = 5\ \text{N} \)，液体密度\( \rho_{\text{ }} = 1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3 \)，\( g = 9.8\ \text{N/kg} \)。
求：浮力\( F_{\text{ }} \)和排开的水的体积\( V_{\text{ }} \)。
解：木块漂浮在水面上，处于平衡状态，受到的浮力等于重力，即：\(
F_{\text{ }}=G = 5\ \text{N}
\)
根据\( F_{\text{ }}=\rho_{\text{ }}V_{\text{ }}g \)，可得排开的水的体积：\(
V_{\text{ }}=\frac{F_{\text{ }}}{\rho_{\text{ ° }}g}=\frac{5\ \text{N}}{1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3\times9.8\ \text{N/kg}}\approx5.1\times10^{-4}\ \text{m}^3
\)
答案：木块受到的浮力是 5 N，它排开的水的体积约为\( 5.1\times10^{-4}\ \text{m}^3 \)。
五、浮力的应用：从生活到科技
（一）日常生活中的浮力应用
轮船：轮船是利用漂浮原理工作的。虽然钢铁的密度远大于水的密度，但轮船采用空心的结构，增大了排开水的体积，从而增大了浮力。轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量，根据阿基米德原理，轮船受到的浮力等于排开的水所受的重力，也等于轮船的总重力。轮船从河里驶入海里时，由于海水的密度大于河水的密度，轮船排开海水的体积会减小，但受到的浮力不变，仍然等于轮船的总重力。
救生圈和救生衣：救生圈和救生衣的内部通常充有密度较小的空气或泡沫，增大了人体排开液体的体积，从而增大了浮力，使人体能够漂浮在水面上，起到救生的作用。
盐水选种：在农业生产中，人们常用盐水选种。饱满的种子密度较大，会沉入盐水中；而不饱满的种子密度较小，会漂浮在盐水表面，从而将优良的种子筛选出来。这是利用了物体的密度与液体密度的关系来实现的。
（二）科技领域中的浮力应用
潜水艇：潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的。潜水艇的两侧有水舱，当水舱充水时，潜水艇的总重力增大，大于受到的浮力，潜水艇下沉；当水舱排水时，潜水艇的总重力减小，小于受到的浮力，潜水艇上浮；当潜水艇的总重力等于受到的浮力时，潜水艇可以悬浮在水中任意深度。
热气球和飞艇：热气球和飞艇是利用空气的浮力升空的。热气球的球囊内充有密度比空气小的热空气，飞艇的气囊内充有密度比空气小的氦气等气体。当热气球或飞艇受到的浮力大于自身重力时，它们就会升空；当浮力等于重力时，它们可以在空中悬浮；当浮力小于重力时，它们就会下降。热气球是通过加热球囊内的空气来改变空气密度，从而改变浮力大小的；飞艇则是通过充放气体来改变浮力大小的。
密度计：密度计是用来测量液体密度的仪器，它是利用漂浮原理工作的。密度计的刻度是不均匀的，上小下大。将密度计放入液体中时，密度计漂浮在液体表面，受到的浮力等于自身重力。根据阿基米德原理\( F_{\text{ }}=\rho_{\text{ }}V_{\text{ }}g \)，在浮力一定时，液体的密度越大，密度计排开液体的体积越小，密度计浸入液体中的深度越浅，因此密度计的刻度上小下大。
六、课堂实验：探究浮力的大小与哪些因素有关
（一）实验目的
探究浮力的大小与液体的密度、物体排开液体的体积和物体浸没在液体中的深度是否有关。
（二）实验器材
弹簧测力计、圆柱体铁块、溢水杯、小桶、水、盐水、细线、刻度尺。
（三）实验步骤
探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系：
用弹簧测力计测出圆柱体铁块的重力\( G \)。
将溢水杯装满水，把铁块用细线系好，用弹簧测力计吊着铁块缓慢浸入水中，使铁块浸入水中的体积逐渐增大，分别记录铁块浸入不同体积时弹簧测力计的示数\( F \)。
根据\( F_{\text{ }}=G - F \)计算出不同情况下铁块受到的浮力，并与物体排开液体的体积进行比较。
探究浮力的大小与液体的密度的关系：
将溢水杯装满盐水，重复步骤 1 的实验，记录铁块完全浸没在盐水中时弹簧测力计的示数\( F' \)。
计算出铁块在盐水中受到的浮力\( F_{\text{ }}'=G - F' \)，并与铁块完全浸没在水中时受到的浮力进行比较。
探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系：
将溢水杯装满水，把铁块完全浸没在水中，改变铁块在水中的深度，记录不同深度时弹簧测力计的示数\( F'' \)。
