(共36张PPT)
第十章 浮力
第1节 浮力
1．通过实验，认识浮力。
2．知道浮力产生的原因。
3．会用称重法求解物体受到的浮力。
4．(重点)探究浮力的大小与哪些因素有关。
01
课前梳理
1．浮力
(1)浸在液体(或气体)中的物体受到向___________的力，这个力叫作浮力，常用字母F浮表示。
(2)浮力的方向：______________，与重力方向___________。
上
竖直向上
相反
2．决定浮力大小的因素
(1)物体在液体中所受浮力的大小，与它浸在液体中的____________有关，与液体的____________有关；物体浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，所受的浮力就越____________。
(2)物体在液体中所受浮力的大小与物体的密度、浸没在液体中的深度______________ (选填“有关”或“无关”)。
体积
密度
大
无关
02
课堂解析
1．浮力产生的原因
(1)如图所示，以浸没在液体中的长方体为例进行探究，该长方体的六个面分别受到液体的压强(p＝ρgh)和压力(F＝pS)，我们进行对比。
重难突破
受力面 前、后两个面 左、右两个面 上、下两个面
深度 相等 相等 h1＜h2
压强 相等 相等 p1
压力 F前、F后是一对平衡力，合力为0 F左、F右是一对平衡力，合力为0 F向下(2)浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力差不同，这就是浮力产生的原因，F浮＝F向上－F向下。
(3)两种特殊情况。
①当物体部分浸入液体中时，如图甲所示，物体上表面没有液体，不受液体压力，则浮力的大小F浮＝F向上。
②若浸没在液体中的物体下表面和容器底紧密接触，如图乙所示，因为物体底部没有液体，则物体受到向上的压力F为0，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力。如在水中的桥墩、拦河坝等。
甲 乙
【典例1】小明将一个矿泉水瓶的瓶底剪掉，倒置后放入一个乒乓球堵在矿泉水瓶的瓶口(矿泉水瓶口小于乒乓球)，向矿泉水瓶中倒入水，有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出，乒乓球并没有在水中浮起来，如图甲所示，原因是____________________________________________________；用手堵住瓶口，水继续流下并注满瓶颈(图乙)，此时乒乓球下方_____(选填“有”或“没有”)受到水向上的压力，观察到乒乓球浮起(图丙)，该实验说明浮力产生的原因是液体对物体上、下表面产生的__________．
乒乓球下方没有水，不受水向上的压力，乒乓球不受浮力
有
压力差
解析 图甲中，乒乓球下方没有水，它的下方不受水向上的压力，而浮力是由于浸没在液体中的物体上、下表面受到液体的压力差，所以，乒乓球不受浮力。图乙中，用手堵住瓶口，乒乓球的上部分和下部分别受到向下和向上的压力，从而产生浮力，当浮力大于乒乓球的重力时，乒乓球上浮。
综上分析可知，此实验说明浮力产生的原因是液体对物体上、下表面产生的压力差。
2．探究浮力的大小与哪些因素有关
【猜测与假设】
浮力的大小可能跟物体排开液体的体积、液体的密度、物体浸没在液体中的深度等有关。
【实验器材】
弹簧测力计、烧杯、物块、水、盐水等。
【实验原理】
F浮＝F1－F2(称重法)。
【实验方法】控制变量法
(1)探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系(控制液体密度相同，改变物体浸入液体的体积)。
(2)探究浮力的大小与液体密度的关系(控制物体排开液体的体积、物体浸没时在液体中的深度相同，改变液体的密度)。
【实验过程】
(3)探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系(控制液体密度、物体排开液体的体积相同，改变物体浸没在液体中的深度)。
【实验结论】
物体在液体中所受浮力的大小，与它浸在液体中的体积有关，与液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
【典例2】在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，小明同学用调好的弹簧测力计测出金属块所受的重力，再将金属块缓慢浸入液体中不同深度，其装置和弹簧测力计示数如图所示。
A、D、E
无关
(1)由实验步骤__________可知，浮力大小与物体浸没在液体中的深度________(选填“有关”或“无关”)。
(2)分析实验步骤A、B、C可知，浮力的大小与____________________有关。
(3)分析实验步骤A、E、F可知，浮力的大小与______________有关，步骤F中液体密度________(选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。
(4)金属块浸没在水中受到的浮力为________N。
物体排开液体的体积
液体密度
小于
1
知识点一 浮力
1．下列关于浮力的说法正确的是( )
A．在液体中下沉的物体不受浮力
B．浮力的方向总是竖直向下
C．浮力的施力物体是气体或液体
D．物体浸在液体中的体积越大，浮力越大
√
随堂练习
2．小明同学认为“金属块在水中，不受到水的浮力”，聪明的小旭同学做了如图所示的实验，加水前后弹簧的形变不同，说明了在水中的物体________(选填“受到”或“不受到”)浮力，该力的施力物体是________。
受到
水
知识点二 决定浮力大小的因素
3．小丽在给爷爷泡茶时发现：茶叶刚放下时，有的漂在水面上，有的沉在水底，泡一段时间后全部会沉入水底。她想：“浮力大小与什么因素有关呢？”于是她进行了如图所示的实验探究。
(1)比较甲、丁、戊的实验数据可知：物体浸没在盐水中所受的浮力________(选填“大于”“小于”或“等于”)浸没在水中所受的浮力，两者对比可说明浮力与____________有关。
(2)由甲、乙、丙可以看出，当物体浸入液体越深，所受的浮力越大。小丽立即得出：物体所受浮力大小与浸在液体中的深度有关，她的判断是____(选填“正确”或“错误”)的，理由是___________________________。
大于
液体密度
错误
没有控制排开液体的体积相同
