第九章浮力（知識清單）

第一節(jié)認識浮力

一、浮力

1.浮力的概念

（1）浮力的定義：液體或氣體，對浸入其中的物體都有豎直向的作用力，物理學中把這個作

用力叫做浮力，常用字母b浮表示。

（2）浮力的方向：向上。

（3）正確理解浮力

①“浸在”包含兩種情況，一是部分浸入，二是全部浸入（也叫浸沒）。

②浸在氣體中的物體也受到氣體對它的豎直向上的浮力作用，但一般情況下不考慮氣體的浮力。

③真空中沒有氣體，位于太空等真空中的物體不受浮力。

④浮力的方向始終豎直向上（不是垂直向上），與重力的方向相反，和物體所處的位置、運動狀態(tài)、

形狀、容器放置方式都無關(guān)。

2.稱重法測浮力

（1）稱重法測浮力的方法

①用彈簧測力計測出物體"物〉p液）的重力G=B；

②將掛在彈簧測力計下的物體浸在液體中，讀出彈簧測力計的示數(shù)B；

③則物體在液體中所受浮力的大小月浮=o彈簧測力計減小的示數(shù)就是物體受到的浮力。

2

M

（2）稱重法測浮力的原理：如右圖所示，物體在空氣中時，受到重力G和彈簧測力計的拉力西；浸在

水中時，受到三個力的作用：重力G、尸浮和根據(jù)力的平衡條件可知：Fi=GFn+F2=G,

所以F?=o

3.浮力產(chǎn)生的原因

（1）分析浮力產(chǎn)生的原因：如下圖所示，以浸沒在液體中的長方體為例進行探究，該長方體的六個

面分別受到液體的壓強（p=pg/z）和壓力（F=pS）,進行對比。

位置前、后兩個面左、右兩個面上、下兩個面

深度相等相等上淺下深

壓強相等相等上小下大

尸前、尸后是一對平衡F左、尸右是尸向下〈廠向上，

壓力

力，合力為0一對平衡力，合力為0尸差二_____________

結(jié)論：浮力是液體對物體向上和向下的產(chǎn)生的，即尸浮=

（2）兩種特殊情況

①當物體部分浸入液體中時，如甲圖所示，上表面不受液體壓力，則浮力的大小產(chǎn)浮=o

②若浸沒在液體中的物體的下表面和容器底緊密接觸（接觸處沒有水），如乙圖所示，則液體對物體

向上的壓力/為,物體將不受浮力的作用，只受向下的壓力。如在水中的橋墩、攔河壩等。

第二節(jié)探究：浮力大小與哪些因素有關(guān)

【實驗目的】

（1）探究浮力大小與哪些因素有關(guān)。（2）學習制訂實驗步驟進行實驗。

【實驗器材】鐵架臺、彈簧測力計、金屬塊、小石塊、燒杯、細繩、水、鹽水。

【實驗設計】用彈簧測力計測量物體（金屬塊或小石塊）所受重力，將懸掛在彈簧測力計下的物體浸

入液體中，測出物體所受的拉力，物體所受浮力等于重力與拉力的差值。

采用控制變量法分別探究浮力大小與物體排開液體的體積、浸沒深度和液體密度的關(guān)系。

【進行實驗】

1.探究浮力大小與物體浸沒的深度的關(guān)系

①如圖A所示，用彈簧測力計測量出物體的重力；

②將物體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)（如圖B所示）；

③改變物體在水中浸沒的深度，讀出彈簧測力計的示數(shù)（如圖C與D）。

④記錄數(shù)據(jù)，計算浮力:

浸沒深度h淺深更深

重力G/N1.01.01.0

彈簧測力計示數(shù)F/N0.40.40.4

浮力P浮/N0.60.60.6

【實驗結(jié)論】

浮力的大小與物體浸沒液體中的深度o（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）

2.探究浮力大小與物體排開液體的體積的關(guān)系

①如圖A所示，用彈簧測力計測量出物體的重力;

