第十章浮力全章思維導圖全章思維導圖知識清單知識清單知識點一：浮力1.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浮=F向上-F向下。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浮=F向上—F向下>0，即F向上>F向下。當F向上=0或F向上≤F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。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：F浮+F支=G物。浮力的計算1.示重差法（稱重法）：F浮=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=G排=m排g=ρ液gV排3.漂浮法：F浮=G物（又叫平衡法）4.壓力差法：F浮=F↑-F↓（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：；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）。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浮=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=V物；當物體只有一部分浸入液體里時，則V排<V物。(4)由可以看出，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ρ液應該為ρ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。甲乙丙丁戊二、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/N1082V73V64V65V5.6八、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F浮=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浮=G排=ρ液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：如圖所示，（1）物體上浮，；。（2）物體懸浮，，。（3）物體下沉，；。（4）物體漂浮（物體未完全浸沒液體），；。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ρ的液體中，若露出體積為物體總體積的，則物體密度為ρ。（3）懸浮與漂浮的比較：相同點：；不同點：懸浮時，，；漂浮時，，。（4）判斷物體浮沉（狀態）有兩種方法：比較與G或比較與。（5）物體吊在測力計上，在空中重力為G，浸在密度為ρ的液體中，示數為F，則物體密度為：。（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。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。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；排開液體的重力；輪船受到的浮力，輪船和貨物共重。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、氦氣或熱空氣。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）。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，F浮=ρ液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排水量來表示。所謂排水量就是指輪船在滿載時排開水的質量。輪船滿載時受到的浮力F浮=G排=m排g。而輪船是漂浮在液面上的，F浮=G船+G貨=m船g+m貨g，因此有m排=m船+m貨。2．潛水艇浸沒在水中的潛水艇排開水的體積，無論下潛多深，始終不變，所以潛水艇所受的浮力始終不變。潛水艇的上浮和下沉是靠壓縮空氣調節水艙里水的多少來控制自身的重力而實現的（改變自身重力：排水充水）。若要下沉，可充水，使F浮<G；若要上浮，可排水，使F浮>G.在潛水艇浮出海面的過程中，因為排開水的體積減小，所以浮力逐漸減小，當它在海面上行駛時，受到的浮力大小等于潛水艇的重力（漂浮）。3．密度計密度計是利用物體浮在液面的條件來工作的，用密度計測量液體的密度時，它受到的浮力總等于它的重力，由于密度計制作好后它的重力就確定了，所以它在不同液體中漂浮時所受到的浮力都相同，根據可知：待測液體的密度越大，密度計浸入液體中的體積則越小，露出部分的體積就越大；反之待測液體密度越小，密度計浸入液體中的體積則越大，露出部分的體積就越小，所以密度計上的刻度值是“上小下大”。4.煮湯圓湯圓剛放入水中時，湯圓受到的浮力小于重力；湯圓煮熟時，它的體積增大，浮力也隨之增大。湯圓剛放入水中時：5.汽艇和熱氣球（1）氣球和飛艇內充有密度小于空氣的氣體—氫氣、氦氣、熱空氣等。

（2）原理：利用空氣的浮力，通過改變自身體積來實現上升和下降的。

（3）氣球上升過程中，空氣的密度逐漸變小，當浮力等于重力時，氣球就不再上升了。

（4）氣球上升過程中，大氣壓逐漸減小，會導致氣球內氣壓大于氣球外氣壓，氣球膨脹，若超過了氣球外殼承受的能力，氣球就要破裂。重點實驗解讀重點實驗解讀探究浮力的大小與哪些因素有關【猜想與假設】浮力的大小可能與物體排開液體的體積、液體的密度和物體浸沒在液體中的深度有關。【設計與進行實驗】1.主要實驗器材：彈簧測力計、物體（）、燒杯、水、鹽水等；2.測量浮力大小的原理：稱重法（）；3.實驗步驟：（1）探究浮力的大小與浸沒在液體中的深度的關系：①測量物體在空氣中的重力，如圖a；②把物體浸沒在水中不同深度處，分別讀出彈簧測力計的示數，如圖c、d所示；③測出物體所受的浮力。結論一：。（2）探究浮力大小與物體浸在液體中的體積的關系：①讓物體浸在液體中的體積逐漸變大，分別讀出彈簧測力計的示數，如圖b、c所示；②測出物體所受浮力。結論二：。（3）探究浮力的大小跟液體的密度的關系：①把同一物體浸沒在密度不同的液體中，分別讀出彈簧測力計的示數，如圖d、e所示；②測出物體所受浮力。結論三：。【分析與論證】①由（a）、（c）、（d）三組實驗可知，物體所受的浮力與物體浸沒在液體中的深度無關；②由（a）、（b）、（c）三組實驗可知，物體所受的浮力與物體排開液體的體積有關；③由（a）、（d）、（e）三組實驗可知，物體所受的浮力與液體的密度有關；【實驗結論】物體在液體中所受浮力的大小，跟它浸在液體中的體積有關、跟液體的密度有關。物體浸在液體中的體積越大、液體密度越大，浮力就越大。【實驗方法】控制變量法的應用①控制液體的密度不變，用測力計提著同一個物體，以不同體積浸入同種液體，探究浮力的大小與物體浸在液體中體積的關系；②控制物體浸在液體中的體積不變，用測力計提著同一物體，讓它分別浸沒于不同液體中，探究浮力的大小與液體密度的關系；③控制液體的密度及浸在液體中的體積不變，用測力計提著同一物體，讓它分別浸沒于相同液體的不同深度，探究浮力的大與物體浸在液體中的深度的關系。【交流與討論】（1）為了實驗現象更明顯，物體的體積應稍大一些。（2）實驗時燒杯中的液體要“適量”：物體浸沒后液體不能溢出杯口，同時物體又能夠浸沒到液體中。（3）誤差分析：若先測物體在液體中受到的拉力，再測物體的重力，由于物體上沾有液體，則所測浮力會偏大；（4）物體浸在液體中的體積逐漸增大，物體受到的浮力也隨著增大，但是不能理解為浮力的大小與浸沒在液體中的深度有關；（5）探究浮力大小與物體形狀的關系。將形狀不同、質量和密度相同的物體浸在同一液體中，控制物體排開液體的體積相同，比較物體所受浮力的大小。物體所受浮力大小與物體的形狀無關。（6）探究浮力的大小與物體的密度的關系將體積相同的不同物體，浸沒在同一液體中，比較物體所受的浮力大小。物體所受浮力大小與物體的密度無關。（7）浮力與深度的關系一般情況下，物體浸沒了以后，浮力與深度無關，因為V排不會隨著深度變化。但有一種特殊情況：氣球（或氣泡），不考慮溫度變化，在液體中時，由于深度不同，壓強也不同，氣球的體積會發生變化，越深時，壓強越大，體積就越小，V排就越小，浮力就越小，反之亦然。（8）實驗室選用了不同的液體，并進行了多次實驗是為了讓實驗結論更具有普遍性。（9）物體的受力分析。物體在空氣中時受到豎直向下的重力和豎直向上的拉力；物體在水中時受到豎直向下的重力、豎直向上的拉力和豎直向上的浮力。（10）、圖像分析（）隨著h增大，先減小后不變，先增大后不變，如下圖所示的示意圖（11）阿基米德原理的應用：①計算物體的密度：（物體完全浸沒）②物體排開液體的體積：③液體的