資源簡介

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八下科學1.3 水的浮力第一課時
教學內容 1.浮力產生的原因；2.浮力的受力分析；3.阿基米德原理找我
教學目標 讓學生熟練掌握上述學習目標的內容
教學重點 浮力的計算方法
教學難點 多種計算方法的掌握
課程難度 較為簡單
一.知識歸納
1、浮力的產生
1.定義：液體或氣體對浸在其中的物體有一個向上托的力，這個力叫浮力。
2.方向：豎直向上。
3.浮力的作用點:浸入液體的物體上。
4.浮力的施力物體:液體(或氣體)。
5.產生原因：液體對物體上下表面有壓力差，F=F-F。
2、阿基米德原理
1. 實驗：阿基米德原理實驗
① ② ③ ④
（1）測出鐵塊重力G （2）測出空桶重力G（3）測出鐵塊浸在水中彈簧測力計示數F
（4）測出水與桶的總重G（5）發現等量關系：F=G-F=G-G
2.內容：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力大小等于物體排開液體的重力。
3.公式：F=G=ρgV
【能力拓展】
若浸在液體中的物體下表面與容器緊密接觸，則液體對物體向上的壓力F為零，物體將不受浮力的作用，只受向下的壓力，如在水中的橋墩、深陷在淤泥中的沉船等。
浮力的計算方法
①稱重法:把物體掛在彈簧測力計下，彈簧測力計的示數F1、即為物體重力，再把物體浸入液體，記下彈簧測力計的示數為F2，則F浮=F1-F2。
②平衡法:物體懸浮或漂浮時，物體處于平衡狀態，由二力平衡條件知F浮=G物。
③公式法:根據阿基米德原理:F浮=G排液，而G排液=m排液g=ρ液gV排液，普遍適用于計算任何形狀的物體受到的浮力。
④壓力差法(浮力產生的原因):物體浸在液體中，前后、左右的壓力可以相互抵消，而下表面受到的向上的壓力(F上)大于上表面受到的向下的壓力(F下),物體總體受到一個豎直向上托的力，這個力就是浮力，所以可以根據壓力差來求浮力。F浮=F下-F上
二.課堂講解
1.浮力受力分析
例1.如圖所示，將木球浸入裝有鹽水的杯子中，木球所受浮力的施力物體是（　　）
A．地球 B．木球 C．鹽水 D．杯子
【分析】浸在液體中的物體都受到液體對它豎直向上的浮力，木球漂浮于液面上，木球所受浮力的施力物體是液體。
【解答】解：浸在液體中的物體都受到液體對它豎直向上的浮力，木球浸在鹽水中，所以浮力的施力物體是鹽水。
故選：C。
變式訓練1.如圖所示，重2N的玩具鴨漂浮在水面，畫出玩具鴨受到的浮力示意圖。
【分析】玩具鴨受到的浮力方向豎直向上，作用點在玩具鴨重心上；用一條帶箭頭的線段把浮力的大小、方向、作用點表示出來即可。
【解答】解：玩具鴨所受浮力的方向是豎直向上的，從重心開始豎直向上畫一條帶箭頭的線段表示出浮力，并標出F浮，如圖所示：
變式訓練2.如圖所示，雞蛋懸浮于濃鹽水中處于靜止狀態，請畫出雞蛋的受力示意圖。（重心點已標出）
【分析】根據雞蛋懸浮在鹽水杯中，則可判斷雞蛋受到的浮力與重力是一對平衡力，浮力方向豎直向上，大小等于重力，作用點在雞蛋重心上作圖即可。
【解答】解：雞蛋所受浮力的方向是豎直向上的，從重心開始豎直向上畫一條帶箭頭的線段表示出浮力，并標出F浮；
物體的重力與浮力大小相等，方向相等，作用點都在重心，同理做出重力的示意圖，如下圖所示：
2.稱量法測浮力
例1.如圖所示，用彈簧測力計拉著一個長方體石塊，把石塊慢慢浸沒入水中，在這個過程中拉力F與石塊浸沒的深度h的關系圖像是（　　）
A． B． C． D．
【分析】分兩個過程分析：
①當石塊從開始浸入水中到完全浸入水中的過程中，排開水的體積逐漸變大，由阿基米德原理判斷浮力變化情況；
②當物體浸沒以后，再向水中下沉的過程中，石塊排開水的體積不再發生變化，再由阿基米德原理判斷浮力變化。
【解答】解：
①當石塊從開始浸入水中到完全浸入水中的過程中，排開水的體積逐漸變大，由阿基米德原理可知石塊受到的浮力變大，所以浮力將增大，拉力F將減少；
②當物體浸沒以后，再向水中下沉的過程中，石塊排開水的體積不再發生變化，由阿基米德原理可知石塊受到的浮力不變，所以拉力F將不變。所以在這個過程中拉力F與石塊浸沒的深度h的關系圖像是先減小，后不變。
故選：B。
變式訓練1.如圖，將一圓柱體從下表面接觸水面開始，勻速將其浸沒水中直至一定深度，則浮力大小F與圓柱體下表面在水中的深度h的大致圖象正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】根據阿基米德原理進行分析。
【解答】解：將一圓柱體從下表面接觸水面開始，勻速將其浸沒水中直至一定深度，排開水的體積逐漸增大，當圓柱體浸沒在水中后，排開水的體積保持不變，根據F浮＝ρ水gV排可知，圓柱體受到水的浮力先變大后不變。
故選：D。
變式訓練2.將兩個物體分別掛在兩個彈簧測力計下，再將它們同時浸沒在水中，發現兩個彈簧測力計示數的變化量相等，則兩個物體一定有相同的（　　）
A．質量 B．密度 C．體積 D．形狀
【分析】物體浸沒在水中，彈簧測力計減少的示數就是物體受到的浮力大小，減小的示數相同說明受到的浮力相同，結合阿基米德原理分析。
【解答】解：物體都浸沒在水中，則F浮＝G﹣F′，即兩物體受到的浮力相同；僅知道物體受浮力的大小關系，據F浮＝G﹣F′不能確定物體受重力、浸沒水中后彈簧測力計的示數的大小關系，兩物體受到的浮力相同，根據F浮＝ρgV排可知排開水的體積相同，所以，兩物體一定有相同的體積。
故選：C。
例2.如圖甲是“探究浮力大小的影響因素”的實驗過程示意圖（溢水杯中的液體為水）。
（1）實驗步驟B、C和D可以探究浮力大小與 　排開液體體積　的關系。步驟 　B、D　（填字母）可以直接測出圓柱體浸沒在水中時受到的浮力F浮＝　1.2　N。步驟 　A、E　（填字母）可測出圓柱體排開的水所受重力G排，比較F浮與G排，可以得到浮力的大小跟物體排開的水所受重力的關系。
（2）圖乙是圓柱體緩慢浸入水中時，彈簧測力計示數F隨圓柱體浸入深度h變化的關系圖象。分析圖象，可得：當圓柱體浸沒后，h增大，彈簧測力計的示數 　不變　（選填“變大”“變小”或“不變”）。圓柱體的高度為 　4　cm。圓柱體的密度是 　2.5×103　kg/m3。（g取10N/kg）
【分析】（1）要先測物塊的重力和空桶的重力，然后再把物塊沒入水中，測出物塊受到的浮力，最后再測出桶和溢出水的重力；
分析幾步實驗的相同因素和不同因素，就可知道這幾步是探究哪個因素對浮力的影響，并根據測力計示數計算出每步浮力的大小，從而得出結論；
（2）當物體浸入液體中的深度等于圓柱體的高度時，則完全浸沒，隨著深度的增加，測力計的示數將不變；
由圖可知彈簧測力計的示數有一段隨h的增大而不變，可總結出物體所受浮力與深度的關系；
由阿基米德原理求出排開液體的體積，再利用重力、密度的變形公式求出物塊的密度。
【解答】解：（1）在CD中，相同的因素是液體密度，不同因素是排開液體體積，所以實驗步驟B、C和D可以探究浮力大小與排開液體體積的關系；
步驟B和D可以測出物塊浸沒在水中時受到的浮力F浮＝G﹣FD＝3N﹣1.8N＝1.2N；
步驟A、E可測出圓柱體排開的水所受重力G排＝2.2N﹣1N＝1.2N；
