文档内容
第十章 浮力（知识清单）
第1节 浮力
1 浮力
知识清单
2 决定浮力大小的因素
一、浮力
1. 浮力
（1）观察现象：漂浮在水面上的冰山；在水面游弋的游船；升空的气球。
冰山、游船、气球都受到重力的作用，冰山、游船但却没有因此而沉入水底，气球还能够升空，
这表明水（空气）对它们有一个向 托起的力。
（2）浮力：浸在液体（或气体）中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力，常用字母F 表示。
浮
（3）浮力的方向： 。
2. 称重法测浮力
（1）称重法测浮力的方法
①测量出物体（ρ ＞ρ ）在 中受的重力G=F ；
物 液 1
②物体浸在水中时弹簧测力计的 力F；
2
③则浮力的大小 F = 。
浮
弹簧测力计 的示数就是水对物体的竖直向上的浮力，这种测量浮力的方法叫“
法”。（2）称重法测浮力的原理
①物体在空气中时，受到重力G和弹簧测力计的拉力F；
1
②物体浸没在水中时，受到三个力的作用：重力G、 F 和 F；
浮 2
根据力的平衡条件可知： F=G F +F=G， 所以 F = 。
1 浮 2 浮
3. 浮力产生的原因
（1）分析浮力产生的原因
如下图所示，以浸没在液体中的长方体为例进行探究，该长方体的六个面分别受到液体的压强
（p=pgh）和压力（F=pS），我们进行对比。
位置 前、后两个面 左、右两个面 上、下两个面
深度 相等 相等 上浅下深
压强 相等 相等 上小下大
F 、F 是 F 、F 是
前 后 左 右 F ˂F ，
压力 一对平衡力， 一对平衡力，合力 向下 向上
F =
合力为 为 差
结论：浮力是液体对物体向上和向下的压力差产生的，即F = 。
浮
浮力产生的原因 物体部分浸入 物体沉底
（2）两种特殊情况
①当物体部分浸入液体中时，如左图所示，上表面不受液体压力，则浮力的大小F = 。
浮
②若浸没在液体中的物体的下表面和容器底紧密接触（接触处没有水），如右图所示，则液体对
物体向上的压力F为 ，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力。如在水中的桥墩、拦河坝等。二、决定浮力大小的因素
【猜想与假设】浮力的大小跟什么因素有关呢？
①木块在水中漂浮,铁块在水中下沉，可能跟物体的 有关。
②人在水中会下沉，在死海中却能漂浮，可能跟液体 有关。
③用手将空易拉罐按入水中，当它浸入水中的体积越大，手感觉到的浮力也越大，可能跟浸入液
体中的 有关。
④人从浅水区走向深水区的过程中感觉逐渐变轻，可能与物体浸在液体中的 有关。
【设计实验】
（1）实验方法：控制变量法。
上面所说的固体的密度、液体的密度、固体浸入液体中的体积和固体浸入液体的深度这几个量是
实验中的“变量”，在检验浮力与其中某一个量的关系时，必须使其他量保持不变，或者确认浮力跟
这些量无关。
（2）测量浮力大小的原理：F =F-F（称重法）
浮 1 2
（3）实验器材：弹簧测力计、烧杯、水槽、圆柱体组（铝块、铁块）、水、酒精、浓盐水等。
【进行实验与分析论证】
（1）探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系①用弹簧测力计测量出物体的重力G；
②将物体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F；
1
③改变物体在水中浸没的深度，读出弹簧测力计的示数F。
2
记录数据，计算浮力：
浸没深度h 浅 深 更深
重力G / N 2.0 2.0 2.0
弹簧测力计示数F / N 1.4 1.4 1.4
浮力F / N 0.6 0.6 0.6
浮
结论：浮力的大小与物体浸没液体中的深度 。（选填“有关”或“无关”）
（2）探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系
