第十章浮力

【思維導圖】

，浮力的概念：浸在液體中的物體受到向上的力

浮力的測量：F浮=G-F拉

浮力產生的原因：F"向卜-F向卜

'實驗

阿基米德原理-內容：①方向：向上②大小：F濘=（；排

浮力＜、公式：F浮=G排=P液gV排

,受力分析法

物體浮沉的判斷-

密度比較法

r測量法

壓力差法

求浮力的方法4

阿基米德原理

I浮力的利用I平衡法

【必背手冊】

★知識點一：浮力

L浮力：一切浸入液體（氣體）的物體都受到液體（氣體）對它豎直向上的力叫浮力。

2.浮力產生的原因（實質）：液（氣）體對物體向上的壓力大于向下的壓力，向上、向下的壓力差就

是浮力。

如圖所示，浸沒在液體中的立方體，左右兩側面，前后兩側面所受水的壓力大小相等，方向相反，彼

此平衡。而上、下兩表面處的液體中不同深度，所受到的液體的壓強不同，因受力面積相等，所以壓力不

相等。下表面所受到的豎直向上的壓力大于上表面所受到的豎直向下的壓力，因而產生了浮力，所以浮力

的方向總是豎直向上的，即F^=F向上-F向下。

【微點撥】對浮力產生原因的說明

（1）當物體上表面露出液面時，F向下=0,則F浮=F向上。如：物體漂浮時，受到的浮力等于液體對它向上

的壓力。

（2）浸在液體中的物體不一定都受到浮力。如：橋墩、攔河壩等因其下底面同河床緊密黏合，水對它向

上的壓力F向上=0,故物體不受浮力作用。可見產生浮力的必要條件是：F?j=F向上一F向下＞0,即F向上〉F向下。當

F向上=0或F恥WF向下時，物體不受浮力作用。

（3）同一物體浸沒在液體的不同深度，所受的壓力差不變，浮力不變。

（4）浮力的實質是液體對物體各個表面壓力的合力。因此，在分析物體的受力情況時，浮力和液體的壓

力不能同時考慮。

3.浮力方向：豎直向上，施力物體是液（氣）體。

4.影響浮力大小的因素：通過實驗探究發現（控制變量法）：浮力的大小跟物體浸在液體中的體積和

液體的密度有關。物體浸在液體中的體積越大，液體的密度越大，浮力就越大。

【知識點詳解】浮力的概念

1.浮力的產生：液體具有流動性，在重力作用下，向容器壁、容器底流動而產生壓力。由于力的作用

是相互的，容器底和容器壁也對液體產生一個反作用力，作用力反作用力在液體之間相互作用，就產生了

壓強。壓強大小相等、方向相反，并與深度成正比；同一水平面上，液體向各個方向產生的壓強相同。在

沒有任何外力的情況下，液體保持靜止狀態。

2.因為液體具有壓強，它們之間才會相互支持，相互聯系而形成一個有機的整體。液體中任何一點液

體壓強的變化，都會形成壓強差，從而產生浮力。浮力的方向豎直向上。

有人說一個位于容器底面上的物體，并和容器底面密切接觸，那它就只能受到向下作用于物體表面的

液體壓力下，所以這個物體不受浮力作用。

這種說法并不是完全正確的，它成立需要兩個條件：

1.物體的側表面必須是豎直方向的，不能傾斜；

2.物體的下表面必須在技術上保證與容器底緊密接觸，不能有液體滲入其間。

沉在水底的物體實際上是受到三個力的作用：受的水的浮力，容器對它的支持力，以及自身重力，這

時受力情況：Fs+Fs=G?io

【微點撥】浮力的計算

1.示重差法（稱重法）：FJJ=G-F拉（空氣中重力減去彈簧測力計拉力）（用彈簧測力計）

2.公式法：F浮=6排=m排g=P液gV排

3.漂浮法：F浮=6物（又叫平衡法）

4.壓力差法：Fff=Ft-FI（向上與向下的壓力差）。

★知識點二：阿基米德原理

1.阿基米德原理：浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。

2.公式表示：F浮=6排=/z液%豬；

從公式中可以看出：液體對物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關，而與物體的質量、

體積、重力、形狀、浸沒的深度等均無關。

3.適用條件：液體(或氣體)。

