夜雨聆风学习资料网

ARTICLE · 1313121

初中物理单元知识点整理——浮力

初中物理单元知识点整理——浮力

「浮力」是人教版八年级下册物理第十章,力学计算的收官章,也是中考 8~10 分的常驻考点,压轴计算几乎年年出现。失分点集中在三处:觉得"沉得越深浮力越大"(浸没之后浮力就不再变大,只跟 V排 和 ρ液 有关)、V排 和 V物 混着用(只有浸没时两者才相等,部分浸入时 V排 < V物)、漂浮和悬浮分不清(两者浮力都等于重力,区别在物体密度与液体密度的关系)。

第1节 浮力 

① 浮力的概念

定义:浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力,叫浮力。施力物体是液体或气体。

▸ 方向:竖直向上(与重力方向相反)

▸ 冰山漂在水面、轮船海面航行、氦气球飞向高空——都受浮力

② 称重法测浮力(实验必考)

用弹簧测力计先在空气中称出物重 G,再浸入液体读出示数 F示,则 F浮 = G − F示。

⚠️ 这是浮力计算题最常用的第一步,考卷里出现率极高。

③ 浮力产生的原因(理解题必考)

浸在液体中的物体,下表面所处深度大于上表面。由 p = ρgh 可知,下表面受到的液体压强大、压力也大,于是 F浮 = F向上 − F向下(上下表面的压力差)。

▸ 左右、前后两面的压力互相平衡,合力为零

▸ 只有上下表面都有液体作用,才有这个压力差

⚠️ 桥墩不受浮力:桥墩底面埋进河床,下表面没有水,没有向上的压力,也就没有压力差——浮力为零。同类还有陷入河底的沉船、底部与容器底紧密贴合的物体。概念题高频陷阱。

④ 探究浮力大小与哪些因素有关(实验必考)

实验方法:控制变量法 + 称重法。让物体逐渐浸入水中,观察测力计示数变化。

▸ 浮力大小跟物体浸在液体中的体积(V排)有关:V排越大,浮力越大

▸ 浮力大小跟液体的密度(ρ液)有关:ρ液越大,浮力越大

▸ 物体浸没后,继续下移(改变深度),测力计示数不变——浮力与浸没后的深度无关

⚠️ 浸入过程(部分浸入阶段)浮力随深度增大,那是因为 V排 在变大;一旦浸没,V排 不再变化,浮力就不变了。命题人最爱在"深度"上挖坑。

第2节 阿基米德原理 

① 阿基米德的灵感

▸ 物体浸在液体中的体积 = 物体排开液体的体积(V排)

▸ 浮力的大小可能跟物体浸入液体后排开的液体的重力有关——原理的雏形

② 探究"浮力大小与排开液体所受重力的关系"(实验必考)

四步实验(溢水杯法):

1. 测出物体的重力 G

2. 溢水杯装满水,物体缓慢浸入,读出示数 F示,同时收集溢出的水

3. 测出小桶和溢出水的总重力、空桶重力,算出排开水的重力 G排

4. 换不同物体、不同液体重复实验

结论:浸在液体中的物体受到的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力(F浮 = G排)。

⚠️ 溢水杯必须先装满水再放物体,否则溢出的水少于实际排开的水,测出的 G排 偏小;先测"桶+水"再测空桶,桶壁沾水会使 G排 偏大——实验评估题常考这两处误差分析。

③ 阿基米德原理(计算核心)

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。

▸ 表达式:F浮 = G排 = ρ液gV排;适用液体和气体

▸ V排:物体排开液体的体积——浸没时 V排 = V物;部分浸入时 V排 < V物

▸ 浮力只与 ρ液 和 V排 有关,跟物体的形状、密度、浸没深度、是否空心统统无关

⚠️ 公式里的 ρ 是液体的密度,不是物体的密度——把金属块的密度代进 F浮 = ρ物gV排 是最常见的计算翻车点。

第3节 物体的浮沉条件及应用 

① 浮沉条件(两张表都要会)

浸没在液体中的物体,受竖直向下的重力和竖直向上的浮力,浮沉取决于两者大小关系:

▸ 上浮:F浮 > G(最终浮出液面,漂浮,F浮 = G)

▸ 悬浮:F浮 = G(可停留在液体中任意深度)

▸ 下沉:F浮 < G

换成密度关系(对均匀实心物体更直观):

▸ ρ物 < ρ液 → 上浮,最终漂浮;ρ物 = ρ液 → 悬浮;ρ物 > ρ液 → 下沉

⚠️ 漂浮与悬浮的相同点:都是 F浮 = G。不同点:漂浮时物体部分浸入(V排 < V物,ρ液 > ρ物);悬浮时物体完全浸没(V排 = V物,ρ液 = ρ物)。判断物体最后的状态,先比 F浮 和 G,或比 ρ物 与 ρ液。