（2）物體未浸入水中時h＝0，從圖乙可讀出此時彈簧測力計的示數等于物體的重力G＝3N，在未完全浸入時彈簧測力計的示數逐漸減小，則浮力逐漸增大；
當h≥4cm時，物體所受的浮力不再發生變化，可知當h＝4cm時，物體開始完全浸沒，且可得出圓柱體的高度為4cm；
由阿基米德原理F浮＝ρ液V排g得：
V排＝＝＝1.2×10﹣4m3，
因為浸沒，所以V物＝V排＝1.2×10﹣4m3，
物體質量為：
m＝＝＝0.3kg，
物體密度為：
ρ＝＝＝2.5×103kg/m3。
故答案為：（1）排開液體體積；B、D；1.2；A、E；（2）不變；4；2.5×103。
變式訓練1.如圖甲所示，彈簧測力計下面掛一實心圓柱體，將圓柱體從盛滿水的容器上方離水面某一高度處緩緩下降，使其逐漸浸入水中某一深度處。如圖乙是整個過程中彈簧測力計的示數F與圓柱體下底面到水面的距離h變化關系的圖像（g＝10N/kg）。求：
（1）圓柱體浸沒時受到的浮力；
（2）圓柱體的密度。
【分析】（1）由圖可知未浸入液體，測力計的示數即為圓柱體的重力，再利用稱重法求出圓柱體浸沒受到的浮力；
（2）根據阿基米德原理和G＝mg＝ρVg列方程計算圓柱體的密度。
【解答】解：（1）由圖像可知，當h＝0時，彈簧測力計示數為15N，此時圓柱體處于空氣中，根據二力平衡條件可知，圓柱體重力G＝F拉＝15N。
圖像中圓柱體完全浸入水中，此時圓柱體受到的拉力F＝5N，
圓柱體浸沒時受到的浮力：
F浮＝G﹣F＝15N﹣5N＝10N；
（2）由阿基米德原理F浮＝ρ水gV排可得：10N＝ρ水gV排；物體的重力為15N，根據G＝mg＝ρVg可得：15N＝ρ物gV；
浸沒時V排＝V，解得ρ物＝1.5ρ水＝1.5×103kg/m3。
答：（1）圓柱體浸沒時受到的浮力是10N；
（2）圓柱體的密度1.5×103kg/m3。
變式訓練2.小紅同學設計如圖所示的實驗來探究“浮力的大小跟物體所排開液體所受重力大小的關系”。請幫助她完成下列問題：
（1）實驗的最佳操作順序是：　B　。（選填字母序號）
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙
（2）通過實驗可得到的實驗結論是：浸在液體中的物體，受到的浮力大小等于被物體 　排開的液體受到的重力　。
（3）下列情況會影響實驗結論的是：　A　。（選填字母序號）
A.圖乙中水面未到達溢水杯的溢水口
B.圖乙中物體未全部浸沒在水中
（4）如果將圖乙中的水換成酒精，則彈簧測力計的示數為 　1.2　N。（ρ酒精＝0.8×103kg/m3）
【分析】（1）分別讀出空桶的重力、物體的重力、物體浸沒水中時彈簧測力計的示數、桶和溢出水的重力，桶和溢出水的重力與空桶的重力之差即為排開水的重力；
（2）物體所受的浮力等于物體的重力減去浸入液體時彈簧測力計的示數；物體排開液體的重力等于桶和排開水所受的重力減去空桶的重力，然后比較浮力和排開水所受的浮力得出結論；
（3）溢水杯的水沒裝滿，會使溢出的水的重力偏少；
（4）根據阿基米德原理F浮＝ρ液gV排分析解答。
【解答】解：（1）最合理的實驗順序是：丁、測出空桶的重力；甲、測出物體所受到的重力；乙、把物體浸在裝滿水的溢水杯中，測出測力計的示數；丙、測出桶和排開的水受到的重力，故正確順序為：丁、甲、乙、丙，故選B；
（2）空氣中物體的重力為G＝2N；水中彈簧測力計的示數為F′＝1N，
物體在水中受到的浮力為：F浮＝G﹣F′＝2N﹣1N＝1N；
由圖丁可知，空桶的重力G桶＝0.5N，
由圖丙可知，水和桶的重力G總＝1.5N，
所以溢出水的重力為：G排＝G總﹣G桶＝1.5N﹣0.5N＝1N；
根據計算結果，可見F浮＝G排，說明浸在液體中的物體受到的浮力等于它排開的液體受到的重力；
（3）A、圖乙中水面未到達溢水杯的溢水口，物體放入溢水杯時，先要使溢水杯滿了才可以向外排水，故在此過程中，物體受到的浮力大于排出的水的重力，故A符合題意；
B、圖乙中物體未全部浸沒在水中，物體排開液體的體積小，排開液體的重力小，浮力也小，仍然能得出浮力等于排開的液體受到的重力，對實驗沒有影響，故B不符合題意，故選A；
（4）根據阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知物體浸沒在水中時排開水的體積為：V排＝＝＝1×10﹣4m3；
當物體浸沒在酒精中時，排開酒精的體積等于排開水的體積，
所以如果將圖乙中的水換成酒精，物體受到的浮力為：F浮'＝ρ酒精gV排＝0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3＝0.8N，
所以彈簧測力計的示數為：F示＝G﹣F浮'＝2N﹣0.8N＝1.2N。
變式訓練3.某物理興趣小組用如圖所示的實驗來探究影響浮力大小的因素。
（1）物體浸沒在鹽水中時受到的浮力是 　2.2　N。
（2）由abc三幅圖發現，液體密度一定時，排開液體體積越大，物體所受的浮力 　越大　。
（3）由ade三幅圖可得出的結論是 　排開液體體積一定時，液體密度越大，物體所受浮力越大　。
（4）小潭同學想利用上述器材測出某待測液體的密度ρ液，他進行了以下的探究：
①用彈簧測力計測出物體受到的重力G1；
②用彈簧測力計測出物體浸沒在水中的示數G2；
③用彈簧測力計測出物體 　浸沒在待測液體中　的示數G3；
則待測液體的密度ρ液＝　　（用字母表示，已知水的密度為ρ水）。
【分析】（1）根據步驟a、e中數據，利用“稱重法”測浮力公式F浮＝G﹣F示求出物體浸沒在鹽水中時受到的浮力；
（2）根據“控制變量法”分析，當探究物體所受的浮力與浸沒在水中的深度的關系時，改變物體浸沒在水中的深度，觀察圖中彈簧測力計示數是否發生變化；當探究浮力與物體浸沒在水中的體積的關系時，改變物體浸沒在水中的體積，觀察圖中彈簧測力計的示數是否發生變化，根據公式F浮＝G﹣F示分析得出結論；
（3）分析實驗中相同量和不同量，結合“稱重法測浮力”得出浮力與變化量的關系；
（4）根據“稱重法”得出橡皮泥浸沒在水中時受到浮力，根據阿基米德原理得出橡皮泥排開水的體積，即橡皮泥的體積；利用G＝mg求橡皮泥的質量，再根據密度公式求橡皮泥的密度。
【解答】解：（1）由圖a、e知，物體的浸沒在鹽水中，彈簧測力計的示數為2.6N，物體的重力為4.8N，所受浮力F浮＝G﹣Fe＝4.8N﹣2.6N＝2.2N；
（2）由abc三幅圖可知，隨著物體排開水的體積增大，彈簧測力計的示數不斷減小，即浮力不斷增大。故液體密度一定時，排開液體體積越大，物體所受的浮力越大。
（3）由ade三幅圖可知，物體排開水的體積相同，在鹽水中的彈簧測力計的示數小于在水中彈簧測力計的示數，即在鹽水中的浮力大于水中的浮力，故得出的結論是排開液體體積一定時，液體密度越大，物體所受浮力越大。
（4）③該實驗采用控制變量法，控制排開水的體積相同，變量為液體的密度，故用彈簧測力計測出物體浸沒在待測液體中的示數G3。
物體在水中所受的浮力為：F′浮＝G1﹣G2＝ρ水gV排；
則排開水的體積為；
物體在待測液體中所受的浮力為：F浮1＝G1﹣G3＝ρ液gV排，
則待測液體的密度為。
