第九章

浮力與升力第一課時(shí)

浮力

阿基米德原理1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)浮力。2.探究并了解浮力大小與哪些因素有關(guān)。（必做實(shí)驗(yàn)）3.知道阿基米德原理，會(huì)運(yùn)用相關(guān)公式計(jì)算浮力。課程標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)梳理1.定義：一切浸在液體(或氣體)中的物體都會(huì)受到液體(或氣體)對(duì)它_______________的托力，這個(gè)托力就叫做浮力。2.方向：總是_______________。3.施力物體：_______________。豎直向上浮力豎直向上液體(或氣體)4.產(chǎn)生原因：（1）表述：液體（或氣體）對(duì)物體向上、向下的__________即為浮力。（2）公式：F浮＝_____________________。注意：當(dāng)F向上=0時(shí)，物體不受浮力，如橋墩在水中不受浮力。壓力差F向上－F向下5.稱重法測(cè)量浮力（如圖1-9-1）：用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體浸在水中靜止，則F浮=_______________。6.影響浮力大小的因素：物體在液體中所受浮力的大小，跟它浸在液體中的__________和液體的__________有關(guān)。物體浸在液體中的體積越_______、液體的密度越________，浮力就越大。注意：物體在液體中所受的浮力與物體的質(zhì)量、體積、所受重力、形狀和物體浸沒(méi)時(shí)的深度等均無(wú)關(guān)。G物-F拉體積密度大大1.內(nèi)容：浸在液體(或氣體)里的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于_______________________________________________。2.公式：F浮＝__________＝__________g=________________。（適用于液體或氣體）（1）m排是指________________________，單位是__________。

阿基米德原理物體排開(kāi)的液體（或氣體）所受到的重力G排m排ρ液V排g排開(kāi)液體的質(zhì)量kg（2）ρ液是指__________的密度，而非物體的密度，單位是________________；V排是指___________________的體積，物體排開(kāi)液體的體積V排等于物體浸在液體中的體積，而非物體的體積。注意：當(dāng)物體全部浸沒(méi)在液體中時(shí)，物體排開(kāi)液體的體積等于物體的體積。液體kg/m3物體排開(kāi)液體課本簡(jiǎn)練1.（八下P85活動(dòng)1改編）如圖1-9-2所示，小青將重為6N的長(zhǎng)方體鋁塊浸在水中，鋁塊上表面剛好與水面相平，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.8N，長(zhǎng)方體鋁塊下表面受到水的壓力為（

）A.8.8N B.2.8NC.3.2N D.6NC2.（八下P85活動(dòng)2改編）如圖1-9-3所示，一塊長(zhǎng)方體正立靜止在水中，已知其前后左右四個(gè)表面受到水的壓力均為10N，下表面受到水的壓力為8N，上表面受到水的壓力為3N，則該長(zhǎng)方體受到的浮力為（

）A.5N B.11NC.21N D.51NA3.（八下P88自我評(píng)價(jià)與作業(yè)1改編）如圖1-9-4所示，池塘里大魚(yú)說(shuō)：“我的體積大，受到的浮力大”，小魚(yú)說(shuō)：“我在深處，受到的浮力大”。其中__________（填“大魚(yú)”或“小魚(yú)”）的說(shuō)法是正確的，判斷的依據(jù)是浮力的大小與____________________________________________有關(guān)。大魚(yú)物體浸在液體中的體積4.（八下P88自我評(píng)價(jià)與作業(yè)3改編）在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)做了如圖1-9-5所示的實(shí)驗(yàn)。圖中的數(shù)據(jù)為物體靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。（已知ρ水＜ρ鹽水）。物體浸在液體中的體積（1）比較圖甲和圖乙可知，物體所受的浮力大小與___________________________有關(guān)。（2）比較圖乙和圖丙可知，物體所受的浮力大小與______________________________________無(wú)關(guān)。（3）比較圖__________和圖__________可知，該同學(xué)是在探究深度一定的條件下，物體受到的浮力大小還與液體的密度有關(guān)的問(wèn)題。物體浸沒(méi)在液體中的深度丙丁5.（八下P93自我評(píng)價(jià)與作業(yè)4改編）2019年5月，國(guó)之重器東方紅三號(hào)科考船成功試水，成為世界上排水量最大的科考船。該船排水量為5000t，在海水中靜止時(shí)受到的最大浮力為_(kāi)_________N。（g取10N/kg）5×1076.(八下P93自我評(píng)價(jià)與作業(yè)3改編)在“阿基米德解開(kāi)王冠之謎”的故事中，若王冠的質(zhì)量為490g，將它浸沒(méi)在水中稱時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為4.5N。問(wèn)：(水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)王冠受到的重力是多少？(2)王冠浸沒(méi)在水中受到的浮力是多少？(3)王冠的體積是多少？(4)王冠的密度是多少？解：(1)王冠受到的重力G＝mg＝490×10-3kg×10N/kg＝4.9N。(2)由王冠在水里受力平衡可知，它受到的浮力F浮＝G－F拉＝4.9N－4.5N＝0.4N。