【微點撥】阿基米德原理的五點透析

(1)原理中所說的“浸在液體里的物體”包含兩種狀態：一是物體的全部體積都浸入液體里，即物體浸

沒在液體里；二是物體的一部分體積浸入液體里，另一部分露在液面以上。

(2)G排指被物體排開的液體所受的重力，F折G排表示物體受到的浮力的大小等于被物體排開的液體的

重力。

(3)V排是表示被物體排開的液體的體積，當物體全部浸沒在液體里時，V排與物；當物體只有一部分浸入

液體里時，則V排〈V物。

(4)由耳孚=。排=2液％遙可以看出，浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積這兩個因素有

關，而跟物體本身的體積、密度、形狀、在液體中的深度、液體的多少等因素無關。

(5)阿基米德原理也適用于氣體，但公式中P液應該為P氣。

★知識點三：探究浮力大小與排開液體重力的關系

【實驗目的】探究影響浮力大小的因素。

【實驗器材】彈簧測力計、燒杯2個、水、圓柱體(A)、鹽水。

【實驗原理】(1)浸在液體中的物體都會受到向上的浮力；(2)浮力大小遵循阿基米德原理。

【實驗步驟】一、實驗裝置如圖。

二、用彈簧測力計測量圓柱體受到的重力，如圖甲所示，數據計入實驗表格。

三、用彈簧測力計掛著物體A慢慢部分（一半）浸入水中，如圖乙所示，此時彈簧測力計讀數計入表

格。

四、用彈簧測力計掛著物體A,使其全部浸入水中（A在水中上半部），如圖丙所示，此時彈簧測力計

讀數計入表格。

五、用彈簧測力計掛著物體A,使其全部浸入水中（A在水中下半部），如圖丁所示，此時彈簧測力計

讀數計入表格。

六、用彈簧測力計掛著物體A,使其全部浸入鹽水中，如圖戊所示，此時彈簧測力計讀數計入表格。

七、實驗表格（參考數據，圖中所示）

實驗步驟浸入液體內體積彈簧測力計讀數/N

108

2-V7

2

3V6

4V6

5V5.6

八、整理器材。

【實驗結論】浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。

2.考查內容

考查方向解答思路

浮力大小與浸入液體內部體積關系物體浸入液體內部體積不變，浮力不變（步驟3、4）；

浸入液體的體積增大，浮力增大（步驟2、3）

浮力大小與浸入液體內部深度關系物體全部浸入液體內部，浮力與深度無關（步驟3、4）

浮力大小與液體密度的關系體積不變時，液體密度越大，浮力越大（步驟4、5）

浮力大小和物體形狀的關系浸入液體內體積不變，浮力不變，和物體形狀無關

浮力的計算Fff=G-F彈（G是重力，F彈是彈簧測力計讀數）

探究方法控制變量法

物體所受浮力大小規律等于物體排開液體所受到的重力

【知識拓展】阿基米德原理應用

1.阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開液體所受的重力。這

就是著名的阿基米德原理。即F所G排np^gV排。（V排表示物體排開液體的體積）。

2.浮力與壓強（深度）的關系：物體受到浮力的大小與液體的深度有關？

當船運載貨物時，它的載重量越大，吃水就越深；載重量越小，吃水就越淺。而載重量大需要的浮力

也會大，載重量小，需要的浮力也小。因此看來，浮力的大小與船只在水中的深度成正比，又正為水的壓

強也與它的深度成正比。所以，我們仔細研究會發現，船只產生的最大壓強與它同深度的水壓是一樣的，

載重量大的船吃水深就是因為它壓強大的緣故。

為什么我們做實驗時，彈簧稱的讀數并不會隨物體在液中位置的深淺而變化呢？

其實，彈簧稱稱量的物體在液中受到的浮力時，只要物體完全浸入液體中的體積不變，無論物體在液

體中的深度怎樣，物體受到液體對物體的壓力差也不變，彈簧稱的讀數才不會隨物體在液中位置的深淺而

變化。

3.阿基米德原理的應用

浮力的計算大都應用到阿基米德原理，所以阿基米德原理在本章也是也是最重要知識點和考點。阿基

米德原理的應用主要有以下幾個方面:

（1）計算物體所受浮力的大小

★知識點四：物體沉浮的條件

1.前提條件：物體浸沒在液體中，且只受浮力和重力。

2.示意圖：重力與浮力的關系如圖所示：

上浮：F浮〉G

懸浮：Fn=G

下沉：尸浮VG

漂浮：尸浮=G

如圖所示，（1）物體上浮，F浮）G；P液〉夕物。

（2）物體懸浮，F浮—G,p液=p物o

（3）物體下沉，F浮《；夕液〈夕物。

（4）物體漂浮（物體未完全浸沒液體），/=G；夕液〉夕物。

3.說明：

（1）密度均勻的物體懸浮（或漂浮）在某液體中，若把物體切成大小不等的兩塊，則大塊、小塊都

懸浮（或漂浮）。

（2）物體漂浮在密度為P的液體中，若露出體積為物體總體積的工，則物體密度為工P。

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（3）懸浮與漂浮的比較：相同點：%=G物;

不同點：懸浮時，夕液=夕物，%p=v物；漂浮時，「液〉「物，％卜〈丫物。

（4）判斷物體浮沉（狀態）有兩種方法：比較七與G或比較P液與夕物。

（5）物體吊在測力計上，在空中重力為G,浸在密度為P的液體中，示數為F,則物體密度為：

Gp

夕物。

（6）冰或冰中含有木塊、蠟塊等密度小于水的物體，冰化為水后液面不變；冰中含有鐵塊、石塊等密

大于水的物體，冰化為水后液面下降。

4.漂浮問題“五規律”：

規律一：物體漂浮在液體中，所受的浮力等于它受的重力；

規律二：同一物體在不同液體里漂浮，所受浮力相同；

規律三：同一物體在不同液體里漂浮，在密度大的液體里浸入的體積小；

規律四：漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾；

規律五：將漂浮物體全部浸入液體里，需加的豎直向下的外力，外力等于液體對物體增大的浮力。

【微點撥】

如何調節浮力的大小：木頭漂浮于水面是因為木材的密度小于水的密度。把樹木挖成“空心”就成了

獨木舟，自身重力變小，可承載較多人，獨木舟排開水的體積變大，增大了可利用的浮力。牙膏卷成一團，

沉于水底，而“空心”的牙膏皮可浮在水面上，說明“空心”可調節浮力與重力的關系。采用“空心”增

大體積，從而增大浮力，使物體能漂浮在液面上。

★知識點五：浮力的應用

1.輪船

（1）工作原理：要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的，使它能夠

排開更多的水。

m

排水量：輪船滿載時排開水的質量。單位是t,由排水量m可計算出：排開液體的體積％卜=——；排

「液

開液體的重力G排=m^g.輪船受到的浮力F浮=冽排g,輪船和貨物共重G總=加排g。

2.潛水艇工作原理：潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來實現的。

3.氣球和飛艇工作原理：氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體如：氫氣、

氧氣或熱空氣。為了能定向航行而不隨風飄蕩，人們把氣球發展成為飛艇。

4.密度計

原理：利用物體的漂浮條件來進行工作。

構造：下面的金屬粒能使密度計直立在液體中。

刻度：刻度線從上到下，對應的液體密度越來越大（上小下大）。

【知識點詳解】浮力的利用

1.輪船

輪船能漂浮在水面的原理：鋼鐵制造的輪船，由于船體做成空心的，使它排開水的體積增大，受到的

浮力增大，這時船受到的浮力等于自身的重力，所以能浮在水面上。它是利用物體漂浮在液面的條件F浮=G

來工作的，只要船的重力不變，無論船在海里還是河里，它受到的浮力不變。（只是海水、河水密度不同，

輪船的吃水線不同）根據阿基米德原理，、￥=P濃gV排，它在海里和河里浸入水中的體積不同。輪船的大小

通常用它的