故答案為：（1）2.2；（2）越大；（3）排開液體體積一定時，液體密度越大，物體所受浮力越大；（4）浸沒在待測液體中； 。
3.壓力差法求解浮力
例1.如圖所示，一個半球形物體重為100N，浸沒在水中，受到水向下的壓力40N，半球受到水施加的浮力為80N，則半球受到水向上的壓力為（　　）
A．40N B．60N C．80N D．120N
【分析】浮力的實質是半球物體上下表面受到的壓力差，已知浮力和受到的向下的壓力可求半球受到的水向上的壓力。
【解答】解：由F浮＝F上﹣F下得，半球受到的水向上的壓力：
F上＝F浮+F下＝80N+40N＝120N。
故選：D。
變式訓練1.．如圖所示，用細繩將一物體系在容器底部，若物體上表面受到水向下的壓力為4N，下表面受到水向上的壓力為14N，則物體所受浮力為（　　）
A．4 N B．6 N C．10 N D．7 N
【分析】浮力的產生原因是因為物體下表面受到向上的壓力大于物體上表面受到的向下的壓力，大小等于上下表面受到的壓力之差。
【解答】解：
由題可知，物體上表面受到水向下的壓力F向下＝4N，下表面受到水向上的壓力為F向上＝14N，
由浮力產生的原因可得：F浮＝F向上﹣F向下＝14N﹣4N＝10N。
故選：C。
變式訓練2.浸沒在水中的物體，上表面受到水的壓力為8N，下表面受到水的壓力為10N，該物體受到的浮力為 　2　N，此時浮力的方向是 　豎直向上　。
【分析】由浮力的產生原因可知物體受到的浮力；浮力的方向是豎直向上的。
【解答】解：物體的上表面受到水的壓力為8N，下表面受到水的壓力為10N，由浮力的產生原因可知，物體受到的浮力F浮＝F下﹣F上＝10N﹣8N＝2N。
由于物體受到的重力方向豎直向下，物體受到的浮力與物體受到的重力的方向相反，所以物體受到的浮力方向豎直向上。
故答案為：2；豎直向上。
4.阿基米德原理公式計算浮力
例1.體積為2×10﹣3米3的金屬小球浸沒在水中。求：
（1）小球排開水的體積V排。
（2）小球受到的浮力F浮。
【分析】知道小球的體積（浸沒在水中排開水的體積），利用阿基米德原理求小球受到的浮力。
【解答】解：
（1）因為小球浸沒在水中，
所以小球排開水的體積：V排＝V＝2×10﹣3m3；
（2）小球受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×9.8N/kg×2×10﹣3m3＝19.6N。
答：（1）小球排開水的體積為2×10﹣3m3；（2）小球受到的浮力為19.6N。
例2.懸浮在海水中的潛艇排開海水的質量為3×106kg（g取10N/kg，海水的密度取1.0×103kg/m3）。
（1）潛艇排開海水所受的重力；
（2）潛艇所受浮力；
（3）潛艇排開海水的體積；
（4）潛艇所受重力。
【分析】（1）根據G＝mg即可求出排開液體所受的重力；
（2）根據懸浮條件F浮＝G排，據此求出潛艇所受浮力；
（3）已知海水的密度和排開海水的質量，利用密度的變形公式求解排開海水的體積；
（4）根據懸浮條件G＝F浮可求得潛艇所受重力。
【解答】解：（1）潛艇排開的海水所受重力：
G排＝m排g＝3×106kg×10N/kg＝3×107N；
（2）由阿基米德原理可知：
潛艇所受浮力：F浮＝G排＝3×107N；
（3）根據ρ＝得，
潛水艇排開海水的體積：
V排＝＝＝3×103m3；
（4）懸浮時浮力等于重力，
所以潛艇所受重力為：
G＝F浮＝3×107N。
答：（1）潛艇排開的海水所受重力為3×107N；
（2）潛艇所受浮力為3×107N；
（3）潛水艇排開海水的體積是3×103m3；
（4）潛艇所受重力為3×107N。
變式訓練1.木球被固定在水池底部的細線系住，未能浮出水面，如圖所示。已知：木球的體積為3×10﹣3m3、密度為0.6×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）木球受到的重力G木；
（2）木球受到的浮力F浮；
（3）細線對木球的拉力F拉。（畫出木球的受力分析圖）
【分析】（1）由G＝mg可求出木球的重力，其質量m可由m＝ρV求出；
（2）由F浮＝ρ水gV排可求出小球在水中受到的浮力；
（3）木球受到豎直向下的重力和拉力、豎直向上的浮力三個力的作用，則F浮＝F拉+G木，故F拉＝F浮﹣G木。
【解答】解：
（1）由題可知，木球受到的重力為：
G木＝m木g＝ρ木V木g＝0.6×103kg/m3×3×10﹣3m3×10N/kg＝18N；
（2）由題可知，小球浸沒在水中，則小球受到的浮力為：
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3＝30N；
（3）木球的受力分析如圖所示，
因木球靜止，故：F浮＝F拉+G木，
則F拉＝F浮﹣G木＝30N﹣18N＝12N。
答：（1）木球受到的重力G木為18N；
（2）小球受到的浮力F浮為30N；
（3）細線對木球的拉力F拉為12N。
變式訓練2.仁愛礁是我國的固有領土，隸屬我國海南省三沙市，中國公務船只定期在那里巡視，如圖所示是我國一艘裝備精良的現代化綜合公務船。
（1）若該船的聲吶探頭距海面深度為10m，則該聲吶探頭受到海水的壓強是多少？
（2）該船滿載時排水量為5×106kg，則船受到的浮力為多少？（海水密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
【分析】（1）運用液體壓強公式p＝ρgh，可求壓強大小。
（2）準確分析船的受力情況，根據阿基米德原理F浮＝G排＝m排g，可求船所受浮力。
【解答】解：（1）探頭所受到海水的壓強p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10m＝1.0×105Pa；
（2）根據阿基米德原理可知，F浮＝G排＝m排g＝5×106kg×10N/kg＝5×107N；
答：（1）探頭所受到海水的壓強為1.0×105Pa；
（2）船受到的浮力為5×107N。
變式訓練3.某次物理活動舉行了“造船”比賽，小明選了一塊300g的圓柱體橡皮泥，它的體積為200cm3，小明用這塊橡皮泥造出了一只小船。經測試，在確保船只仍漂浮在水面的前提下，船內最多可放200g的物體，如圖所示。已知ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg，求：
（1）此時小船受到的浮力有多大？
（2）此時小船排開水的體積有多大？
【分析】（1）根據小船漂浮時浮力等于總重力可求出小船受到的浮力；
（2）根據阿基米德原理求出小船排開水的體積。
【解答】解：（1）船內最多可放200g的物體，此時小船的總質量m＝m船+m物＝300g+200g＝500g＝0.5kg，
因為小船在水中始終漂浮，根據漂浮條件可知小船受到的浮力：F浮＝G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N；
（2）由F浮＝ρ水gV排可得，小船排水的體積：V排＝＝＝5×10﹣4m3。
答：（1）此時小船受到的浮力為5N；
（2）此時小船排開水的體積為5×10﹣4m3。