易錯(cuò)精講【例1】如圖1-9-6所示，A、B是可自由移動(dòng)的物體，C、D是容器自身凸起的一部分，現(xiàn)往容器里注入一些水，A、B、C、D在水中的位置在圖示位置，則下列說(shuō)法正確的是（

）A.A物體不一定受到浮力作用B.B物體一定受到浮力作用C.C部分不一定受到浮力作用D.D部分一定受浮力的作用易錯(cuò)點(diǎn)1浮力產(chǎn)生的原因B

思路點(diǎn)撥：浸在液體中的物體，受到液體豎直向上的力就是浮力，浮力產(chǎn)生的原因是物體受液體向上和向下的壓力差，若物體不受到液體向上的壓力，則物體就不受浮力。【變式1】如圖1-9-7所示，盛水的洗手盆底部的出水口塞著木頭（密度小于水）制成的水堵頭，下列說(shuō)法正確的是（

）A.水堵頭受到水向下的壓力的作用B.水堵頭受到水的浮力的作用C.水堵頭既受到水的壓力的作用，也受到水的浮力的作用D.此時(shí)水堵頭只受到水的壓力和重力的作用A【例2】如圖1-9-8所示，草莓、蘋(píng)果、西瓜都漂浮在水面上，關(guān)于三者所受浮力的大小，下列說(shuō)法正確的是（

）A.草莓受到的浮力較大B.蘋(píng)果受到的浮力較大C.西瓜受到的浮力較大D.三者受到浮力大小相同易錯(cuò)點(diǎn)2浮力大小的比較C

思路點(diǎn)撥：（1）根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知，物體受到浮力的大小與物體排開(kāi)液體的體積和液體的密度有關(guān)，與物體的體積、物體所受重力、物體的形狀、物體浸沒(méi)在液體中時(shí)所處的深度、物體的密度等因素?zé)o關(guān)。（2）當(dāng)物體浸沒(méi)在液體中時(shí)，無(wú)論其深度如何改變，只要物體排開(kāi)液體的體積和液體的密度不變，它受到的浮力就保持不變。【變式2】【科學(xué)思維】小杰同學(xué)在海底世界游玩時(shí)，觀察到魚(yú)嘴里吐出的氣泡上升時(shí)的情況如圖1-9-9所示。則下列對(duì)氣泡上升時(shí)受到的浮力和氣泡內(nèi)氣體壓強(qiáng)分析正確的是（

）A.浮力不變，壓強(qiáng)不變B.浮力變小，壓強(qiáng)變小C.浮力變大，壓強(qiáng)變大D.浮力變大，壓強(qiáng)變小D【例3】【科學(xué)思維】如圖1-9-10甲所示，在彈簧測(cè)力計(jì)下掛一圓柱體，從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降，圓柱體浸沒(méi)后繼續(xù)下降，直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止，圖1-9-10乙是圓柱體下降過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖像，下列說(shuō)法正確的是（g取10N/kg）（

）A.圓柱體受到的重力是14NB.圓柱體浸沒(méi)在水中時(shí)，受到的浮力是6NC.圓柱體的體積是7.5×10-4m3D.圓柱體的密度是1.5×103kg/m3易錯(cuò)點(diǎn)3浮力大小的計(jì)算D思路點(diǎn)撥：計(jì)算浮力大小時(shí)，要注意題目中是否存在隱藏條件，比如當(dāng)物體浸沒(méi)在液體中時(shí)，V排=V物。【變式3】體積為3×10-3m3的木球被固定在水槽底部的細(xì)線系住，浸沒(méi)在水中，如圖1-9-11所示。繩子的拉力為12N。求：（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）木球受到的浮力。（2）木球的密度。（3）剪斷細(xì)線后木球靜止時(shí)露出水面的體積。解：（1）木球浸沒(méi)在水中，其排開(kāi)水的體積V排＝V木＝3×10-3m3，由阿基米德原理可得，木球受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3＝30N。