计算出不同深度时铁块受到的浮力\( F_{\text{ }}''=G - F'' \)，并进行比较。
（四）实验数据记录与分析
实验内容
实验条件
弹簧测力计示数（N）
浮力大小（N）
结论
与排开液体体积的关系
铁块部分浸入水中
3.5
1.5
在液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大
铁块大部分浸入水中
2.5
2.5
铁块完全浸入水中
2.0
3.0
与液体密度的关系
铁块完全浸入水中
2.0
3.0
在物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大
铁块完全浸入盐水中
1.8
3.2
与浸没深度的关系
铁块完全浸没，深度较浅
2.0
3.0
物体完全浸没在液体中时，浮力的大小与浸没的深度无关
2024沪粤版物理八年级下册
9.1 浮 力
第九章 浮力
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
了解浮力产生的原因。（重、难点）
02
通过生活实例知道浮力的存在，会用“称重法”测量浮力大小。（重点）
01
通过实验探究，知道物体所受到浮力的大小与其浸入液体中的体积和液体的密度有关。（重、难点）
03
3
竹筏
帆船
辽宁舰
认识浮力
导入新课
飞艇
潜水器
天鹅
认识浮力
导入新课
相传2000年前，罗马帝国的远征军来到了死海附近，击溃了这里的土著人，并抓获了一群俘虏，统帅命令士兵把俘虏们投进死海。奇怪的是，这些俘虏居然没有沉下去，而是个个都浮在水面，统帅认为这是神灵保佑他们，就把俘虏释放了。
观察与思考
你能说一说生活中与浮力有关的物理现象吗？
漂浮在水面上的物体会受到浮力，那么浸没在水中的物体会受到浮力吗？
一、浮 力
进行实验：
(1)在弹簧测力计下挂一个金属块，此时弹簧测力计的示数是_______N。
(2)再将金属块浸没到水中，此时，弹簧测力计的示数是_______N。
【实验】比较金属块在空气和水中
称量时弹簧测力计的示数
(3)换用其他液体，再次实验。
一、浮 力
2
1.75
实验记录：
金属块在水中时，弹簧测力计的示数比在空气中时_______。
实验结论：
这表明水对浸在其中的物体，具有竖直向上的托力。
进一步实验表明，浸在其他液体中的物体也会受到液体竖直向上的托力。
小
一、浮 力
G
F浮
定义：浸在液体中的物体会受到液体竖直向上的托力，这个托力就叫做浮力。
符号：F浮
方向：
施力物体：
液体
竖直向上
一、浮 力
浮力是如何产生的？让我们来看一个实验
演示实验：
橡皮膜向内凹陷，两侧凹陷的程度一样。下表面凹陷程度大，上表面凹陷程度小。
二、浮力产生的原因
物体表面受到的压力：F=pS
F左侧
F右侧
=ρghS
(1)长方体左、右两个侧面的对应部分在水中的深度h左侧_____h右侧，因而正方体左右两侧受到的压力F左侧_____F右侧，方向_______。
h
=
=
相反
(2)长方体前、后两个侧面受到液体压力的情况，跟左、右两个侧面的受力情况是否一样？
二、浮力产生的原因
F上面
F下面
h下面
(3)长方体上表面和下表面的对应部分在水中的深度h上面_____h下面，因而正方体上下表面受到的压力F上面_____F下面，方向_______。
＜
相反
＜
浮力是由于液体对物体向上
和向下的压力差产生的。
物体表面受到的压力：F=pS
=ρghS
二、浮力产生的原因
h上面
水里面的桥墩会受到浮力吗？
当物体与容器底部紧密结合
时，物体不受浮力。
二、浮力产生的原因
【实验】探究浮力大小与哪些因素有关
提出问题：
物体所受浮力的大小跟哪些因素有关呢？
猜想：
1.与深度有关
2.与物体浸在液体中的体积有关
3.与液体密度有关
4.与物体的密度（质量）有关
5.与物体的形状有关 ……
三、决定浮力大小的因素
当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用什么方法去研究？
控制变量法
设计实验：
水
酒精
浓盐水
橡皮泥
弹簧测力计
圆柱体金属块
根据实验器材说一说你的实验方案？
三、决定浮力大小的因素
进行实验：
在弹簧测力计下挂一个铁块，依次把它缓缓地浸入水中不同位置，比较它受到的浮力大小。
(1)从位置1→2→3的过程中，铁块受到的浮力__________。
(2)从位置3→4的过程中，铁块受到的浮力__________。
(3)将铁块分别浸入清水和浓盐水中，对比铁块受到浮力。
(4)验证其他猜想是否正确。
三、决定浮力大小的因素
实验序号 探究条件（ ） 物体重力 弹簧测力计 示数 浮力
实验记录：
你得出了什么？
三、决定浮力大小的因素
实验结论：
浸在液体中的物体受到浮力的大小，与物体浸入液体的体积有关，与液体的密度也有关；
浸没在同种液体中的物体所受浮力则与物体在液体中所处的深度无关。
交流与评估：
说一说你在实验过程中遇到的问题。
三、决定浮力大小的因素
