知識點一、浮力
1．浮力：浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體豎直向上的托力叫做浮力。
（1）浮力方向：豎直向上，施力物體是液（氣）體。
（2）浮力的產(chǎn)生原因：物體下表面受到向上的壓力大于物體上表面受到的向下的壓力。
物體在液體中，上下兩個面因為在液體中的深度不相同，所以受到的壓強也不相等，上面的壓強小，下面受到的壓強大，下面受到向上的壓力大于上面受到的向下的壓力。液體對物體這個壓力差，就是液體對物體的浮力。
特別提醒
浮體的頂部界面接觸不到液體時，則只有作用在底部界面向上的壓力才會產(chǎn)生浮力，因為只要其間有一層很薄的液膜，就能傳遞壓強，底面就有向上的壓力，物體上下表面有了壓力差，物體就會受到浮力。
用彈簧測力計懸掛一實心物塊，物塊下表面與水面剛好相平，如圖甲所示，由此處勻速下放物塊，直至浸沒于水中。物塊下放過程中，彈簧測力計示數(shù)F與物塊下表面浸入水中的深度h的關系如圖乙所示，對于此圖回答以下問題：（）
(1)物塊受到的重力為 N；
(2)物塊浸沒在水中時受到的浮力是 N；
(3)物塊剛好浸沒時下表面受到水的壓力為 N。
【答案】(1)8
(2)4
(3)4
【詳解】（1）由圖乙可知，物塊未浸入水中時，彈簧測力計示數(shù)為8N，由稱重法可知，物塊的重力為8N。
（2）由圖乙可知，物塊浸沒在水中時，彈簧測力計示數(shù)為4N，由稱重法測浮力可知，物塊浸沒在水中時受到的浮力為
（3）物塊剛好浸沒時，彈簧測力計示數(shù)為4N，由稱重法測浮力可知，此時物塊受到的浮力為
物塊受到的浮力等于下表面受到水的壓力減去上表面受到水的壓力，物塊剛好浸沒時，上表面受到水的壓力為0N，此時，物塊受到的浮力等于下表面受到水的壓力，故物塊剛好浸沒時下表面受到水的壓力為4N。
知識點二、探究影響浮力大小因素的實驗
1.實驗目的、原理、方法
（1）實驗目的：探究影響浮力大小的因素。
（2）實驗原理：F浮=G-F讀。
（3）實驗方法：稱重法、控制變量法。
2.實驗器材：彈簧測力計、水、鹽水、細線、燒杯、小石塊。
（1）彈簧測力計：測量拉力。
（2）細線：連接實驗器材。
（3）小石塊、金屬塊：實驗對象。
（4）水、鹽水：改變液體密度。
（5）燒杯：盛裝液體。
3.實驗步驟
步驟①用彈簧測力計測量石塊在空氣中的重力。
步驟②把石塊慢慢浸入水中，直至石塊完全沒入水中，并觀察彈簧測力計讀數(shù)變化。
步驟③把水換成鹽水，重復步驟②。
步驟④把小石塊換成金屬塊重復上面三個步驟。
步驟⑤記錄數(shù)據(jù)，整理器材。
4.實驗結論及應用
（1）浮力大小跟浸入液體（水）中的體積有關。
（2）浸入液體中的體積一定時，浮力大小跟物體所在深度無關。
（3）比較步驟二、三可知，浸入液體中的體積一定時，浮力大小跟液體密度有關，密度大的浮力大。
特別提醒
（1）實驗中，用到了“稱重法”測浮力：，彈簧測力計的示數(shù)越小，說明物體受到的浮力越大。
如圖所示，是探究“浮力的大小跟哪些因素有關”實驗過程中彈簧測力計的示數(shù)。則：
(1)由甲圖可知，金屬塊受到的重力是 N， 當它浸沒在水中時受浮力是 N；
(2)金屬塊從乙圖到丙圖的位置變化過程中，彈簧測力計的示數(shù)減小，說明金屬塊受到浮力 （選填“變大”“變小”或“不變”），分析兩圖實驗數(shù)據(jù)可得：物體所受的浮力大小與 有關；
(3)分析丙、丁兩圖實驗數(shù)據(jù)可得：浮力大小跟物體浸沒在水中的深度 （選填“有關”或“無關”）；
(4)分析 兩圖可知，浮力大小跟液體密度有關，當物體浸入液體中的體積相同時，液體的密度越大，物體所受浮力越大。
【答案】(1) 4.8 2
(2) 變大 排開液體的體積
(3)無關
(4)丁、戊
【詳解】（1）[1]圖甲中，彈簧測力計的分度值為0.2N，金屬塊所受重力為4.8N。
[2]圖丁中金屬塊浸沒水中，受到的拉力是2.8N，當它浸沒在水中時受浮力
F浮=G-F丁=4.8N-2.8N=2N