②如圖B所示，把物體小部分體積浸入水中，讀出彈簧測力計的示數(shù);

③如圖CD所示，增加物體浸在水中的體積，讀出彈簧測力計的示數(shù)；

④如圖E所示，把物體浸沒水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)。

⑤記錄數(shù)據(jù)，計算浮力：

物體浸在液體中的體積V部分浸入大部分浸入浸沒

重力G/N2.72.72.7

彈簧測力計示數(shù)F/N2.22.11.7

浮力Fff/N0.50.61.0

【實驗結(jié)論】

浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān)，同種液體，物體排開液體的體積越大，浮力越

3.探究浮力大小與液體密度的關(guān)系

①用彈簧測力計測量出物體A的重力G；

②將物體A分別浸沒在水、酒精和鹽水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)。

③記錄數(shù)據(jù)，計算浮力：

液體種類水酒精鹽水

重力G/N3.43.43.4

彈簧測力計示數(shù)F/N3.03.22.8

浮力尸滓/N0.40.20.6

【實驗結(jié)論】

浮力的大小跟液體的密度有關(guān)，在排開液體的體積相同時，液體密度越大，物體受到的浮力

越。

4.探究浮力大小與物體密度的關(guān)系

①用彈簧測力計分別測出體積相等的銅塊、鋁塊的重力；

②把銅塊、鋁塊分別懸掛在彈簧測力計下端浸沒在水中，觀察并記錄彈簧測力計的示數(shù)。

9?NT8N1SN

③記錄數(shù)據(jù)，計算浮力:

固體種類銅球鐵球

重力G/N9.08.0

彈簧測力計示數(shù)F/N8.01.8

浮力產(chǎn)浮/N1.01.0

【實驗結(jié)論】浮力的大小跟物體的密度（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”），在排開同種液體的體積

相同時，所受浮力相等。

5.探究浮力大小與物體的形狀的關(guān)系

①如圖（a）,用彈簧測力計測出橡皮泥的重力；

②如圖（b）,將一塊橡皮泥浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)；

③如圖（c）,將同一塊橡皮泥捏成實心五邊體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù);

④如圖（d）,將同一塊橡皮泥捏成實心球體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)。

（a）（b）（c）（d）

⑤記錄數(shù)據(jù)，計算浮力：

橡皮泥形狀長方體五邊體球體

橡皮泥重力G/N4.84.84.8

彈簧測力計示數(shù)F/N3.23.23.2

浮力尸浮/N1.61.61.6

【實驗結(jié)論】浮力的大小跟物體的形狀關(guān)，在排開同種液體的體積相同時，所受浮力相等。

【歸納總結(jié)】決定浮力大小的因素：

物體在液體中所受浮力的大小不僅與液體的密度有關(guān)，還與物體排開液體的體積有關(guān)，而與浸沒在液

體中的深度無關(guān)。物體排開液體的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。

第三節(jié)阿基米德原理

一、探究浮力的大小

【猜想與假設】液體的密度越大，物體排開液體的體積越大，則排開的液體受到的重力越大；另一方

面，液體的密度越大，排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大。所以浮力的大小跟排開液體所受的重

