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第八章 壓強與浮力
第 5 節 學 生 實 驗：探 究 —— 影 響 浮 力 大 小 的 因 素
海洋中“遼寧艦” 破浪前行，巨大的冰山能在水上漂浮，鴨子能在水面游弋……是什么力量把它們托起來的呢？
游弋的鴨子
漂浮的冰山
威武的“遼寧艦”
“遼寧艦”、冰山、鴨子都受到重力的作用，但卻沒有因此而沉入水底，
這表明水對它們有一個向上托起的力，這就是浮力。
【觀察思考】
新知導入
學習目標
1.認識浮力，知道浮力的方向總是豎直向上的。
2.知道浮力產生的原因。
3.知道浮力大小與液體密度和浸入液體體積的關系。
4.了解什么是阿基米德原理。
常常用符號F浮表示。
1.定義：浸在液體中的物體受到向上的力，這個力叫做浮力。
2.浮力方向：
小球靜止于水面上，試分析小球的受力情況，并畫圖說明。
F浮
F浮
G
G
分析：由二力平衡的條件可知，浮力的方向與重力的方向相反，即浮力的方向豎直向上。
浮力的方向：豎直向上。
新知學習
浮 力
一
思考：當物體全部浸入（浸沒）水中時，還會受到浮力嗎？
G
F示
鋁塊受浮力的作用
演示實驗：測量浮力的大小
G
F浮
F示
F浮=G -F示
彈簧測力計測出浮力大小（稱重法）:
1.用彈簧測力計測出鉛塊的重力記為G
2.把鉛塊浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數記為F示
示數變小
說明浸沒在水中的鉛塊受到了水的浮力作用。
【分析浮力產生的原因】
如上圖進行操作，觀察實驗現象可以知道，浸在液體中的物體受到液體對物體向各個方向的壓力。
四個側面所受壓力關系F合=0
假設邊長為L的立方體位于水面下h 深處
上、下兩面所受壓力關系
∵ p向上＞p向下
∴ F向上＞F向下
F浮= F向上-F向下 (壓力差法)
F向下
F向上
浮力是液體對物體的壓力的合力
h
L
浮力產生的原因我們知道了，那么浮力的大小跟哪些因素有關？
日常的生活經驗能使我們對浮力大小的因素產生很多猜想……
1.木塊在水中漂浮，鐵塊在水中下沉。那么，是不是浮力的大小跟固體的密度有關？
2.人在水中會下沉，在死海中卻能漂浮于水面。那么，是不是浮力的大小跟液體的密度有關？
3.把一個空的易拉罐慢慢壓入水中，隨著深度的增加，易拉罐浸入水中的體積越來越多，感受到浮力越來越大。那么，是不是浮力的大小跟物體浸入水中的深度有關？或跟物體浸在水中的體積有關？
決定浮力大小的因素
二
木塊在水中漂浮，鐵塊在水中下沉。那么，是不是浮力的大小跟固體的密度有關？
人在水中會下沉，在死海中卻能漂浮于水面。那么，是不是浮力的大小跟液體的密度有關？
人在水中越往深處走就越覺得所受的浮力大。那么，是不是浮力的大小跟人浸入水中的深度有關？或跟人浸在水中的體積有關？
①猜想：決定浮力大小的因素
②設計實驗方案
上面所說的固體的密度、液體的密度、固體浸入液體中的體積和固體浸入液體的深度這幾個量是實驗中的“變量”，在檢驗浮力與其中某一個量的關系時，必須使其他量保持不變，或者確認浮力跟這些量無關。
F浮 =F1 -F2
測量浮力的方法（稱重法）：
實驗方法：控制變量法
F2
F1
圓柱體
彈簧測力計
實驗器材：
彈簧測力計、圓柱體、酒精、水、鹽水、體積相等的鋁塊與鐵塊等。
鋁塊
鐵塊
③探究浮力大小與物體浸沒的深度的關系
把彈簧測力計懸掛的鋁塊緩慢浸沒水中，并分別停在不同的深度，觀察并記錄彈簧測力計的示數。
1.2N
1.8N
1.2N
在空氣中
1.2N
浸沒在液體 中的深度h 較淺 較深 更深
重力G / N 1.8 1.8 1.8
彈簧測力計 示數F/ N 1.2 1.2 1.2
浮力F浮/ N
記錄數據，計算浮力:
0.6
0.6
0.6
實驗結論
浮力的大小跟物體浸沒液體中的深度無關。
④探究浮力大小與物體浸在液體中的體積的關系
部分浸入
大部分浸入
完全浸入
在空氣中
用彈簧測力計提著柱狀物體緩慢浸入水中，逐漸增大浸在水中的體積，讀取彈簧測力計的示數并記錄。
1.8N
1.4N
1.1N
1.6N
物體浸在液體 中的體積V 較小 較大 浸沒
重力G / N 1.8 1.8 1.8
彈簧測力計 示數F/ N 1.6 1.4 1.1
浮力F浮/ N
記錄數據，計算浮力:
0.2
0.4