變式訓練4.小杰在歡樂谷游玩時，觀察到魚嘴里吐出的氣泡上升時的情況如圖所示，對氣泡上升過程中受到的浮力和氣泡內氣體壓強分析正確的是（　　）
A．浮力變大，壓強變小 B．浮力變小，壓強變小
C．浮力不變，壓強不變 D．浮力變大，壓強變大
【分析】（1）一定質量的氣體，體積變大，壓強變小，在水中上浮過程中，氣泡所處的深度減小，由液體壓強公式知道受到水的壓強變小，氣泡的體積變大，據此分析氣泡內壓強的變化；
（2）氣泡的體積變大，由阿基米德原理分析氣泡受到浮力的大小變化。
【解答】解：因為氣泡上升時，深度h變小，
所以，由p＝ρgh可知氣泡受到水的壓強變小，故氣泡的體積變大。
又因為一定質量的氣體，體積變大，壓強變小，
所以，氣泡內的壓強p變小；
因為氣泡的體積變大，排開水的體積變大，
所以，由F浮＝ρ水V排g可知氣泡受到水的浮力變大。
故選：A。
變式訓練5.兩個相同的容器中分別裝滿了兩種不同的液體，把甲、乙兩球分別輕輕放入兩杯液體中，靜止后的情況如圖所示，甲、乙兩球排開液體的重力相等，則下列說法正確的是（　　）
A．甲球所受浮力更大
B．乙球所受浮力更大
C．甲、乙兩球所受浮力大小相等
D．不知道液體密度，所以無法比較兩球所受浮力大小
【分析】根據阿基米德原理：F浮＝G排可分析浮力大小。
【解答】解：根據阿基米德原理可知，甲球所受浮力：F浮甲＝G排甲，乙球所受浮力：F浮乙＝G排乙，
由題意知，甲、乙兩球排開液體的重力相等：G排甲＝G排乙，
所以，F浮甲＝F浮乙，即甲、乙兩球所受浮力大小相等；
因此，ABD錯誤，C正確。
故選：C。
三.課后作業
1．用水桶從井中提水，在水桶逐漸提離水面的過程中，關于人所用力的大小，下列敘述中正確的是（　　）
A．用力變大，因為水桶所受重力變大
B．用力變小，因為水桶排開水的體積變小
C．用力變大，因為水桶受的浮力變小
D．用力不變，因為水桶所受的重力不變
【分析】在水桶逐漸提離水面的過程中，水桶受豎直向下的重力G，豎直向上的拉力F，豎直向上的浮力F浮，處于平衡狀態，由平衡條件求出拉力與重力、浮力間的關系，根據浮力公式判斷在此過程中浮力如何變化，進一步判斷拉力如何變化。
【解答】解：在水桶逐漸提離水面的過程中，水桶受重力G、拉力F、浮力F浮，處于平衡狀態，
由平衡條件得：F+F浮＝G，所以F＝G﹣F浮．因為在水桶逐漸提離水面的過程中，
水桶所排開水的體積V排逐漸變小，所以水桶所受的浮力F浮＝ρ水gV排不斷變小，
人所用的力即水桶受的拉力F＝G﹣F浮不斷變大。
故選：C。
2．一個物體所受的重力為0.5N，將它輕輕放入裝滿水的容器中時，從容器里溢出的水的重為0.3N，則該物體所受的浮力（　　）
A．一定是0.5N B．可能是0.2N
C．一定是0.3N D．可能是0.4N
【分析】由阿基米德原理知道，浸在液體中的物體受的浮力等于物體排開的液體的重力；解題時注意：燒杯內的水是否裝滿。
【解答】解：
將一個重為0.5N的物體輕輕放入裝滿水的容器中時，溢出燒杯的水重為0.3N，根據阿基米德定律，浮力等于0.3N。
故選：C。
3．如圖所示：A為木塊，B為鋁片，C為鐵球，而且VA＝VB＝VC，把它們都浸沒在水中，則它們受到的浮力FA、FB、FC之間的關系是（　　）
A．FA＞FB＞FC B．FA＜FB＜FC C．FA＝FB＝FC D．FA＞FB＝FC
【分析】物體浸沒時排開液體的體積和本身的體積相等，已知三者的體積相等，根據阿基米德原理可知，三者所受浮力的關系。
【解答】解：由于物體浸沒時排開液體的體積和本身的體積相等，且VA＝VB＝VC，
則把它們都浸沒在水中時，排開水的體積相等，
由F浮＝ρgV排可知：三者受到水的浮力相等，即FA＝FB＝FC。
故選：C。
4.將重為2N的物體，放入盛滿水的溢水杯中，從杯中溢出1.5N的水，則物體受到的浮力為（　　）
A．0.5N B．1.5N C．1.8N D．2.5N
【分析】由于物體放入盛滿水的溢水杯中，則根據阿基米德原理求出浮力的大小。
【解答】解：由于物體放入盛滿水的溢水杯中，則根據阿基米德原理可得，物體受到的浮力：F浮＝G排＝1.5N。
故選：B。
5．我國自主研發的深海鉆探利劍“海牛Ⅱ號”抵達2060m的海底，并成功下鉆231m，刷新了世界紀錄。“海牛Ⅱ號”在海面下勻速豎直下潛時（　　）
A．重力變大 B．浮力變大
C．所受壓強減小 D．排開海水的質量不變
【分析】（1）浮力大小利用公式F浮＝ρ液gV排，即浮力大小由液體的密度和物體排開液體的體積決定的，本題隱含的條件是物體排開液體的體積相同；（2）根據液體壓強的公式p＝ρgh，可知液體壓強的大小只取決于液體的種類（即密度ρ）和深度h；（4）浸沒在液體中的物體，排開液體的體積等于物體的體積，再利用公式m排＝ρ液V排。
【解答】解：A、“海牛Ⅱ號”在海面下勻速豎直下潛時質量不變，則受到的重力不變，故A錯誤；B、海水密度不變，豎直下潛的“海牛Ⅱ號”體積不變，所以排開海水的體積不變，根據浮力公式F浮＝ρ液gV排可知，浮力大小不變，故B錯誤；C、液體壓強的大小只取決于液體的種類（即密度ρ）和深度h，下潛的“海牛Ⅱ號”深度增大，根據液體壓強的公式p＝ρgh可知，壓強增大，故C錯誤；D、浸沒在液體中的物體，排開液體的體積等于物體的體積。豎直下潛的“海牛Ⅱ號”體積不變，所以排開海水的體積不變，根據公式m排＝ρ液V排可知，排開海水質量不變，故D正確故選：D。
6．如圖所示，體積相同的三個物體靜止在水中，第三個物體沉底，以下說法正確的是（　　）
A．三個物體所受浮力F1＜F2＝F3
B．三個物體所受浮力F1＝F2＝F3
C．三個物體所受重力G1＞G2＞G3
D．三個物體所受重力G1＝G2＝G3
【分析】根據物體的沉浮條件進行判斷，浸在液體中的物體，其沉浮條件取決于它所受到的浮力和重力的大小：
（1）當浮力大于重力時，物體上浮；
（2）當浮力小于重力時，物體下沉；
（3）當浮力等于重力時，物體處于懸浮或漂浮狀態。
【解答】解：（1）由F浮＝ρ液gv排，v排1＜v排2＝v排3，故，所以B不符合題意，A符合題意；
（2）物體1漂浮，故F1＝G1＝ρ液gv排，因v排＜v；
物體2懸浮，故F2＝G2＝ρ液gv排，因v排＝v；故F1＜F2；故G1＜G2；
物體3下沉，故F3＝ρ液gv排＜G3，因v排＝v，故F2＝F3＜G3
故G1＜G2＜G3，故C、D錯誤。
故選：A。
7．如圖所示，一個長方體浸沒在水中，其上表面受到水的壓力為4N，下表面受到的壓力為7N，則長方體受到水的浮力為（　　）
A．3N B．4N C．7N D．11N
【分析】利用浮力產生的原因（F浮＝F下表面﹣F上表面）求物體受到的浮力。
【解答】解：長方體受到水的浮力為：F浮＝F下表面﹣F上表面＝7N﹣4N＝3N。
故選：A。
9．一長方體物塊浸沒在水中，已知下表面受到水的壓力為100N，上表面受到水的壓力是40N，則物體受到的浮力為（　　）
A．40N B．60N C．100N D．140N
【分析】根據浮力產生的原因F浮＝F向上﹣F向下進行解答。
【解答】解：物體受到的浮力F浮＝F向上﹣F向下＝100N﹣40N＝60N。
故選：B。
10．如圖所示，體積相同的A、B、C三個小球分別靜止在液體中（ρ水＞ρ酒精），其中所受浮力的大小關系是（　　）