力應該有一定的關(guān)系，大小可能o

【設計實驗】

（1）實驗器材：彈簧測力計、物體（0物＞0浪）、溢水杯、小桶、細線、水、鹽水。

（2）測量浮力的方法（稱重法）：使用彈簧測力計進行測量：先測出物體所受的重力G,再讀出物

體浸在液體中時彈簧測力計的示數(shù)R則尸浮=（如圖甲、丙所示）。

（3）測量排開液體所受的重力（溢水法）：物體排開液體所受的重力可以用溢水杯和彈簧測力計測

出（如圖乙、丁所示）：溢水杯中盛滿液體，再把物體浸在液體中，讓排開的液體流入一個小桶中，桶中

的液體就是被物體排開的液體，用彈簧測力計測出排開液體所受的重力6排=。

【進行實驗與收集數(shù)據(jù)】

（1）如圖甲，將小石塊用細線系住，掛在彈簧測力計的掛鉤上，測出小石塊的重力G=R。

（2）如圖乙，將小桶掛在彈簧測力計的掛鉤上，測出其所受的重力G^=&。先測小桶重力以免沾水

使測量數(shù)據(jù)不準確。

甲乙

(3)將水倒入溢水杯中，使水面恰好到達溢水杯的溢水口，將小桶放在溢水口下水能正好流入小桶的

位置，然后將小石塊慢慢地浸入水中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)B，如圖丙所示。

(4)利用公式/浮=打了3,計算出小石塊此時在水中受到的浮力。

(5)如圖丁，測出小桶和排開的水所受總重力居，算出排開的水所受的重力居-尸2。

(6)改變質(zhì)量不同的金屬塊再做幾次實驗，把實驗數(shù)據(jù)填入表格中。

(7)實驗數(shù)據(jù)表格。

物重物體在水中時浮力桶與排出水空桶重科歷水重

序號G/N測力計示數(shù)77N總重GWGffi/N

12.21.40.81.81.00.8

21.71.10.61.61.00.6

33.62.31.32.31.01.3

【分析論證】

分別計算實驗序號1、2、3中物體受到的浮力和排開液體所受的重力，發(fā)現(xiàn)尸浮G排。

【實驗結(jié)論】浸在液體中的物體受到浮力的大小它排開的液體所受重力的大小。

【交流與討論】

(1)若先將物體放入水中測浮力，再測重力，由于物體沾水會使所測重力偏大，則所測浮力偏

(2)若先測量小桶和排開液體的重力，再測空小桶的重力，則由于小桶沾水會使重力偏大，所測排

開液體的重力偏O

(3)物塊在浸入前，水面要與溢水口相平，若水面不與溢水口相平，不會影響浮力的大小，但會導

致排到小桶內(nèi)的水小于物塊排開的水的體積，最終會得出物體所受浮力—于排開的液體所受重力的錯誤

結(jié)論。(以上均選填“大”或“小”)

(4)實驗中換用質(zhì)量不同的物塊或不同液體進行多次測量，是為了使實驗結(jié)論具有普遍性。

上述結(jié)論早在兩千多年前就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，稱為阿基米德原理。

二、阿基米德原理

1.內(nèi)容：浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小。

2.數(shù)學表達式：F?=導出式：Fn=Gtt-

公式中各物理量的意義及單位

"液表示液體的,單位：千克/米3（kg/m3）

V排表示，單位：米③（m3）

g表示9.8牛/千克（N/kg）

廠浮表示物體受到的浮力，單位：牛（N）

各物理量全部采用國際單位制。

3.對阿基米德原理的理解

①影響浮力大小的因素：由公式%=/3海gV排可知：浮力產(chǎn)浮的大小只和和有關(guān)，與物體的體

積、形狀、密度、浸沒在液體中的深度等因素o（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）

②適用范圍：該定律也適用于氣體，物體在氣體中所受浮力的大小也可用尸浮=計算。

③求液體密度、排開液體的體積公式：p液=；V?=o

④理解“浸在液體中的物體”

浸在液體中的物體包括兩種情況：一是物體全部浸入液體中，如圖中B物體，也叫浸沒；二是一部分

體積浸入液體中，如圖中A物體。

物體浸沒時：VsVaV物；物體部分浸入時：V排VaV物。（均選填

“>”、或）

三、計算浮力大小的四種方法

稱重法壓力差法公式法平衡法

浮力等于物體的重浮力等于物體上、根據(jù)阿基米德原理物體漂浮或懸浮

力G減去物體浸在下表面受到的液體計算時，由二力平衡條

液體中時彈簧測力的壓力差，即/浮=6排="1排g件得浮力等于重

計的拉力凡即F浮=尸n，i±-F向下—p液gV排力，即

F?=G-FFn=G

第四節(jié)物體的浮與沉

一、物體的浮沉條件

1.物體在液體中常見的三種狀態(tài)

(1)物體在液體中有、和三種狀態(tài)。

(2)物體在液體中三種狀態(tài)的受力分析：

漂浮懸浮沉底

①漂浮時：受到重力與浮力的作用，根據(jù)二力平衡條件知，這兩個力是一對平衡力，F(xiàn)諄—G?

