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4.4 水的浮力
浙教版八年级上册
第3课时
新知导入
1.阿基米德原理：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。
F浮= G排液 = ρ液 g V排液
V排 =
F浮
ρ液g
ρ液 =
F浮
V排g
2.阿基米德公式及变形公式：
3.当ρ液 与V排液 相同时，浮力与物体浸入的深度无关
新知讲解
物体浮沉的条件
将一颗鸡蛋放在盛有水的烧杯里，鸡蛋将沉入杯底。当把食盐逐渐溶解在水中后，鸡蛋将悬浮在盐水中。继续溶解食盐，鸡蛋会上浮到液面。
思考：为什么鸡蛋在含盐量不同的液体中会出现不同的浮沉状态呢？
浸在液体中的鸡蛋，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。
浸没在液体中的物体的浮沉情况可表述如下：
当浮力小于重力时，物体下沉；
当浮力大于重力时，物体上浮；
当浮力等于重力时，物体受力平衡，可以悬浮在液体中。
上浮的物体露出液面后，浮力会减小，当浮力减小到等于重力时，物体就会漂浮在液面上。
思考与讨论
浸没在水中的实心物体，能否根据其密度与水密度的比较，来判断该物体的浮沉？如何判断？
浸没时
V物 = V排液
G物 =ρ物gV物 ,F浮 =ρ水gV排水 ，其中g为常量
当ρ物 < ρ水 时，可得F浮 > G物 ，物体上浮；
当ρ物 = ρ水 时，可得F浮 = G物 ，物体悬浮；
当ρ物 > ρ水 时，可得F浮 < G物 ，物体下沉，直到沉底。
例题：
如图所示，某同学在一杯密度为1.03×103kg/m3的橙汁饮料中，加入柠檬片、奇异果块等水果。柠檬片、奇异果块大小、质量如表。
当柠檬片、奇异果块静止时分别处于橙汁饮料中的哪个位置？此时柠檬片、奇异果块所受的浮力各为多大？
m柠
V柠
＝
4g
5cm3
ρ柠＝
＝ 0.8g/cm3 ＝ 0.8×103 kg/m3
m奇
V奇
＝
11g
10cm3
ρ奇＝
＝ 1.1g/cm3 ＝ 1.1×103 kg/m3
<ρ橙
柠檬片漂浮在橙汁饮料上。
>ρ橙
奇异果块沉没在橙汁饮料的底部。
F柠=G柠=m柠g=4×10-3kg×9.8N/kg≈0.039N
F奇=ρ橙汁g V排=ρ橙汁g V奇 = 1.03×103 kg/m3 ×9.8N/kg×10×10-6m3
≈0.1N
练习1：一个体积为45分米3、质量为46.35千克的密封铁箱，不慎掉入海里。他将下沉到海底，还是悬浮在海水中，或是上浮到海面？如果铁箱掉在河里，又将如何？ （已知海水的密度为1.03×103 千克/米3）
解：G=mg=46.35kg×9.8N/kg=454.23N
F浮=ρ液g V排
= 1.03×103 kg/m3 ×9.8N/kg×45×10-3m3 = 454.23N
∵物体浸没 ∴ V排= V物
∵ F浮= G物 ∴ 铁箱悬浮在海水中
如果铁箱掉在河里，又将如何？
如果铁箱是掉在河水中，因为河水的密度比海水小，可见铁箱完全浸没在河水中时受到的浮力要小于454.23N，即小于铁箱受到的重力，所以铁箱将会下沉到河底。
练习2：有一木块浸入水中，露出水面部分占总体积的2／５，求此木块的密度。
解：
由题意得，物体漂浮 F浮 = G木
ρ水gV排＝ ρ木V木g
ρ木＝
V排
V木
ρ水
ρ木＝
３
５
ρ水＝０.６g/cm3
练习3：你能计算一座冰山有多少体积沉在水中吗？
∵冰山漂浮 ∴F浮=G木
ρ水gV排＝ ρ冰V冰g
ρ冰
V冰
ρ水
＝
9
10
V排＝
V冰
思考：当汤圆或饺子刚放入水中时，会沉入锅底；而当汤圆或饺子煮熟时，则会浮出水面，这时为什么？
当汤圆或饺子刚放入水中时，汤圆或饺子受到的浮力小于重力，汤圆或饺子沉入锅底；
当汤圆或饺子煮熟时，它的体积增大，由F浮 =ρ水gV排水可知汤圆或饺子受到的浮力增大，当浮力大于重力时，汤圆或饺子上浮，最后漂浮在水面上。
思考：某同学要买观赏鱼，每一袋观赏鱼内约有1/3的体积是封闭的空气。回到家后，他将装着水和观赏鱼的塑料袋直接放入家里的鱼缸中。如果不计塑料袋的自重，那么这个装着水和鱼的塑料袋在鱼缸内的水中将处于什么状态？
漂浮在水面