A．FA＜FB＝FC B．FA＝FB＝FC C．FA＞FB＞FC D．FA＜FB＜FC
【分析】由圖知A、B、C三個球排開水的體積大小關系，又知酒精和水的密度關系，利用阿基米德原理的推導公式F浮＝ρ水V排g比較受浮力的大小關系。
【解答】解：由圖知，三個球排開水的體積VA＜VB＝VC，ρ水＞ρ酒精，所以，根據F浮＝ρ水gV排可知，三球受到的浮力：FA＜FB＜FC。
故選：D。
11．雞蛋在清水中沉在杯底，而在水中加入鹽后，雞蛋浮上來。對此，下列解釋中正確的是（　　）
A．雞蛋在鹽水中浸泡時變輕了
B．鹽能夠產生較大的浮力
C．雞蛋受到的浮力比原來大了
D．雞蛋在鹽水中浸泡時體積變大了
【分析】把雞蛋放入裝有清水的容器底部，因為雞蛋受到的浮力小于雞蛋重，雞蛋沉入容器底部；往水中加入適量的鹽后，水的密度增大，雞蛋排開水的體積不變，由阿基米德原理知道雞蛋受到的浮力變大，當受到的浮力大于重力時，雞蛋上浮。
【解答】解：雞蛋在清水中，由于浮力小于雞蛋重，雞蛋下沉，
水中加入適量的鹽后，雞蛋的體積（排開水的體積）不變，使水的密度增大，
∵F浮＝ρ水v排g，
∴雞蛋受到的浮力增大，
當F浮＞G時，雞蛋將上浮。
故選：C。
12．浸沒在水中質量相等的實心鋁球和銅球（已知ρ鋁＜ρ銅），它們所受浮力的大小關系為（　　）
A．銅球大 B．鋁球大 C．大小相等 D．無法確定
【分析】①質量相同的不同物質，體積大小用公式V＝比較；
②浸沒在液體中的物體，受到的浮力用公式F浮＝ρ液gV排比較大小。
【解答】解：
①ρ＝，且m銅＝m鋁，ρ銅＞ρ鋁，
由公式V＝知，V銅＜V鋁；
②當兩個金屬球浸沒在水中時，排開水的體積等于各自的體積，
由公式F浮＝ρ液gV排比較知：鋁球受到的浮力較大。
故選：B。
13．將重為5N的實心金屬球輕輕放入盛滿水的溢水杯中，若溢出2N的水，小球受到的浮力為（　　）
A．0N B．2N C．3N D．5N
【分析】由題知，從裝滿水的溢水杯中溢出的水重（即小球排開的水的重力），由阿基米德原理求出小球受到的浮力。
【解答】解：因溢水杯盛滿水，且溢出2N的水，即小球排開水的重力為2N，由阿基米德原理可知，F浮＝G排＝2N。
故選：B。
14．如圖所示，體積相等的兩顆種子放入鹽水中，一顆下沉到底，一顆浮在液面。則兩顆種子所受浮力大小是（　　）
A．漂浮的種子所受的浮力較大
B．下沉的種子所受的浮力較大
C．兩顆種子受所的浮力一樣大
D．上述三種情況都有可能
【分析】先判斷兩粒種子排開鹽水的體積，根據阿基米德原理的公式F浮＝ρ液gV排分析受到浮力的大小。
【解答】解：體積相等的兩顆種子放入鹽水中，一顆下沉到底，一顆浮在液面，漂浮在液面的種子排開的鹽水體積要小于沉底的種子排開的鹽水體積，
根據F浮＝ρ液gV排可知，沉底的種子受到的浮力大一些。
故選：B。
15．一個懸浮在水中的圓柱體，上表面受到水的壓力為10N，下表面受到水的壓力為12N，則物體受到的浮力為（　　）
A．2N B．10N C．12N D．22N
【分析】物體浸在液體（或氣體）中，物體將受到的液體（或氣體）對它產生的壓力，求出合力，即受到的浮力，從而得出浮力產生的原因是液體（或氣體）對物體上下表面的壓力差。
【解答】解：圓柱體受到水產生向上的浮力：F浮＝12N﹣10N＝2N。
故選：A。
16．體積相同的銅球、鋁球和木塊，浸在液體中的情況如圖所示，則比較它們受到的浮力（　　）
A．銅塊受到的浮力最大
B．鋁塊受到的浮力最大
C．木塊受到的浮力最大
D．它們受到的浮力一樣大
【分析】根據阿基米德原理的推導公式F浮＝G排＝ρ液gV排知道浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關。
【解答】解：由圖可知，銅球、鋁球和木塊均浸沒在液體中，因物體浸沒時排開液體的體積相等，
所以，體積相同的銅球、鋁球和木塊排開液體的體積相等，由F浮＝G排＝ρ液gV排可知，它們受到的浮力一樣大。
故選：D。
17．質量為0.6kg、邊長為20cm的正方體木塊漂浮在水面上，則該物體在水中受到的浮力是（　　）
A．2N B．4N C．6N D．8N
【分析】根據漂浮的條件即可得知木塊受到的浮力。
【解答】解：木塊漂浮于水面上，即重力等于浮力，故浮力為F浮＝G＝mg＝0.6kg×10N/kg＝6N。
故選：C。
18．甲、乙、丙、丁是四個體積、形狀相同而材質不同的小球，把它們放入水中靜止后的情況如圖所示，則在水中受到浮力最小的是（　　）
A．甲球 B．乙球 C．丙球 D．丁球
【分析】抓住題目中的條件（體積相等），運用阿基米德原理F浮＝ρ液V排g，可比較浮力的大小。
【解答】解：四個球體積相同，放在同一種液體中，丁球排開水的體積最小，根據F浮＝ρ液V排g，可知，丁球所受浮力最小。
故選：D。
19．如圖所示，實心小球在甲液體中懸浮，在乙液體中沉底，則下列判斷正確的是（　　）
A．球的密度大于甲液體的密度
B．甲液體的密度小于乙液體的密度
C．球在甲液體中受到的浮力大于它在乙液體中受到的浮力
D．球在甲液體中受到的浮力等于它在乙液體中受到的浮力
【分析】（1）當物體的密度大于液體密度時，物體下沉；當物體密度等于液體密度時，物體在液體中懸浮；若物體密度小于液體密度時，物體將漂浮在液面上；據此判斷液體密度大小關系；（2）根據漂浮和懸浮時受到的浮力都等于重力，下沉時浮力小于重力即可判斷浮力的大小關系。
【解答】解：（1）如圖，實心小球在甲液體中懸浮，根據浮沉條件可知：球密度ρ球＝ρ液甲，故A錯誤；實心小球在乙液體中沉底，根據浮沉條件可知：球密度ρ球＞ρ液乙，所以，ρ液甲＞ρ液乙；故B錯誤；
（2）實心小球在甲液體中懸浮，則受到的浮力F甲＝G球，實心小球在乙液體中沉底，則受到的浮力F乙＜G球，由于是同一個實心小球，重力相同，所以，F甲＞F乙，故C正確，D錯誤。
故選：C。
20．水平桌面上放了一個高為15cm、底面積為400cm2的柱形容器，水深12cm。將一重為20N、體積為1600cm3的長方體物體B掛在彈簧測力計下方，其下表面剛好與水面相平。g＝10N/kg，則：
（1）長方體B的密度為 　1.25×103　kg/m3；
（2）剛好一半浸在水中時，彈簧測力計的示數為 　12　N；
（3）將懸掛物體的細線剪斷，物體B浸沒在水中且沉底后，水對容器底部的壓強為 　1500　Pa。
【分析】（1）根據G＝mg和密度公式進行計算。
（2）根據物體的受力分析和阿基米德原理計算。
（3）判斷物體不能浸沒在液體中，假設物體沉底時，容器充滿，求出物體排開液體的體積，此體積大于容器空缺的體積，可以判斷當物體沉底時，液體充滿整個容器，根據壓強公式求出物體對容器底的壓強。
【解答】解：（1）物體B重G＝20N，則物體的質量為：；體積V＝1600cm3＝1.6×10﹣3m3，則物體B的密度為：。
（2）物體B剛好一半浸在水中時，V浸＝＝1.6×10﹣3m3＝0.8×10﹣3m3，則受到水的浮力為：F浮＝ρ水gV浸＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8×10﹣3m3＝8N，彈簧測力計的示數為：F＝G﹣F1浮＝20N﹣8N＝12N。
