浮力浮力的成因影響浮力大小的因素阿基米德原理
2. 定義 浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)對它向上托的力。3. 方向 豎直向上。
4. 稱重法測浮力(1)稱重法測浮力的實驗步驟(如圖1所示)：①用彈簧測力計測出物體所受的重力G；②將掛在彈簧測力計下的物體浸在液體中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F；③物體受到液體對它的浮力F浮=G－F。
(2)稱重法測浮力的原理：將物體浸在液體中時，如圖2 所示，物體受到豎直向下的重力G、豎直向上的彈簧測力計的拉力F 和浮力F浮的作用而處于靜止狀態(tài)，則有G=F+F浮，即F浮=G－F。
拓展視野1.氫氣球離開手后會飛上天空就是因為受到空氣浮力的作用。2.一種測量氫氣球受到的空氣浮力的方法：(1) 排盡一個大氣球內(nèi)部的空氣，測出氣球的重力G球；
(2)將適量的氫氣充入氣球，并用細線扎緊氣球口，按圖3甲所示的方法測出拉力的大小F 拉；
(3)氫氣球受力如圖6 乙所示，可見氫氣球所受浮力F浮=F拉+G球+G氫(細線重力和摩擦忽略不計)。
[中考·株洲] 在“測量浮力大小”的實驗中，由圖4 甲可知金屬塊受到的重力是______N，現(xiàn)將金屬塊浸沒到水中，彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)槿鐖D乙所示，則金屬塊受到水的浮力是______ N。
解題秘方：物體受到的浮力可用公式F 浮= G-F 示計算。
解析：由圖4 甲可知，金屬塊受到的重力G= 1.4 N；由圖4乙可知，金屬塊浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)F示=1.0 N，金屬塊受到水的浮力F 浮= G-F 示= 1.4 N – 1.0 N = 0 . 4 N。
1.如圖所示的實驗中，懸掛在彈簧測力計下的金屬塊重10 N，浸在水中受到的浮力為2 N，則此時彈簧測力計的示數(shù)為_______ N。
1. 實驗探究浮力產(chǎn)生的原因如圖5 所示，將兩端蒙上繃緊程度相同的橡皮膜的玻璃筒浸沒在水中。
圖5 甲中兩橡皮膜凹陷程度相同，則水對玻璃筒左、右兩側(cè)的壓力F 左和F 右的大小關(guān)系是F 左= F 右，其合力F 水平= 0；圖5 乙中上面的橡皮膜凹陷程度比下面的小，則水對玻璃筒上、下兩端的壓力F 上和F 下的大小關(guān)系是F 上＜ F 下，其合力F 豎直= F下-F 上，方向豎直向上。實驗表明，浸在液體中的物體受到液體對其壓力的合力，就是液體對物體豎直向上的浮力。
2. 理論分析浮力產(chǎn)生的原因
結(jié)論：浮力實質(zhì)上就是物體受到液體對它向上和向下的壓力差(合力)，即F 浮= F 向上-F 向下。
3.拓展 如圖6 所示。(1)物體部分浸在液體中：如圖6 甲，F(xiàn) 浮= F 向上- 0 = F 向上。(2)物體下表面與容器底部緊密接觸：如圖6 乙，F(xiàn)浮=0-F向下=-F 向下＜ 0，物體不受浮力的作用。
思想方法合力(等效思想)在分析浮力產(chǎn)生原因中的應(yīng)用：浸沒在水中的正方體，相當于受到三對力的作用，“左、右”和“前、后”每一對力相互抵消；“上、下”一對力不能相互抵消，向上的力大。正方體相當于受到方向向上的合力。合力等效代替了正方體各個面受到的液體的壓力。
深度理解若物體下表面受到液體( 或氣體) 對它向上的壓力，則其受到浮力；若物體下表面沒有受到液體(或氣體)對它向上的壓力，則其不受浮力。
特別提示常見的浸入液體中但不受浮力的物體有：水中的橋墩、深陷淤泥的沉船等。
如圖7 所示，一個正方體A 浸沒在水下某一深度時，上表面受到水對它1 5 N 的壓力，下表面受到水對它2 0 N的壓力，則此時A 受到的浮力是( )A. 0 N B. 5 NC. 15 N D. 20 N
解題秘方：運用公式F 浮= F 向上-F 向下計算。若題中出現(xiàn)了如“上表面受到液體的壓力”“受到液體向下的壓力”之類條件時，就應(yīng)想到利用壓力差法計算浮力。
解析：由題知，正方體A 上表面受到水的壓力為15 N，即F向下=15 N；正方體A 下表面受到水的壓力為20 N，即F 向上=20 N，則正方體A 受到的浮力F浮=F向上-F向下=20 N-15 N=5 N
2. 如圖所示，浸沒在液體中的物體受到的浮力F 浮=12 N，若其下表面受到向上的壓力F 向上=18 N，則其上表面受到的壓力為_______N。
