資源簡介

浮力重點解析
一、知識結構
二、知識講解
1.浮力及產生原因
??一切浸入液體（或氣體）的物體，都受到液體（或氣體）對它豎直向上的浮力的作用.
??“浸入”液體分為兩種情況：一是物體完全浸沒在液體之中，這時V排=V物；二是物體的一部分浸在液體中，即物體漂浮在液體表面上，這時V排＜V物.
??一切浸入液體（或氣體）中的物體都受到浮力.認為：在液體中上浮的物體或者漂浮在液面上的物體受到浮力，而在液體中下沉的物體不受浮力，這是錯誤的.因為物體在液體中上浮或者下沉取決于它所受到的重力和浮力這兩個力的相對大小.
??浮力是由于浸入液體的物體，下表面所受向上壓力F ′大于它的上表面受到向下的壓力F而產生的.浮力的大小等于F浮 =F ′-F，其方向是豎直向上的.如圖所示.浮力的施力物體是物體周圍的液體，物體的左右兩側面、前后兩側面，受到的壓力都是大小相等、方向相反，互相平衡的.
??沉在容器底部的物體是否受浮力的作用？關鍵是看物體的下表面和容器底面之間有沒有滲進液體，如果物體的下底面和容器的底面之間有滲進的液體，物體就受到浮力.如果物體的下表面和容器的底面接觸緊密，或者物體就是容器底面的一部分，以致物體的下表面緊貼在底面上，不能滲進液體，那么物體就可能沒有受到浮力的作用.
2.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，這就是著名的阿基米德原理.
阿基米德原理公式表示如下：F浮 =G排=ρ液 gV排
浮力大小只與ρ液、V排有關浮力的大小只與液體的密度、排開液體的體積有關，而與物體浸入液體的深度沒有關系.
阿基米德原理不僅適用于所有液體，而且也廣泛地適用在一切氣體中..對于浸入液體的物體，只要知道ρ液、V排，我們就能求出浮力，阿基米德原理是計算浮力最普遍適用的規律．
??物體排開的液體的體積V排是指物體浸在液體中的那部分體積，它與物體的體積 V物是不同的.當一個物體完全浸沒在液體中時，V排=V物，物體部分浸入液體中時，V排＜V物，在具體問題中，應該具體地區分它們，不能混淆.
??根據F浮=ρ液 gV排可知，浮力的大小只與液體的密度、排開液體的體積有關，而與物體浸入液體的深度沒有關系.
??阿基米德原理不僅適用于所有液體，而且也廣泛地適用在一切氣體中.
3.物體的浮沉條件
??全部浸沒在液體中的幾個不同的物體，有的上浮，有的下沉，是由于它們受到的重力G排和浮力F浮的相對大小而決定的.
??當G排＞F浮時，此時ρ物＞ρ液，物體受到方向豎直向下的合力，因此物體在液體中下沉.
??當 G排＜F浮時，此時ρ物＜ρ液，物體受到方向豎直向上的合力，因此，物體在液體中上浮.
??當G排＝F浮時，此時ρ物＝ρ液，二力平衡，根據平衡力作用下物體的運動可知，物體可以懸浮在液體中的任何深度處.
??上述條件對空心物體同樣可以適用，此時ρ物可以看作是該物體的平均密度.
4.漂浮物體
??一個物體完全浸沒在液體中，當所受的浮力大于重力時，物體在液體中上浮，在物體沒露出水面前，浮力始終不變，且大于重力.一旦物體露出液面，排開液體體積減小，所受浮力也隨之減小，但若浮力大于重力，物體繼續上浮，隨著露出液面的體積增大，浮力趨近重力，直到浮力等于重力時，物體不再上浮，而漂浮在液面上，因此，一切漂浮物體都有：
F浮＝G排.
??但是此時由于物體排開液體的體積只是本身體積的一部分，浮力已經與完全浸沒在液體中時不同了，此時的浮力比較小.此時的F浮＝G排與完全浸沒時懸浮的的G排＝F浮是不能混淆的.
5.密度計
??密度計是利用物體浮在液面的條件來測量液體密度的儀器，它是一根密封的玻璃管，管下部裝有小彈丸，使它能夠豎直地浮在液體中，由于它受的重力是一定的，它浮在不同液體中所受到的浮力也是一定的，因而把它放在密度大的液體中，它排汗液體少，即浸入液體的深度較小.把它放在密度較小的液體中，排開的液體多，即浸入液體的深度較大，由于侵入不同密度的液體中的深度不同，人們根據玻璃管浸入液體中的深度就可以測量液體的密度.