①用弹簧测力计测量出物体的重力G；
②将物体小部分体积浸入水中，读出弹簧测力计的示数F；
1
③把物体大部分体积浸在水中，读出弹簧测力计的示数F；
2
④把物体浸没水中，读出弹簧测力计的示数F。
3
记录数据，计算浮力：
物体浸在液体中的体积V 部分浸入 大部分浸入 浸没
重力G / N 2.0 2.0 2.0
弹簧测力计示数F/ N 1.8 1.6 1.4
浮力F / N 0.2 0.4 0.6
浮
结论：在同一液体中，物体浸在液体中的体积越大，浮力越 。
（3）探究浮力大小与液体密度的关系
①用弹簧测力计测量出金属块的重力G；
②将金属块分别浸没在酒精、水和盐水中，读出弹簧测力计的示数；记录数据，计算浮力：
液体种类 酒精 水 盐水
重力G / N 2.0 2.0 2.0
弹簧测力计示数F / N 1.4 1.2 0.9
浮力F / N 0.6 0.8 1.1
浮
结论：浮力的大小跟液体的密度有关，在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的
浮力越大。
（4）探究浮力大小与物体密度的关系
①用弹簧测力计分别测出体积相等的铜球、铁球的重力；
②把铜球、铁球再悬挂在弹簧测力计下端，分别浸没在水中，观察并记录弹簧测力计的示数。
记录数据，计算浮力：
固体种类 铜球 铁球
重力G / N 9.0 8.0
弹簧测力计示数F / N 8.0 7.0
浮力F / N 1.0 1.0
浮
结论：浮力的大小跟固体的密度 （选填“有关”或“无关”），在浸入同种液体的体积相
同时，所受浮力相等。【实验结论】影响浮力大小的因素：
物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。浸在液体中的
体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
第2节 阿基米德原理
1 阿基米德的灵感
知识清单
2 浮力的大小
一、阿基米德的灵感
1. 浮力与排开液体体积的关系
（1）阿基米德的灵感
通过阿基米德鉴别王冠的故事，思考以下问题：
①阿基米德的任务是什么？②阿基米德的思路是什么？③阿基米德的困惑是什么？④阿基米德的
灵感来自哪里？
【归纳】①阿基米德的任务是鉴定王冠是不是纯金的，但是不允许破坏王冠。
②阿基米德的思路是：相同质量的金子的体积相同，测出王冠的体积，与同 的金子的体积
对比后即可鉴定出真伪。
③阿基米德的困惑是：如何测出不规则王冠的体积？
④阿基米德的灵感是：当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看到浴缸里的水向外溢，突然想到：物体
浸在液体中的体积，不就是物体 的体积吗？
（2）阿基米德鉴定王冠故事的启示
①决定浮力大小的因素
上节课的结论是——物体浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，它受到的浮力就越大。现在
我们用“物体排开液体的体积”取代“物体浸在液体中的体积”来陈述这个结论就是：
物体 的体积越大，液体的 越大，它受到的浮力就越大。
②想想做做
把装满水的烧杯放在盘子里，再把空的饮料罐按入水中，在手感受到浮力的同时，会看到排开的
水溢至盘中。试试看，当饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时，浮力是否更大？
【分析】实验发现将易拉罐压入水桶的过程中，易拉罐所受的浮力越来越 ，排开的水越来
越 。说明物体排开水的体积越大，所受浮力也越 。2. 浮力与排开液体重力的关系
根据上述实验结论推导浮力与排开液体重力的关系：
（1）物体排开液体的体积V 越大，液体的密度ρ 越大，所受的浮力F 越 。
排 液 浮
（2）物体排开液体的体积V 越大，液体的密度ρ 越大，根据m ＝ρV 可知，物体排开液体的