（2）[1][2]金屬塊從乙圖到丙圖的位置變化過程中，排開液體的體積變大，彈簧測力計的示數(shù)減小，由稱重法可知金屬塊受到浮力變大，可得物體所受的浮力大小與排開液體的體積有關。
（3）分析圖丙、丁可知，物體浸在水中的深度不同，測力計示數(shù)相同，由稱重法可知受到的浮力相同，故浮力大小跟物體浸沒在水中的深度無關。
（4）分析圖丁、戊可知，浮力的大小跟液體密度有關，戊中液體的密度大，測力計示小，由稱重法，戊中物體所受浮力大，即液體的密度越大，物體所受浮力越大。
問題一：浮力
【角度1】浮力的方向、原因及產(chǎn)生浮力與否的辨別
【典例1】2021年12月9日，神舟十三號的航天員給我們展示在軌工作生活場景的同時，也做了多個實驗。如圖所示是乒乓球在水中浮力消失的實驗，對這個現(xiàn)象的解釋最準確的說法是（ ）
A．乒乓球的質(zhì)量為零，重力為零
B．乒乓球沒有排開水，水對球沒有壓力
C．太空中失重狀態(tài)下，排開水的重力為零
D．太空中失重狀態(tài)下，水的密度小到零
【答案】C
【詳解】A．質(zhì)量是物體的一種屬性，不隨物體位置的改變而改變，所以乒乓球的質(zhì)量不為零；乒乓球在太空中處于失重狀態(tài)，幾乎不受重力的作用，故A錯誤；
B．乒乓球放入水中后，占據(jù)了一部分原本都是水的空間，而且放入后液面會升高，所以是排開了一部分水的；液體壓強產(chǎn)生的原因有兩個，一是液體受到重力的作用，二是液體具有流動性；太空中的水不受重力的作用，故水對球沒有壓力，故B錯誤
C．太空中失重狀態(tài)下，排開的水重力為零，根據(jù)物體受到的浮力等于它排開的液體所受的重力，浮力為零，故C正確；
D．密度是物質(zhì)本身的一種特性，一切物體都有密度，水的密度不會因為失重變?yōu)榱悖蔇錯誤。
故選C。

1、浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體對物體向上的和向下的壓力差就是浮力，所以如果物體下面沒有液體是無法才是浮力的。
2、根據(jù)阿基米德原理可以知道，太空中失重狀態(tài)下，排開的水重力為零，根據(jù)物體受到的浮力等于它排開的液體所受的重力，浮力為零。
【變式1-1】下列情境中的物體，不受浮力的是（ ）
A．水中下沉的石塊B．空中上升的氣球
C．海中航行的輪船D．水中橋墩
【答案】D
【詳解】因為浮力是浸在液體（或氣體）中的物體受到液體（或氣體）向上托起的力。
AC．水中下沉的石塊、大海中航行的輪船都受到水的向上托起的力，即受到浮力，故AC不符合題意；
B．空中上升的氣球受到空氣的浮力，故B不符合題意；
D．由于橋墩都是深深陷在河床底部，因此橋墩下面沒有水，沒有水對橋墩產(chǎn)生向上的壓力，沒有上下表面的壓力差，故不會產(chǎn)生浮力，故D符合題意。
故選D。
【變式1-2】如圖所示各情景中，物體沒有受到浮力的是（ ）
A．立在河水中的橋墩B．懸停在水中的雞蛋
C．航行中的“遼寧號”D．浮在空中的熱氣球
【答案】A
【詳解】A．由圖可知，圓柱形橋墩的下底面埋在地下，其下底面與河底緊密接觸，橋墩沒有受到水向上的壓力，所以橋墩不受浮力作用，故A符合題意；
B．懸停在水中的雞蛋，受到的浮力等于重力，故B不符合題意；
C．航行中的“遼寧號”，漂浮在水面上，物體受到水向上的壓力，即受到的浮力，故C不符合題意；
D．浮在空中的熱氣球，浸沒在空氣中，受到空氣的浮力，故D不符合題意。
故選A。
【角度2】稱重法與壓力差法計算浮力的大小
【典例2】浸入液體中的物體，通常要受到液體對它的浮力，浮力的施力物體是 ，方向是 。如圖所示，彈簧測力計的示數(shù)為 N，所掛長方體金屬塊的質(zhì)量為 g，當把長方體金屬塊完全豎直浸沒在水中時，長方體金屬塊受到的浮力為2N，其上表面所受水的壓力為3N，則其下表面所受水的壓力為 N。
【答案】 液體 豎直向上 3.6 360 5
【詳解】[1]浸入液體中的物體，通常要受到液體對它的浮力，浮力的施力物體是液體，受力物體是浸在液體中的物體。