②懸浮時：受到重力與浮力的作用，根據(jù)二力平衡條件知，這兩個力是一對平衡力，F(xiàn)n—Go

③沉底時：受到重力G、浮力尸浮與支持力N的作用，這三個力平衡：F?=0

2.物體的浮沉條件

(1)比較浮力與重力的大小判斷物體的浮沉：以浸在水中的雞蛋為例分析，把雞蛋浸入水中時，受到

重力G與浮力/浮兩個力的作用，這兩個力的方向相反、作用在同一直線上，雞蛋的浮沉就取決于這兩個

力的大小。

根據(jù)二力平衡條件進行分析：

①若浮力尸浮G,則雞蛋會上浮，最后漂??；

②若浮力/浮G,則雞蛋會懸浮，可停在液體內(nèi)部任意位置；

③若浮力尸浮G,則雞蛋會下沉，靜止在水底。(以上均選填“>"、或“=”)

(2)比較物體密度〃物與液體密度〃海的大小關(guān)系判斷物體的浮沉(理論推導)

當物體浸沒在液體中時，受到重力G與浮力尸浮兩個力的作用；因為物體浸沒，所以排開液體的體積

等于物體的體積V排=1^物=；浮力大小/浮海gV排=/>液gV；重力的大小物gU物物gU

①當尸時，得出〃浪p物,物體上??；

②當尸浮=6時，得出p枷,物體懸?。?/p>

③當尸浮<G時，得出〃浪p物，物體下沉。(以上均選填“>"、或“=”)

晨＜GE；二GF—GF浮+N=G

。液〉。物。液Vp物P液〉。物P液=。物P液V。物

3.有關(guān)物體漂浮的規(guī)律

根據(jù)尸浮=G物體—p物體gV物體；尸浮=0潑gV排進行分析，可得出以下規(guī)律:

（1）“二力平衡”，即物體所受浮力等于物體的重力，尸浮=G物體。

（2）“質(zhì)量相等”，即排開液體的質(zhì)量等于物體自身質(zhì)量，相排=小物體。

（3）“體積比與密度比有關(guān)”，即浸入液體的體積是物體體積的幾分之幾，物體的密度就是液體密

度的幾分之幾，即〃物體V物體=/）?V俳

。物-▽P,取

（4）“浮力恒等”，即物體漂浮在不同液體中時，所受浮力相等（尸i=&=i=G物）。

（5）“密大浸少”，即物體漂浮在不同液體中時，密度大的液體浸入液體中的體積較小。

二、浮沉條件的應用

1.密度計

（1）原理：密度計放在液體中都是漂浮，故受到的浮力等于它受到的_______且不變。根據(jù)F浮而浪gV排

可知，下浮不變，把它放在密度比較大的液體里，它排開液體的體積小，上浮一些；把它放在密度比較小的

液體里，排開液體的體積大，下沉一些。密度計的刻度不均勻，從下往上的示數(shù)是越來越小的。

（2）金屬粒的作用：密度計玻璃管中金屬粒的作用是降低重心，提高密度計的穩(wěn)定性，使密度計在

液體中能夠保持豎直狀態(tài)。

鹽水

密度計鹽水選種

2.鹽水選種

工作原理：根據(jù)浮沉條件，當物體的密度比液體的密度大時，物體將—，反之，則漂浮。鹽水選種

就是這個道理，不飽滿的種子密度小于鹽水的密度則漂浮，而飽滿的種子密度大于鹽水的密度則下沉。

3.潛水艇

（1）潛水艇的沉浮原理

因為潛水艇浸沒在水里時，排開水的體積不變，根據(jù)阿基米德原理廠浮彳液gV排可知，所受浮力基本

不變，所以只能靠改變自身實現(xiàn)浮沉的。

（2）潛水艇的浮沉分析

①下潛時，在兩側(cè)的水艙內(nèi)充入水，艇重增大，重力大于浮力，潛艇就會下沉。

②當水艙充水，潛水艇重等于同體積的水重時，它可以懸浮在水中。

③當用壓縮空氣將水艙里的水排出一部分時，潛水艇變輕，從而上浮。

潛水艇截面示意圖熱氣球

4.熱氣球

（1）熱氣球工作原理

通過改變氣袋內(nèi)氣體體積和實現(xiàn)升降。例如，節(jié)日放飛的氣球、攜帶氣象儀器的高空探測氣

球，充的是氫氣或氯氣；體育、娛樂活動用的熱氣球，充的是被燃燒器加熱而體積膨脹的熱空氣。

（2）工作過程

①調(diào)大火焰上升：空氣溫度升高，熱脹，部分氣體被排出，重力小于浮力；

②調(diào)小火焰下降：空氣溫度降低，冷縮，外面的空氣進入球體，重力大于浮力。

5.飛艇

（1）工作原理：內(nèi)部充有密度小于空氣的氣體（如氫氣、氮氣或熱空氣），利用空氣浮力升空。

（2）工作分析：通過改變自身體積，從而改變排開氣體的體積實現(xiàn)上升和下降。

6.輪船

（1）輪船的漂浮原理

把輪船做成“”體后放在水里，雖然它所受的重力沒有改變，但是排開的水較多，因而受到

較大的浮力，所以能漂浮在水面上。

（2）輪船的排水量加排

輪船的排水量表示輪船的大小，指輪船裝滿貨物時排開水的,等于輪船和貨物的總質(zhì)量：，"排

=加船+機物。如一艘輪船的排水量是10”，說明此船滿載時，貨物和船身質(zhì)量之和為10九

第九章浮力（知識清單）

第一節(jié)認識浮力

一、浮力

1.浮力的概念

（1）浮力的定義：液體或氣體，對浸入其中的物體都有豎直向上的作用力，物理學中把這個作用力叫

做浮力，常用字母尸浮表示。

（2）浮力的方向：豎直向上。

（3）正確理解浮力

①“浸在”包含兩種情況，一是部分浸入，二是全部浸入（也叫浸沒）。

②浸在氣體中的物體也受到氣體對它的豎直向上的浮力作用，但一般情況下不考慮氣體的浮力。

③真空中沒有氣體，位于太空等真空中的物體不受浮力。

④浮力的方向始終豎直向上（不是垂直向上），與重力的方向相反，和物體所處的位置、運動狀態(tài)、

形狀、容器放置方式都無關(guān)。

2.稱重法測浮力

（1）稱重法測浮力的方法

①用彈簧測力計測出物體"物〉p液）的重力G=B；

②將掛在彈簧測力計下的物體浸在液體中，讀出彈簧測力計的示數(shù)B；

③則物體在液體中所受浮力的大小月浮=叢二￡。彈簧測力計減小的示數(shù)就是物體受到的浮力。

2

M

（2）稱重法測浮力的原理：如右圖所示，物體在空氣中時，受到重力G和彈簧測力計的拉力西；浸在

水中時，受到三個力的作用：重力G、浮力展和拉力B；根據(jù)力的平衡條件可知：Fi=GF?+F.=G,

所以F?=Fj-F2-

3.浮力產(chǎn)生的原因

（1）分析浮力產(chǎn)生的原因：如下圖所示，以浸沒在液體中的長方體為例進行探究，該長方體的六個

面分別受到液體的壓強（p=pgh）和壓力（F=pS）,進行對比。

位置前、后兩個面左、右兩個面上、下兩個面

深度相等相等上淺下深

壓強相等相等上小下大

尸前、尸后是一對平衡F左、尸右是尸向下〈廠向上，

壓力

力，合力為0一對平衡力，合力為0F差二方向上-方向下

結(jié)論：浮力是液體對物體向上和向下的壓力差產(chǎn)生的,

浮力產(chǎn)生的原因

（2）兩種特殊情況

①當物體部分浸入液體中時，如甲圖所示，上表面不受液體壓力，則浮力的大小產(chǎn)浮=—。

②若浸沒在液體中的物體的下表面和容器底緊密接觸（接觸處沒有水），如乙圖所示，則液體對物體

向上的壓力尸為。，物體將不受浮力的作用，只受向下的壓力。如在水中的橋墩、攔河壩等。

第二節(jié)探究：浮力大小與哪些因素有關(guān)

