第1節(jié) 浮力第2節(jié) 阿基米德原理第3節(jié) 物體的浮沉條件及應(yīng)用
浮力大小等于物體重力減去浸在液體中時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù).
浮力的大小等于物體受到液體對(duì)它上、下表面的壓力之差.
浮力的大小等于物體所排開的液體受到的重力大小.
物體漂浮或懸浮時(shí)，浮力與重力是平衡力，大小相等.
F浮= G排= ρ液 gV排
①動(dòng)畫講解—《驗(yàn)證阿基米德原理》； ②動(dòng)畫講解—《探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)》；③動(dòng)畫講解—《利用浮力稱量法測(cè)密度》； ④動(dòng)畫講解—《利用圖象解決浮力計(jì)算》
第1節(jié) 浮力（buyancy frce）
01. 浮力02. 決定浮力大小的因素
①浮力：浸在液體（或氣體）中的物體受到向上的力， 這個(gè)力叫做浮力，常用字母F浮表示。②方向：豎直向上。③稱重法測(cè)浮力：彈簧測(cè)力計(jì)在液體中減小的示數(shù) 就是物體受到的浮力 F浮=F1-F2 ④浮力產(chǎn)生的原因：液體對(duì)物體向上和向下的 壓力差產(chǎn)生的，即 F浮=F向上-F向下 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(guān)、跟液體的密度有關(guān)。物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。
1. 浮力 （1）概念：浸在液體（或氣體）中的物體受到向上的力，這個(gè)力叫做浮力，常用字母F浮表示。（2）浮力方向： ________（3）浮力的施力物體：液體或氣體。
輪船浮在水面上時(shí)，受到豎直向下的重力G；因?yàn)殪o止，根據(jù)二力平衡條件可知，一定有一個(gè)豎直向上的力與重力平衡。這個(gè)力就是浮力F浮。
①物體在空氣中的重力G=F1
②物體浸在水中測(cè)力計(jì)的拉力F2
1. 稱重法測(cè)浮力的方法 （1）測(cè)量物體在空氣中受的重力G=F1（2）物體浸在水中彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F2（3）浮力的大小 F浮=F1-F2=2.2N-1.4N=0.8N F浮=_____________彈簧測(cè)力計(jì)減小的示數(shù)就是水對(duì)物體的豎直向上的浮力。這種測(cè)量浮力的方法叫“_______”。
2. 稱重法測(cè)浮力的原理
根據(jù)力的平衡條件可知：F浮+F2=G，所以:
①鋁塊在空氣中時(shí)，受到重力G和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1。
②鋁塊浸沒在水中時(shí)，受到三個(gè)力的作用：重力G、浮力F浮和拉力F2。
F浮=F1–F2
浮力是液體對(duì)物體向上和向下的________產(chǎn)生的，即F浮=F2-F1
F前、F后是一對(duì)平衡力，合力為0
F左、F右是一對(duì)平衡力，合力為0
F向下?F向上，F(xiàn)差=________
1. 研究方法：以浸沒在液體中的長(zhǎng)方體為例進(jìn)行探究，如圖所示，長(zhǎng)方體的六個(gè)面分別受到液體的壓強(qiáng)p=pgh和壓力F=pS。
知識(shí)三、浮力產(chǎn)生的原因
2. 兩種特殊情況 （1）當(dāng)物體部分浸入液體中時(shí)，如圖所示，上表面不受液體壓力，則浮力的大小F浮=________.（2）若浸沒在液體中的物體下表面和容器底緊密接觸，如圖所示，則液體對(duì)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、攔河壩等。
【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___________有關(guān)？（2）人在水中會(huì)下沉，在死海中卻能漂浮于水面。那么，是不是浮力的大小跟_________有關(guān)？（3）把一個(gè)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(guān)？或跟物體浸在水中的______有關(guān)？ ……
知識(shí)四、探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法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(gè)量是實(shí)驗(yàn)中的“變量”，在檢驗(yàn)浮力與其中某一個(gè)量的關(guān)系時(shí)，必須使其他量保持不變，或者確認(rèn)浮力跟這些量無關(guān)。（2）測(cè)量浮力的方法（稱重法）： F浮 =____________（3）實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、圓柱體、酒精、水、鹽水、體積相等的鋁塊與鐵塊等。
1. 探究浮力大小與物體浸沒的深度的關(guān)系
（1）操作步驟①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出物體的重力G；②將物體浸沒在水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1；③改變物體在水中浸沒的深度，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2。
（2）記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算浮力:
浮力的大小跟物體浸沒液體中的深度無關(guān).