[2]浮力的方向總是方向是豎直向上。
[3]如圖所示，彈簧測力計的分度值為0.2N，示數(shù)為3.6N。
[4]由得，所掛長方體金屬塊的質(zhì)量為
[5]浮力是物體上下表面的壓力差，其下表面所受水的壓力為
1、物體在液體中，上下兩個面因為在液體中的深度不相同，所以受到的壓強也不相等，上面的壓強小，下面受到的壓強大，下面受到向上的壓力大于上面受到的向下的壓力。液體對物體這個壓力差，就是液體對物體的浮力。所以F浮=F向上-F向下。
【變式2-1】一個正方體鐵塊在水下某深度時，上表面受到壓力，下表面受到壓力，則鐵塊上下表面受的壓力差是 ，鐵塊受到浮力是 （鐵塊上表面均與水面平行）。
【答案】 5 5
【詳解】[1]鐵塊上下表面受到的壓力差是
[2]根據(jù)物體受到的浮力的產(chǎn)生原因可得，鐵塊受到的浮力是
【變式2-2】用量程足夠大的彈簧測力計拉著一個正方體物塊，從空中某一高度慢慢放入盛水的容器中，如圖甲所示，整個過程中水未溢出，彈簧測力計的示數(shù)F隨物塊下降的高度h變化的圖像如圖乙所示。水的密度。
(1)正方體物塊浸入水中的過程中受到水的最大浮力是多少？
(2)正方體物塊剛好浸沒在水中時，其下表面受到水向上的壓力是多少？
【答案】(1)80N
(2)80N
【詳解】（1）正方體物塊浸入水中的過程中受到水的最大浮力是
（2）由浮力的產(chǎn)生原因得
剛浸沒時，正方體物塊上表面受到的壓力為
此時正方體物塊下表面受到水向上的壓力是
問題二：探究影響浮力大小因素的實驗
【角度1】探究影響浮力大小因素的實驗
【典例1】小霞同學按照如圖所示的操作，探究影響浮力大小的因素。
(1)金屬塊完全浸沒在水中時，受到的浮力是 N；
(2)觀察A、B、C三幅圖，可得出金屬塊受到的浮力大小與 有關；
(3)觀察A、C、D三幅圖，可得出的結論是 ；
(4)根據(jù)本實驗數(shù)據(jù)可計算得出該金屬塊的密度是 kg/m3；
(5)觀察A、C、E三幅圖，可得水的密度和液體密度的關系是水 液體（選填“大于”“小于”或“等于”）
【答案】(1)0.5
(2)排開液體體積
(3)浮力大小跟物體浸沒在液體中的深度無關
(4)
(5)大于
【詳解】（1）由圖A知道，物體所受重力為
G=2N
浸沒在水中測力計示數(shù)為F示=1.5N，故物體浸沒水中所受浮力為
（2）觀察A、B、C、三幅圖，由稱重法可知浮力不同，液體密度一定，但排開液體體積變大，故可知金屬塊受到的浮力大小與排開液體體積有關。
（3）比較A、C、D三圖知道，液體密度和物體排開液體的體積相同，物體浸沒在水中深度增加，彈簧測力計的示數(shù)不變，由稱重法可知，物體所受浮力不變，說明浮力大小跟物體浸沒在液體中的深度無關。
（4）由（1）知道，浸沒水中F浮=0.5N，由知道，物體的體積為
由G=mg知道，圓柱體的質(zhì)量為
由知道，金屬塊密度是
（5）比較A、C、E三幅圖知道，液體密度不同，物體排開液體的體積相同，由稱重法知道，在水中浮力大，由知道，水的密度和液體密度的關系是
水>液體
實驗中，用到了“稱重法”測浮力：，彈簧測力計的示數(shù)越小，說明物體受到的浮力越大。
【變式1-1】如圖所示是探究浮力的大小跟哪些因素有關的實驗情景。
(1)圓柱體的質(zhì)量為 ；
(2)比較B、C、D圖可以探究浮力的大小是否跟物體 有關；
(3)比較圖 和圖E兩圖可以探究浮力的大小是否跟液體密度有關；
(4)F圖中液體的密度ρ液 ρ水；
(5)C圖中圓柱體受到的浮力為 N，請在圖中畫出該力的示意圖 ；
(6)E圖和F圖中圓柱體下表面受到液體的壓力之差可能是 （填“0.1N”“0.2N”或“0.3N”）。
【答案】(1)0.2kg
(2)浸入液體的體積
(3)D
(4)

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第1節(jié) 浮力

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