【實驗目的】

（1）探究浮力大小與哪些因素有關(guān)。（2）學習制訂實驗步驟進行實驗。

【實驗器材】鐵架臺、彈簧測力計、金屬塊、小石塊、燒杯、細繩、水、鹽水。

【實驗設計】用彈簧測力計測量物體（金屬塊或小石塊）所受重力，將懸掛在彈簧測力計下的物體浸

入液體中，測出物體所受的拉力，物體所受浮力等于重力與拉力的差值。

采用控制變量法分別探究浮力大小與物體排開液體的體積、浸沒深度和液體密度的關(guān)系。

【進行實驗】

1.探究浮力大小與物體浸沒的深度的關(guān)系

①如圖A所示，用彈簧測力計測量出物體的重力；

②將物體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)（如圖B所示）；

③改變物體在水中浸沒的深度，讀出彈簧測力計的示數(shù)（如圖C與D）。

④記錄數(shù)據(jù)，計算浮力:

浸沒深度h淺深更深

重力G/N1.01.01.0

彈簧測力計示數(shù)F/N0.40.40.4

浮力P浮/N0.60.60.6

【實驗結(jié)論】

浮力的大小與物體浸沒液體中的深度逑。（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）

2.探究浮力大小與物體排開液體的體積的關(guān)系

①如圖A所示，用彈簧測力計測量出物體的重力；

②如圖B所示，把物體小部分體積浸入水中，讀出彈簧測力計的示數(shù);

③如圖CD所示，增加物體浸在水中的體積，讀出彈簧測力計的示數(shù)；

④如圖E所示，把物體浸沒水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)。

⑤記錄數(shù)據(jù)，計算浮力：

物體浸在液體中的體積V部分浸入大部分浸入浸沒

重力G/N2.72.72.7

彈簧測力計示數(shù)F/N2.22.11.7

浮力Fff/N0.50.61.0

【實驗結(jié)論】

浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān)，同種液體，物體排開液體的體積越大，浮力越大。

3.探究浮力大小與液體密度的關(guān)系

①用彈簧測力計測量出物體A的重力G；

②將物體A分別浸沒在水、酒精和鹽水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)。

③記錄數(shù)據(jù)，計算浮力：

液體種類水酒精鹽水

重力G/N3.43.43.4

彈簧測力計示數(shù)F/N3.03.22.8

浮力尸滓/N0.40.20.6

【實驗結(jié)論】

浮力的大小跟液體的密度有關(guān)，在排開液體的體積相同時，液體密度越大，物體受到的浮力越大。

4.探究浮力大小與物體密度的關(guān)系

①用彈簧測力計分別測出體積相等的銅塊、鋁塊的重力；

②把銅塊、鋁塊分別懸掛在彈簧測力計下端浸沒在水中，觀察并記錄彈簧測力計的示數(shù)。

9?NT8N1派

③記錄數(shù)據(jù)，計算浮力:

固體種類銅球鐵球

重力G/N9.08.0

彈簧測力計示數(shù)F/N8.01.8

浮力廠浮/N1.01.0

【實驗結(jié)論】浮力的大小跟物體的密度無關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”），在排開同種液體的體積相