6.常用的幾種求物體所受浮力的方法
??（1）根據浮力產生的原因，有公式：F浮＝F下－F上
??對于規則的物體，只要求出物體的下底面受到液體向上的壓力，上底面受到液體向下的壓力，根據此公式就可求出這個物體在這種液體中所受浮力的大小. 揭示了浮力產生的原因和實質，可以用來直接判斷浮力是否存在，適用于計算形狀規則的物體所受到的浮力.
??（2）從測定浮力的方法可知，對于可以沉入液體中的物體，先用彈簧秤測出物體的重，這時彈簧秤的讀數為G，然后把物體浸入液體，再用彈簧秤來稱量，彈簧秤的讀數為G ′實驗表明，物體在這種液體中所受浮力為：
F浮＝G－G ′
??（3）根據漂浮物體的條件，在物體重力已知的情況下；F浮＝G
??（4）在液體和氣體中普通適用的物體受到浮力的計算公式：F浮=ρ液 gV排
二、典型例題：
例題１：關于“浮力產生的原因”
??請你來試一試下面的實驗，并想想其中的道理．
??取一只塑料大飲料瓶，剪去底部，瓶頸的截口處的直徑略小于乒乓球的直徑，制成一只漏斗，如圖1所示：
??把一個乒乓球放在里面，從上面倒水入斗，只見有少量水從乒乓球縫隙中流滴下來，但乒乓球并不上浮．這時用手心捫住下部流水滴處，立即見到乒乓球浮起，如圖2所示．
解析：
??如圖1乒乓球的上半部分在水里受到水向下的壓力，但由于球的下表面沒有水，球沒有受到水對它向上的壓力，因此水對球沒有浮力作用，故球浮不起來．如圖2中乒乓球的下表面由于積聚了水，使球的下表面所受向上的壓力大于球的上表面所受向下的壓力，有了壓力差就有了浮力，所以此時乒乓球能浮起．
例題２：
　?一個正方體鐵塊，在水下某深度時，上底面受到15N壓力，下底面受到20N壓力，則此時鐵塊受到浮力是________N；當鐵塊下沉到某位置時，上底受到壓力增大至20N時，下底受到壓力是_______N．
解析：
　?浮力產生的原因是物體上下底面受到液體的壓力差．隨著物體下沉，每個底面受到壓力都要變大，但壓力差不變，即
　　F浮=F下底-F上底=20N-15N=5N，
　　F＇下底=F＇上底+F浮=20N+5N=25N．
??浮力是包圍物體的液體從各個方向對物體施加壓力的總效果的反映．課本中以正方體為例，是為了便于理解和接受．如果從力的分解效果上講，不規則形狀的物體，同樣滿足F浮=F向上-F向下的關系．
例題3: 浮力大小變化
??完全浸沒在水中的乒乓球，放手后從運動到靜止的過程中，其浮力大小變化情況是（　）．
???A．浮力不斷變大，但小于重力．
???B．浮力不變，但浮力大于重力．
???C．浮力先大于重力，后小于重力．
???D．浮力先不變，后變小，且始終大于重力直至靜止時，浮力才等于重力．
解析：
??乒乓球完全浸沒在水中時，浮力大于重力．因浮力大小與物體在液內深度無關．因此乒乓球在水中運動時所受浮力不變，直到當球露出水面時，浮力開始變小．當浮力等于重力時；球靜止在水面上，呈漂浮狀態．此題應選D．
例題4: 浮沉的條件
??質量相等的木塊和冰塊(ρ木<ρ冰)都漂在水面上，木塊受到的浮力________冰塊受到的浮力；體積相等的實心木塊和冰塊都漂在水面上，木塊受到的浮力________冰塊受到的浮力．（填大于、小于、等于）
解析：
??根據物體的浮沉條件可知，物體漂浮時F浮=G，所以此題中要比較浮力的大小可通過比較木塊和冰塊受到的重力的大小來求得．
　　因為木塊和冰塊都漂浮在水面上，有F木浮=G木，F冰浮=G冰
　　(1)當木塊和冰塊質量相等時，由G=mg可知，G木=G冰，所以F木浮=F冰浮木塊和冰塊受浮力相等．
　　(2)當木塊和冰塊體積相等時，因為ρ木<ρ冰，根據G=ρgV可知，G木　　所以F木浮例題5: 影響浮力大小的因素
??如圖所示，在盛水容器中，有4個體積完全相同的物體：A是一浮于水面的正方體木塊；B是用線吊著浸沒在水中的長方體鐵塊；C是懸浮在水中的空心鋼球；D是圓臺形石蠟塊，它沉于容器底面并與容器底無縫隙緊密結合，試比較分析A、B、C、D所受浮力的情況．
解析：
??雖然A、B、C、D四個物體，它們的形狀不同，組成的物體種類不同，有的是實心的、有的是空心的，浸入水中的深度也不同，但這些不同條件跟浮力的大小均無關，所以無需加以考慮．浮力的大小只跟液體的密度與排開液體的體積有關．因為它們是浸在同一種液體中，所以浮力的大小由V排而定，但D物體與容器底緊密結合，故浮力為零．由此可知，此題A、B、C、D四個物體所受浮力大小可以用下式來表示，即FB=FC＞FA＞FD=0.