(3)如图所示，能正确反映弹簧测力计示数F和物体浸入水后下表面到水面距离h关系的图像是________(填选项)。
√
(4)综上所述，得出结论：浮力的大小与___________________________________有关。
物体排开液体的体积和液体的密度
知识点三 浮力产生的原因
4．如图所示为一个容器的横截面，向容器内注入一些水。小明将现有的三个完全相同的物块放入容器中，其中A物块被弹簧连接在容器底部且弹簧处于拉伸状态，B物块浮在水面，C物块用蜡块密封在容器底部，D为容器的一部分，它们均处于静止状态。则下列说法正确的是( )
√
A．A物块可能不受浮力
B．C物块一定不受浮力
C．D部分一定不受浮力
D．B物块由于上表面不受水的压力，因此不受浮力
课后练习
03
√
1．(2025·深圳期中)下列物体，没有受到浮力作用的是( )
A．下沉到水底的铁球
B．空中的孔明灯
C．海洋中的冰山
D．太空中的卫星
基础巩固
2．四个体积相同而材料不同的球A、B、C、D，分别静止在不同深度的水里。以下说法正确的是( )
A．A球所受的浮力最小
B．B球所受的浮力最小
C．C球所受的浮力最小
D．D球所受的浮力最小
√
3．(2025·深圳期中)如图中，运动员受到的浮力逐渐变大的环节是( )
A．由a到b B．由b到c
C．由c到d D．由d到e
√
4．将一石块扔到水中，下列关于石块所受浮力的分析正确的是( )
A．石块所受浮力的方向是竖直向上
B．石块在下沉的过程中不受浮力作用
C．石块浸没在水中越深，受到的浮力越大
D．石块静止在水底时不受浮力的作用
√
5．物体A浸入水中前后，弹簧测力计的示数如图所示，物体浸入水后，受到重力、______和________的作用，其中拉力为________N，浮力为________N。
浮力
拉力
3
1
6．在图中，画出静止在水面上的玩具鸭受到的浮力示意图。
【答案】如图所示
√
7．如图所示是潜水员潜水时呼出的气泡在水中上升时的示意图，下列有关该过程中气泡所受压强和浮力的变化情况说法正确的是( )
A．压强变小，浮力不变
B．压强变小，浮力变大
C．压强变大，浮力变小
D．压强变大，浮力变大
能力达标
8．某地要在江面上修建一座大桥，如图甲所示是使用吊车将长方体石块吊出江底的示意图。在整个吊出过程中，石块以恒定速度上升，图乙是钢绳的拉力F随提升高度h变化的图像。则石块所受的重力为________N，石块浸没时受到的浮力为________N。
2 000
500
9．(2025·佛山期末)小明感觉从水里爬上岸很费力，他猜想这跟物体所受浮力大小有关，于是他用一块柱形合金块做了如下实验：
到的浮力________(选填“大于”“小于”或“等于”)其浸没在盐水中受到的浮力，但两者的差别不大。为了使实验效果更明显，可以采取的操作是____________________________________________________。
(1)由图甲可知，当物体部分浸入水中，如图B所示时，柱形金属块所受的浮力为_________N。
(2)由图甲的A、B、C、D可知，小明感觉从水里向岸上爬时，感觉自己忽然变得很沉，是因为______________________________________。
(3)由图A、E、F可知，柱形合金块浸没在水中受
0．1
身体浸入液体的体积越小，受到的浮力越小
小于
换成两种密度相差较大的液体或换一个体积更大的物块
(4)他将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管，分别以图乙和图丙的方式浸没于水中，能说明浮力产生原因的是图________。
丙
(5)小丽想探究“物体在空气中是否受到浮力”，于是她把一只充满气的篮球和一只加了气嘴的气球置于电子秤上，如图丁所示；接着她将气嘴插进篮球气孔中，一段时间后，气球膨胀，如图戊所示。若这个过程中电子秤的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”)，则说明物体在空气中会受到浮力的作用。
变小(共17张PPT)
第4节 跨学科实践：制作
微型密度计
制作一个微型密度计。
实践项目
项目分析
要制作一个微型密度计，需要完成以下任务。
1．设计一个能放入小瓶中，并能用来判断酒精是否合格的微型密度计。
2．按照设计要求，完成微型密度计的制作。
1．设计
(1)基本思路。
如图所示，选择一根塑料吸管，把塑料吸管的下端用蜡封口并缠上铜丝，设法让它能竖直漂浮在水面上，这就是一个最简单的密度计。
密度计所受浮力的大小等于它所受的重力，浮力的大小决定了排开酒精的体积。吸管的直径影响了液面在吸管上位置的变化。所以要设计符合要求的密度计，应该着重考虑两个因素：一个是密度计的质量，另一个是标度杆的直径。
项目实施
(2)估算密度计的质量。
对于100 mL的小瓶酒精来说，若微型密度计测量时排开1～2 mL的酒精，一般不会导致酒精的溢出。1～2 mL酒精的质量为1 g左右，因此我们设计的微型密度计的质量也应为1 g左右。
(3)估算标度杆的直径。
可以认为消毒酒精的密度为0．86×103～0．88×103 kg/m3是合格的。如图所示，若密度计漂浮在0．86×103 kg/m3的酒精中，液面位于标度杆的A位置；漂浮在0．88×103 kg/m3的酒精中，液面位于标度杆的B位置，则测量时液面位于A、B之间的酒精都是合格的。A、B间的长度过小，不便于观察者分辨。为此，可设定A、B间的长度不少于4 mm。根据圆柱体的体积公式，就可以计算标度杆的横截面积和直径了。通过估算，可以知道标度杆的横截面积约为0．07 cm2，直径约为3 mm。
(4)设计微型密度计的结构。
为了使微型密度计能在酒精中竖直漂浮，需要在标度杆下部增加配重(如缠一些铜丝)，但增加了配重的标度杆放在酒精中会下沉，因此还要在标度杆上固定一个浮子来增大浮力。这样，微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成(如图)，配重位于最下方。
2．制作
(1)选择材料。
浮子：可以采用小泡沫塑料球或截取一段稍粗点的塑料管，将其两头封口作为浮子。
标度杆：采用直径约为3 mm的细塑料管或制作棉签的实心塑料杆(直径约为3 mm)以及细的圆珠笔芯等。
配重：可以在实心塑料杆下端缠上若干圈铜丝，或者在空心的细塑料管下端插入一段粗铁丝作为配重。改变铜丝或铁丝的长度就可以调节配重。
(2)制成作品。
根据设计，选择合适的标度杆、浮子和配重，完成微型密度计的制作，如图所示。
