第一节,浮力（解析版）

　第一节

　浮力

　三口中学 黄世华

　 ◆ 教学目标

　1、 知道什么是浮力。（重点）

　2、 会用弹簧测力计测量物体在液体中受到的浮力。（重点）

　3、 知道浮力产生的原因。（难点）

　4、 探究浮力的大小与哪些因素有关。（重点）

　◆ 教学过程

　知识点一

　浮力（ F F 浮 ）

　1、定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对物体

　竖直向上

　的托力，这个力叫浮力。

　2、 浮力的方向：

　竖直向上

　，与重力方向相反。

　3、 浮力的施力物体：液体（或气体）

　4、 称量法测浮力：F 浮 =

　G－F

　 例：如图，物体重为

　 2.3

　 N，物体浸在酒精中，弹簧测力计的示数是

　 0.8

　 N，则物体在酒精中受到的浮力是

　 1.5

　N，浮力方向是

　 竖直向上

　，浮力的施力物体是

　 酒精

　 。

　知识点二

　浮力产生的原因

　液体对物体下表面向上的压力

　 大于

　液体对物体上表面向下的压力。浮力等于液体对物体产生向上和向下的

　压力

　差。

　注意：浮力是液体对物体各个方向压力的合力。

　先猜想后实验 ：

　如图，矿泉水瓶切掉了瓶底，在瓶口放一个乒乓球，往瓶内装水过程中，水不断从瓶口流出，这时候乒乓球会怎样？若此时用手捂住瓶口，乒乓球又会怎样？写出实验现象。

　现象：水不断从瓶口流出时，乒乓球沉在瓶口，不会上浮；用手捂住瓶口后，乒乓球从瓶口上浮到水面静止。

　思考：

　在河水中的桥墩是否受到浮力？ 答案：在河水中的桥墩没有受到浮力，因为桥墩的下表面没有水。

　知识点三

　决定浮力大小的因素

　1、推导：从浮力产生的原因来看：F 浮 = F 向上 -F 向下

　所以

　 F 浮 = ρ 液 g(h+L)S -ρ 液 ghS = ρ 液 gLS

　= ρ 液 gV

　= ρ 液 gV 排

　2、从上面推导公式来看，浮力大小只与

　液体密度

　、

　物体排开液体体积

　有关。

　3、实验探究浮力大小与哪些因素有关 ①探究浮力大小与液体密度关系，如图甲，物体在水中受到的浮力是

　 15

　 N，物体在酒精中受到的浮力是

　 12

　 N，因此在物体排开液体体积相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越

　大

　。

　②探究浮力大小与物体排开液体体积关系，如图乙，物体部分浸入水中受到的浮力是

　3

　 N，物体全部浸入水中受到的浮力是

　 10

　 N，因此在同种液体中，物体排开液体体积越大，物体受到的浮力越

　大

　。

　【解析】①物体在水中受到的浮力：F 浮 =G-F=20N-5N=15N； 物体在酒精中受到的浮力：F 浮 =G-F=20N-8N=12N； ②物体部分浸入水中受到的浮力: F 浮 =G-F=18N-15N=3N； 物体全部浸入水中受到的浮力: F 浮 =G-F=18N-8N=10N。

　例 1、 浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，下列说法中正确的是（ ABD

　）多选 A．物体受到的压强增大

　B．物体上、下表面受到的压力增大 C．物体上、下表面受到的压力差增大

　D．物体受到的浮力不变 【解析】A 正确，根据公式 P=ρgh,压强随水深度的增加而增大；B 正确，根据公式 F＝PS，随着浸没水中深度的增加，物体上、下表面受到的压强增大，受力面积 S 不变，所以物体上、下表面受到的压力增大 ；C 错误，浮力大小等于物体上、下表面受到的压力差，根据公式 F浮 =V 排 ρ 液 g，浸没在水中的物体，深度增加， V 排 不变，ρ 液 不变，所以 F 浮 不变，也就是说，物体上、下表面受到的压力差不变； D 正确。故该选 ABD

