10.4浮力（原卷版）_8下-初中物理苏科版(4)_赠送：旧版资料（和新版好多一样，仍具有很大参考价值）_02讲义_10.4+浮力-2022-2023学年八年级下册物理同步备课讲义+(苏科版)

4 浮力 [学习目标] 1．了解浮力的概念及方向，知道浮力产生的原因； 2．理解浮力的大小与什么因素有关； 3．知道浮力的大小跟排开液体所受重力的关系； 4．会利用称重法，测量、计算浮力； 5．理解阿基米德原理；能利用阿基米德原理求浮力、体积、密度。 一、浮力 1．浮力：一切_______液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它_______的力叫浮力。 2．浮力方向：竖直向上，施力物体是液（气）体。 3．浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力_______向下的压力，向上、向下的_______就是 浮力；如图所示。 4．影响浮力大小的因素：通过实验探究发现（控制变量法）：浮力的大小跟物体浸在液体中的_______和液 体的_______有关。物体浸在液体中的体积_______，液体的密度_______，浮力就_______。 二、阿基米德原理 1．阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体的_______。如图所 示。 2．公式表示： ______________ ； 3．从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体 积、重力、形状、浸没的深度等均_______。 4．适用条件：_______（或_______）。一、浮力 1．定义：浸在液体或气体里的物体，受到液体或气体向上的托力，这个力叫作浮力。 2．浮力的施力物体是液体(或气体)，方向是竖直向上。 3．浮力产生的原因：完全浸没在液体里的物体，各个表面均受到液体的压力，由于它前后左右对应部分受到 的压力大小相等、方向相反，因此而平衡，物体的上下两面浸在液体中的深度不同，对应部分所受压力的大小、 方向均不同，这两个压力的合力方向向上，液体对物体上、下两面的压力差，就是液体对物体的浮力。 用公式表示为： 。 4．注意：若物体下部没有液体则物体不受浮力作用。例如插入河底淤泥中的木桩和已粘在杯底上的铁块都不 受水的浮力。浸在气体中的物体也受到气体对它竖直向上的浮力，但一般情况下不考虑气体对物体的浮力。 二、测量铝块浸没水中所受的浮力 1．步骤：①如图甲，在弹簧测力计下悬挂一个铝块，读出弹簧测力计的示数，这就是铝块的重力G； ②把铝块浸没在水中(图乙所示)，记录弹簧测力计的示数 。 2．结论：①弹簧测量计的示数变小，说明浸没在水中的铝块受到浮力的作用。 ②浮力的大小(图丙受力分析)： 3．为什么我们做实验时，弹簧称的读数并不会随物体在液中位置的深浅而变化呢？ 其实，弹簧称称量的物体在液中受到的浮力时，只要物体完全浸入液体中的体积不变，无论物体在液体中 的深度怎样，物体受到液体对物体的压力差也不变，弹簧称的读数才不会随物体在液中位置的深浅而变化。 三、控制变量法探究浮力大小与哪些因素有关 1．物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关；还与物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中 的深度无关。 2．探究F浮 与ρ液 的关系时，应控制V排 不变； 3．探究F浮 与V排 的关系时，应控制ρ液 相同；4．弹簧测力计下挂着一个物体，当物体逐渐浸入水中时，弹簧测力计的示数逐渐减小，物体受到的浮力逐渐 增大。 5．将一个空心的金属球浸没在水中并上浮，随着露出水面的体积逐渐增大时，球所受的浮力将逐渐变小，球 所受的重力不变，当球浮在水面静止时，所受浮力和它的重力相等。 四、浮力的计算 1．称重法：就是物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。 例：弹簧秤下挂一铁块，静止时弹簧秤的示数是4N，将铁块浸入水中时，弹簧秤的示数为3.5N，这时铁块  ： 所受的浮力是 N， 铁 水= 。 解：由题意可知，铁块受到的重力为4N；铁块浸入水中示数是3.5N，铁块所受浮力为： F 4N 3.5N 0.5N V 浮 ，假设铁块体积为 铁。 m 铁  V m g 4N 8 铁  铁  铁   所以，  F F 0.5N 1 。 水 gV 铁 F  F -F 2．压力差法：应用 浮 向上 向下求浮力，这是浮力的最基本的原理。 例：某物块浸没在水中时，下表面受到水的压力为2.3N，上表面受到水的压力为1.5N，则该物块受到水的浮 力为 牛，方向为 。 