初中物理1000个知识点《浮力915到946》

作者  苏安良 

一、概念与规律

915浮力的概念

定义：浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）向上托的力，叫做浮力。

方向：总是竖直向上。这里的竖直特指垂直水平面。

施力物体：液体或气体

受力物体：浸在流体中的物体

普遍性：一切底部浸润或浸在流体中的物体都受到浮力。上浮的、悬浮的、下沉的物体都受到浮力。

注意：一是底部浸润，二是浸在，浸在是指部分浸入，或浸没。

916  底部不浸润物体

对于柱体物体，若下表面与容器底部紧密贴合液体无法浸润液体底部，如陷入河底淤泥的石块、桥墩，液体对物体下表面没有向上的压力，则物体不受浮力

物体底部虽然不浸润，但是物体上大下小，如台柱体，侧壁仍然受到向上的浮力；物体底部不浸润，且上小下大，不仅不受浮力，侧壁及底部受到流体对它向下的压力

917  称重法测浮力

公式  F浮=G—F拉

其中G为物体在空气中的重力，F_拉为物体浸入液体中时弹簧测力计的示数，也就视重。这不仅是求浮力的一种方法，也是求物质密度的方法之一

918阿基米德原理

内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力

公式：F浮=G排=ρ液gV_排

拓展：

（1）浮力大小只由两个因素决定：液体的密度ρ液 和物体排开液体的体积 V排

（2）浮力与物质的密度、物体的平均密度、物体的形状（V_排相同）、浸入的深度、物体是否运动等均无关

（3）“排开”指物体浸入时挤占了液体的位置，V_排 = V_{浸 ，完全浸没V排} = V_物

（4）该原理对气体同样适用：F_浮 =ρ气gV_排

（5）V_排是等效概念，可以大于液体体积、等于液体体积、小于液体体积

（6）该原理的实质是揭示了一种等量关系，即浮力等于排开的液体重

（7）该原理成立的条件是：已知物体已受浮力

（8）浮力的方向和重力的方向恰好相反，只有漂浮和悬浮时才构成一对平衡力

919物体的浮沉条件

先将物体浸没在液体中，即V_排=V_{物，只让物体受浮力和重力，}比较浮力与重力，判断浮沉条件

重要结论：悬浮和漂浮是一种状态，上浮和下沉是一个过程

920三种静止状态对比

漂浮：F_浮 = G，且 V_排 < V_物（部分浸入），前提条件：物体只受重力

悬浮：F_浮 = G，且 V_排 = V_物（完全浸没），前提条件：物体只受重力

沉底：F_浮 + F_支持 = G（三力平衡）

921漂浮与悬浮的区别

漂浮与悬浮都满足 F浮 = G，区别在于浸入体积不同。 -同一物体漂浮在不同液体中，浮力都等于自身重力；液体密度越小，浸入体积越大（吃水越深）。 

如冰浮在水面上：ρ_冰 ≈ 0.9ρ_水，约十分之九体积浸在水中；纯冰在纯水中熔化后，水面高度不变。

二、浮力解法

922四种常用计算方法

另外，还有综合法

923解题一般思路

（1）判断状态：先确定物体是漂浮、悬浮、浸没还是沉底

（2）受力分析：画出物体受到的所有力（重力、浮力、拉力、支持力、压力等）

（3）选对公式：按状态选择合适的计算方法

924 浮力问题常见模型

（1）绳拉物体浸没在水中静止：F_浮 = G + F_拉