1. 提出問題 浮力的大小與什么因素有關(guān)？2. 猜想與假設(shè) 浮力的大小可能跟排開液體的體積和液體的密度有關(guān)。
3. 設(shè)計實驗 利用控制變量法，結(jié)合稱重法測浮力，分別研究浮力與每個因素的關(guān)系。4. 進行實驗(1)將一個圓柱體浸入某種液體中，逐漸改變圓柱體浸在液體中的體積，比較浮力的大小變化；(2)將同一個圓柱體浸沒在不同液體中，比較浮力的大小變化。
5. 實驗結(jié)論 浮力的大小跟物體排開液體的體積和液體的密度有關(guān)。在液體密度相同時，排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大；在排開液體的體積相同時，液體的密度越大，物體受到的浮力越大。
深度理解物體排開液體的體積就等于物體浸入液體中的體積，因為浸入液體中的物體排開了本來處于這一位置的液體。浮力的大小與物體的密度、物體的形狀、物體的體積、物體浸沒在液體中的深度無關(guān)，只跟物體排開液體的體積和液體的密度有關(guān)。
[中考·懷化]某同學(xué)按照如圖8 所示的操作探究影響浮力大小的因素。
解題秘方：浮力的大小可利用“稱重法”測量，實驗過程中應(yīng)結(jié)合控制變量法分析。
(1)物體受到的重力為 ________N。
解析：彈簧測力計提著物體靜止在空氣中時的示數(shù)等于物體受到的重力，即G=4 N。
(2)物體全部浸沒在水中時，受到的浮力是 ________N。
解析：由A、C 兩圖可知，物體浸沒在水中受到的浮力F浮水=G－FC=4 N－3 N=1 N。
(3)由________兩圖可得出結(jié)論：物體受到的浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)。
解析：探究物體受到的浮力大小與物體排開液體體積的關(guān)系時，應(yīng)控制液體的密度相同，改變排開液體的體積，故應(yīng)選B、C 兩圖進行比較。
(4)由________兩圖可得出結(jié)論：物體受到的浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。
解析：探究物體受到的浮力大小與物體浸沒在液體中深度的關(guān)系時，應(yīng)控制液體的密度、排開液體的體積相同，改變浸沒的深度，故應(yīng)選C、D 兩圖進行比較。
(5)由D、E 兩圖可得出結(jié)論：物體受到的浮力大小與液體的________有關(guān)。
解析：物體浸沒在水中受到的浮力F 浮水=G－FD=4 N－3 N=1 N， 物體浸沒在酒精中受到的浮力F 浮酒=G－FE=4 N－3.2 N=0.8 N?？梢?，在排開液體的體積相同的情況下，液體的密度不同，物體受到的浮力不同，故物體受到的浮力大小與液體的密度有關(guān)。
3-1. 小濱同學(xué)想探究浮力大小與液體密度的關(guān)系，他設(shè)計了如圖兩種方案，你認為選擇 ________(填“ 甲方案”“乙方案”或“兩種方案都”)可行，你的理由是________________________________________。
雞蛋露出液面前，其排開液體的體積不變
3-2. 如圖是探究浮力大小與哪些因素有關(guān)的實驗過程，彈簧測力計下掛著的是同一金屬塊。
(1)圖B 中受到的浮力是_______N。(2)分析圖B、C、D可知，浮力大小跟__________________有關(guān)。
1. 內(nèi)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。(1)阿基米德原理不僅適用于液體，也適用于氣體。(2)原理闡明了浮力三要素：浮力作用在浸在液體(或氣體)中的物體上，方向豎直向上，大小等于物體排開的液體(或氣體)所受到的重力。
2. 公式：F 浮= G 排。推導(dǎo)公式：F 浮= G 排= m 排g= ρ 液V 排g。由推導(dǎo)公式可知：F 浮只與ρ 液、V 排有關(guān)。公式中各符號所表示的物理量及單位：
3. 公式理解(1)公式F 浮=ρ液gV 排明確揭示了浮力的大小只與液體的密度ρ液和物體排開液體的體積V排有關(guān)。(2)V 排表示物體排開液體的體積(即物體浸在液體中的體積)，當物體浸沒時V排=V物，當物體部分浸入液體中時V排

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第六節(jié) 浮力

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