把制作好的密度计漂浮在水中调节配重。改变铜丝的长度，使密度计在水中漂浮时浮子浸没在水中，水面上方露出一段标度杆。
把调好配重的微型密度计放入标准消毒酒精中。待微型密度计静止时，依据液面的位置在标度杆上做一个记号。最后，用4 mm宽的彩色胶布中心对着记号贴在塑料杆上，微型密度计就做好了。
1．老师准备了若干瓶密度不同的酒精，请用自制的微型密度计测量这些酒精，判断哪瓶酒精的密度符合消毒酒精的要求，哪瓶密度偏大，哪瓶密度偏小。你的测量结果与老师公布的结论相同吗？
2．如果你的测量结果与老师公布的结论不同，请分析产生误差的原因。
3．如果你的测量结果与老师公布的结论相同，说说你的体会。
展示交流
1．(2025·广州期末)小羽制作一个简易的密度计。
(1)她把塑料吸管的下端用蜡封口放入某液体中，发现吸管无法竖直漂浮在液面，于是在吸管的下端缠上铜丝作为配重，放入该液体中后发现作为标度杆的吸管能竖直了，但是触碰瓶底了，如图所示。下列选项中，可能让吸管竖直漂浮在该液体中的做法有________(填选项)。
实践拓展
A．配重铜丝少绕几圈
B．将配重铜丝上移至吸管中部
C．在吸管中部套一个实心铁球作为浮子，浮子浸没在液体中
D．在吸管中部套一个泡沫塑料球作为浮子，浮子浸没在液体中
√
√
(2)经改进，这个自制的密度计可以竖直漂浮在液面上了。小羽把这个密度计分别放入甲、乙两种密度不同的液体中竖直漂浮，待密度计在甲液体中静止时，依据液面的位置在标度杆上做一个记号A，待密度计在乙液体中静止时，依据液面的位置在标度杆上做一个记号B，如图所示。A、B的间距过小，不便于观察者分辨两种液体，请提出一个方法使A、B的间距大一些：____________________________________。
增大密度计的配重或换用更细的吸管
2．(2025·惠州期中)某物理兴趣小组在跨学科实践中研究了简易密度计的制作。他们取来一根粗细均匀的吸管，在吸管的下端装入适量的钢珠后用蜡封住并使底部平整，做好后测出该密度计的总重力为0．24 N，吸管底面积为2×10－4 m2，吸管总长为0．16 m(g取10 N/kg)。
(1)吸管的下端装入适量的钢珠的目的是使它能在竖直方向上________在液体中。
漂浮
【解析】吸管的下端装入适量的钢珠的目的是降低重心，让密度计竖直漂浮在液体中。
(2)如图甲所示是将该密度计放入水中静止时的情形，A是在吸管上标记的此时水面的位置，则密度计受到水的浮力是________N。
【解析】因为密度计漂浮在水中，受力平衡，此时浮力等于重力，即F浮＝G＝0．24 N。
0．24
(3)若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1．1×103 kg/m3的盐水中，静止时密度计受到的浮力________(选填“变大”“变小”或“不变”)，此时吸管上盐水液面的位置在A的_________。
【解析】若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1．1×103 kg/m3的盐水中，液体密度增大，但密度计仍然漂浮，受力平衡，此时浮力仍等于重力，因为密度计重力不变，所以浮力不变。
根据公式F浮＝ρ液gV排，可知密度计受到的浮力不变而液体密度变大，所以排开液体的体积减小，密度计总体积不变，所以露出水面的体积增大，故此时吸管上盐水液面的位置在A的下方。
不变
下方
(4)该密度计能测量的液体最小密度值是________kg/m3。
【解析】因为密度计本身重力不变，且漂浮在水中，所以浮力等于重力也不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，当液体密度最小时，密度计排开液体的体积最大，即当密度计刚好完全浸没时，所能测量的液体密度最小，此时密度计排开液体的体积
V排＝V＝Sl＝2×10－4 m2×0．16 m＝3．2×10－5 m3
750
(5)为了提高密度计精确度，小组同学利用不同吸管成功自制了两支密度计，如图乙所示，其中精确度最高的密度计是______(填序号)。
【解析】密度计测量时浸入不同液体中的深度变化越大，测量越精确，密度计精确度越高，密度计漂浮在液体中，根据G＝F浮＝ρ液gV排＝ρ液gSh可知在密度计重力和液体密度不变时，吸管的横截面积越小，密度计浸入液体中的深度越大，因此可以选用更细的吸管提高密度计精确度，所以精确度最高的密度计是②。
②(共26张PPT)
章末总结
01
网络构建
向上
竖直向上
重力
压力差
液体的密度
物体排开液体的体积
等于
ρ液 gV排
G-F拉
ρ液gV排
G
悬浮
F向上-F向下
=
>
>
>
=
=
<
<
<
<
等于
自身重力
小
单元作业
02
√
一、选择题
1．下列关于浮力的说法正确的是( )
A．航天员可以在太空中随意飘移，是因为他们受到浮力的作用
B．深入河底的柱状桥墩不受浮力的作用
C．潜水艇在水面下匀速下潜过程中，受到的重力变大，浮力变大
D．在液体中上升的物体受浮力的作用，下降的物体不受浮力的作用
√
2．潜水员在海水中潜行时，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气。下列分析正确的是( )
A．潜水员通过改变重力实现上浮下沉
B．对背心进行放气后，潜水员受到海水的浮力变大
C．潜水员要借助背心上浮时，需要给背心充气
D．对背心进行放气后，潜水员受到的浮力小于排开海水的重力
√
3．“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时，受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水＞ρ江水，忽略驱逐舰自重的变化)( )
A．浮力变大
B．浮力不变
C．吃水深度变小
D．吃水深度不变
4．(2025·广州期末)小明在“自制微型密度计”的跨学科实践学习过程中，罗列了一份自制微型密度计要解决的问题清单，如下表所示，你认为以下解决方案从上到下排序正确的是( )
要解决的问题 解决方案
问题一：放入盛酒精的小瓶后可能会使酒精溢出
问题二：放入盛酒精的小瓶后可能会触碰瓶底
问题三：测量时要能竖直漂浮在水面上
问题四：漂浮在不同密度的酒精中时，液面在吸管上的位置变化可能很小
√
①增加配重 ②减小标度杆的直径
③减小密度计的质量 ④增加浮子
A．①③④② B．③④②①
C．①②④③ D．③④①②
√