　例 2．绳子的下端系着一个铁块，当铁块浸没在水中后剪断绳子，铁块下沉的过程中它受

　到的浮力将（

　 C

　）

　A．逐渐变大

　B．逐渐变小

　C．保持不变

　D．变为零 【解析】根据公式 F 浮 =V 排 ρ 液 g，铁块浸没，下沉过程中， V 排 不变，ρ 液 不变，所以 F 浮不变。故该选 C

　例 3 小玲将一块矿石挂在弹簧测力计下，然后又将此矿石浸没在水中，测力计两次示数分别如图甲、乙所示。

　(1)矿石受到浮力的大小多大？ (2)若将此矿石浸没在密度为 1.8×103

　kg/m 3 的液体中，矿石受到浮力多大？弹簧测力计的示数多大？ 甲 乙

　【解析】物体的重力 G =

　 8.8

　 N

　 在水中浸没时弹簧测力计示数为

　 7.2

　 N

　 则：F 浮＝G－F=

　8.8

　 N－

　7.2

　 N =

　 1.6

　 N

　根据公式 F 浮 =V 排 ρ 液 g，物体排开液体体积相同，浮力与液体密度成正比

　因为 ρ 液

　= 1.8×103

　kg/m 3 ，是 ρ水的 1.8 倍，

　 所以

　 F 浮 ′＝ 1.8 F 浮 ＝1.8×

　1.6

　 N=

　2.88

　 N

　 弹簧测力计示数：

　 F ′＝G－F 浮 ′

　=

　8.8

　 N－

　2.88

　 N

　=

　5.92

　N

　 课 时同步检测

　基础检测

　1、一个 2N 的钩码，挂在弹簧测力计钩上，当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是 0.9N，这个钩码受到的浮力___1.1__N。

　【解析】这个钩码受到的浮力：F 浮 =G-F=2N-0.9N=1.1N

　 2、弹簧测力计下挂着一个铁球，静止时弹簧测力计的示数是 21.9N，把铁球浸没在水中时，铁球受到浮力是 4.9N，则此时弹簧测力计的示数为__17__N；再把铁球浸没在酒精中，弹簧测力计的示数会变

　大

　。

　【解析】弹簧测力计的示数：F =G- F 浮

　=21.9N-4.9N=17N；根据公式 F 浮 =V 排 ρ 液 g，铁球浸没在水中和酒精中比较， V 排 相同，酒精密度小，所以在酒精中的浮力小，再根据铁球受力关系：

　G = F ＋F 浮 ，同一个铁球，重力相等，铁球在酒精中的浮力小，，所以铁球在酒精中受拉力大，因此弹簧测力计示数会变大。

　3、做出下图中物体所受浮力示意图。答案如右图

　【解析】浮力方向：竖直向上 4、下列关于浮力的说法中正确的是（

　D

　）

　A．浮力都是由水产生的

　B．在不同液体中浮力的方向会不同 C．只有固体才受到浮力的作用

　D．浮力方向与重力方向相反 【解析】A 错误，浸在酒精中的物体，浮力就是由酒精产生的；B 错误，浮力方向任何时候都是：竖直向上；C 错误，液体也会受到浮力作用；D 正确，重力方向竖直向下，浮力方向竖直向上。故该选 D

　5、完全浸没在水里的物体受到的浮力(

　 C

　) 3 题 3 题

　A．水越深受到的浮力越大

　 B．在水中加一些盐，物体受到的浮力会减小

　 C．物体在深处和浅处受到的浮力相同

　 D．与物体浸没在酒精中受到的浮力相同 【解析】A 错误，浮力大小与深度无关；B 错误，根据 F 浮 =V 排 ρ 液 g，在水中加一些盐，V 排不变，ρ 液 变大，浮力 F 浮 变大；C 正确，根据 F 浮 =V 排 ρ 液 g，浸没在水中，不管深浅，物体排开液体体积 V 排 相同，液体密度 ρ 液 相同，所以受浮力相同；D 错误，根据 F 浮 =V 排 ρ 液 g，在水中和酒精中比较，V 排 相同，液体密度 ρ 液 不同，所以受浮力就不同。故该选 C

　6、一个盛有盐水的容器中悬浮着一个物体，容器放在斜面上，如图所示。图上画出了物体受到几个力的方向，你认为物体所受浮力的方向正确的是(

　C

　 )