（2）漂浮物体上再放一个重物，整体仍漂浮：F_浮 = G_物 + G_重物

（3）沉底的物体：G = F_浮 + F_支持

（4）物体被按入水中静止（手压着）：F浮 = G + F压（手施加的向下压力）

（5）补充：冰块浮在水面上，熔化后液面高度如何变化？——纯冰不变，含石块的冰液面下降

925 比较浮力大小的方法

（1）同一物体：漂浮或悬浮时浮力都等于重力，可直接比较

（2）不同物体在同一液体中：比较 V_排，V排大的浮力大

（3）同一物体浸没在不同液体中：比较ρ_液，ρ_液大的浮力大

（4）同一液体中，不同物体都浸没时，体积大的V排大，浮力大

易错提醒：不能只看物体重力大小来判断浮力大小，浮力取决于ρ液和V排，与物体自身重力无直接关系

926浮力易错点

（1）浮力与浸入深度无关，浸没后ρ液、V排都不变，浮力就不变

（2）下沉的物体也受浮力，只是浮力小于重力

（3）区分浸没：全部浸入，V排 = V物；部分浸入或漂浮，V排 < V物

（4）判断浮沉看密度：实心物体ρ物 < ρ液 就上浮，与物体轻重无关，譬如铁块下沉木块上浮，但铁块做成空心的轮船就能浮

（5）浮力大小与容器形状无关、与液体总量无关，只与ρ液和V排有关

（6）"物体越重越容易下沉"是错的，应说"物体平均密度越大越容易下沉"

三、浮力应用

927 轮船

采用”空心”的办法增大排开水的体积，从而增大浮力，使密度大于水的钢铁能浮在水面。

中考重点：

（1）轮船从海里驶入河里（密度变小），浮力不变（仍等于重力），但要排开更多河水，所以吃水深度变大

（2）轮船的大小用排水量表示。轮船满载时排开水的最大质量，用m_排表示。

（3）轮船受到的最大浮力：F_浮=m_排

注意：排水量有两种含义——满载排水量（满载时排开水的质量）和空载排水量（空船时排开水的质量）。中考中"排水量"一般指满载排水量

928 潜水艇靠改变自身重力（水舱充水或排水）实现下潜和上浮；浸没后V_排不变，浮力基本不变。

下潜打开水舱阀门注入海水，潜艇自重增大，当重力大于浮力时便沉入水中

上浮向水舱内注入高压压缩空气，将海水排出，潜艇自重减小，当重力小于浮力时便浮出水面

精确控深配有深度控制水柜（硬水柜）和纵倾平衡水舱，通过水泵精确调节各舱水量，实现在特定深度的悬浮和姿态平衡

929热气球、飞艇球内气体密度小于外部空气密度，使整体平均密度小于空气而上升。热气球通过加热空气使其膨胀溢出，减小密度、增大浮力效果

上升热气球靠加热空气升空，只能随风飘；飞艇靠充轻气体升空，能自己控制方向。两者都是靠"比空气轻"飞起来的

下降停止加热，球囊内空气逐渐冷却变重，浮力减小，热气球就降下来了

注意：热气球升空时，球内空气被加热膨胀，一部分空气从底部溢出，球内空气质量减小而体积不变，所以整体密度减小，当平均密度小于外部空气密度时就上升

930 密度计利用漂浮条件测量液体密度，它在任何液体中浮力都等于自身重力。液体密度越大，浸入体积越小，露出越多，所以刻度上小下大，且密度计的刻度不均匀：上疏下密

931盐水选种：饱满的种子密度大，在盐水中下沉；干瘪的种子密度小，上浮漂浮，从而分离优劣

932 鱼鳔：鱼通过改变鱼鳔体积来改变排开水的体积，从而调节浮力，实现上浮和下潜

933死海：湖水含盐量极高、密度大，人体所受浮力足以支撑漂浮，故”死海不死”