2. 探究浮力大小與物體浸在液體中的體積的關(guān)系
（1）操作步驟①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出物體的重力G；②把物體小部分體積浸入水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1； ③把物體大部分體積浸入水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2；④把物體浸沒水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F3。
浮力的大小跟物體浸在液體的體積有關(guān)，同種液體，物體浸在液體中的體積越大，浮力越大。
（2）記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算浮力
3. 探究浮力大小與液體密度的關(guān)系
（1）操作步驟①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出物體的重力G；②將物體分別浸沒在酒精、水和鹽水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
（2）記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算浮力
4. 探究浮力大小與物體密度的關(guān)系
（1）操作步驟①用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出體積相等的鋁塊、鐵塊的重力；②把鋁塊、鐵塊分別懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下端浸沒在水中，觀察并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
決定浮力F浮大小的因素
（3）當(dāng)物體浸入水后，如丙所示。將丙與甲、乙實(shí)驗(yàn)對(duì)照，說明水對(duì)物體也有向上的托力，即浮力。水對(duì)物體的浮力F浮=_____N。（4）該實(shí)驗(yàn)中建立浮力概念時(shí)，所采用的物理方法是___________。
【例題1】如圖所示是認(rèn)識(shí)浮力的探究實(shí)驗(yàn)。（1）將物體懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下端，如甲實(shí)驗(yàn)所示，物重G=____N。（2）當(dāng)用手向上托物體時(shí)，如乙實(shí)驗(yàn)所示，手對(duì)物體向上的托力F=______N。
（1）圖甲中，將物體懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下端，物重等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即G=5N。（2）圖乙中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N，與甲圖相比，測(cè)力計(jì)示數(shù)減小了5N-2N=3N，則手對(duì)物體向上的托力為：F=3N。（3）在圖丙中，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N，則水對(duì)物體的浮力 F浮=G-F示=5N-3N=2N（4）該實(shí)驗(yàn)是通過手托重物和把重物浸入液體中產(chǎn)生的效果相同，從而建立起浮力概念的，即采用的是等效替代法。
【例題2】如圖，小聰用一個(gè)長(zhǎng)方體鋁塊探究影響浮力大小的因素。他先后將該鋁塊平放、側(cè)放和豎放，使其部分浸入同一杯水中，保證每次水面到達(dá)同一標(biāo)記處，比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小。該實(shí)驗(yàn)探究的是下列哪個(gè)因素對(duì)浮力大小的影響（?。〢．液體的密度 B．物體排開液體的體積 C．物體的密度 D．物體浸入液體的深度