5．小李同学想估算空气对自己的浮力大小，采集的数据有：自己的体重、自己的密度(与水接近，约为1．0×103 kg/m3)、空气的密度(约为1．3 kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为( )
A．0．006 N B．0．6 N
C．60 N D．600 N
6．(2025·汕头模拟)如图，港珠澳大桥海底隧道采用沉管法施工，每节沉管的体积为63 000 m3，总质量为6×107 kg，漂浮在海面上的一节密封沉管，受到海水对它的浮力为________N，在对密封沉管灌水使其下沉到海底的过程中，其下表面受到海水的压强大小将________(选填“变大”“变小”或“不变”)，当沉管紧紧地陷入海底泥沙并紧密闭合，所受的浮力为________N。(g取10 N/kg)
6×108
变大
0
7．用手将边长为0．1 m、质量为0．4 kg的正方体浸没在水中，将手放开瞬间它受到的浮力为________N，当物体静止时，它的下表面受到水的压强为________Pa。(ρ水＝1．0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
10
400
8．夏天常把西瓜放在冷水里降温，现将一个质量为4．6 kg的西瓜放在盛满冷水的桶中，西瓜漂浮，此时西瓜所受浮力为________N。
若让它恰好浸没在水中，共溢出冷水5 kg，则西瓜的体积是________m3，西瓜的密度是________g/cm3。(ρ冷水＝1．0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
46
5×10－3
0．92
(1)若m1＝m2，则F1____________F2，V1________V2。
(2)以下几种条件中一定能使F1①V1＝V2 ②V1＞V2 ③m1＝m2 ④m1>m2
9．将苹果和梨子放入水中，它们静止后的情景如图所示。苹果的质量、体积和所受的浮力分别为m1、V1、F1，梨子的质量、体积和所受的浮力分别为m2、V2、F2，则：
＞
＞
①
10．一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为10 cm的正方体物块拴接在容器底部，如图甲所示，当水深为30 cm时，细线刚好伸直；如图乙所示，当水深为36 cm时，物体上表面恰好与水面相平，已知ρ水＝1．0×103 kg/m3，则此正方体物块的密度为__________kg/m3，图乙中细线的拉力为______N。
0．4×103
6
【解析】由题意可知，当水深为30 cm时，细线刚好伸直，此时物体处于漂浮状态，排开水的体积等于物体浸入水中的体积，则V排＝V浸＝Sh＝10 cm×10 cm×[10 cm－(36 cm－30 cm)]＝400 cm3＝4×10－4 m3
由于漂浮，物体受到的重力大小等于浮力
G＝F浮＝ρ水gV排
＝1．0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10－4 m3
＝4 N
三、作图题
11．(2025·江门期中)已知圆锥体的密度比水大，用弹簧测力计拉着圆锥体，使其从顶部刚好接触水面开始缓慢下降，直到浸没后再下降一段距离(杯中水足够深)。请在图乙中画出弹簧测力计的示数F随下降高度h变化的大致关系图像。
【答案】如图所示
12．如图所示，是小刚在“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验中将重2．6 N的小石块浸没水中时的情景，请画出此时小石块所受浮力的示意图。
【答案】如图所示
四、实验题
13．(2025·深圳模拟)【项目背景】我国全海深载人潜水器“奋斗者”号(图甲)，在世界最深的马里亚纳海沟成功坐底，刷新载人深潜10 000米的新纪录。物理项目式学习小组的成员也想设计出一艘属于自己的潜水艇。(其中ρ海水＝1．0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)在深度为10 000 m的海水底，“奋斗者”号潜水器受到的液体压强为________Pa。
【项目设计思路】利用硬质塑料瓶制作潜水艇，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，其中在生活舱中装有配重。水舱与注射器通过塑料软管相连，通过移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉，模型如图乙。
(2)潜水艇是通过________________来实现浮沉状态的改变。
1．0×108
改变自身重力
(3)如图丙所示，若潜水艇从水下B处上浮到水面A处的过程中，其浮力变化情况是________________。
【项目实施】
(4)如图乙所示，是某同学用硬质塑料瓶制作的潜水艇，其中总质量为0．5 kg，总体积650 cm3。若想让该潜水艇在水中实现悬浮，则需往水舱内注入水的体积是________cm3。
先不变后减小
150
(5)请根据上述评价量表中的指标，你对第(4)小问中该同学制作的潜水艇进行验收，其验收等级为________，进一步给出的优化建议：___________________________________。
【项目评价】自制潜水艇评价量表：
自制潜水艇评价量表 验收等级 合格 待改进
功能仓 分区设计 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水 生活舱和水舱独立分开，生活舱不进水
浮沉情况 潜水艇能顺利实现下潜、上浮、悬浮、漂浮 潜水艇不能实现下潜、上浮、悬浮、漂浮
待改进
更换规格大于150 mL的注射器
五、计算题
14．075型两栖攻击舰广西舰是中国自主研发的新型两栖攻击舰，其设计理念先进，性能优越，满载排水量约为40 000 t。(海水密度取1．0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：
(1)广西舰满载时所受的浮力；
【答案】4×108 N
(2)当一架质量为13 t的舰载直升机从广西舰的甲板上起飞后，其排开海水的体积变化量。
【答案】13 m3(共44张PPT)
第2节 阿基米德原理
1．经历实验，探究物体所受浮力与排开液体所受重力的关系。
2．(重点)知道阿基米德原理，能用F浮＝G排或F浮＝ρ液V排g进行简单计算。
3．理解阿基米德原理在实际生活中的应用。
4．应用阿基米德原理进行简单的计算。
01
课前梳理
1．阿基米德灵感的启示