排 液 液 排
m 越大，因为G＝mg，所以物体排开液体的 G 越大。
排 排
由（1）与（2）可知：物体所受浮力的大小跟它排开液体所受 大小应该有定量的关系。
二、浮力的大小
1. 探究浮力大小跟它排开液体重力的关系
【猜想与假设】液体的密度越大，物体排开液体的体积越大，则排开的液体受到的重力越大；另
一方面，液体的密度越大，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。
所以浮力的大小跟排开液体所受的重力应该有一定的关系，大小可能 。
【设计实验】
（1）实验器材：弹簧测力计、物体（ρ ＞ρ ）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水。
物 液
（2）测量浮力的方法（称重法）
使用弹簧测力计进行测量：先测出物体所受的重力G，再读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示
数F，则F = （如图甲、丙所示）。
浮
（3）测量排开液体所受的重力（溢水法）
物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和弹簧测力计测出（如图乙、丁所示）：溢水杯中盛满液
体，再把物体浸在液体中，让排开的液体流入一个小桶中，桶中的液体就是被物体排开的液体，用弹簧测力计测出排开液体所受的重力G = 。
排
【进行实验与收集数据】
（1）如图甲，将小石块用细线系住，挂在弹簧测力计的挂钩上，测出小石块的重力G=F 。
1
（2）如图乙，将小桶挂在弹簧测力计的挂钩上，测出其所受的重力G =F。先测小桶重力以免沾
桶 2
水使测量数据不准确。
（3）将水倒入溢水杯中，使水面恰好到达溢水杯的溢水口，将小桶放在溢水口下水能正好流入小
桶的位置，然后将小石块慢慢地浸入水中，读出此时弹簧测力计的示数F，如图丙所示。
3
（4）利用公式F = F -F ，计算出小石块此时在水中受到的浮力。
浮 1 3
（5）如图丁，测出小桶和排开的水所受总重力F，算出排开的水所受的重力G =F-F 。
4 排 4 2
（6）改变质量不同的金属块再做几次实验，把实验数据填入表格中。
（7）实验数据表格。
实验 物重 物体在水中时 浮力 桶与排出水 空桶重 排开水重
次数 G/N 测力计示数F/N F /N 总重G /N G /N G /N
浮 总 桶 排
1 2.2 1.4 0.8 1.8 1.0 0.8
2 1.7 1.1 0.6 1.6 1.0 0.6
3 3.6 2.3 1.3 2.3 1.0 1.3
【分析论证】
分别计算实验序号1、2、3中物体受到的浮力和排开液体所受的重力，发现F G 。
浮 排
【实验结论】浸在液体中的物体受到浮力的大小 它排开的液体所受重力的大小。
【交流与讨论】
（1）若先将物体放入水中测浮力，再测物体的重力，由于物体沾水会使所测重力偏大，则所测浮
力偏 ；
（2）若先测量桶和排开液体的重力，再测桶的重力，则桶由于沾水重力偏大，所测排开液体的重
力偏 。
（3）物块在浸入前，水面要与溢水口相平，若水面不与溢水口相平，不会影响浮力的大小，但会
导致排到小桶内的水小于物块排开的水的体积，最终会得出物体所受浮力 于排开的液体所受重力
的错误结论。（以上均选填“大”或“小”）
（4）实验中换用质量不同的物块或不同液体进行多次测量，是为了使实验结论具有普遍性。
上述结论早在两千多年前就已经被发现，称为阿基米德原理。
2. 阿基米德原理
（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）数学表达式： F = 导出式：F =G =
浮 浮 排（3）公式中各物理量的意义及单位
ρ 表示液体的 ，单位：千克/米3（kg/m3 ）
液
V 表示 ，单位：米3（m3）
排
g表示9.8牛/千克（N/kg）
