9.1認識浮力

【學習目標】

1.知道什么是浮力和浮力的方向；

2.會用“稱重法”測量浸入液體中的物體受到的浮力;

3.知道浮力產生的原因。

【知識導圖】

知識點一：浮力

現象探究：什么是浮力？

氫氣球飛向高空放飛的孔明燈

輪船在海面上航行湖面上的天鵝

現

象

原在空氣中的氫氣球受到在空氣中的孔明燈受浸在海水的輪船受到湖面的天鵝受到湖

因空氣向上托的力到空氣向上托的力海水向上的托力水向上.的托力

概念：無論是液體還是氣體，對浸在其中的物體都有向上的托力，物理學中把這個托力叫做浮力

【拓展延伸】

（1）無論物體的形狀如何，怎樣運動，只要是浸入液體（或氣體）中，都會受到液體（或氣體）對它豎直向

上的浮力。

（2）施力物體是液體（或氣體）。受力物體是浸入液體（或氣體）中的物體。

(3)對“浸在”的理解：“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入”，也就是說浸沒在液體內部和浮在液體表面的物

體都受到浮力，浸在氣體中的物體也受到浮力。

(4)測浮力大小的簡便方法——稱重法。

2.稱重法：物體放在液體前，把物體掛在彈簧測力計上，測出物體的重力G,再把物體浸入液體中，記下彈

簧測力計的示數為F',則/=G-七。

知識點二：浮力的產生原因

有一個棱長為L的正方體浸沒在液體中，分析受力可知:

位置深度壓強壓力

前后兩面相等相等心=心，是一對平衡力

左右兩面相等相等Fk=F右，是一對平衡力

設上表面的深度

上表面的壓強小于

上下兩面為〃，則下表面的

下表面的壓強%」二>%下EVS

深度為

結論:浸沒在液體中的物體受到的浮力，是由于液體對物體向上和向下的壓力差產生的，即耳,=%￡一緯一。

【特別提示】——兩種特殊情況

要點詮釋：

1.浮力的施力物體就是“液體”，受力物體就是“浸在液體中的物體“；物體間力的作用是相互的，物體受

到浮力的同時，液體也受到物體對它的壓力作用，這個力的大小就等于物體受到的浮力，方向和浮力的方

向相反。

2.根據浮力產生的原因，上、下表面受到的壓力差。如果物體和容器底部緊密接觸(不是沉底)，這時

物體上表面受到液體豎直向下的壓力，物體的下表面并沒有受到液體豎直向上的壓力，物體雖然浸沒在液

體中，但是不受浮力。(如圖)

.

典例一在圖中，重為4牛的金屬塊靜止在水面下，彈簧測力計的示數為3牛，金屬塊

受到浮力的大小為牛，方向o當剪斷連接金屬塊與測力計的細線時，金

屬塊所受合力將3牛（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

【解析】（1）根據題意可以知道，金屬塊的重力為4N,金屬塊浸沒在水中彈簧測力計的示數為3N；金屬塊

在水中受到水的浮力：耳字=G-F'=4N-3N=1N,浮力的方向是豎直向上的:

（2）當重為4N的金屬塊靜止在水面下，彈簧測力計的示數為3N,因為金屬塊靜止，所以金屬塊受到的合力

為零；當剪斷連接金屬塊與測力計的細線時,金屬塊受到合力的大小等于彈簧測力計的示數，即大小為3N,

方向豎直向下。

典例二如圖所示，A、8是兩個體積相同又能自由移動的物體，C、。是容器凸起的一部分，現往容

器里注入一些水，則下列說法錯誤的是（）

A.A物體一定受到浮力的作用

B.8物體一定受到浮力的作用

C.C部分一定受到浮力的作用

D.O部分一定受到浮力的作用

【解析】浮力產生的原因是浸在液體里的物體受到向上和向下的壓力差。由題圖分析知，8物體和。部分

上、下表面都受到水的壓力，且%上〉尊仆.，所以8物體和。部分一定受浮力的作用。A物體耳葉=0,

耳孚=坨上，也受到浮力的作用。C是容器底部凸起的一部分，它的下表面沒有與水接觸，也就是沒有受

到向上的壓力，所以它一定不受浮力。

一、什么是浮力

1.關于浮力，下列說法中正確的是（）

A.浮力的施力物體只能是液體

B.浮力的方向不一定總是豎直向上

C.正在水中下沉的石頭受到浮力的作用

D.只有漂浮在水面的物體才受到浮力的作用

【答案】C

【解析】A.物體浸在空氣中也會受到浮力的作用，此時的施力物體是空氣，故A錯誤；B.浮力方向總是

與重力方向相反，是豎直向上的，故B錯誤；CD.浸在液體中的物體會受到液體產生的向上托的力，即受

浮力作用，漂浮的物體受浮力，下沉的物體也受浮力，故C正確，D錯誤。故選C。

2.有一實心球形物體，用彈簧測力計在空氣中稱重時，測力計的示數為15N,當把物體的一半體積浸入水

中時，測力計的示數為6N。則此時物體受到的浮力是（）

A.9NB.6NC.18ND.15N

【答案】A

【解析】物體浸入水中時，受到向上的拉力、豎直向下的重力、豎直向上的浮力處于平衡狀態(tài)，則此時物

體受到的浮力為居辛=G-理=15N-6N=9N故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。

3.在圖中，重為3牛的小球漂浮在水面上，用力的圖示法畫出該球受到的浮力F浮。

【解析】作圖前應先進行受力分析，明確力的三要素，再按一定的標度，浮力的作用點在重心，也就是球

的中心，從力的作用點開始沿力的方向畫出這個力，并標出大小和方向。小于漂浮在水面上，則所受的浮

力與自身的重力是一對平衡力，大小相等，方向相反，所以浮力的大小為3N,方向豎直向上，作用點在小

于的重心上。作圖如下：

IN

4.小麗想要測量一個石塊浸沒在水中的浮力，她先用彈簧測力計測出石塊在空氣中的重力為5N,然后將

石塊完全浸沒在水中，彈簧測力計示數如圖所示，則石塊所受的浮力大小為N,浮力的方向是。

【答案】2.2豎直向上

【解析】由圖可知，彈簧測力計的分度值為0.2N,石塊重為5N,石塊浸沒在水中彈簧測力計的示數為2.8N,

石塊在水中受到水的浮力Fff=G-F示=5N28N=2.2N

浮力的方向始終是豎直向上的。

二、浮力產生的原因

5.如圖所示，取一個瓶口內徑略小于乒乓球直徑的雪碧瓶，去掉其底部，把一只乒乓球放到瓶口處，然后

向瓶里注水，會發(fā)現水從瓶口流出，乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口，不久就可觀察到乒乓球上浮起來。

此實驗說明了（）?

A.大氣存在壓強MB

B.連通器原理

C.液體的壓強與液體的密度和深度有關

D.浮力產生的原因是液體（或氣體）對浸在其中的物體上下兩個表面存在壓力差

【答案】D

【解析】開始乒乓球受到上面液體壓強和大氣壓的作用，下部沒有液體，只受到大氣壓的作用，向上的大

氣壓強小于向下的壓強的作用，乒乓球不能上浮。用手堵住瓶口，乒乓球下面有水，則其下面也受到液體

壓強的作用，且向上的壓強大于向下的壓強，因為液體壓強隨深度的增加而增大，于是產生一個向上的壓

力差，這便產生了浮力，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。

6.將兩個相同的物體放入甲、乙兩個容器內中央位置，同時等量緩慢地向甲、乙容器中注水，假設物體密

度小于水且注水過程中物體不會傾倒，則（)