两千多年以前，阿基米德发现：物体浸在液体中的体积就是物体______________的体积。
物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，则排开的液体的______________就越大，因此，浮力的大小可能跟排开液体的______________有关，而液体的______________跟它的质量成正比，因此，浮力的大小可能与排开液体的______________密切相关。
排开液体
质量
质量
重力
重力
2．浮力的大小
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的______________ ，这就是著名的阿基米德原理。用公式表示就是F浮＝G排，进一步推导可得出F浮＝_____________。
阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于______________。
重力
ρ液gV排
气体
02
课堂解析
1．实验：探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
【实验器材】
弹簧测力计、物体(ρ物＞ρ液)、溢水杯、小桶、细线、水、盐水。
【实验过程】
(1)测量浮力的方法(称重法)。使用弹簧测力计进行测量：先测出物体所受的重力G＝F1，再读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F3，则F浮＝F1－F3(图甲、丙)。
重难突破
(2)测量排开液体所受的重力(溢水法)。物体排开的液体所受的重力可以用溢水杯和弹簧测力计测出(图乙、丁)，溢水杯中盛有与溢水口齐平的液体，再把物体浸在液体中，让排开的液体流入一个小桶中，桶中的液体就是被物体排开的液体，用弹簧测力计测出排开的液体所受的重力G排＝F4－F2。
(3)改变质量不同的物体再做几次实验，把实验数据填入表格中。
【实验结论】浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
【交流与讨论】
(1)若先将物体浸入液体中测浮力，再测物体的重力，由于物体沾液体会使所测重力偏大，则所测浮力偏大。
(2)先测桶和排开液体的重力，再测桶的重力，所测桶沾液体重力偏大，所测排开液体的重力偏小。
(3)物体在浸入前，液面要与溢水口相平，若液面不与溢水口相平，不会影响浮力的大小，但会导致排到小桶内的液体小于物体排开的液体的体积，最终会得出物体所受浮力的大小大于排开的液体所受重力的错误结论。
(4)实验中换用质量不同的物体或不同液体进行多次测量，是为了使实验结论具有普遍性。
【典例1】小李想探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)实验步骤如图所示，甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，物体受到的浮力F浮＝________。
F1－F3
分析表中物体a、b的实验数据，小李得出的结论是________________
___________________________________________________________。
物体浸在液体(或水)中所受浮力大小等于它排开液体(或水)所受的重力(或F浮＝G排)
(2)小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究，实验数据如表所示。
物体 物重 G/N 物体浸没在水中时测力计的示数F/N 浮力F浮/N 空桶重G0/N 桶和排开水所受的总重力G总/N 排开水所受的重力G排/N
a 1．2 0．7 0．5 0．6 1．1 0．5
b 2 1．4 0．6 0．6 1．2 0．6
c 2．4 1．7 0．7 0．6 1．2 0．6
(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中，排除各种测量误差因素的影响，发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力，请分析实验操作中造成这种结果的原因：___________________________________________。
将物体c浸入水中之前，溢水杯没有加满水
(4)小张利用身边的器材对小李的实验进行改进：两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材，装置如图戊所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到弹簧测力计A的示数逐渐________，弹簧测力计B的示数逐渐________，若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA，弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB，则它们的大小关系是ΔFA________ΔFB(选填“>”“<”或“＝”)。
变小
变大
＝
(5)针对两种实验方案，小张实验装置的优点是________(填选项)。
A．弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B．实验器材生活化，实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
√
2．对阿基米德原理的理解
(1)影响浮力大小的因素：由公式F浮＝ρ液gV排可知，F浮的大小只与ρ液和V排有关，与物体的体积、形状、密度、浸没在液体中的深度等因素无关。
(2)适用范围：该定律也适用于气体，物体在气体中所受浮力的大小也可用公式F浮＝ρ气gV排计算。
(4)理解“浸在液体中的物体”。浸在液体中的物体包括两种情况：一是物体全部浸入液体中，如图中B物体，也叫浸没；二是物体一部分浸入液体中，如图中A物体。
物体浸没时：V排＝V浸＝V物；物体部分浸入时：V排＝V浸
温馨提示：计算时各物理量全部采用国际单位制。
【典例2】氢气球放手后会向上运动。已知：①在氢气球上升的过程中海拔越高空气密度越小；②在上升的过程中将氢气球看作一个质量和体积均不变的球体。问：
(1)从运动和力的知识可以得到：氢气球会向上运动，是因为放手时氢气球受到的重力G________(选填“大于”或“小于”)氢气球受到的空气浮力F，也就是重力和浮力的合力方向为____________。