例題6：
??漂浮在水池中的一個木盆，里面有一塊石頭，如果將石頭從木盆中取出扔到水池里，則池內水面高度（ ）．
???A．上升 B．下降 C．不變　D．無法確定
解析：
??因為石頭和木盆在水中受到的浮力大小等于它們的重力之和，即： ．所以，石頭在木盆里時，根據阿基米德原理： 可知： ．當石頭從木盆取出扔到水池里時，所能排開水的體積 ，比較 和 兩式可知，石頭在木盆中借助于木盆增大了它的排水體積，使石頭在木盆中排開水的體積大于石頭放在水中所排開水的體積．所以石頭從木盆中取出扔到水池里時，水池的水面要降低．答案：B
例題7：
?? 一座冰山漂浮在水面上，露出水面部分的體積 ，這座冰山重有多少？（已知 ）
解析：
??要想求出冰山的重．根據 ，必須先求出整個冰山的體積．由于冰山浮在水面上，根據漂浮物體的條件 來求，設冰山的體積的為V，那么它浸入水中的體積即 ，然后由阿基米德原理求出 ，先求出V，再求出G即可．
解題 已知：
求：冰山的重G
解：∵ ∴
又∵
∴
由 得：
整個冰山重：

答：這座冰山重 ．
例題8:
??如圖所示，在一個較大的容器內的水面上放一個木塊，木塊上面放一個體積是1 dm3，重19.6N的物體，此時木塊漂浮．如果將物體從木塊上拿下并放入水中，當木塊和物體都靜止時，容器里的水面將（ ）．
?? A．上升 B．下降?C．不變 D．無法判定
解析：
??容器里的水面是否變化，怎樣變化？要分別求出物體在木塊上和在水中，它排液體積的大小，通過比較作出判定．
??先求出物體的密度：
??
??所以物體從木塊上取下，放入水中，它沉在水底．
??進一步求出物體在木塊上，它們共排開水的體積．因為物體和木塊總體浮在水面上， ，又 ．
??將物體從木塊上取下放入水中， ，其中， ，而 ，因此， ．
??因為 ，比較可見， ，這就是說，物體放進水中，它們排水的體積小于物體在木塊上它們排水的體積，容器里水面下降．答案：B
例題9:
??邊長5cm的正方體，浸沒在水中，下表面距水面15cm處，求出該物體受到的浮力．
解析：
??此題可以用兩種方法求解：
??方法一：根據浮力產生原因求浮力：F浮=F向上－F向下．
由題意可知：下表面距水面深h2=15cm，上表面距水面h1=10cm，
解：F浮=F向上－F向下=P2S－P1S=r水gh2S－r水gh1S
??? =r水gS(h2－h1)=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×(5×10－2m)2×(5×10－2m)
??? =9.8×103kg/m3×1.25×10－4m3=1.225N
方法二：應用阿基米德原理求浮力：F浮=r水gV排，在求解過程中，一定要弄清各物理量的含義及單位．根據阿基米德原理：
F浮=r水 gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×(5×10－2)3m3=1.225N
浮力能力訓練
A測試題
一、填空題
1．將物體掛在彈簧秤上，在空氣中稱，彈簧秤的示數是25牛；將物體浸沒在水中稱，彈簧秤的示數是15牛，這個物體受到的浮力是 牛．將物體的一半浸沒在水中，彈簧秤的示數是 牛．這個物體的總體積是 ，物體的密度是 ．（g取10牛／千克）
?2．質量為79千克的鐵塊，浸沒在水中時，鐵塊排開水的體積是 ，排開水重 牛，鐵塊受到的浮力是 牛．（ ）