可认为水中小鱼处于悬浮状态，其密度与水相等，而上部空气密度较小，故整个袋子的平均密度小于水的密度，应处于漂浮状态。
思考：有甲、乙、丙三个物体，其密度分别为：ρ甲=0.85g/cm3 ,
ρ乙=1.05g/cm3 ,ρ丙=1.25g/cm3 。现将它们放在密度为1.05g/cm3 的液体中。如图是这三个物体在液体中的四个可能的位置。请为这三个物体选择合适的位置。
甲物体在1处，乙物体在2处或3处，丙物体在4处。
因为ρ甲<ρ液 ，所以甲物体处于漂浮状态；
因为ρ乙=ρ液 ，所以乙物体处于悬浮状态；
因为ρ丙>ρ液 ，所以丙物体处于下沉至容器底。
练习1：下图中物体V甲=V乙=V丙，判断它们所受的浮力的大小。
(1)
(2)
F甲浮_____F乙浮
F甲浮_____F乙浮
<
>
F甲浮_____F乙浮_______F丙浮
<
=
(3)
练习2：
（V金=V铝）
F金浮____F铝浮
=
(1)
(2)
（V木=V铜）
F木浮______F铜浮
<
(3)
（V木=V铁）
F木浮____F铁浮
<
课堂总结
水的浮力（三）
G物=F浮+F 支
(F浮(F浮=G)
(F浮=G)
(F浮>G)
(F浮沉底
悬浮
漂浮
上浮
下沉
ρ物>ρ液
ρ物>ρ液
ρ物< ρ液
ρ物< ρ液
ρ物=ρ液
V物=V液
V物=V液
V物< V液
物体的沉浮条件
课堂练习
1、将一普通木块分别漂在水和浓盐水中，木块受到浮力的大小是 ( )
A.在水中大 B. 在浓盐水中大 C. 一样大 D. 无法判断
C
2、一密度均匀的实心物体悬浮在某一种液体中，若将此物体均匀地切成两块，并轻轻地取出一半，余下的一半在液体中（ ）
A.将上浮 B.仍然是悬浮
C.将下沉 D.以上情况都有可能出现
B
3、甲、乙两只实心小球的质量、体积都相同，把它们分别浸在A、B两种不同的液体中，静止状态如图所示。若它们受到的浮力是F甲与F乙，两种液体的密度为ρA与ρB，则 ( )
A.F甲>F乙，ρA>ρB B.F甲C. F甲＝F乙，ρA>ρB D.F甲＝F乙，ρA<ρB
C
4、体积相等的甲、乙两实心物体，其密度分别是0.8×103千克/米3和1.2×103千克/米3，同时投入水中，静止后所受浮力之比为 ；若两物体的质量相等，则在水中静止后所受浮力之比为 。
5、重力为49牛顿的金属球，密度为5×103千克/米3，如果使这个金属球能恰好悬浮在水中，必须做成空心，那么空心部分的体积是 。
4:5
6:5
4dm3
6、一个重为5牛的小球，体积为0.5分米3,如果把它浸没在水中,它是上浮还是悬浮还是下沉 (g=10N/kg) 。
悬浮
7、一根绳子能承受的最大拉力是19．6牛，用它拉一个浸没在水中的质量为2．7千克的实心铝块，如果铝块在水中匀速上升（不计水的阻力），
问：（1）铝块全部浸没在水中时，绳对它的拉力为 。绳子会被拉断吗？(g=10N/Kg)
17N <19.6N 所以绳子不会断
17N
8、小常同学从课外资料中了解到，庄子曾提出：如果水积得不够多，那么承载大船就没有力量。也就是说浮力的大小与液体的多少有关。庄子的说法有道理吗？
(1)小常从实验室找来了烧杯、木块(不吸水)、
弹簧测力计等器材，研究浮力大小是否和水的多
少有关。他先用弹簧测力计测出木块的重力(如
图甲)。再将木块放入烧杯内的水中，木块处于
漂浮状态(如图乙)。然后他__________________
(填操作)，发现木块仍然漂浮。经分析可知，木块两次受到的浮力都为_______牛。从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。
(2)小常进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10牛的水，再将B盆放入A盆，B盆漂浮。这时B盆所受浮力：F浮＝GB盆+10N＞10N。继续往B盆内加30牛水，B盆仍漂浮。小常此实验的目的是___________________________________。
A盆
B盆
甲 乙 丙
探究较少的水能否产生较大的浮力
向烧杯中加水或倒水
2.5
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