（3）全部浸沒后排開水的體積V排＝1600cm3，容器底面積S＝400cm2，則水上升的高度h＝＝＝4cm，原水深12cm，則浸沒后深度為4cm+12cm＝16cm＞15cm，則水滿溢出，最終水的深度h＝15cm＝0.15m，則壓強p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m＝1500Pa。
故答案為：（1）1.25×103；（2）12；（3）1500。
21．如圖所示是小明用溢水杯、水、小桶、彈簧測力計、鐵塊等實驗器材驗證阿基米德原理的實驗過程，F1、F2、F3、F4分別表示對應的彈簧測力計示數，整個實驗過程操作合理、測量準確。請根據所學知識回答下列問題：
（1）實驗中鐵塊的重力為 　F1　；圖B中鐵塊受到的浮力F浮＝　F1﹣F2　。（用彈簧測力計示數對應字母表示）
（2）若F1、F2、F3、F4存在 　F1﹣F2＝F4﹣F3　的關系，則說明本次實驗結論符合阿基米德原理。
（3）如果鐵塊未完全浸入水中，則實驗 　能　（選填“能”或“不能”）完成。
【分析】（1）彈簧測力計在空氣中的示數即為重力大小，利用稱重法F浮＝G﹣F拉可得出浮力的大小；（2）通過測量排出的水重也能得出浮力的大小，而這正是阿基米德原理的內容，即浸入液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開的液體所受的重力。（3）若物體沒有完全浸沒在水中，按照上面的方法，仍能用實驗驗證阿基米德原理。
【解答】（1）彈簧測力計在空氣中的示數即為物體重力F1，物體放入水中后彈簧測力計的示數為F2，所以根據稱重法可知：物體受到的浮力F浮＝F1﹣F2；（2）物塊排開的液體受到的重力G排液＝F4﹣F3；若F1﹣F2＝F4﹣F3，則表明物體受到的浮力等于其排開的液體的重力，說明本次實驗結果符合阿基米德原理；（3）物體沒有完全浸沒在水中，受到水的浮力還是能用稱重法測量，排開水的重力也能測量，所以按照上面的方法，也能用實驗驗證阿基米德原理；故答案為：（1）F1；F1﹣F2；（2）F1﹣F2＝F4﹣F3；（3）能。
22．學完阿基米德原理之后，小蘇和小州用如圖所示的實驗裝置做了一個課外實驗。他們將溢水杯放在電子秤上，向溢水杯中加水后（如圖甲所示），在表格中記錄下測力計A、B及電子秤的第一次實驗數據，然后他們將物體緩慢下降，當物體的部分體積浸在水中時（如圖乙所示），記錄下第二次實驗數據，剪斷系在物體上的細線，將物體緩慢沉入到水底后（如圖丙所示），記錄下第三次的實驗數據。（取g＝10N/kg）
測力計A/N 測力計B/N 電子秤/g
第一次 1.00 0.02 500.00
第二次 0.60 0.22 520.00
第三次 0 540.00
（1）觀察乙、丙兩圖可知物體在 　丙　圖中所受浮力更大；圖乙中物體受到的浮力為 　0.4　N。
（2）在整理數據時，小蘇和小州發現第三次實驗中測力計B的示數記錄不同，小蘇記的是0.62N，小州記的是0.42N，他們討論推理后認為有一個數據是正確的，請判斷 　小蘇　的記錄是正確的，并通過計算說明理由。
【分析】（1）由公式F浮＝ρ液gV排可知，在水的密度一定時，丙實驗中物體浸在水中的體積更大，則物體受到的浮力更大；物體所受浮力：F浮＝G﹣F；
（2）由甲圖和第一次實驗數據可知物重和空桶重；
第三次實驗中，剪斷系在物體上的細線將物體緩慢沉入水底，由1、3兩次實驗中電子秤的示數（顯示的質量）利用重力公式可求出電子秤托盤受到的壓力增加量，即ΔF＝Δm秤g；
在第三次實驗中，物體沉入水底，且有更多的水溢出，則與第一次實驗相比，電子秤托盤受到的壓力增加量還可以表示為物重﹣溢出水的重，即ΔF＝G物﹣G溢′；
根據上述關系可求出第三次實驗中溢出水的重力，而第三次實驗中彈簧測力計B的示數等于空桶重加上溢出水的重力，據此解答。
【解答】解：（1）由公式F浮＝ρ液gV排可知，在水的密度一定時，丙實驗中物體浸在水中的體積即V排更大，則物體受到的浮力更大；
在實驗步驟乙中物體所受浮力為：F浮＝F甲A﹣F乙A＝1.0N﹣0.6N＝0.4N；
（2）由甲圖和第一次實驗數據可知，G物＝1.00N，G桶＝0.02N；
第三次實驗中，剪斷系在物體上的細線將物體緩慢沉入水底，與第一次實驗相比，電子秤托盤受到的壓力增加量：ΔF＝Δm秤g＝（540﹣500）×10﹣3kg×10N/kg＝0.40N，
因為在第三次實驗中，物體沉入水底，且有更多的水溢出，則與第一次實驗相比，電子秤托盤受到的壓力增加量還可以表示為：ΔF＝G物﹣G溢′，
則此次實驗中溢出水的重力：G溢′＝G物﹣ΔF＝1.00N﹣0.40N＝0.60N，
所以第三次實驗中彈簧測力計B的示數為：FB3＝G桶+G溢′＝0.02N+0.60N＝0.62N，故小蘇的記錄是正確的。
故答案為：（1）丙；0.4；（2）小蘇；第三次實驗中彈簧測力計B的示數為FB3＝G桶+G溢′＝G桶+G物﹣ΔF，由此計算可知小蘇的記錄正確。
23．如圖所示是一小朋友在玩“水上漫步球”的情景。游玩者在球中玩耍時，球始終浮在水面上。已知塑料球的質量20kg，游玩者的質量為40kg（g取10N/kg），求：
（1）塑料球在水中所受的浮力是多少？
（2）塑料球排開水的重力是多少？
【分析】（1）塑料球漂浮在水面，根據物體的漂浮條件F浮＝G＝mg計算球受到的浮力；
（2）根據阿基米德原理可知，物體受到的浮力等于排開液體所受到的重力。
【解答】解：（1）塑料球漂浮時，浮力等于球的總重力，即塑料球在水中所受的浮力為：
F浮＝G總＝（m球+m人）g＝（20kg+40kg）×10N/kg＝600N；
（2）由阿基米德原理可知，物體受到的浮力等于排開液體所受到的重力，即
G排＝F浮＝600N。
答：（1）塑料球在水中所受的浮力為600N；
（2）塑料球排開水的重力是600N。
（2）根據阿基米德原理可求出滿載時，“新光華”號所受浮力。
【解答】解：（1）最大下潛時，“新光華”號底部受到海水的壓強為：
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m＝3×105Pa；
（2）滿載時，“新光華”號所受浮力為：
F浮＝G排＝m排g＝1.0×105×103kg×10N/kg＝1×109N。
答：（1）最大下潛時，“新光華”號底部受到海水的壓強是3×105Pa；
（2）滿載時，“新光華”號所受浮力是1×109N。
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八下科學1.3 水的浮力第一課時
學習內容 1.浮力產生的原因；2.浮力的受力分析；3.阿基米德原理找我
學習目標 讓學生熟練掌握上述學習目標的內容
學習重點 浮力的計算方法
學習難點 多種計算方法的掌握
學習難度 較為簡單
一.知識歸納
1、浮力的產生
1.定義：液體或氣體對浸在其中的物體有一個向上托的力，這個力叫浮力。
2.方向：豎直向上。
3.浮力的作用點:浸入液體的物體上。
4.浮力的施力物體:液體(或氣體)。
5.產生原因：液體對物體上下表面有壓力差，F=F-F。
2、阿基米德原理
1. 實驗：阿基米德原理實驗
① ② ③ ④