實(shí)驗(yàn)一

探究浮力大小與哪些因素有關(guān)(10年2考：2016年、2023年)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱探究浮力大小與哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)器材彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮泥、細(xì)繩、水、燒杯考點(diǎn)歸納（1）稱重法測(cè)浮力：F浮=G物-F拉（2）控制變量法的應(yīng)用：①探究浮力大小與物體浸在液體中的體積是否有關(guān)時(shí)，控制液體的密度一定（圖甲、乙、丙）考點(diǎn)歸納②探究浮力大小與液體的密度是否有關(guān)時(shí)，控制同一物體浸在液體中的體積一定（圖甲、丙、己）③探究浮力大小與物體浸在液體中的深度是否有關(guān)時(shí)，控制液體的密度、物體浸入液體中的體積一定（圖甲、丙、丁）④探究浮力大小與物體的形狀是否有關(guān)時(shí)，控制液體的密度、物體浸入液體中的體積一定（圖甲、丙、戊）【例1】【科學(xué)探究】在探究浮力大小與哪些因素有關(guān)時(shí)，某班同學(xué)猜想浮力大小可能與液體的密度、物體浸在液體中的深度以及物體浸在液體中的體積有關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論物體在液體中所受浮力的大小，與物體浸在液體中的體積和液體的密度有關(guān)。物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。（浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度、物體的形狀無(wú)關(guān)）【實(shí)驗(yàn)器材】(1)老師為同學(xué)們準(zhǔn)備了以下實(shí)驗(yàn)器材：①?gòu)椈蓽y(cè)力計(jì)、②裝有水的燒杯、③裝有酒精的燒杯、④頂端帶有掛鉤的鋁塊、⑤細(xì)線。若想探究浮力大小是否與物體浸在液體中的深度有關(guān)，應(yīng)選擇的器材是④、⑤、__________和__________。(均填序號(hào))【分析論證】(2)他們選用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，依次進(jìn)行了如圖1-9-12所示步驟的操作，其中不同形狀的鋁塊的體積相同。①②（3）分析實(shí)驗(yàn)A和D，可以知道鋁塊浸沒(méi)在水中時(shí)所受到的浮力是__________N。1.6（4）甲同學(xué)認(rèn)為“物體浸在液體中的深度越深，受到的浮力越大”，并在同種液體中用圖中A、B、C的實(shí)驗(yàn)證實(shí)他的觀點(diǎn)，即鋁塊從B到C位置的過(guò)程中，浮力變大了；乙同學(xué)認(rèn)為“浮力大小與物體浸在液體中的深度無(wú)關(guān)”，并在同種液體中用圖中A、D、E的實(shí)驗(yàn)證實(shí)自己的觀點(diǎn)，即鋁塊從D到E位置的過(guò)程中，浮力大小不變。請(qǐng)分析甲、乙兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，你認(rèn)為不正確的是__________同學(xué)的觀點(diǎn)，理由是________________________________________________________________________________________。甲

甲同學(xué)沒(méi)有控制物體浸在液體中的體積相同【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（5）經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析發(fā)現(xiàn)，第（4）步中的甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)適用于探究浮力大小與__________________________關(guān)系。得出的結(jié)論是_____________________________________________________________。（6）分析比較實(shí)驗(yàn)A、__________、__________可得：浸在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān)。物體浸在液體中的體積在同種液體中，物體浸在液體中的體積越大，所受的浮力越大EF（7）實(shí)驗(yàn)表明，浸在液體中的物體所受浮力的大小與__________________、__________________________有關(guān)，與物體浸沒(méi)在液體中的深度__________。【實(shí)驗(yàn)拓展】（8）分析比較實(shí)驗(yàn)A、E、G可得：浸在液體中的物體所受浮力的大小與________________________無(wú)關(guān)。液體的密度物體浸在液體中的體積無(wú)關(guān)物體的形狀(9)下圖中能正確反映鋁塊所受浮力F浮與浸入水中深度h關(guān)系的圖像是（物體未接觸容器底）（