3．一艘輪船在河里航行時的排水量是 噸，它受到的浮力為 牛．從河里開到海里，它受到的浮力 （填“變大”、“變小”或“不變”），由于河水密度 海水密度，（填“大于”、“小于”、“等于”）船從河里開到海里排汗液體體積 ，（填“變大”、“變小”、“不變”）．
?4．冰塊的密度是 ，體積是0.005 的冰放入水中靜止時處于 狀態，冰塊受到的浮力是 牛．把此冰塊放入煤油中（ ）將
（填“漂浮”、“下沉”、“懸浮”）冰塊靜止時受到的浮力是 牛．
5．重5牛，體積是0.6 的物體投入水中，靜止后，此物體受浮力為 牛．
二、選擇題
1．下列說法正確的是（ ）．
A．物體浸沒在液體的深處比完全浸沒在液體淺處時受的浮力大 B質量相同的鐵塊和銅塊，完全沒入水中，所受的浮力一樣大
C．冰能浮在水面上，也一定能浮在酒精液面上
D．兩個物體的體積相同，都浸沒在水中時它們受到的浮力也一定相同
2．潛水艇潛入水下越深，受到水的壓強和浮力是（ ）．
A．壓強越大，浮力越小B．壓強越大，浮力不變
C．壓強不變，浮力不變D．壓強越小，浮力越大 3．將一個實心球分別放入水、煤油和水銀中，如圖所示該球所受浮力分別用 、 、 表示，它們的大小關系是（ ）．
A． B．
C． D．
4．質量相等的木塊和蠟塊，漂浮在水面上，已知蠟的密度大于木頭的密度，比較蠟塊和木塊，則（ ）．
A．木塊露出水面部分的體積大B．蠟塊沒入水中的體積大 C．二者浸入水中部分的體積一樣大D．二者露出水面的部分一樣大
?5．重 15牛的物體，浸沒于裝滿水的容器中后，溢出了 的水，此物體將（ ）．
??A．浮在水面上B．沉在容器底C．懸浮于水中D．無法判斷
?6．彈簧秤下掛一物體．若將物體浸沒在水中，彈簧秤的示數是物體在空氣中的1／3，則這個物體的密度是（ ）．
A． B．
C． D．
7．完全一樣的兩個物體M，分別在金屬塊甲、乙的作用下 在水中處于靜止狀態，如圖所示，金屬塊甲用細繩吊于物體M下方，金屬塊乙放在M上方，恰好使M浸沒于水中，則（ ）．
A．甲的重力小于乙的重力
B．甲的重力大于乙的重力
C．甲的體積大于乙的體積
D．甲的體積可能等于乙的體積
三、做圖題
?1．如圖所示，已知 牛，把A吊在彈簧秤下浸入水中，彈簧秤示數為8牛．用力的圖示法畫出物體A所受的浮力．
?2．畫出圖中物體在三種情況下所受各力的示意圖．（圖中物體均處于靜止狀態）
四、計算題
1．一個密度為 的木塊，體積為 ，用繩子系在池底如圖所示，此時木塊受的浮力是多少牛？繩子上的拉力是多少牛？
?2．把一木塊放入酒精中，若在木塊上面放質量為500克的物體時，木塊恰好全部浸入酒精中，若拿去重物，則木塊有2／3的體積浸在酒精中，求木塊的體積是多少 ？密度是多大？（ ）
B 測試題
一、填空題
1．浸在液體里的物體受到的 的力叫浮力．浮力的施力物體是 ，方向是 ．
2．重14.7牛的石塊掛在彈簧秤下端，將它完全沒入水中，這時彈簧秤示數是9.8牛，則石塊受到的浮力大小是 牛，石塊排開水的體積是 ，石塊的體積是 ．
3．一個邊長為1分米的正方體，全部浸入水中，上表面與水面平行距水面0.5米，上表面受到的水的壓力是 牛，下表面受到水的壓力是 牛，此物體受到水的浮力是 牛．
4．一個體積為1 的木塊，投入水中靜止時，有 體積露出水面．則木塊排開水的體積是 ，受到的浮力是 牛，木塊的重力是 牛．
?5．一個鐵塊浸沒在水中受到5牛的浮力，那么它浸沒在煤油中受到的浮力是 牛．（ ）
?6．一長方體鐵塊的 體積浸入水中時，它排開的水重為2牛；當它全部浸入水中時，受到的浮力是 牛．