② 浮力的应用(联系实际必考)

▸ 轮船:钢铁密度远大于水,靠做成空心增大 V排 获得足够浮力漂浮。排水量 = 轮船排开水的质量;满载时 m排 = m船 + m货。同一条船从江里驶入海里,始终漂浮、浮力不变,海水密度大所以 V排 变小,船身上浮一些(吃水线变浅)

▸ 潜水艇:浸没时 V排 不变、浮力不变,靠水舱充水/排水改变自重实现上浮、悬浮和下潜——"改变自重"是关键词

▸ 气球和飞艇:充入密度小于空气的气体(氦气、氢气)实现升空;通过放气或充气改变浮沉

▸ 密度计:直接测液体密度的仪器,原理是漂浮时浮力等于重力。同一支密度计在不同液体中都漂浮,F浮 恒等于 G,所以 ρ液 越大、V排 越小、露出越多——刻度值上小下大,刻度间隔不均匀

本章速查表(截图保存这10条)

1. 浮力:浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力;方向竖直向上

2. 称重法:F浮 = G − F示——计算题第一步高频公式

3. 浮力产生原因:上下表面压力差,F浮 = F向上 − F向下;底面无水的桥墩不受浮力

4. 浮力大小只看两个因素:V排 和 ρ液;与深度、物体密度、形状全无关

5. 阿基米德原理:F浮 = G排 = ρ液gV排;注意 ρ 是液体密度

6. 浸没时 V排 = V物;部分浸入时 V排 < V物——别把 V物 直接代入

7. 浮沉条件(比力):F浮 > G 上浮、F浮 = G 悬浮、F浮 < G 下沉;漂浮后 F浮 = G

8. 浮沉条件(比密度):ρ物 < ρ液 漂浮、ρ物 = ρ液 悬浮、ρ物 > ρ液 下沉

9. 轮船空心增大 V排,排水量 = 排开水的质量;入海 V排 变小、船身上浮;潜水艇改变自重;气球飞艇充密度小于空气的气体

10. 密度计漂浮、F浮 = G:ρ液 越大露出越多,刻度上小下大

✏️ 3道自测题

1.(浮力理解)下列说法正确的是( )

A. 浸没在水中的物体,位置越深受到的浮力越大 B. 潜水艇浸没后在水中下潜的过程中,受到的浮力不变 C. 桥墩浸在河水中,所以受到河水的浮力 D. 重的物体一定下沉,轻的物体一定上浮

2.(阿基米德原理)一金属块挂在弹簧测力计下,在空气中示数为 27 N,浸没在水中示数为 17 N(g 取 10 N/kg,ρ水 = 1.0×10³ kg/m³)。①金属块受到的浮力多大?②它排开水的体积多大?③金属块的密度是多少?

3.(浮沉条件)同一支密度计先后放入甲、乙两种液体中,都处于漂浮状态,甲中露出液面的部分较多。①密度计在两种液体中受到的浮力谁大?②两种液体的密度谁大?③潜水艇在水下是靠什么实现上浮和下潜的?

答案见下方 · 先自己做完再看

答案:

1. B(A 错——浸没后 V排 不变,浮力与深度无关;C 错——桥墩底面埋在河床里,下表面没有水,没有向上的压力差,不受浮力;D 错——浮沉看密度和浮力与重力的关系,钢铁的密度远大于水,轮船照样漂浮。B 正确——浸没时 V排 不变、浮力不变)

2. ①F浮 = G − F示 = 27 N − 17 N = 10 N;②V排 = F浮/(ρ水g) = 10 N ÷ (1.0×10³ kg/m³ × 10 N/kg) = 1×10⁻³ m³;③浸没时 V物 = V排 = 1×10⁻³ m³,m = G/g = 2.7 kg,ρ物 = m/V = 2.7×10³ kg/m³

3. ①一样大——两次都漂浮,漂浮时浮力都等于自身重力,重力没变浮力就不变;②甲液体密度大——F浮 = ρ液gV排,浮力相同,甲中露出多、V排 小,所以 ρ甲 > ρ乙;③靠水舱充水或排水改变自身重力——浮力不变(V排 不变),自重变了,浮力与重力的大小关系就变了,从而实现上浮、悬浮和下潜

— 下一章「功和机械能」,点个关注不迷路 —

回首页,搜索你想要的文档

在首页搜索框输入关键词,快速定位资料

文库首页搜索指引 立即搜索

相关学习资料