（1）測出鐵塊重力G （2）測出空桶重力G（3）測出鐵塊浸在水中彈簧測力計示數F
（4）測出水與桶的總重G（5）發現等量關系：F=G-F=G-G
2.內容：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力大小等于物體排開液體的重力。
3.公式：F=G=ρgV
【能力拓展】
若浸在液體中的物體下表面與容器緊密接觸，則液體對物體向上的壓力F為零，物體將不受浮力的作用，只受向下的壓力，如在水中的橋墩、深陷在淤泥中的沉船等。
浮力的計算方法
①稱重法:把物體掛在彈簧測力計下，彈簧測力計的示數F1、即為物體重力，再把物體浸入液體，記下彈簧測力計的示數為F2，則F浮=F1-F2。
②平衡法:物體懸浮或漂浮時，物體處于平衡狀態，由二力平衡條件知F浮=G物。
③公式法:根據阿基米德原理:F浮=G排液，而G排液=m排液g=ρ液gV排液，普遍適用于計算任何形狀的物體受到的浮力。
④壓力差法(浮力產生的原因):物體浸在液體中，前后、左右的壓力可以相互抵消，而下表面受到的向上的壓力(F上)大于上表面受到的向下的壓力(F下),物體總體受到一個豎直向上托的力，這個力就是浮力，所以可以根據壓力差來求浮力。F浮=F下-F上
二.課堂講解
1.浮力受力分析
例1.如圖所示，將木球浸入裝有鹽水的杯子中，木球所受浮力的施力物體是（　　）
A．地球 B．木球 C．鹽水 D．杯子
變式訓練1.如圖所示，重2N的玩具鴨漂浮在水面，畫出玩具鴨受到的浮力示意圖。
變式訓練2.如圖所示，雞蛋懸浮于濃鹽水中處于靜止狀態，請畫出雞蛋的受力示意圖。（重心點已標出）
2.稱量法測浮力
例1.如圖所示，用彈簧測力計拉著一個長方體石塊，把石塊慢慢浸沒入水中，在這個過程中拉力F與石塊浸沒的深度h的關系圖像是（　　）
A． B． C． D．
變式訓練1.如圖，將一圓柱體從下表面接觸水面開始，勻速將其浸沒水中直至一定深度，則浮力大小F與圓柱體下表面在水中的深度h的大致圖象正確的是（　　）
A． B．
C． D．
例2.如圖甲是“探究浮力大小的影響因素”的實驗過程示意圖（溢水杯中的液體為水）。
（1）實驗步驟B、C和D可以探究浮力大小與 　 　的關系。步驟 　 　（填字母）可以直接測出圓柱體浸沒在水中時受到的浮力F浮＝　 　N。步驟 　　（填字母）可測出圓柱體排開的水所受重力G排，比較F浮與G排，可以得到浮力的大小跟物體排開的水所受重力的關系。
（2）圖乙是圓柱體緩慢浸入水中時，彈簧測力計示數F隨圓柱體浸入深度h變化的關系圖象。分析圖象，可得：當圓柱體浸沒后，h增大，彈簧測力計的示數 　 　（選填“變大”“變小”或“不變”）。圓柱體的高度為 　 　cm。圓柱體的密度是 　 　kg/m3。（g取10N/kg）
變式訓練1.如圖甲所示，彈簧測力計下面掛一實心圓柱體，將圓柱體從盛滿水的容器上方離水面某一高度處緩緩下降，使其逐漸浸入水中某一深度處。如圖乙是整個過程中彈簧測力計的示數F與圓柱體下底面到水面的距離h變化關系的圖像（g＝10N/kg）。求：
（1）圓柱體浸沒時受到的浮力；
（2）圓柱體的密度。
變式訓練2.小紅同學設計如圖所示的實驗來探究“浮力的大小跟物體所排開液體所受重力大小的關系”。請幫助她完成下列問題：
（1）實驗的最佳操作順序是：　　。（選填字母序號）
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙
（2）通過實驗可得到的實驗結論是：浸在液體中的物體，受到的浮力大小等于被物體 　 　。
（3）下列情況會影響實驗結論的是：　　。（選填字母序號）
A.圖乙中水面未到達溢水杯的溢水口
B.圖乙中物體未全部浸沒在水中
（4）如果將圖乙中的水換成酒精，則彈簧測力計的示數為 　 　N。（ρ酒精＝0.8×103kg/m3）
變式訓練3.某物理興趣小組用如圖所示的實驗來探究影響浮力大小的因素。
（1）物體浸沒在鹽水中時受到的浮力是 　　N。
（2）由abc三幅圖發現，液體密度一定時，排開液體體積越大，物體所受的浮力 　 　。
（3）由ade三幅圖可得出的結論是 　排開液體體積一定時， 　。
（4）小潭同學想利用上述器材測出某待測液體的密度ρ液，他進行了以下的探究：
①用彈簧測力計測出物體受到的重力G1；
②用彈簧測力計測出物體浸沒在水中的示數G2；
③用彈簧測力計測出物體 　 　的示數G3；
則待測液體的密度ρ液＝　 　（用字母表示，已知水的密度為ρ水）。
3.壓力差法求解浮力
例1.如圖所示，一個半球形物體重為100N，浸沒在水中，受到水向下的壓力40N，半球受到水施加的浮力為80N，則半球受到水向上的壓力為（　　）
A．40N B．60N C．80N D．120N
變式訓練1.．如圖所示，用細繩將一物體系在容器底部，若物體上表面受到水向下的壓力為4N，下表面受到水向上的壓力為14N，則物體所受浮力為（　　）
A．4 N B．6 N C．10 N D．7 N
變式訓練2.浸沒在水中的物體，上表面受到水的壓力為8N，下表面受到水的壓力為10N，該物體受到的浮力為 　 　N，此時浮力的方向是 　 。
4.阿基米德原理公式計算浮力
例1.體積為2×10﹣3米3的金屬小球浸沒在水中。求：
（1）小球排開水的體積V排。
（2）小球受到的浮力F浮。
例2.懸浮在海水中的潛艇排開海水的質量為3×106kg（g取10N/kg，海水的密度取1.0×103kg/m3）。
（1）潛艇排開海水所受的重力；
（2）潛艇所受浮力；
（3）潛艇排開海水的體積；
（4）潛艇所受重力。
變式訓練1.木球被固定在水池底部的細線系住，未能浮出水面，如圖所示。已知：木球的體積為3×10﹣3m3、密度為0.6×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）木球受到的重力G木；
（2）木球受到的浮力F浮；
（3）細線對木球的拉力F拉。（畫出木球的受力分析圖）
變式訓練2.仁愛礁是我國的固有領土，隸屬我國海南省三沙市，中國公務船只定期在那里巡視，如圖所示是我國一艘裝備精良的現代化綜合公務船。
（1）若該船的聲吶探頭距海面深度為10m，則該聲吶探頭受到海水的壓強是多少？
（2）該船滿載時排水量為5×106kg，則船受到的浮力為多少？（海水密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
變式訓練3.某次物理活動舉行了“造船”比賽，小明選了一塊300g的圓柱體橡皮泥，它的體積為200cm3，小明用這塊橡皮泥造出了一只小船。經測試，在確保船只仍漂浮在水面的前提下，船內最多可放200g的物體，如圖所示。已知ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg，求：
（1）此時小船受到的浮力有多大？
（2）此時小船排開水的體積有多大？
變式訓練4.小杰在歡樂谷游玩時，觀察到魚嘴里吐出的氣泡上升時的情況如圖所示，對氣泡上升過程中受到的浮力和氣泡內氣體壓強分析正確的是（　　）
A．浮力變大，壓強變小 B．浮力變小，壓強變小
C．浮力不變，壓強不變 D．浮力變大，壓強變大