同時，所受浮力相等。

5.探究浮力大小與物體的形狀的關(guān)系

①如圖（a）,用彈簧測力計測出橡皮泥的重力；

②如圖（b）,將一塊橡皮泥浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)；

③如圖（c）,將同一塊橡皮泥捏成實心五邊體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)；

④如圖（d）,將同一塊橡皮泥捏成實心球體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)。

（a）（b）（c）（d）

⑤記錄數(shù)據(jù)，計算浮力：

橡皮泥形狀長方體五邊體球體

橡皮泥重力G/N4.84.84.8

彈簧測力計示數(shù)F/N3.23.23.2

浮力尸浮/N1.61.61.6

【實驗結(jié)論】浮力的大小跟物體的形狀無關(guān)，在排開同種液體的體積相同時，所受浮力相等。

【歸納總結(jié)】決定浮力大小的因素：

物體在液體中所受浮力的大小不僅與液體的密度有關(guān)，還與物體排開液體的體積有關(guān)，而與浸沒在液

體中的深度無關(guān)。物體排開液體的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。

第三節(jié)阿基米德原理

一、探究浮力的大小

【猜想與假設】液體的密度越大，物體排開液體的體積越大，則排開的液體受到的重力越大；另一方

面，液體的密度越大，排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大。所以浮力的大小跟排開液體所受的重

力應該有一定的關(guān)系，大小可能相等。

【設計實驗】

（1）實驗器材：彈簧測力計、物體（"物＞0液）、溢水杯、小桶、細線、水、鹽水。

（2）測量浮力的方法（稱重法）：使用彈簧測力計進行測量：先測出物體所受的重力G,再讀出物

體浸在液體中時彈簧測力計的示數(shù)R則尸浮=￡/（如圖甲、丙所示）。

（3）測量排開液體所受的重力（溢水法）：物體排開液體所受的重力可以用溢水杯和彈簧測力計測

出（如圖乙、丁所示）：溢水杯中盛滿液體，再把物體浸在液體中，讓排開的液體流入一個小桶中，桶中

的液體就是被物體排開的液體，用彈簧測力計測出排開液體所受的重力6排=&6。

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【進行實驗與收集數(shù)據(jù)】

（1）如圖甲，將小石塊用細線系住，掛在彈簧測力計的掛鉤上，測出小石塊的重力G=B。

（2）如圖乙，將小桶掛在彈簧測力計的掛鉤上，測出其所受的重力G^=&。先測小桶重力以免沾水

使測量數(shù)據(jù)不準確。

（3）將水倒入溢水杯中，使水面恰好到達溢水杯的溢水口，將小桶放在溢水口下水能正好流入小桶的

位置，然后將小石塊慢慢地浸入水中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)B，如圖丙所示。

（4）利用公式入浮=--尸3,計算出小石塊此時在水中受到的浮力。

（5）如圖丁，測出小桶和排開的水所受總重力居，算出排開的水所受的重力6排=尸4-巳。

（6）改變質(zhì)量不同的金屬塊再做幾次實驗，把實驗數(shù)據(jù)填入表格中。

（7）實驗數(shù)據(jù)表格。

重物體在水中時浮力桶與排出水空桶重升歷水重

序號G/N測比歷啜引NGwN總重GJNGtf/NG冏

12.21.40.81.81.00.8

21.71.10.61.61.00.6

33.62.31.32.31.01.3

【分析論證】

分別計算實驗序號1、2、3中物體受到的浮力和排開液體所受的重力，發(fā)現(xiàn)F浮三G排。

【實驗結(jié)論】浸在液體中的物體受到浮力的大小笠土它排開的液體所受重力的大小。

【交流與討論】

（1）若先將物體放入水中測浮力，再測重力，由于物體沾水會使所測重力偏大，則所測浮力偏大；

（2）若先測量小桶和排開液體的重力，再測空小桶的重力，則由于小桶沾水會使重力偏大，所測排

開液體的重力偏小。

（3）物塊在浸入前，水面要與溢水口相平，若水面不與溢水口相平，不會影響浮力的大小，但會導

致排到小桶內(nèi)的水小于物塊排開的水的體積，最終會得出物體所受浮力大于排開的液體所受重力的錯誤結(jié)