先后將該長(zhǎng)方體鋁塊平放、側(cè)放和豎放，使其部分浸入同一杯水中，液體的密度相同，每次水面到達(dá)同一標(biāo)記處，說明物體排開水的體積相同，物體進(jìn)入水的深度不同，比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小，可以探究浮力與物體浸入液體的深度的關(guān)系，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。
【例題3】如圖所示，一個(gè)體積為V、重為G的金屬圓柱體掛在彈簧測(cè)力計(jì)上（圓柱體底面與水面平行），手提彈簧測(cè)力計(jì)使圓柱體浸入水中處于靜止?fàn)顟B(tài)。圓柱體上表面受到水向下的壓力為F1，圓柱體下表面受到水向上的壓力為F2，圓柱體受到的浮力為F浮，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為T，則下列表達(dá)式不正確的是（　?。〢．G=T+F浮 B．T=G-F2C．F浮=F2-F1D．F2=G-T+F1
AB．對(duì)金屬圓柱體受力分析可知：圓柱體受重力 、拉力 、浮力 ，由稱重法可知 F浮=G-T … … ①變形后可得 G=T+ F浮 T=G- F浮 故A正確，不符合題意，B錯(cuò)誤，符合題意；CD．由浮力產(chǎn)生的原因可得 F浮=F2-F1 … … ②聯(lián)立①② 可得 F2= F浮+F1=G-T+F1故CD正確，不符合題意。
【例題4】小明用彈簧測(cè)力計(jì)、正方體物塊對(duì)浸在液體中的物體所受浮力進(jìn)行了探究，其裝置和彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示。g=10N/kg（1）分析甲、乙、丙圖，說明浮力的大小與__________________有關(guān)；比較甲、丁、戊圖的實(shí)驗(yàn)，說明浮力的大小與________有關(guān)；
（1）由圖甲、乙、丙，物塊排開水的體積不同，受到的浮力不同，由此可知，浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)。由圖丁、戊，排開液體的體積相同，排開液體的密度不同，受到的浮力不同，故分析圖甲、丁、戊實(shí)驗(yàn)，說明浮力的大小與排開液體的密度有關(guān)。
（2）為了探究浮力大小與物體浸沒在液體中的深度是否有關(guān)，可比較_____________ 三圖的實(shí)驗(yàn)，并得出當(dāng)物體完全浸沒于液體中，浮力大小與物體浸入液體的深度無關(guān)；（3）當(dāng)物塊浸沒在水中時(shí)，受到的浮力是______N；（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，物塊的密度是___________kg/m3，鹽水的密度是_________ kg/m3；
第2節(jié) 阿基米德原理
01. 阿基米德的靈感
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。②數(shù)學(xué)表達(dá)式：F浮= G排= m排g= ρ液 gV排。①影響浮力大小的因素：由公式F?。?ρ液 gV排可知， 浮力F浮的大小只和 ρ液和V排有關(guān)；與物體的體積、 形狀、密度、浸沒在液體中的深度等因素?zé)o關(guān)。②適用范圍：該定律也適用于氣體，物體在氣體中 所受浮力的大小也可用F?。?ρ氣 gV排計(jì)算。 ③求液體密度、排開液體的體積公式：
知識(shí)一、探究浮力大小跟它排開液體重力的關(guān)系
液體的密度越大，物體排開液體的體積越大，則排開的液體受到的重力越大；另一方面，液體的密度越大，排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大。浮力的大小跟排開液體所受的重力應(yīng)該有一定的關(guān)系，大小可能_________。
（1）實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、物體（ρ物＞ρ液）、溢水杯、小桶、細(xì)線、水、鹽水.