解析 氢气球上浮说明氢气球所受浮力大于重力，则重力和浮力的合力方向与浮力的方向一致，即竖直向上。
小于
竖直向上
(2)当氢气球上升到一定高度后不再上升，主要是由于海拔越高空气密度越小，氢气球受到的________(选填“重力”或“浮力”)减小，当受到的浮力F等于重力时氢气球不再上升。
解析 当氢气球上升到一定高度，由于海拔越高空气密度越小，则氢气球受到的浮力减小，当受到的浮力F等于重力时，氢气球不再上升。
浮力
【典例3】 “远望7号”测量船是我国自主设计研制的大型航天远洋测量船，其满载排水量约为27 000 t。(ρ水＝1．0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)求“远望7号”满载航行时所受到的浮力。
解 由阿基米德原理可知，“远望7号”满载时受到的浮力
F＝G排＝m排g
＝2．7×104×103 kg×10 N/kg
＝2．7×108 N。
(2)某次执行任务时，“远望7号”所受浮力为2．2×108 N，求此时“远望7号”排开水的体积。
知识点一 浮力的大小
1．学习了阿基米德原理，小强进行了关于浮力的相关测量，如图甲所示，将重为3 N的长方体物块缓慢放入装满水的溢水杯，静止时如图乙所示，进而测量小桶和排开液体所受的总重力，如图丙所示。
随堂练习
(1)为了探究F浮与G排的关系，图中的操作中漏掉了一个步骤，是____________________________________。
(2)由图乙和图丁可知，浮力的大小与________________有关。
用弹簧测力计测量空桶的重力
液体密度
(3)下列继续进行的操作或分析中不合理的是________(填选项)。
A．为了得到更普遍的结论，可将原来方案中的水换成盐水重复实验
B．溢水杯中未装满水时F浮>G排，阿基米德原理不成立
C．若用密度小于水的木块取代实验中长方体物块进行实验，则图乙步骤中可不使用弹簧测力计
√
(4)分析图中数据，可以得知：图乙中长方体上表面受到水的压力为3 N，则长方体下表面受到水的压力为________N。
5
(5)验证完阿基米德原理后，装满水的溢水杯放在电子秤上，如图戊所示；将长方体物块缓慢浸入溢水杯，直到全部浸没并下降适当距离(未触碰到容器底)，则电子秤的读数F与物体底面浸入液体深度h之间的关系是________(填选项)。
√
知识点二 阿基米德原理及应用
2．(2025·深圳模拟)一艘货船不慎搁浅，为使该货船能回到航道继续航行，下列措施一定不可行的是( )
A．借助浮筒使船上浮
B．将货船拖回到航道
C．清除货船底部淤泥
D．将货物搬到甲板上
√
3．(2025·深圳期中)在某海域装满货物的密封集装箱意外落入水中。已知集装箱重1．5×106 N，体积为50 m3，沉入75 m深的海底(未陷入)，利用如图所示的打捞船进行打捞，(ρ海水取1．0×103 kg/m3，g取10 N/kg)根据以上信息求：
(1)集装箱浸没时，受到的浮力；
【解】集装箱浸没时，受到的浮力F浮＝ρ海水gV排＝1．0×103 kg/m3×10 N/kg×50 m3＝5×105 N。
(2)集装箱匀速上升的过程中(未露出水面)，绳子的拉力。
【解】集装箱的重力G＝1．5×106 N
集装箱匀速上升的过程中，由平衡条件知道，绳子的拉力
F＝G－F浮＝1．5×106 N－5×105 N＝1．0×106 N。
课后练习
03
√
1．两个相同的容器中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中，静止后的情况如图所示，甲、乙两球排开液体的重力相等，则下列说法正确的是( )
A．甲球所受浮力更大
B．甲、乙两球的重力大小相等
C．甲、乙两球所受浮力大小相等
D．不知道液体密度，所以无法比较两球所受浮力大小
基础巩固
2．某物体重为8 N，把它放进盛有水的烧杯中，溢出的水重为6 N，则它受到的浮力为( )
A．一定是6 N B．可能是8 N
C．一定是2 N D．可能是14 N
√
3．2023年3月11日下午，“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人潜水器，圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务，标志着“奋斗者”号载人潜水器运维体系走向成熟、稳定。若海水密度保持不变，下列说法正确的是( )
A．“奋斗者”号上浮至露出水面过程中，所受海水浮力逐渐变大
B．“奋斗者”号进入海水中逐渐下潜过程中，所受海水压强不变
C．“奋斗者”号在水面下下潜过程中，排开海水的体积逐渐变大
D．“奋斗者”号在水中下潜时，所受浮力等于其排开海水的重力
√
4．(2025·佛山期末)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛，如图为打捞过程示意图，先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛就被拉起，然后把船划到岸边，解开绳索卸下铁牛，就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为F甲、F乙、F丙。下列判断正确的是( )
A．F甲＝F乙＝F丙
B．F甲＞F乙＞F丙
C．F甲＝F乙＜F丙
D．F甲＜F乙＜F丙
√
5．如图所示，“A”和“B”表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。图示中的轮船是在________(选填“江水”或“海水”)中停泊。轮船的排水量为6 000 t，在海水中满载时受到的浮力是________N。从轮船上卸下货物后，发现船身上浮了一些，则它受到的浮力________(选填“增大”“减小”或“不变”)。(ρ海水＝1．0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
海水
6×107
减小
6．中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4 270 m的科考营地升至9 032 m高空，创造了大气科学观测领域的世界纪录。该浮空艇的体积约为9 000 m3，在科考营地受到的浮力大小约为________N；浮空艇在上升过程中受到的空气浮力________(选填“变大”“变小”或“不变”)。(升降过程中艇体体积不变，科考营地空气密度约为0．8 kg/m3，g取10 N/kg)