甲乙

A.甲容器中的物體先浮起B(yǎng).乙容器中的物體先浮起

C.甲、乙容器中的物體同時浮起D.都有可能

【答案】B

【解析】兩個相同的物體的重力相同，放入甲、乙兩個容器內中央位置，因甲容器底面積大，故同時等量

緩慢地向甲、乙容器中注水，同一時刻，乙容器中水的深度大于甲容器中水的深度。根據〃=Qg/?,同一

時刻，乙中物體底部受到液體產生的壓強大，由壓強公式有b=pS當液體產生的向上的壓力（即浮力）剛

好等于重力時，物體開始上浮，因兩物體底面積相同，故乙容器中的物體受到的浮力先等于重力，故乙容

器中的物體先浮起，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。

7.如圖所示，浸沒在液體中的物體，其下表面受到液體向上的壓力_________上表面受到液體向下的壓力

（選填“小于”“等于”或“大于”），這兩個壓力之間存在的壓力差就是產生浮力的原因。浮力的方向總是

，浮力的大小與該物體所受重力的大?。ㄟx填“有關”或"無關”）。

【答案】大于豎直向上無關

【解析】浸沒在液體中的物體，下表面所處的深度大于上表面所處的深度，根據液體內部壓強的特點可知，

物體下表面所受的液體壓強大于上表面所受的液體壓強，物體上下表面受力面積相同，根據F=pS可知,

物體下表面所受的液體向下的壓力大于上表面所受液體向下的壓力。因為物體浸沒在液體中時，下表面所

受的液體壓力是豎直向上的，上表面所受的液體壓力是豎直向下的，物體上下表面所受的壓力差就是浮力，

所以浮力的方向總是豎直向上的。浮力的大小與液體的密度和物體浸沒在液體中的體積有關，與物體所受

重力大小無關。

三、浮力大小的計算

8.如圖所示、裝有水的容器靜止放在水平桌面上。正方體物塊M懸浮在水中，其上表面與水面平行，水對

物體M豎直向下的壓力可，豎直向上的壓力為工。則下列說法中正確的是()

A.R大于F2

B.耳與巴的合力方向豎直向下

C.4與巴合力大小等于物體M受到的重力大小一^一

D.物體M受到水的作用力的合力大小等于零

【答案】C

【解析】A.由題意可知，物體M上表面的深度小于下表面的深度，由〃=可知，下表面受到的壓強

大于上表面受到的壓強，由/=pS可知，水對物體M豎直向下的壓力為Fi小于豎直向上的壓力為F2,故

A錯誤；B.6＞耳，鳥豎直向上，Fi豎直向下，Fi與F2的合力方向豎直向上，故B錯誤；C.物體受

到了重力、上表面的壓力和下表面的壓力，在這三個力的作用下處于平衡狀態(tài)，Fi與F2的合力大小等于物

體受到的重力的大小，合力F與重力G的方向相反，故C正確；D.物體M側面受到水的作用力的合力大

小等于零，上下表面受到水的合力就是物體受到的浮力，大小不為零，故D錯誤。故選C。

9.一均勻的長方體浸沒在液體中，如圖所示。已知它的底面積為S,上表面所處深度為hi,下表面所處深

度為h2,長方體下表面所受到液體的壓力表達式為、浮力表達式為，側面所受合

力為No(液體密度p液和g為已知量)

【答案】Piftgh2sp；gg(h2-hi)S0

【解析】下表面所處深度為h2,長方體下表面所受到液體的壓強為根據〃=￡,長方體下表面所

S

受壓力表達式為F2=p2S=p液gh2s同理，上表面所受壓力的表達式為Fl=piS=p液gh]S根據浮力產生的原因，

浮力表達式為FHF2-Fi=p液gh?S-p液ghiS=p液g(h2?hi)S

因長方體相對的兩個側面具有對稱性，所以，由p=pgh可知，相同深度液體內部的壓強相等，由F=pS可知,

相同深度相對的兩個側面物體受到的壓力相等，則長方體側面所受液體壓力的合力為0。

10.如圖所示，用細繩吊著重力為20牛的正方體金屬塊并將其浸沒在水中，此時該金屬塊上、下表面受到

水的壓力為4.9牛、19.6牛，該金屬塊受到的浮力為牛，拉力為?！，F用細繩吊著該金屬塊

繼續(xù)在水中下沉，則該金屬塊受到水的浮力F浮、其上表面受到水的壓力F匕和下表面受到水的壓力F卜，這

三個力中大小不變的是o

〃〃/萬，〃〃〃〃

【答案】14.75.3F浮

【解析】由浮力產生的原因可知，金屬塊受到的浮力由稱重法

%=G-%可得，細繩的拉力%=G-辱=20N-14.7N=5.3N用細繩吊著該金屬塊繼續(xù)在水中下沉，金屬

塊上表面和下表面所處水的深度不斷增加，由夕=pg〃和p=￡知，該金屬塊上、下表面受到水的壓力變

S

大，但在該過程中，金屬塊排開水的體積不會發(fā)生變化，根據/=0液g%E可知，該金屬塊受到水的浮力耳孚

不變。

11.如圖所示，一合金塊所受重力為26.5牛，用測力計掛著金屬塊一半浸入水中，這時測力計的示數為21.6

牛，此時金屬塊受到的浮力為牛，如果將金屬塊全部浸沒到水中，測力計的示數將變?yōu)榕！?/p>

若此時，金屬塊受到水對它向下的壓力為20牛，那么此時水對金屬塊向上的壓力為