（2）測(cè)量浮力的方法（稱重法）： F浮=_______ （3）測(cè)量排開液體所受的重力（溢水法）： G排=__________
G總-G桶=F4-F3
（1）將小石塊用細(xì)線系住，掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上，如圖甲所示，測(cè)出小石塊所受的重力G=F1。（2）如圖乙所示，將小桶掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上，測(cè)出其所受的重力G桶=F2 。先測(cè)小桶重力以免沾水使測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
（3）將水倒入溢水杯中，使水面恰好到達(dá)溢水杯的溢水口，將小桶放在溢水口下水能正好流入小桶的位置，然后將小石塊慢慢地浸入水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F3，如圖丙所示。
（4）利用公式F浮= F1-F3，計(jì)算出小石塊此時(shí)在水中受到的浮力。（5）測(cè)出此時(shí)小桶和排開的水所受的總重力F4（如圖?。?，并算出排開的水所受的重力G排=F4-F2。
（6）改變質(zhì)量不同的金屬塊再做幾次實(shí)驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中。（7）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。
分別計(jì)算實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2與3中物體受到的浮力和排開液體所受的重力，可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論：浮力的大小等于它排開的液體所受的重力，即F浮= G排
（1）若先將物體放入水中測(cè)浮力，再測(cè)物體的重力，由于物體沾水會(huì)使所測(cè)重力偏大，則所測(cè)浮力偏大；（2）先測(cè)桶和排開液體的重力，再測(cè)桶的重力，所測(cè)桶沾水重力偏大，所測(cè)排開液體的重力偏小。（3）物塊在浸入前，水面要與溢水口相平，若水面不與溢水口相平，不會(huì)影響浮力的大小，但會(huì)導(dǎo)致排到小桶內(nèi)的水小于物塊排開的水的體積，最終會(huì)得出物體所受浮力大于排開的液體所受重力的錯(cuò)誤結(jié)論。（4）實(shí)驗(yàn)中換用大小不同的物塊，不同的液體，進(jìn)行多次測(cè)量，是為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性。
1. 阿基米德原理內(nèi)容：
3. 公式中各物理量的意義及單位
ρ液表示液體的密度，單位：千克/米3（kg/m3） V排表示排開液體的體積，單位：米3（m3） g表示9.8牛/千克（N/kg）F浮表示物體受到的浮力，單位：牛（N）各物理量全部采用國際單位制。
4. 對(duì)于阿基米德原理的理解（1）影響浮力大小的因素由公式F?。溅岩?gV排可知：浮力F浮的大小只和 ρ液和V排有關(guān)，與物體的體積、形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素________。（2）適用范圍：該定律也適用于氣體，物體在氣體中所受浮力的大小也可用F浮=ρ氣 gV排計(jì)算。 （3）求液體密度、排開液體的體積公式：
（4）理解“浸在液體中的物體”浸在液體中的物體”包括兩種情況：一是物體全部浸入液體中，如圖中B物體，也叫_______；二是一部分體積浸入液體中，如圖中A物體 。物體浸沒時(shí)：V排=V浸=V物； 物體部分浸入時(shí)：V排_(tái)_____V浸_______V物。
【例題1】將重力為5牛的物體輕輕放入盛滿水的容器中，溢出水的重力為3牛，則物體所受的浮力大小為（　?。〢．5牛 B．3牛 C．2牛 D．8牛
容器中盛滿水，所以物體排開水的重力等于溢出水的重力，溢出水的重力為3N，則物體排開水的重力為3N，根據(jù)阿基米德原理可知，物體所受浮力F浮=G排=3N 故選B。
【例題2】小明進(jìn)行驗(yàn)證阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)，操作步驟如圖所示，圖中F1、F2、F3、F4分別表示對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)。下列說法錯(cuò)誤的是（　?。〢．正確的測(cè)量順序是F3、F1、F2、F4B．物體排開的液體受到的重力G排=F4-F3C．若F1-F2=F4-F3，即驗(yàn)證了阿基米德原理D．步驟甲中如果溢水杯中的水面低于出水口，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的G排偏大
A．為了避免水沾在物體和小桶的桶壁上，應(yīng)先測(cè)空桶和物體的重力，然后再將物體浸沒在液體中，測(cè)出拉力，最后測(cè)出排出的水和空桶的總重力，因此最合理的順序?yàn)镕3、F1、F2、F4，A正確，不符題意；B．物塊排開的液體受到的重力G排=F4-F3，B正確，不符題意；C. F浮=G-F示，若F1-F2=F4-F3，則表明物體受到的浮力等于其排開液體受到的重力，說明本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合阿基米德原理，故C正確，不符合題意；D．若溢水杯中水面低于溢水口，物體靜止時(shí)溢出水的體積小于排開水的體積，即V溢

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