論。（以上均選填“大”或“小”）

（4）實驗中換用質(zhì)量不同的物塊或不同液體進行多次測量，是為了使實驗結(jié)論具有普遍性。

上述結(jié)論早在兩千多年前就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，稱為阿基米德原理。

二、阿基米德原理

1.內(nèi)容：浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小。

2.數(shù)學表達式：F導出式：F「=G排=加排g=oBgV排

公式中各物理量的意義及單位

p液表示液體的密度,單位：千克/米3（kg/m3）

V排表示排開液體的體積,單位：米3（n?）

g表示9.8牛/千克（N/kg）

廠浮表示物體受到的浮力，單位：牛（N）

各物理量全部采用國際單位制。

3.對阿基米德原理的理解

①影響浮力大小的因素：由公式排可知：浮力產(chǎn)浮的大小只和和且a有關(guān)，與物體的體

積、形狀、密度、浸沒在液體中的深度等因素無關(guān)。（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）

②適用范圍：該定律也適用于氣體，物體在氣體中所受浮力的大小也可用尸浮=3Ea計算。

③求液體密度、排開液體的體積公式：p?=Fs/gVaV?=Fn!sp*

④理解“浸在液體中的物體”

浸在液體中的物體包括兩種情況：一是物體全部浸入液體中，如圖中B物體，也叫浸沒；二是一部分

體積浸入液體中，如圖中A物體。

物體浸沒時：物體部分浸入時：Vs=V#<Vfto（均選填“>"、或“=”）

三、計算浮力大小的四種方法

稱重法壓力差法公式法平衡法

浮力等于物體的重浮力等于物體上、根據(jù)阿基米德原理物體漂浮或懸浮

力G減去物體浸在下表面受到的液體計算時，由二力平衡條

液體中時彈簧測力的壓力差，即尸浮二G排二排g件得浮力等于重

計的拉力足即F浮=F向上一方向下-p液gV排力,即

Fn=G-FF；?=G

第四節(jié)物體的浮與沉

一、物體的浮沉條件

1.物體在液體中常見的三種狀態(tài)

(1)物體在液體中有漂浮、懸浮和沉底三種狀態(tài)。

(2)物體在液體中三種狀態(tài)的受力分析：

F浮

\G

漂浮懸浮沉底

①漂浮時：受到重力與浮力的作用，根據(jù)二力平衡條件知，這兩個力是一對平衡力，尸浮三G。

②懸浮時：受到重力與浮力的作用，根據(jù)二力平衡條件知，這兩個力是一對平衡力，F(xiàn)n=G.

③沉底時：受到重力G、浮力/浮與支持力N的作用，這三個力平衡：F衍G-N。

2.物體的浮沉條件

(1)比較浮力與重力的大小判斷物體的浮沉：以浸在水中的雞蛋為例分析，把雞蛋浸入水中時，受到

重力G與浮力/浮兩個力的作用，這兩個力的方向相反、作用在同一直線上，雞蛋的浮沉就取決于這兩個

力的大小。

根據(jù)二力平衡條件進行分析：

①若浮力尸浮入G,則雞蛋會上浮，最后漂浮；

②若浮力尸碼G,則雞蛋會懸浮，可停在液體內(nèi)部任意位置；

③若浮力產(chǎn)浮WG,則雞蛋會下沉，靜止在水底。(以上均選填“>"、或“=”)

(2)比較物體密度°物與液體密度夕浪的大小關(guān)系判斷物體的浮沉(理論推導)

當物體浸沒在液體中時，受到重力G與浮力/浮兩個力的作用；因為物體浸沒，所以排開液體的體積

等于物體的體積丫排=丫物=;浮力大小尸浮="液gV排=p浪g%重力的大小G=〃物gV物="物gV

①當尸浮>3時，得出〃浪39物，物體上??；

②當F浮二G時，得出p液三p物，物體懸??；

③當尸浮VG時，得出〃液〈〃物，物體下沉。(以上均選填“>“、"V”或“=”)