能力达标
7．2×104
变小
7．(2025·韶关期末)如图所示的是“探究浮力大小与排开液体所受重力关系”的实验，桶A为圆柱形烧杯，桶B为装水小桶。
(1)正确的操作顺序是( )
A．乙丙甲丁 B．甲乙丙丁
√
(2)将物体“空桶A”放入盛满水的溢水杯中，使物体“空桶A”处于漂浮状态，则物体“空桶A”受到的浮力为________N。
(3)测出桶B和溢出水的总重力，分析乙、丁两图可知，物体“空桶A”排开水的重力为________N，________(选填“大于”“小于”或“等于”)物体“空桶A”受到的浮力，由此可初步得出浮力大小与排开液体所受重力的关系。
2
2
等于
(4)接着往物体“空桶A”中加入沙子进行实验，得到4组数据，记录在表格如下，其中有明显错误的是第________次。实验中，随着加入沙子越多，物体“桶A”浸入水中就越______(选填“深”或“浅”)。
序号 1 2 3 4
桶A与沙子的总重力/N 2．4 2．8 3．2 3．4
桶B与水的总重力/N 4．0 4．4 4．6 5．0
(5)往物体“桶A”中加入沙子进行多次实验的目的是________________。
3
深
得到普遍性规律
8．(2025·广州中考)图a是实践小组设计的自动储水箱简图，竖直细杆固定在水箱底部，浮筒可沿细杆上下移动，水箱中水深为0．1 m时，浮筒对水箱底部的压力刚好为零；水深为0．4 m时，浮筒开始接触进水阀门；水深为0．6 m时，浮筒使进水阀门完全关闭，浮筒所受浮力和水深关系的图像如图b，已知ρ水＝1．0×103 kg/m3，g取10 N/kg。
(1)水深从0．1 m到0．4 m的过程中，浮筒排开水的重力________，水对箱底产生的压强________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【解】根据浮筒所受浮力和水深关系的图像可知，水深从0．1 m到0．4 m的过程中，浮筒所受浮力不变，根据阿基米德原理可知，浮力等于排开液体所受的重力，故浮筒排开水的重力不变。
根据p＝ρgh可知，深度变深，水对箱底产生的压强变大。
(2)阀门完全关闭时，求：
①水对箱底产生的压强；
②浮筒排开水的体积。
【解】(2)水深为0．6 m时，浮筒使进水阀门完全关闭，水对箱底产生的压强
p＝ρ水gh＝1．0×103 kg/m3×10 N/kg×0．6 m＝6×103 Pa
根据浮筒所受浮力和水深关系的图像可知，水深为0．6 m时，浮筒所受的浮力为7．5 N，浮筒排开水的体积(共32张PPT)
第3节 物体的浮沉条件及应用
1．知道物体的浮沉条件，会根据浮沉条件判断物体的浮沉。
2．知道轮船、气球、飞艇、潜水艇、密度计的浮沉原理。
3．(重点)会应用不同的方法进行浮力的计算，说明生产、生活中的一些现象。
01
课前梳理
1．物体的浮沉条件
物体的浮沉取决于物体所受的________力和_________力的大小关系；也可以用物体的密度跟液体密度的大小关系来判断。
2．浮力的应用
(1)轮船：轮船是利用“______________”的方法，增大排开水的体积，从而增大______________；轮船的大小通常用______________表示，排水量是指轮船装满货物时排开水的______________。
浮
重
空心
浮力
排水量
质量
(2)潜水艇：潜水艇浸没在水中时，所受浮力不变，是通过水舱吸水和排水的方式，改变______________来实现下潜和上浮的。
(3)气球和飞艇：气球和飞艇内部充有密度____________空气的气体(如氢气、氦气或热空气)，使浮力____________重力而升空。
(4)密度计：密度计是测量液体密度的仪器。它在液体中是______________的，根据二力平衡条件可知，受到的浮力始终等于它受到的______________且不变。
自身重力
小于
大于
漂浮
重力
02
课堂解析
1．物体的浮沉条件
(1)物体浮沉的原因：当G≠F浮时物体将上浮或下沉。(力是改变物体运动状态的原因)
重难突破
状态(实心物体) 动态(受非平衡力作用) 静态(受平衡力作用) 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
受力分析 F浮＞G F浮＜G F浮＝G F浮＝G F浮＝G－F支
图解
(2)物体浮沉的几种状态(如下表所示)。
状态(实心物体) 动态(受非平衡力作用) 静态(受平衡力作用) 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
运动状态 向上运动 向下运动 静止在液体内不触底 静止在液面上 静止在容器底部
密度分析 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液＝ ρ物 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物
体积分析 V排＝V物 V排＝V物 V排＝V物 V排＜V物 V排＝V物
【典例1】一个小球所受的重力为10 N，将它浸没在水中时，排开的水所受的重力为15 N。那么小球浸没时受到的浮力大小为________N，放开手后，小球将________(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)，最终小球所受的浮力为________N。
解析 由题意知，小球浸没在水中时，排开的水所受的重力为15 N
由阿基米德原理知F浮＝G排＝15 N
又因为G球＝10 N，F浮＞G球，则放手后小球将上浮，最终漂浮在液面上，根据浮沉条件可知，此时小球受到的浮力等于重力，
F浮′＝G球＝10 N。
15
上浮
10
2．浮力的应用
(1)轮船：采用空心的办法使它漂浮在水面上。
易错警示：同一艘轮船，在海水中和河水中都处于漂浮状态，浮力等于重力，大小不变，当轮船由海水中驶入河水中， ρ变小，V变大，船身下沉一些。
(2)潜水艇：通过改变自身重力实现浮沉。
特别注意的是浸没在水中的潜水艇排开水的体积，无论下潜多深，始终不变，所以潜水艇所受的浮力始终不变。
(3)气球和飞艇：气球的升降与其内部气体的密度有关，充入气体的密度小于空气的密度。
(4)密度计：密度计是根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成的，即G＝F浮＝ρ液gV排。同一支密度计，在不同液体中漂浮时所受浮力是相同的，其浸入液体越深，说明相应液体的密度越小。