　A．F1

　 B．F2

　C．F3

　 D．F4

　【解析】浮力方向：竖直向上。故该选 C

　7、质量相同的实心铝块 A 为长方体，B 为梯形，C 为正方形，D 为圆球体，如图，且 C 的表面很光滑与容器底密闭接触，在这四种情况下一定受到浮力的是（

　B

　）

　A. A、B、C

　B. A、B、D C. A、C、D

　D. B、C、D 【解析】浮力产生的原因，是液体对物体下表面向上的压力大于液体对物体上表面向下的压力，也就是物体的下表面必须有水。所以受到浮力的是 ABD。故该选 B

　8、如图所示，体积相等的三个小球静止在水中，关于它们受到的浮力大小正确是(

　D

　) A. F A >F B >F c

　B. F A <F B <F c

　C. F A >F B =F c

　 D. F A < F B =F c 【解析】根据 F 浮 =V 排 ρ 液 g，三个小球比较，处于同种液体中，ρ 液 相同，而物体排开液体体积关系是：A 最小，BC 相等，所以它们受到的浮力大小关系是：F A < F B =F c 。故该选 D

　9、同一个物体，把它分别浸没在水中和酒精中，物体受到的浮力比较（ A

　）

　A. 水中大

　 B. 酒精中大

　 C. 一样大

　 D. 无法比较 【解析】根据 F 浮 =V 排 ρ 液 g，同一个物体，分别浸没在水中和酒精中比较，物体排开液体体积相同，都等于物体体积，水的密度比酒精密度大，所以物体在水中受到的浮力比在酒精中受到的浮力大。故该选 A

　能力拓展检测

　1、如图所示，同一物体浸入液体的体积越大，弹簧测力计的示数越

　 小

　 ，物体受到的浮力越

　 大

　 。

　【解析】根据 F 浮 =V 排 ρ 液 g，同一个物体浸入液体的体积越大，V 排 增大，ρ 液 不变，所以受浮力越大；再根据物体受力关系：

　G = F ＋F 浮 ，同一个物体，重力相等，浸入体积越大，1 题 6 题 7 题 8 题

　受浮力越大，拉力就越小，所以弹簧测力计示数越小。

　2、如图所示，烧杯内盛有某种液体，把一体积为 1×10-4 m 3 的铝块用细线系在弹簧测力计下浸没在液体中，静止时弹簧测力计的示数为1．5N，已知铝的密度为 2．7×lO3 kg/m 3 。则铝块受到的重力等

　 2.7

　N，铝块在液体中受到的浮力等于

　1.2 N，液体的密度为

　1.2 g/cm3 。

　【解析】铝块受到的重力：Ｇ=ｍｇ=ｖρg=1×10-4 m 3 ×2.7×lO 3 kg/m 3 ×10N/kg=2.7N 铝块在液体中受到的浮力：F 浮 =G-F=2.7N-1.5N=1.2N 把 F 浮 = 1.2N， V 排 =1×10-4 m 3 代入公式 F浮 =V 排 ρ 液 g，解得 ρ 液 =1.2×lO3 kg/m 3 =1.2 g/cm 3

　 3、两个物体分别挂在两个弹簧秤下, 将它们都没于水中, 发现两只弹簧秤的示数减小的数值相同, 那么, 这两个物体必有相同的：

　( D

　) A. 密度

　 B. 重力

　C. 质量

　 D. 浮力 【解析】弹簧测力计示数减小，是因为物体受到了向上的浮力，浮力大小就等于弹簧测力计减小的示数，所以两只弹簧秤的示数减小的数值相同,，也就是浮力相同。故该选 D

　4、质量相同的铁球和铝球，分别挂在两个相同的弹簧测力计上，将两球同时浸没在水中。若挂铁球的示数变为 F 1 ，挂铝球的示数变为 F 2 ，则 （

　A

　）

　A.

　F 1 ＞F 2

　B.

　F 1 =F 2

　C.

　F 1 ＜F 2

　D.