0.7
浮力的大小跟物體浸在液體的體積有關，同種液體，物體浸在液體中的體積越大，浮力越大。
實驗結論
⑤探究浮力大小與液體密度的關系
酒精
水
把懸掛在彈簧測力計下的物塊先后浸沒在酒精、水、鹽水中，觀察并記錄彈簧測力計的示數。
1.2N
0.9N
1.1N
1.8N
鹽水
液體種類 酒精 水 鹽水
重力G / N 1.8 1.8 1.8
彈簧測力計 示數F/ N 1.2 1.1 0.9
浮力F浮/ N
記錄數據，計算浮力:
0.6
0.7
0.9
浮力的大小跟液體的密度有關，在浸入液體的體積相同時，液體的密度越大，浮力越大。
實驗結論
⑥探究浮力大小與物體密度的關系
把體積相等的鋁塊、鐵塊懸掛在彈簧測力計下端，分別浸沒在水中，觀察并記錄彈簧測力計的示數。
鋁塊
1.6N
空氣中
水
鋁塊
0.6N
4.8N
空氣中
鐵塊
水
3.8N
鐵塊
固體種類 鋁塊 鐵塊
重力G / N 1.6 4.8
彈簧測力計示數F/ N 0.6 3.8
浮力F浮/ N
記錄數據，計算浮力:
1.0
1.0
物體的密度不同、體積相同，浸沒在同一液體中，兩種情況下彈簧測力計的示數差相等，即浮力相等。
浮力的大小跟固體的密度無關，在浸入同種液體的體積相同時，所受浮力相等。
實驗結論
液體的密度 ρ液
決定浮力F浮大小的因素
浸在液體的體積 V浸
物體在液體中所受的浮力大小，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、液體的密度越大，浮力就越大。
實驗
總結
【阿基米德原理】
內容：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的液體所受的重力。
公式：
F浮=
G排
推導式：
F浮=
m排g=ρ液gV排
適用于液體氣體
阿基米德原理
三
【關于阿基米德原理的討論】
1.F浮＝ρ液gV排 ρ液——液體的密度；
V排——物體排開的液體的體積；
表明浮力大小只和 ρ液、V排有關。
浮力大小與物體的形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中是否運動等因素無關。
①物體“浸在液體里”包括“全部浸入（即浸沒）”和“部分浸入”兩種情況。
不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力。對于同一物體而言，浸沒時受到的浮力大，部分浸入時受到的浮力小，而且浸入的體積越小，所受的浮力也越小。
部分浸入
全部浸入
區分：浸沒、浸入、浸在、沒入
②浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力。
A.浸沒時：V排=V浸=V物，此時物體所受的浮力等于排開液體的重力，即
F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
B.部分浸入時： V排=V浸F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物
V排=V浸=V物
V排=V浸V浸
③同一物體浸沒在不同的液體中時，由于液體的密度不同，所受的浮力也不同。
根據公式 F浮=ρ液g V排，浸沒時， V排 = V物，當ρ液不同時，浮力也隨之變化。
④阿基米德原理同樣適用于氣體。
浮力
產生浮力的原因
探究浮力大小與什么因素有關
定義：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的液體所受的重力。
液體對物體向上向下的壓力差產生的
物體浸在液體中的體積
液體的密度
阿基米德原理：原理的定義、理解、應用等
課堂總結
課堂練習
1.物體在液體中受到的浮力大小取決于（ ）
A.物體的重力
B.物體的體積
C.物體的密度
D.液體的密度和物體浸入液體的體積
D
2.將小石塊掛在彈簧測力計下如圖甲，再將其浸沒在水中(石塊沒有碰到燒杯底部)如圖乙，靜止時測力計示數分別是4N和3N，關于甲、乙圖的說法錯誤的是 （ ）
A.水對石塊的浮力是3 N
B.水對石塊的浮力是1 N
C.石塊的重力為4 N
D.石塊受到的力有重力、拉力和浮力
A　

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