【典例2】一艘轮船的排水量是8 800 t，在密度是1．0×103 kg/m3的河水中航行，它满载时排开河水的体积是多大？如果该轮船从长江驶入大海(海水密度为1．03×103 kg/m3)航行，它排开海水的体积是多大？它从江河驶入海中是上浮一些还是下沉一些？
解 该轮船满载时排开河水的质量
m排＝8 800 t＝8．8×106 kg
排开河水的体积
＝8．8×103 m3
轮船从长江驶入大海都处于漂浮状态，根据二力平衡条件可知，浮力等于轮船与货物的总重力，即
F浮＝m排g＝8．8×106 kg×10 N/kg
＝8．8×107 N
因为F浮＝ρ液gV排
所以排开海水的体积
≈8．5×103 m3
由此可知V河>V海，即轮船从江河驶入海中是上浮一些
也可根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，浮力不变，海水的密度大，因此轮船排开海水的体积小，所以从江河驶入海中是上浮一些。
知识点一 物体的浮沉条件
1．小刚使用一个质量为60 g的鸡蛋、一个烧杯、水和食用盐探究物体的浮沉条件。
(1)他将鸡蛋放入装有适量清水的烧杯中，松手后鸡蛋沉底，如图甲所示，此时鸡蛋所受浮力________重力，鸡蛋的密度________水的密度。加盐后鸡蛋开始上浮，如图乙所示，上浮过程中，其重力______浮力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
随堂练习
小于
大于
小于
(2)鸡蛋最终漂浮时如图丙所示，请作出此时鸡蛋在竖直方向的受力示意图。若盐水的密度为1．2×103 kg/m3，则鸡蛋受到的浮力为________N，鸡蛋排开盐水的体积为________cm3。(g取10 N/kg)
0．6
50
【答案】如图所示
(3)网上流传着一种说法：通过鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性，小刚用一个新鲜鸡蛋进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(图丁)，取出鸡蛋擦干放置50天后，再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(图戊)，看来网传是真的，下列分析正确的是________(填选项)。
A．鸡蛋两次所受的浮力一样大
B．图甲中鸡蛋排开水的重力大
C．图乙中鸡蛋所受浮力大于重力
D．放置 50天后的鸡蛋密度变大
√
知识点二 浮力的应用
2．下列飞行器件中，其升空原理与热气球相同的是( )
A．孔明灯 B．飞机
C．火箭 D．风筝
√
3．(2025·深圳期中)如图所示，潜水艇能够上浮和下沉是通过改变________来实现的；潜水艇在上浮过程中，未露出水面之前，所受的浮力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。为了能使潜水艇浮出水面，应使水舱中的水量________(选填“增加”“减少”或“不变”)。
自身重力
不变
减少
4．鱼鳔可以辅助金鱼的浮沉，当金鱼悬浮在水中时，金鱼受到的浮力________(选填“大于”“小于”或“等于”)金鱼所受的重力；当金鱼上浮时，鱼鳔会________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
等于
变大
课后练习
03
√
1．(2025·佛山期末)如图所示，由静止释放的“孔明灯”可以升空，原因是“孔明灯”( )
A．不受重力的作用
B．所受浮力大于重力
C．所受浮力等于重力
D．所受浮力小于重力
基础巩固
2．潜水艇在海水里匀速竖直上浮过程中(未露出海面)，下面说法正确的是(不计海水阻力)( )
A．浮力变大，重力小于浮力
B．浮力和重力同时变小，但浮力和重力始终相等
C．浮力不变，重力等于浮力
D．浮力不变，重力变小
√
3．把一木块轻轻放入盛满酒精的溢水杯中，此时杯中溢出酒精10 g，若将此木块轻轻放入盛满水的溢水杯中，从杯中溢出水的质量(ρ木块＝0．6×103 kg/m3，ρ酒精＝0．8×103 kg/m3，ρ水＝1．0×103 kg/m3)( )
A．小于10 g B．等于10 g
C．大于10 g D．条件不足，无法判断
√
4．我们泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，由于浮力大于重力而________；茶叶充分吸水后由于其密度________水的密度而下沉。
上浮
大于
5．一个物体所受的重力为18 N，将其浸没在水中时，排开的水所受的重力为20 N，此时它所受的浮力为________N，放手后物体将________(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。
20
上浮
√
6．(2025·揭阳模拟)如图甲所示为我国古代的滴水计时工具——漏刻，图乙为它的模拟示意图。漏水壶通过底部的出水口向受水壶中滴水，受水壶中的箭尺始终处于漂浮状态，当受水壶中液面升高时，变化的是( )
A．箭尺受到的浮力
B．箭尺排开水的质量
C．箭尺排开水的重力
D．水对受水壶底的压强
能力达标
7．(2025·佛山期末)图甲为小明探究植物细胞吸水与失水的原理的装置：将冬瓜制成“冬瓜碗”，加入240 g、密度为1．2 g/cm3的食盐水，再让土密度计竖直漂在食盐水中(食盐溶解后溶液体积变化可忽略)。实验过程中，土密度计所受的浮力________(选填“增大”“减小”或“不变”)。图乙为土密度计浸入溶液的深度随时间变化图像，土密度计稳定后盐水的密度为________g/cm3；若要使土密度计恢复初始浸入深度，可以向溶液中________(选填“加盐”或“加水”)。
不变
1．125
加盐
8．(2025·韶关期末)2025年4月27日23时54分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将天链二号05星发射升空。航天员在“中性浮力”训练中，穿上航天服并带上配重，在水中保持身体既不浮出水面也不沉入水底的状态时，航天员和配重的重力________(选填“大于”“小于”或“等于”)他和配重的浮力。航天员应________(选填“增加”或“减少”)配重才能返回水面。潜水艇上浮或下沉的原理与之相似，当向水舱内______(选填“注水”或“排水”)时可实现下沉。
等于
减少
注水