）

D實(shí)驗(yàn)二探究浮力大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系(10年1考：2016年)實(shí)驗(yàn)名稱探究浮力大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)器材彈簧測(cè)力計(jì)、物體、細(xì)繩、溢水杯、水、小桶考點(diǎn)歸納1.實(shí)驗(yàn)原理：測(cè)量浮力大小F浮＝G物－F拉，測(cè)量排開(kāi)的水所受重力G排＝G總－G桶2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與過(guò)程：(1)溢水杯的使用：溢水杯中應(yīng)裝滿液體，使液面到達(dá)溢水口（以保證物體排開(kāi)的液體全部流入小桶中，否則會(huì)導(dǎo)致所測(cè)液體所受重力偏小)考點(diǎn)歸納(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量空桶所受重力G桶；②溢水杯裝滿水，空桶置于溢水口下方；③用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體所受重力G物；④讓物體浸沒(méi)到溢水杯的水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F拉；⑤用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量排開(kāi)的水與桶的總重力G總(3)比較(G物－F拉)與(G總－G桶)的大小，可得浮力與排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系(4)更換液體多次測(cè)量的目的：使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性考點(diǎn)歸納3.實(shí)驗(yàn)分析與評(píng)估：(1)測(cè)量順序如右圖所示(或③①②④⑤)，應(yīng)先測(cè)空桶以及物體所受重力，否則會(huì)造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差(2)誤差分析：①若先將物體浸入水中讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，再測(cè)物體所受重力，則物重偏大，浮力偏大；②若先測(cè)桶和排開(kāi)水的總重力，再測(cè)桶所受重力，則桶重偏大，導(dǎo)致排開(kāi)液體所受的重力偏小實(shí)驗(yàn)結(jié)論浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)液體所受的重力【例2】【科學(xué)探究】圖1-9-13是小新同學(xué)驗(yàn)證阿基米德原理的一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作步驟圖。【實(shí)驗(yàn)步驟】（1）如果是你做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，不重復(fù)操作的合理步驟順序是____________________________________________________。A→E→B→C→D（或E→B→A→C→D）【實(shí)驗(yàn)操作】（2）指出圖中實(shí)驗(yàn)操作中的一處錯(cuò)誤：______________________________________________________________________________。【分析論證】（3）C步驟中，浸沒(méi)在水中的物體勻速向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中（未接觸容器底），物體所受的浮力__________（填“不變”“變大”或“變小”）。在B步驟中，水面沒(méi)有達(dá)到溢水口不變【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】(4)排除錯(cuò)誤后，通過(guò)圖中__________(填字母)兩個(gè)步驟測(cè)出了浮力F浮；通過(guò)圖中__________兩個(gè)步驟測(cè)出了物體排開(kāi)液體所受的重力G排，如果關(guān)系式_________________成立，就可得到著名的阿基米德原理。(5)選用其他液體多次實(shí)驗(yàn)后，可得出結(jié)論：浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它_________________________。A、CD、EF浮＝G排排開(kāi)液體所受的重力考點(diǎn)1浮力［10年4考：2019年(實(shí)驗(yàn))、2020年(選擇)、2022年(綜合)、2023年(實(shí)驗(yàn))考查］1.【物理觀念】（2019廣東節(jié)選）如圖1-9-14所示，海底上有一塊體積為100m3且底部與海底緊密相連的可燃冰A，其受到海水的浮力為_(kāi)_________N。(海水的密度取1×103kg/m3，g取10N/kg)考點(diǎn)精練02.【科學(xué)探究】（2023廣東）在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中：（1）彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零時(shí)，應(yīng)在__________（填“豎直”或“水平”）方向上調(diào)零。豎直（2）如圖1-9-15甲所示，在彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛一個(gè)高為6cm的長(zhǎng)方體物塊（可塑），測(cè)出其所受重力。將它緩慢浸入水中，記錄它懸停在A、B、C、D、E這五個(gè)位置時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)和深度h。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖1-9-15乙中畫(huà)出物塊所受浮力F浮隨h變化的圖像。如答圖1-9-1所示。（3）分析圖像可知：物塊浸沒(méi)前，h增加，F(xiàn)浮__________；物塊浸沒(méi)后，h增加，F(xiàn)浮__________。（均填“變大”“變小”或“不變”）（4）若把此物塊捏成高為6cm的圓錐體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。兩次實(shí)驗(yàn)所得的F浮隨h變化的圖像__________（填“相同”或“不同”）。（5）若繼續(xù)探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系，還需添加一種材料：______________________________________。變大不變不同不同密度的液體3.【科學(xué)思維】小亮利用如圖1-9-16甲所示裝置，研究“彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛的物體所受拉力與物體所受浮力的關(guān)系”。他根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1隨物體所受浮力F浮變化的圖像，如圖1-9-16乙所示。請(qǐng)你根據(jù)圖像分析得出：（1）該物體所受拉力F1與物體所受浮力F浮的關(guān)系：F1=______________。9N-F浮（2）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1=1.2N時(shí)，F(xiàn)浮=__________N。（3）該物體受到的重力G=__________N。7.894.（2018廣東）如圖1-9-17甲所示，實(shí)心物體被繩子拉著浸沒(méi)在水中，此時(shí)它受到__________個(gè)力的作用；剪斷繩子后該物體運(yùn)動(dòng)直至靜止，請(qǐng)?jiān)趫D1-9-17乙中畫(huà)出浮力F浮隨時(shí)間t變化的大致圖像。如答圖1-9-2所示。3考點(diǎn)2阿基米德原理［10年9考：2015年(綜合)、2016年(實(shí)驗(yàn))、2017年(計(jì)算)、2018年(填空和實(shí)驗(yàn))、2019年(填空、實(shí)驗(yàn)和綜合)、2020年(選擇和作圖)、2021年(選擇)、2022年(綜合)、2024年(綜合)考查］5.將質(zhì)量為500g的物體，輕輕放入盛滿水的溢水杯中，溢出400g的水，則此物體受到的浮力為（g取10N/kg）（）A.5N B.4NC.9N D.1NB6.彈簧測(cè)力計(jì)下掛著一個(gè)重為2N的物體，物體的一半體積浸入水中靜止時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖1-9-18所示，其示數(shù)為_(kāi)_________N，物體體積為_(kāi)_________________m3。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）1.21.6×10-47.（2018廣東）我國(guó)最新研發(fā)的63A式輕型水陸兩棲坦克的質(zhì)量為24t，它在陸地上行駛時(shí)與水平地面接觸的總面積為8m2，對(duì)地面的壓強(qiáng)為_(kāi)______________Pa；坦克的前部和后部各裝有一個(gè)浮控箱，當(dāng)坦克在水面上浮渡時(shí)，它受到的浮力是________________N，排開(kāi)水的體積為_(kāi)_________m3。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）3×104

