【學習目標】
1.了解浮力的概念及方向；
2.知道浮力產(chǎn)生的原因；
3.理解浮力的大小與什么因素有關(guān)；
4.會利用稱重法，測量、計算浮力。
【要點梳理】
要點一、浮力
1.概念：浸在液體(或氣體)里的物體，受到液體或氣體對它向上托的力叫浮力。
2.方向：【高清課堂：《浮力》三、浮力的方向】豎直向上。
3.測量鋁塊浸沒水中所受的浮力：
（1）步驟： = 1 \* GB3 ①如圖甲，在彈簧測力計下懸掛一個鋁塊，讀出彈簧測力計的示數(shù)，這就是鋁塊的重力G；
= 2 \* GB3 ②把鋁塊浸沒在水中（圖乙所示），記錄彈簧測力計的示數(shù)。
（2）結(jié)論： = 1 \* GB3 ①彈簧測量計的示數(shù)變小，說明浸沒在水中的鋁塊受到浮力的作用。
= 2 \* GB3 ②浮力的大小（圖丙受力分析）：
4.浮力產(chǎn)生的原因：【高清課堂：《浮力》二、浮力的產(chǎn)生】
完全浸沒在液體里的物體，各個表面均受到液體的壓力，由于它前后左右對應(yīng)部分受到的壓力大小相等、方向相反，因此而平衡，物體的上下兩面浸在液體中的深度不同，對應(yīng)部分所受壓力的大小、方向均不同，這兩個壓力的合力方向向上，液體對物體上、下兩面的壓力差，就是液體對物體的浮力。
用公式表示為：。
要點詮釋：
1. 浮力的施力物體就是“液體”，受力物體就是“浸在液體中的物體”；物體間力的作用是相互的，物體受到浮力的同時，液體也受到物體對它的壓力作用，這個力的大小就等于物體受到的浮力，方向和浮力的方向相反。
2.根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因，上、下表面受到的壓力差。如果物體和容器底部緊密接觸（不是沉底），這時物體上表面受到液體豎直向下的壓力，物體的下表面并沒有受到液體豎直向上的壓力，物體雖然浸沒在液體中，但是不受浮力。（如圖）
要點二、決定浮力大小的因素：
1.浮力的大小是否跟物體浸沒的深度有關(guān)：
（1）如圖甲所示，把彈簧測力計下懸掛的物體浸沒在一種液體中，并分別停在液體內(nèi)不同的深度；
（2）彈簧測力計的示數(shù)沒有變化；
（3）浮力的大小跟物體浸沒的深度沒有關(guān)系。
2.浮力的大小是否跟物體浸沒在液體中的體積有關(guān)：
（1）如圖乙所示，把一個柱狀固體豎直懸掛在彈簧測力計下，并逐漸增大物體浸在液體中的體積；
（2）彈簧測力計的示數(shù)逐漸減??；
（3）隨著物體浸在液體中的體積逐漸增大，物體受到的浮力也逐漸增大。
3.浮力的大小是否跟液體的密度有關(guān)：
（1）用密度不同的液體（清水和密度不同的鹽水），把這些液體，按照密度由小到大的順序排列。再把懸掛在測力計下的同一物體先后浸沒在這些液體中。
（2）彈簧測力計的示數(shù)，隨著液體密度的增大而減??；
（3）液體的密度越大，浸沒的物體受到的浮力也越大。
4.結(jié)論：
物體在液體中受到的浮力的大小，跟它浸沒在液體中的體積有關(guān)、跟液體的密度有關(guān)。物體浸沒在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。
要點詮釋：
1. 探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)的實驗中，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。
2.探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)，實驗中利用“控制變量法”，把多因素問題變成多個單因素問題。
【典型例題】
類型一、浮力產(chǎn)生的原因
1. 如圖，取一個瓶口內(nèi)徑略小于乒乓球直徑的雪碧瓶，去掉其底部，把一只乒乓球放到瓶口處，然后向瓶里注水，會發(fā)現(xiàn)水從瓶口流出，乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口，不久就可觀察到乒乓球上浮起來。此實驗說明了（ ）
A.大氣存在壓強 B.連通器原理
C.浮力產(chǎn)生的原因 D.液體的壓強與液體的密度和深度有關(guān)