934曹冲称象：大象的重力 = 石头的重力 (因为两次船排开水的体积相同，浮力相同

四、浮力拓展（中考综合和信息）

935 浮力的本质

浮力实际上是液体对物体各个表面压力的合力

液体内部压强随深度增加而增大，物体浸在液体中时，下表面所处深度比上表面大，因此液体对下表面向上的压力大于对上表面向下的压力。这两个压力之差，就是物体受到的浮力：

F浮=F向上—F向下 

这就是为什么浮力方向总是竖直向上，也是为什么与容器底部紧密贴合、下表面接触不到液体的物体底部不受浮力

936 液面升降问题 

这是浮力部分的难点和必考点，核心是判断排开液体的体积 V排 是否发生变化。

核心原理：液面高度变化Δh = ΔV_排 / S_容器

冰块熔化模型：

纯冰浮于纯水：熔化后液面不变

理由：因为冰排开水的体积 = 冰熔化成水的体积

冰包石块浮于水：熔化后液面下降

理由：因为石块密度大于水，熔化后石块沉底，V排变小

冰包木块浮于水：熔化后液面不变

理由：因为木块密度小于水，熔化后木块仍漂浮，总V排不变

船上卸物模型：

将船上的石头扔入水中：液面下降

理由；整体从漂浮变为“船漂浮+石沉底”，总V排减小

将船上的木头扔入水中：液面不变

理由：整体始终是漂浮状态，总V排不变

937 浮力与液体压强的综合计算

常考题型：将物体放入盛有液体的容器中，求容器底部受到的压强变化

解题关键：分清“液体对容器底的压强”和“容器对桌面的压强”

液体对容器底的压强：p =ρgh。只看液面高度h的变化

放入物体后，h 升高，压强增大。Δp = ρgΔh

容器对桌面的压强：p = F/S。把容器、液体、物体看作一个整体

若物体漂浮或悬浮：F = G_容器 + G_液 + G_物

若用细线吊着物体浸入（不触底）：F = G_容器 + G_液 + F_浮

理由： 因为物体对液体有向下的反作用力

938 漂浮物体的稳定性：重心与浮心

重心 (G)：物体自身重力的等效作用点。

浮心 (C)：物体排开的那部分液体的重力的等效作用点，也就是V_排这个几何体的中心。

稳定条件：对于一个漂浮的物体，如果它的重心低于浮心，那么当它发生倾斜时，重力和浮力会形成一个“恢复力矩”，使其自动回到平衡位置，这就是稳定平衡。轮船的底部设计得很重，就是为了降低重心，确保航行稳定。

939 溢水杯问题 (阿基米德原理实验)

装满水的情况：放入物体，溢出水的重力 G溢 = F浮。

未装满水的情况：放入物体，溢出水的重力 G溢 < F浮 (因为一部分排开的水用来填补未满的空间了)。

易错点：题目说“溢出了1N的水”，如果没强调“装满”，不能直接说浮力是1N。

940 复合体浮沉判断 (整体法与隔离法)