變式訓練5.兩個相同的容器中分別裝滿了兩種不同的液體，把甲、乙兩球分別輕輕放入兩杯液體中，靜止后的情況如圖所示，甲、乙兩球排開液體的重力相等，則下列說法正確的是（　　）
A．甲球所受浮力更大
B．乙球所受浮力更大
C．甲、乙兩球所受浮力大小相等
D．不知道液體密度，所以無法比較兩球所受浮力大小
三.課后作業
1．用水桶從井中提水，在水桶逐漸提離水面的過程中，關于人所用力的大小，下列敘述中正確的是（　　）
A．用力變大，因為水桶所受重力變大
B．用力變小，因為水桶排開水的體積變小
C．用力變大，因為水桶受的浮力變小
D．用力不變，因為水桶所受的重力不變
2．一個物體所受的重力為0.5N，將它輕輕放入裝滿水的容器中時，從容器里溢出的水的重為0.3N，則該物體所受的浮力（　　）
A．一定是0.5N B．可能是0.2N
C．一定是0.3N D．可能是0.4N
3．如圖所示：A為木塊，B為鋁片，C為鐵球，而且VA＝VB＝VC，把它們都浸沒在水中，則它們受到的浮力FA、FB、FC之間的關系是（　　）
A．FA＞FB＞FC B．FA＜FB＜FC C．FA＝FB＝FC D．FA＞FB＝FC
4．將重為2N的物體，放入盛滿水的溢水杯中，從杯中溢出1.5N的水，則物體受到的浮力為（　　）
A．0.5N B．1.5N C．1.8N D．2.5N
5．我國自主研發的深海鉆探利劍“海牛Ⅱ號”抵達2060m的海底，并成功下鉆231m，刷新了世界紀錄。“海牛Ⅱ號”在海面下勻速豎直下潛時（　　）
A．重力變大 B．浮力變大
C．所受壓強減小 D．排開海水的質量不變
6.如圖所示，體積相同的三個物體靜止在水中，第三個物體沉底，以下說法正確的是（　　）
A．三個物體所受浮力F1＜F2＝F3
B．三個物體所受浮力F1＝F2＝F3
C．三個物體所受重力G1＞G2＞G3
D．三個物體所受重力G1＝G2＝G3
7.如圖所示，一個長方體浸沒在水中，其上表面受到水的壓力為4N，下表面受到的壓力為7N，則長方體受到水的浮力為（　　）
A．3N B．4N C．7N D．11N
8.一長方體物塊浸沒在水中，已知下表面受到水的壓力為100N，上表面受到水的壓力是40N，則物體受到的浮力為（　　）
A．40N B．60N C．100N D．140N
9.如圖所示，體積相同的A、B、C三個小球分別靜止在液體中（ρ水＞ρ酒精），其中所受浮力的大小關系是（　　）
A．FA＜FB＝FC B．FA＝FB＝FC C．FA＞FB＞FC D．FA＜FB＜FC
10.雞蛋在清水中沉在杯底，而在水中加入鹽后，雞蛋浮上來。對此，下列解釋中正確的是（　　）
A．雞蛋在鹽水中浸泡時變輕了
B．鹽能夠產生較大的浮力
C．雞蛋受到的浮力比原來大了
D．雞蛋在鹽水中浸泡時體積變大了
11.下列關于浮力的說法中不正確的是（　　）
A．深入河底的柱形橋墩，不受浮力作用
B．浸在液體中的物體，所受浮力的施力物體是物體本身
C．浸沒在液體中的物體，所受浮力大小與浸沒的深度無關
D．浮力的方向，一定與重力方向相反
12.浸沒在水中質量相等的實心鋁球和銅球（已知ρ鋁＜ρ銅），它們所受浮力的大小關系為（　　）
A．銅球大 B．鋁球大 C．大小相等 D．無法確定
13.將重為5N的實心金屬球輕輕放入盛滿水的溢水杯中，若溢出2N的水，小球受到的浮力為（　　）
A．0N B．2N C．3N D．5N
14.如圖所示，體積相等的兩顆種子放入鹽水中，一顆下沉到底，一顆浮在液面。則兩顆種子所受浮力大小是（　　）
A．漂浮的種子所受的浮力較大
B．下沉的種子所受的浮力較大
C．兩顆種子受所的浮力一樣大
D．上述三種情況都有可能
15．一個懸浮在水中的圓柱體，上表面受到水的壓力為10N，下表面受到水的壓力為12N，則物體受到的浮力為（　　）
A．2N B．10N C．12N D．22N
16．體積相同的銅球、鋁球和木塊，浸在液體中的情況如圖所示，則比較它們受到的浮力（　　）
A．銅塊受到的浮力最大
B．鋁塊受到的浮力最大
C．木塊受到的浮力最大
D．它們受到的浮力一樣大
17．質量為0.6kg、邊長為20cm的正方體木塊漂浮在水面上，則該物體在水中受到的浮力是（　　）
A．2N B．4N C．6N D．8N
18．甲、乙、丙、丁是四個體積、形狀相同而材質不同的小球，把它們放入水中靜止后的情況如圖所示，則在水中受到浮力最小的是（　　）
A．甲球 B．乙球 C．丙球 D．丁球
19．如圖所示，實心小球在甲液體中懸浮，在乙液體中沉底，則下列判斷正確的是（　　）
A．球的密度大于甲液體的密度
B．甲液體的密度小于乙液體的密度
C．球在甲液體中受到的浮力大于它在乙液體中受到的浮力
D．球在甲液體中受到的浮力等于它在乙液體中受到的浮力
20．水平桌面上放了一個高為15cm、底面積為400cm2的柱形容器，水深12cm。將一重為20N、體積為1600cm3的長方體物體B掛在彈簧測力計下方，其下表面剛好與水面相平。g＝10N/kg，則：
（1）長方體B的密度為 　 　kg/m3；
（2）剛好一半浸在水中時，彈簧測力計的示數為 　 　N；
（3）將懸掛物體的細線剪斷，物體B浸沒在水中且沉底后，水對容器底部的壓強為 　 　Pa。
21．如圖所示是小明用溢水杯、水、小桶、彈簧測力計、鐵塊等實驗器材驗證阿基米德原理的實驗過程，F1、F2、F3、F4分別表示對應的彈簧測力計示數，整個實驗過程操作合理、測量準確。請根據所學知識回答下列問題：
（1）實驗中鐵塊的重力為 　　；圖B中鐵塊受到的浮力F浮＝　 　。（用彈簧測力計示數對應字母表示）
（2）若F1、F2、F3、F4存在 　 的關系，則說明本次實驗結論符合阿基米德原理。
（3）如果鐵塊未完全浸入水中，則實驗 　 　（選填“能”或“不能”）完成。
22．學完阿基米德原理之后，小蘇和小州用如圖所示的實驗裝置做了一個課外實驗。他們將溢水杯放在電子秤上，向溢水杯中加水后（如圖甲所示），在表格中記錄下測力計A、B及電子秤的第一次實驗數據，然后他們將物體緩慢下降，當物體的部分體積浸在水中時（如圖乙所示），記錄下第二次實驗數據，剪斷系在物體上的細線，將物體緩慢沉入到水底后（如圖丙所示），記錄下第三次的實驗數據。（取g＝10N/kg）
測力計A/N 測力計B/N 電子秤/g
第一次 1.00 0.02 500.00
第二次 0.60 0.22 520.00
第三次 0 540.00
（1）觀察乙、丙兩圖可知物體在 　　圖中所受浮力更大；圖乙中物體受到的浮力為 　 N。
（2）在整理數據時，小蘇和小州發現第三次實驗中測力計B的示數記錄不同，小蘇記的是0.62N，小州記的是0.42N，他們討論推理后認為有一個數據是正確的，請判斷 　 的記錄是正確的，并通過計算說明理由。
23．如圖所示是一小朋友在玩“水上漫步球”的情景。游玩者在球中玩耍時，球始終浮在水面上。已知塑料球的質量20kg，游玩者的質量為40kg（g取10N/kg），求：
（1）塑料球在水中所受的浮力是多少？
（2）塑料球排開水的重力是多少？
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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