解：下表面受到水的压力为2.3N，上表面受到水的压力为1.5N；所以浮力方向向上，大小为： F  F -F 2.3N 1.5N 0.8N 浮 向上 向下 。 3．公式法：利用阿基米德原理，F =G =m g=ρ gV ，普遍适用于计算任何形状物体受到的浮力。 浮 排 排 液 排 例：将体积是50cm3的物体浸没在水中，它受到的浮力多大？若此物体有一半浸在煤油中，它所受的浮力多 大？（ρ煤油=0.8×103kg/m3）g取10N/kg）F  gV G 解：由公式 浮 液 排 排，得到物体在水中的浮力 F  gV G 1103kg/m310N /kg50106m3 0.5N 浮 液 排 排 ； F  gV G 0.8103kg/m310N /kg25106m3 0.2N 在煤油中的浮力为： 浮 液 排 排 4．受力分析法（漂浮或悬浮条件）：如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态，则物体受重力和浮力作用，且 F G 此二力平衡，则 浮 物。 例：把质量是200g的塑料块放入水中，静止时塑料块有一半露出水面。（g取10N/kg） 求（1）塑料块在水中受到的浮力？（2）塑料块的体积和密度？ G mg 200103kg10N /kg 2N 解：（1）塑料块受到的重力： 塑料 ， F G 2N 因为塑料块静止，故它受到的浮力： 浮 塑料 ； （2）塑料受到的浮力等于它排开水受到的重力，故排开水的体积为： 2N m G /g 10N /kg V  水  水  5104m3， 水   1103kg/m3 水 水 V 2V 1103m3 塑料块的体积： 塑料 水 ，故塑料块的密度： m 20010-3kg   塑料  200kg/m3 塑料 V 1103m3 。 塑料 F m g 5．排水量法（也是阿基米德原理）： 浮 排 。 轮船的满载重量，一般是以排水量表示的，即是排开水的质量，船也是浮体，根据浮体平衡条件也得：船受 F G 到的总 浮 总，而排水量kg•g，就是船排开水的重，即是浮力，又是船、货的总重力。 五、阿基米德原理 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。 1．实验器材：溢水杯、弹簧测力计、金属块、水、小桶。 2．实验步骤：① 如图甲所示，用测力计测出金属块的重力； ② 如图乙所示，把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，读出这时测力计的示数。同时，用小桶收集物体排 开的水； ③ 如图丙所示，测出小桶和物体排开的水所受的总重力； ④ 如图丁所示，测量出小桶所受的重力。 3．结论 ① 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。 ② 公式： 知识点一：浮力产生的原因 【探究重点】 1．浮力的施力物体就是“液体”，受力物体就是“浸在液体中的物体”；物体间力的作用是相互的，物体受 到浮力的同时，液体也受到物体对它的压力作用，这个力的大小就等于物体受到的浮力，方向和浮力的方向相 反。 2．根据浮力产生的原因，上、下表面受到的压力差。如果物体和容器底部紧密接触(不是沉底)，这时物体上 表面受到液体竖直向下的压力，物体的下表面并没有受到液体竖直向上的压力，物体虽然浸没在液体中，但是不 受浮力。(如图) 【例题精讲】 1. （2022·四川内江）一只轻质极薄的小塑料袋，袋内装满水（袋内无空气）且水的质量为 ，将其浸没在 水中，静止时如图所示，则此时盛水的小塑料袋受到了竖直向上的_______作用，其大小为______ 。（） 【巩固训练】 2. 下列图中所示物体没有受到浮力的是 A. 沉在水底的铁球B. 水面戏水的天鹅C. 打入水底的木桩D. 在水中游动的小鱼 知识点二：探究决定浮力大小的因素 【探究重点】 1．探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中，用到了“称重法”测浮力： ，弹簧测力计的示数越 小，说明物体受到的浮力越大。 2．探究浮力的大小跟哪些因素有关，实验中利用“控制变量法”，把多因素问题变成多个单因素问题。 3．物体在液体中受到的浮力的大小，跟它浸没在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸没在液体中 的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 【例题精讲】 3. （2022·福建三明·一模）在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，实验器材：弹簧测力计、实心圆柱金 属块、相同的平底大烧杯若干个、水、密度未知的某种液体、细线等。实验操作步骤如图所示。 （1）将实验数据记录在下表中，请将步骤A所示弹簧测力计的示数补充完整：___________N； 实验步骤 A B C D E F 弹簧测力计示数/N 2.2 1.9 1.7 1.7 1.8（2）分析实验步骤A、B、C、D可知浮力大小跟 ___________有关； （3）分析实验步骤 ___________（填3个实验步骤序号）可知浮力的大小与液体的密度有关； （4）分析实验数据可知，未知液体的密度为 ___________kg/m3（ρ =1.0×103kg/m3）。 水 【巩固训练】 4. 如图是某同学进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时其中的一次实验情景。根据图示可以知道，该同学这 次操作的目的是() A. 探究浮力与液体质量的关系B. 探究浮力与液体体积的关系 C. 探究浮力与液体密度的关系D. 探究浮力与液体深度的关系 知识点三：阿基米德原理 【探究重点】 1．“浸在”包含两种情况：一是物体有一部分浸在液体中，此时V =V ＜V ；二是物体全部没入液体 排液 浸入 物 中，此时V =V =V 。 排液 浸入 物 2．“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”，这里要注意浮力本身是力，只能和力相等，很多同学常把 这句话说成“浮力大小等于物体排开液体的体积”。力和体积不是同一物理量，不具有可比性；这里所受的重 力，不是物体所受的重力，而是被排开液体所受的重力。 【例题精讲】 5. （2022·山东临沂）我国自主研制的亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3万吨，于2022年3月15日被 顺利装上驳船运往珠江口盆地海域。驳船因载有“海基一号”而多排开海水的质量（ ）。 A. 等于3万吨 B. 大于3万吨 C. 小于3万吨 D. 都有可能 【巩固训练】 6. 小杰同学在游玩“海底世界”时，观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示，对气泡上升过程中受到的 浮力和气泡内气体压强分析正确的是() A. 浮力不变，压强不变 B. 浮力变小，压强变小 C. 浮力变大，压强变小 D. 浮力变大，压强变大 知识点四：浮力计算 【探究重点】1．由 ，可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积两个因素有关，而跟物 体本身的体积、密度、形状，与在液体中是否运动，液体的多少等因素无关。 2．阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小，等于它排开的气体所受的重力。 即 。 【例题精讲】 7. 小球漂浮在酒精中，排开酒精的质量为0.2千克。若该小球漂浮在水中，则排开水的质量() A. 一定大于0.2千克 B. 可能小于0.2千克 C. 一定等于0.2千克 D. 一定小于0.2千克 【巩固训练】 8. （2022·安徽省）小华采用如下方法测量一物块（不溶于水）的密度：弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为 F=3.0N（如图甲所示）； 将物块浸没在水中， 静止时弹墴测力计的示数为F=2.0N（如图乙所示）。已知ρ 1 2 水 =1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求 ： （1）物块的质量m；（2）物块的体积V；（3）物块的密度ρ。 知识点四：浮力应用 【探究重点】 1．“浸在”包含两种情况：一是物体有一部分浸在液体中，此时V =V F，说明物块受到的浮力大小与 5 3 _______有关。换用酒精再次实验的目的是_______（填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。 1. 学习浮力时，老师组织同学们进行了以下体验活动：将一个密闭的圆柱形空筒放在装有水的深桶中，如图所示 用手试着慢慢把它竖直压入水中，体会手的感受；空筒全部没入水中后，继续试着把它压向桶底，体会手的感 受。根据活动中的感受，大家提出了以下四个问题。其中最有探究价值且易于探究的科学问题是() A. 手的感受与物体所受到的浮力大小有什么关系B. 浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系 C. 浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系D. 浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系 2. （2022辽宁锦州）在水平桌面上有甲、乙两个完全相同的烧杯，烧杯内盛有两种不同的液体。如图所示，将质 量相等的A、B两个物体分别放入两种液体中（V