【思路點撥】根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因，物體上、下表面受到的壓力差。如果物體的下表面沒有液體（和容器底部緊密接觸）物體不受浮力。
【答案】C
【解析】開始時乒乓球受到上面液體壓強和大氣壓的作用，下部沒有液體只受大氣壓的作用，向上的壓強小于向下的壓強，向上的壓力小于向下的壓力，乒乓球不能上浮。當用手堵住瓶口，乒乓球下面有水，乒乓球下面也受到液體壓強和大氣壓的作用。向上的液體壓強大于向下的液體壓強，乒乓球上浮，跟浮力產(chǎn)生的有關(guān)系。所以C選項正確。
【總結(jié)升華】題目考查了浮力產(chǎn)生的原因，物體排開液體時不一定受到浮力，例如在水中的橋墩，陷在泥里的腿等等。物體受到浮力一定是物體下面有液體。
舉一反三：
【變式】如圖所示，一個半球形物體浸沒在水中，受到水向下的壓力30N，半球受到水施加的浮力為80N，則半球便受到水向上的壓力為 N。
【答案】110
【解析】根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因：，可得：。
2.（2016春?秦皇島期末）如圖所示的圓柱體浸沒在液體中，它的側(cè)面所受的各個方向上的壓力相互抵消，其下表面受到液體向上的壓強F1大于（選填“＞”、“＜”、“=”）其上表面受到液體向下的壓力F2，這就是浸在液體中的物體受到浮力的原因，所以浮力的大小可表示為F浮=F1-F2，浮力的方向為豎直向上。
【思路點撥】解答此題的關(guān)鍵是利用壓力、壓強的公式求浸在液體中的正方體受到的液體對它產(chǎn)生的壓力，分析所受壓力的合力，從而得到浮力產(chǎn)生的原因。
【答案】抵消；大于；F1-F2；豎直向上
【解析】據(jù)相同深度液體向各個方向的壓強相等的特點可知，圓柱體浸沒在液體中時，它的側(cè)面受到的各個方向液體的壓力相互平衡，即可以相互抵消掉；而圓柱體上、下表面所受的壓力是不同的，下表面深度為h1，上表面所處的深度為h2；則下表面受到的壓強為p1=ρ液gh1，受到的壓力為F1=p1S=ρ液gh1；
上表面受到的壓強為p2=ρ液gh2，受到的壓力為F2=p2S=ρ液gh2；因為h1＞h2，所以F1＞F2，則液體會對物體產(chǎn)生一個向上的和向下的壓力不相等，壓力差就產(chǎn)生了浮力，即：F浮=F1-F2，所以浮力方向是與向上的壓力F1的方向一致，是豎直向上的。故答案為：抵消；大于；F1-F2；豎直向上。
【總結(jié)升華】此題綜合考查學生對浮力產(chǎn)生的原因，實際主要考查液體產(chǎn)生的壓力、壓強的計算。
類型二、綜合應(yīng)用
3.（2015春?興仁縣校級期末）如圖所示，浸沒在水中小球所受浮力的方向應(yīng)為圖中 的方向（選填序號），這是因為 。
【答案】1； 浮力的方向總是豎直向上的
【解析】由浮力產(chǎn)生的原因可知：浮力的方向總是豎直向上的，故圖中的小球受到的浮力的大小與小球放置的位置無關(guān)，它受到的浮力的方向是與水平面垂直的。故應(yīng)選序號1。
【總結(jié)升華】本題主要考查學生對浮力方向總是豎直向上的認識和了解，是一道基礎(chǔ)題。
舉一反三：
【變式】下列關(guān)于浮力的說法中正確的是（ ）
A.浮力都是由水產(chǎn)生的 B.只有固體才能受到浮力的作用
C.浮力方向與重力方向相反 D.在不同液體中浮力方向會不同
【答案】C
4.小明將重為3N的石塊掛在彈簧測力計下端，先后浸沒在水和鹽水中：石塊靜止時彈簧測力計的示數(shù)如圖甲、乙所示，則石塊在水中所受浮力為 N；從圖中還可看出石塊所受浮力的大小與液體的 有關(guān)。
【答案】1；密度
【解析】（1）石塊在水中所受浮力：；
（2）由甲和乙圖可知，石塊在鹽水中受到的浮力：
，排開水的體積相同、液體的密度不同，可見浮力的大小與液體的密度有關(guān)。
【總結(jié)升華】題目考查了利用“稱重法”測量浮力，同時考查了學生利用控制變量法分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力。
舉一反三：
【變式】小陸同學利用稱重法探究金屬塊在液體中所受浮力大小，測量過程及示數(shù)如圖所示，則金屬塊所受重力為 ，金屬塊在液體中受到的浮力為 N。
【答案】2.2N；0.2N
類型三、實驗探究