游泳者感觉到潜入水中时比浮在水面游泳时受到的浮力大，其原因是什么？
三、决定浮力大小的因素
浸在气体中的物体会受到浮力吗？你能否举出一些例子证明呢？
三、决定浮力大小的因素
1星题 知识过关
浮力的认识与测量
1.下列关于浮力的说法中错误的是( )
C
A.在海边游泳的人受到浮力
B.在空中飘浮的氢气球受到浮力
C.石块在水中下沉过程中不受浮力
D.在水中升起的木块受到浮力
2.如图所示，冰块浮于饮料上，冰块所受浮力的
施力物体是( )
C
A.空气 B.柠檬 C.饮料 D.玻璃杯
冰块所受浮力的方向是__________。
竖直向上
(第3题)
3.某物块用细线系在弹簧测力计下，在空气
中静止时弹簧测力计示数如图甲所示，则
该物块的重力为_____ ，物块浸没在水中
静止时，弹簧测力计示数如图乙，物块受
到的浮力为_____ 。
4.一个气球被细绳牵引着处于静止状态，如图所示，已知气
球在空气中受到 大小的浮力，请用力的示意图作出该
浮力 。
(第4题)
解：如图所示。
浮力的产生原因
(第5题)
5.如图所示的圆柱体浸没在液体中，它的侧
面所受的各个方向上的压力的合力______
(填“等于”或“不等于”)零；其下表面受到液体
向上的压力___(填“ ”“ ”或“ ”)其上表
等于
面受到液体向下的压力 ，则上、下表面受到的压力的合力
即为浮力，大小可表示为 ________。
(第6题)
6.如图所示，容器中注入一些水，、
是能自由移动的物体，、 是容器侧面
和底面凸起的一部分，则一定不受浮力
的是___(填字母)。
浸在液体中的物体，若物体下表面受到液体对它
向上的压力，则其受到液体的浮力;若物体下表面没有受到
液体对它向上的压力，则其不受液体的浮力。
探究浮力的大小与哪些因素有关
7.[2024·宣城月考] 小陌探究“影响浮力大小的因素”。
【实验思路】小陌猜想物体受到的浮力可能与液体的密度、
物体浸在液体中的体积、深度等因素有关。实验时要注意控
制变量。
【实验过程】实验步骤如图a、、、、 所示(液体均未溢
出)，并将弹簧测力计的示数记录下来。
(1)分析步骤、可知，
中金属块受到的浮力大小
是_____ 。
(2)分析步骤、、 可知，在同种液体中，物体所受浮力大
小与物体浸没在液体中的深度______(填“有关”或“无关”)。
无关
(3)分析步骤、、 可知，
在同种液体中，物体
__________________越大，
物体受到的浮力越大。
排开液体的体积
(4)分析步骤_________可以说明金属块所受浮力大小跟液体
的密度有关。
、、
2星题 情景应用
8.如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中
阶段运动员受到水的浮力______， 阶段运动
员受到水的浮力______。(均填“减小”“不变”或“增大”)
不变
减小
(第9题)
9.[2024·合肥期中改编] 如图所示，小点将一
个棱长为 的正方体积木块放在水中，静
止时露出水面的高度为 ，此时下表面
受到水的压强为_____ ；积木块受到的浮力
为_____。取
640
(第10题)
10. 如图所示，将充足气的
篮球和套扎在气针尾端的气球一起放
在灵敏的电子秤上，观察电子秤的示
数。再将套扎在气球上的气针头插入
篮球的气门内，气球随即膨胀，此时
气球在空气中受到向上的浮力
电子秤的示数变小，说明_____________________________。
11.如图所示的是某金属圆柱体从水面缓慢浸
入水中时，根据实验数据，描绘的弹簧测力
计示数随圆柱体浸入深度 变化的关系图像，
根据图像信息，下列判断正确的是( )
C
A.该圆柱体的高度是
B.当时，圆柱体所受的浮力为
C.增大到 后，圆柱体受到的浮力不变
D.圆柱体浸没之前， 增大时，弹簧测力计示数变大
12. “浮力消失”实验对比。
(1)图甲是航天员在空间站微重力环境
的实验。用吸管把乒乓球轻轻压入水
中，取出吸管后，观察到乒乓球静止
不存在
不存在
不动。这是由于在空间站中液体所受的重力可以忽略不计，
则液体内部由于液体所受重力而产生的液体压强________，
所以乒乓球________向上、向下的压力差，乒乓球不受浮力。
(均填“存在”或“不存在”)
(2)图乙是小陌在地球上的实验。把
一只乒乓球放到去底塑料瓶口处，
然后向瓶内注水，会发现水从瓶口
流出，乒乓球静止不动。这是由于
受到
不受
乒乓球上表面______水对它的压强，下表面______水对它的
压强，所以乒乓球不受浮力。(均填“受到”或 “不受”)
浮力
浮力
浮力产生的原因
决定浮力大小的因素
定义：浸在液体中的物体会受到液体
竖直向上的托力
方向：竖直向上
液体对物体向上和向下的压力差产生的
测量：F浮=G-F示
物体浸在液体中的体积
液体的密度
谢谢观看！
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