7．浸沒在水中的空心金屬球重4.9牛，體積是 ，它所受的浮力是 牛，此球在水中將 ．（填“上浮”、“下沉”、“懸浮”）
8．一個空心金屬盒懸浮在水中，往水中倒入一些濃鹽水后，金屬盒將 ，（填“上浮”、“下沉”、“靜止”），金屬盒靜止后受到的浮力 ．（填“變大”、“變小”、“不變”）
9．潛水艇的下潛和上浮是靠改變 來實現的．潛入水底的潛水艇在加速上浮的過程中（未出水面），潛水艇受到的浮力 它受到的重力；潛水艇開始露出水面到靜止于水面的過程中，它受到的浮力逐漸 ，直至浮力 它所受的重力．（填“大于”、“小于”、“等于”、“變大”、“變小”、“不變”）
二、選擇題
1．下列說法中正確的是（ ）．
?A．體積較大的物體浸沒在液體中受到的浮力也較大
?B．密度大的液體對浸在其中的物體產生的浮力一定大
?C．重的物體受到的浮力小，輕的物體受到的浮力大
?D．物體浸沒在水中的深度越深，它受到水給它向上的壓力就越大，但浮力不變
2．如圖所示，體積相同的木球A，鋁片B，鐵塊C，全都浸沒在水中，下列選項中正確的是（ ）．
?A．鐵的密度大，鐵塊受到的浮力最大
?B．鋁片面積大，水對它向上的壓力也大，鋁片受到的浮力最大
?C．由于水球要上浮，所以水球受到的浮力最大
?D．三個物體所受浮力一樣大

3．質量相同的實心鐵球和實心鋁球分別掛在兩個彈簧秤上，然后將它們全部浸入水中，比較兩彈簧秤的示數，則（ ）．
A．掛鐵球的比掛鋁球的示數大??B．掛鐵球的比掛鋁球的示數小
C．兩彈簧稱示數相同??????D．無法確定
4．質量相等的甲、乙兩球，它們的密度之比是3：2，現將甲球浸沒在液體A中，把乙球浸沒在液體B中，已知A、B兩種液體密度之比是5：4，則甲、乙兩球受到的浮力之比是（ ）．
A．15：8 B．2：3 C．5：6 D．5：4
5．三個體積、形狀不同的實心動物體在水中靜止時，如圖所示，下列說法中正確的是（ ）．
?A．甲的密度最小
?B．乙的密度最小
?C．乙、丙的密度一樣大
?D．甲、乙的密度一樣大
6．表面涂蠟的細木棍，一端繞著適量的鐵絲．把它放到水里呈漂浮狀態，如圖所示，如果從齊水面處削去細木棍上部，那么剩余部分將（ ）．
A．下沉B．上浮C．懸浮D．無法判斷
7．三個完全相同的木塊，分別浮在酒精，水和水銀液面上，下列說法中正確的是（ ）．
?A．木塊在水銀中露出的體積最大
?B．木塊在酒精中受到的浮力最小
?C．木塊在三種液體中受到的浮力一樣大
?D．上述說法都正確
三、計算題
質量是158克的鐵塊分別放在水和水銀中，靜止時，鐵塊受到水和水銀的浮力各是多大？（ ）
?2．木塊投入水中，靜止后，有300 體積浸在水中，若要使木塊全部浸入水中，須給木塊豎直向下的壓力2牛．求此木塊的密度？（g取10牛／千克）
A參考答案
一、
1．10，20， 2． ，98，98 3． ，不變，小于，變小 4．漂浮，44.1，下沉，39.2 5．5
二、
1．D 2．B 3．C 4．A、C 5．B 6．C 7．B、D
三、（略）
四、
1．98牛，39.2牛 2．
B參考答案
一、
1．液體對它作用的豎直向上，液體，豎直向上
2．4.9，500，500
3．49，58.8，9.8
4． ，3.92，3.92
5．4
6．6
7．3.92，下沉
8．上浮，不變
9．自身重力，大于，減小，等于
二、
1．D 2．D 3．A 4．C 5．A 6．B 7．A、C
三、
1． 2．
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