5.（2015?自貢中考）如圖1是探究影響浮力大小因素的實驗。
（1）由甲、乙兩圖可知物體在水中受到的浮力是 N。乙圖中，若將繩子剪斷，物體將 （選填“上浮”“懸浮”或“下沉”）。
（2）由乙、丙兩圖可知物體所受浮力大小跟浸沒的深度 （選填“有”或“無”）關(guān)。
（3）如果要探究物體受到的浮力與物體的重力是否有關(guān)，可以選擇圖2所示的 兩個物體，將它們浸沒在 液體中，測出所受浮力的大小來進行比較．
（4）本實驗中，主要采用的方法是（如圖2） 。
【思路點撥】（1）根據(jù)公式F浮=G-F計算物體所受到的浮力大小。
（2）根據(jù)乙丙兩圖彈簧測力計的示數(shù)，分別計算出其浮力的變化，從而得出結(jié)論。
（3）要注意控制變量法的應(yīng)用，知道浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關(guān)，要想探究物體受到的浮力與物體的重力是否有關(guān)，應(yīng)使物體的體積相同，并使其浸沒在同種液體中。
（4）探究多變量因素實驗時要采用控制變量法。
【答案】（1）1；下沉；（2）無；（3）C、D；同種；（4）控制變量法
【解析】（1）由甲圖所示可知：G=4.0N，由乙圖所示可知：F=3.0N，所以F浮=G-F=4.0N-3.0N=1.0N；
因為G＞F浮，所以將繩子剪斷，物體將會下沉。（2）由丙圖所示實驗可知：F′=3.0N，浮力：F浮′=4.0N-3.0N=1.0N，比較（1）（2）數(shù)據(jù)可知，浮力大小跟浸沒的深度無關(guān)。（3）浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關(guān)，要想探究物體受到的浮力與物體的重力是否有關(guān)，應(yīng)使物體的體積相同，并使其浸沒在同種液體中．C、D的體積相同，但是由不同物質(zhì)組成的，所以重力不同，因此選擇C、D。
（4）影響浮力大小的因素很多，要探究物體受到的浮力與物體的重力是否有關(guān)，應(yīng)控制液體密度與物體排開液體的體積相同，而物體的重力不同，可以選用體積相同而重力（質(zhì)量）不同的物體進行實驗，如圖2所示可知C、D，由此可知，本實驗采用了控制變量法。
【總結(jié)升華】此題是探究浮力大小的因素，浮力的大小與液體密度和物體排開液體的體積，完全浸沒在液體中的物體，所受浮力與其浸沒深度無關(guān)．并注意控制變量法在此實驗中的應(yīng)用。
舉一反三：
【變式】小明幫爺爺澆菜園。他從井中提水時發(fā)現(xiàn)盛滿水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能與物體排開液體的體積有關(guān)。于是他找來一個金屬圓柱體、彈簧測力計和燒杯等器材進行了如圖所示的探究。
（1）分析上圖中彈簧測力計示數(shù)的變化可知，物體排開液體的體積越大，所受的浮力 。
（2）實驗結(jié)束后，小明繪制了彈簧測力計對金屬圓柱體的拉力和金屬圓柱體所受浮力隨浸入液體深度變化的曲線，如圖所示。（ρ水=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg）
分析圖象可知：曲線 （選填“a”或“b”）描述的是金屬圓柱體所受浮力的變化情況；該金屬圓柱體所受的重力為 N。
（3）爺爺鼓勵小明對“浸在液體中的物體所受浮力大小是否與液體的密度有關(guān)”這一問題進行探究。請你幫小明選擇合適的器材，并寫出實驗步驟。
實驗器材
實驗步驟：
① ；
② ；
③ ；
④ 。
【答案】（1）越大（2）a；2.7（3）器材：金屬圓柱體、彈簧測力計、燒杯、水、鹽水、細線
步驟：①用細線拴住金屬圓柱體，懸掛在彈簧測力計下；②將金屬圓柱體完全浸沒在清水中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)F1；③將金屬圓柱體完全浸沒在鹽水中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)F2；④比較F1和F2的大小，分析得出物體所受浮力的大小是否與液體密度有關(guān)。

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