模型：木块下挂铁块，悬浮在水中。

整体法：把木块和铁块看作一个整体。F浮总 = G木+G铁。

剪断绳子后：

木块：密度小，上浮，最终漂浮。

铁块：密度大，下沉，最终沉底。

液面变化：剪断前是悬浮 (V排 = V总)，剪断后木块漂浮 (V排减小)，铁块沉底 (V排不变)，所以总体 V排 减小，液面下降。

941 浮力做功与能量 

浮力做功：W = F浮h (h是在浮力方向上移动的距离)。

能量转化：

物体上浮过程：浮力做正功，重力势能增加。

物体下沉过程：重力做正功，浮力做负功。

942常见隐含条件汇总（中考易漏）

（1）"静止在液体中"——不一定是二力平衡，可能是三力平衡（沉底时 F浮+F支持=G）

（2）"浸没"——V排 = V物，完全没入

（3）"漂浮/悬浮"——F浮 = G物（二力平衡）

（4）"沉底"——F浮 + F支持 = G，且 V排 = V物

（5）"悬浮"——ρ液 = ρ物，V排 = V物

（6）"轮船从海里驶入河里"——浮力不变（仍等于重力），ρ液变小→V排变大，吃水变深

（7）"冰浮在水面上熔化"——纯冰→液面不变；含石块→液面下降；含木块→液面不变

（8）"将船上的石头扔入水中"——整体从漂浮变为"船漂+石沉"，总V排减小→液面下降

（9）"弹簧测力计吊着物体浸入"——可用称重法 F浮 = G − F拉

（10）"溢水杯未装满"——G溢 < F浮，不能直接用溢出水的重力等于浮力

（11）"溢水杯装满"——G溢 = F浮，阿基米德原理直接成立

（12）"物体空心/做成空心的"——用平均密度判断浮沉，不能用材料密度直接比

（13）"同一物体在不同液体中"——漂浮时浮力都等于重力（不变），比较V排或ρ液判断浸入深浅

（14）"完全失重环境"——浮力消失（无压强差），物体不会上浮

（15）"物体上浮/下沉过程中"——动态过程，未浸没前V排变浮力变，浸没后V排不变浮力不变

（16）"台柱体/非柱体"——压力差法不适用，必须用阿基米德原理

（17）"物体底部与容器底紧密贴合"——下表面无液体→不受浮力（如桥墩、淤泥中的石块）

（18）"热气球/飞艇"——靠密度差（ρ物<ρ气）升空，不是靠流速（≠飞机升力）

（19）"密度计"——始终漂浮，F浮=G不变，ρ液越大→V排越小→浸入越浅，刻度上小下大、上疏下密

（20）"排水量"——中考一般指满载排水量，F浮最大 = m排g

943 浮力与密度的测量实验 

只有弹簧测力计：称重法测密度 

ρ物 = G / (G-F拉) * ρ水)

只有量筒：漂浮法测密度 

利用漂浮时 G=F浮，测出 V排 算出质量，再测总体积

只有刻度尺：利用圆柱体漂浮，测浸入深度 h1 和总高度 h，ρ物 = (h1/h) * ρ液。

944 浮力中的“等效替代法”与“整体法”

等效替代法的核心思想是：用一个容易测量或计算的量，来替代一个难以直接测量的量，且两者产生的效果完全相同。在浮力问题中，这种思想有非常广泛的应用：

（1）用“排开水的重力”等效替代“浮力”

这就是阿基米德原理的本质——浮力的大小难以直接读取，但排开液体的重力（G排 = ρ液gV排）可以通过测量溢出水的质量来间接得到，两者在数值上完全等效。

（2）用“液面下降对应的体积”等效替代“浸入物体的体积”

在溢水杯或柱形容器中，物体浸入引起的液面变化量Δh与排开液体的体积 V排 满足：ΔV排 = S容器·Δh。因此，通过测量液面高度的变化，就能等效求出物体的体积（或浸入体积），这是“只有刻度尺测密度”类实验的理论基础。

（3）用“漂浮容器的排液量”等效替代“待测质量”

在没有天平的情况下，利用漂浮条件 F浮 = G物 = G排，可知物体的质量与排开液体的质量相等（m物 = m排 = ρ液V排）。用一个刻度均匀的漂浮容器（如试管、小桶）作为“浮力天平”，通过标度排开液体的体积，即可等效称量质量。

（4）用“整体法”等效替代“隔离分析”

对于多个物体组成的系统（如木块下挂铁块悬于水中），把整个系统看作一个整体，整体的浮力等于整体重力（F浮总 = G总），等效为一个“密度为平均密度的单一物体”来分析浮沉，可以大幅简化计算。这就是复合体问题中的等效替代思想。

945 浮力与气体流速 

飞艇/热气球：靠改变自身密度 (ρ物 < ρ气) 上浮。

飞机：靠机翼上下表面空气流速不同产生的升力 (不是浮力) 飞行。

易错点：飞机起飞不是靠浮力，是靠流体压强与流速的关系。

946 表面张力与浮力

浮力：作用于浸入流体内部的物体，源于流体内部的压力差

表面张力：作用于停留在液体表面的物体，源于液体表面分子间的相互吸引力，使液面像一张绷紧的弹性薄膜

实例：轮船浮在水面是靠浮力；而水黾能在水面行走、钢针能平放在水面不沉，靠的是表面张力。表面张力的大小与液体的种类和温度有关，与物体排开液体的体积无关

947失重环境下的浮力现象

在太空站（完全失重环境）的水球中，放入一个乒乓球，它会像在地球上一样上浮吗？

不会。

原因浮力产生的根源是液体压强差（p = ρgh），而液体压强的产生依赖于重力 g。在完全失重环境下，g 可视为0，液体内部各处压强相等，不存在压力差，因此浮力消失。乒乓球会停留在水球中的任意位置，不会上浮。