　无法比较 【解析】根据ｍ=ｖρ，质量相同，铁的密度比铝的密度大，所以铁的体积比铝的体积小；根据 F 浮 =V 排 ρ 液 g，将两球同时浸没在水中，ρ 液 相同，铝球排开水的体积大，所以铝球受到的浮力大；再根据物体受力关系：

　G = F ＋F 浮 ，两球质量相等，重力就相等，而铝球受到的浮力大，所以铝球受到的拉力就小，因此 F 1 ＞F 2 。故该选 A

　5、如图所示，将漂浮在水面上的木块缓慢向下压，当木块全部浸入水中后仍然继续向下压一段距离，在整个过程中木块受到的浮力(

　B

　) A．先变大后变小

　B．先变大后不变 C．先不变后变大

　 D．先变小后变大 【解析】根据 F 浮 =V 排 ρ 液 g，将漂浮在水面上的木块缓慢向下压的过程中，V 排 先变大后不变，ρ 液 一直不变，所以木块受浮力是先变大后不变。故该选 B

　6、在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜想：

　A．可能与物体浸没在液体中的深度有关； B．可能与物体的密度有关;； C．可能与物体的体积有关； D．可能与物体排开液体的体积有关； E．可能与液体的密度有关． 为了验证上述猜想，同学们利用体积相等的实心金属圆柱体甲、乙，弹簧测力计，一杯水，一杯盐水，细绳等器材做了如图所示的实验。

　 2 题 5 题

　（1）分析①②两次实验的数据，可以发现圆柱体甲的密度 小于

　（选填“大于”、“等于”或“小于”）

　圆柱体乙的密度。

　（2）甲物体浸没在水中受到的浮力是

　2

　N，乙物体浸没在水中受到的浮力是

　2

　N，分析比较实验①⑤与②⑥，可以验证猜想

　B

　是错误的（填字母）； （3）甲物体在③图状态受到的浮力是

　1

　N，甲物体在④图状态受到的浮力是

　2

　N,分析比较实验③④，可以验证猜想

　D

　 是正确的； （4）乙物体在⑥图状态受到的浮力是

　2

　N，乙物体在⑦图状态受到的浮力是

　2.4

　N，分析比较实验⑥⑦可得：浸没在液体中的物体所受浮力的大小与

　液体的密度

　有关。

　由此验证猜想

　E

　是正确的。

　【解析】（1）根据Ｇ=ｍｇ=ｖρg，甲、乙体积相等，从①②图中看出，甲受的重力小，所以甲的密度小于乙的密度； （2）甲物体浸没在水中受到的浮力：F 浮 =G-F=3.0N-1.0N=2.0N 乙物体浸没在水中受到的浮力：F 浮 =G-F=4.0N-2.0N=2.0N 分析比较实验①⑤与②⑥，改变的是物体密度，而浮力相同，所以验证猜想 B 是错误的； （3）甲物体在③图状态受到的浮力：F 浮 =G-F=3.0N-2.0N=1.0N 甲物体在④图状态受到的浮力：F 浮 =G-F=3.0N-1.0N=2.0N 分析比较实验③④，改变的是物体排开液体体积，而浮力不同，所以验证猜想 D 是正确的； （4）乙物体在⑥图状态受到的浮力：F 浮 =G-F=4.0N-2.0N=2.0N 乙物体在⑦图状态受到的浮力：F 浮 =G-F=4.0N-1.6N=2.4N 分析比较实验⑥⑦，改变的是物体排开液体密度，而浮力不同，所以验证猜想 E 是正确的。

　7、弹簧秤下挂一个物体，在空气中读数是 30 N，当物体全部浸入水中时，弹簧秤示数是10N．求：（1）物体受到的浮力； （2）物体的体积； （3）物体的密度．（g=10 N/kg）

　【解析】（1）物体受到的浮力：F 浮 =G-F=30N-10N=20N （2）物体的体积：V= V 排 = F 浮 ／ρ 液 g=20N／(1.0×lO3 kg/m 3 ×lON/kg) =2×10 -3 m 3

　（3）物体的密度：ρ=Ｇ／ｖg=30N／(2×10-3 m 3 ×lON/kg) =1.5×10 3 kg/ m 3

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