2.4×105248.【物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展】如圖1－9－19所示，某項(xiàng)目研究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)加水裝置，將一重為12N、底面積為1×10－2m2的圓柱體放在水箱底部。從進(jìn)水口注入水，隨著水面升高，圓柱體豎直上浮。當(dāng)水面上升到傳感器底端P時(shí)，由傳感器控制進(jìn)水口開(kāi)關(guān)停止注水，此時(shí)傳感器底端P對(duì)圓柱體有20N的豎直向下的壓力。則圓柱體剛好浮起時(shí)浸入水中的體積為_(kāi)___________________m3，停止注水時(shí)，圓柱體受到的浮力__________N。(g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3)1.2×10－3329.（2024廣東節(jié)選）閱讀下列短文，回答問(wèn)題。載人飛艇2024年3月30日，我國(guó)自主研制的“祥云”AS700載人飛艇成功完成首飛。飛艇的氣囊體積巨大，采用輕質(zhì)材料制作。飛艇升空靠浮力來(lái)實(shí)現(xiàn)，水平飛行靠發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。飛艇部分參數(shù)如下表。忽略氣囊厚度及氣囊外其他部分受到的浮力。空載質(zhì)量（不含氦氣）3750kg氣囊總?cè)莘e4200m3發(fā)動(dòng)機(jī)額定輸出功率3×105W輔助功的功率5×104W發(fā)動(dòng)機(jī)效率36%最大速度70km/h將氣囊充滿氦氣，此時(shí)飛艇受到的浮力為_(kāi)________________N，飛艇最多可載__________位乘客升空。（每位乘客的質(zhì)量m＝60kg，ρ空氣=1.2kg/m3，ρ氦氣＝0.2kg/m3，g取10N/kg）5.04×104710.如圖1-9-20所示，某物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下端并浸沒(méi)在水中，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6N，物體上表面受到水向下的壓力為5N，下表面受到水向上的壓力為9N。求：（ρ水＝1.0×103kg/m3