F 表示物体受到的浮力，单位：牛（N）
浮
各物理量全部采用国际单位制。
（4）对阿基米德原理的理解
①影响浮力大小的因素：由公式F =ρ gV 可知：浮力F 的大小只和 和 有关，与物
浮 液 排 浮
体的体积、形状、密度、浸没在液体中的深度等因素 。（选填“有关”或“无关”）
②适用范围：该定律也适用于气体，物体在气体中所受浮力的大小也可用F ＝ρ gV 计算。
浮 气 排
③求液体密度、排开液体的体积公式： ρ = ； V = 。
液 排
④理解“浸在液体中的物体”
浸在液体中的物体包括两种情况：一是物体全部浸入液体中，如图中B物体，也叫浸没；二是一
部分体积浸入液体中，如图中A物体。
物体浸没时：V V V ；物体部分浸入时：V V V 。（均选填“>”、
排 浸 物 排 浸 物
“<”或“=”）
第3节 物体的浮沉条件及应用
1 物体的浮沉条件
知识清单
2 浮力的应用
一、物体的浮沉条件
1. 物体浮沉的原因
（1）物体在液体中有 、 和 三种状态。（2）物体在液体中三种状态的受力分析（以浸没在水中的鸡蛋为例）
漂浮 悬浮 沉底
①漂浮时：受到重力与浮力的作用，根据二力平衡条件知，这两个力是一对平衡力，F
浮
G。
②悬浮时：受到重力与浮力的作用，根据二力平衡条件知，这两个力是一对平衡力，F
浮
G。
③沉底时：受到重力G、浮力F 与支持力F 的作用，这三个力平衡：F = 。
浮 支 浮
2. 物体的浮沉条件
（1）比较浮力与重力的大小判断物体的浮沉
以浸在水中的鸡蛋为例分析：把鸡蛋浸入水中时，受到重力G与浮力F 两个力的作用，这两个力
浮
的方向相反、作用在同一直线上，鸡蛋的浮沉就取决于这两个力的大小。
根据二力平衡条件进行分析：
①若浮力F G，则鸡蛋会上浮，最后漂浮；
浮
②若浮力F G，则鸡蛋会悬浮，可停在液体内部任意位置；
浮
③若浮力F G，则鸡蛋会下沉，静止在水底。（以上均选填“＞”、“＜”或“=”）
浮
（2）比较物体密度ρ 与液体密度ρ 的大小关系判断物体的浮沉（理论推导）
物 液当物体浸没在液体中时，受到重力G与浮力F 两个力的作用；因为物体浸没，所以排开液体的体
浮
积等于物体的体积：V = V = V；
排 物
浮力的大小：F ＝ρ gV ＝ρ gV； 重力的大小：G＝ρ gV ＝ρ gV
浮 液 排 液 物 物 物
①当F ＞G时，得出ρ ρ ，物体上浮；
浮 液 物
②当F =G 时，得出ρ ρ ，物体悬浮；
浮 液 物
③当F ＜G时，得出ρ ρ ，物体下沉。（以上均选填“＞”、“＜”或“=”）
浮 液 物
二、浮力的应用
1. 增大或减小浮力的方法
（1）改变浮力的方法
【做一做】盐水浮鸡蛋
取一枚新鲜鸡蛋，放在清水中，观察它在水中沉浮的情况。向水中慢慢加些盐，并轻轻搅拌，观
察鸡蛋的运动情况；再加些清水，观察会发生什么现象？
①现象：鸡蛋放在清水中先是沉底；加盐后，鸡蛋上浮直至漂浮在水面上；再加清水后，鸡蛋又
下沉直至沉底。
②分析：鸡蛋受到的重力不变。鸡蛋的状态发生了变化，是因为 发生了变化，而浮力变化
的原因是液体的 变化。
③结论：通过改变 ，可以改变浮力的大小，从而改变物体的浮沉状态。
根据阿基米德原理F =ρ gV 可知，物体受到的浮力大小是由液体密度和排开液体的体积决定的，
浮 液 排
因此增大或减小浮力应从这两方面入手。
（2）增大浮力的两种方法
①增大液体 ：如水中加盐后，可使沉底的鸡蛋浮起来；
②增大物体排开液体（或气体）的 ：如钢铁制成的轮船、氢气球等。
（3）减小浮力的两种方法
①减小液体的密度：如往盐水中加清水，可以使漂浮的鸡蛋下沉至水底。
②减小物体排开液体（或气体）的体积
如飞艇降落时，通过将辅助气囊中的气体放出，使飞艇排开空气的体积减小，从而减小空气浮力，
使飞艇降落（可认为飞艇放气后，所受重力不变）。2. 轮船
（1）想想做做——制作橡皮泥小船
橡皮泥的密度比水的密度大橡皮泥放入水中会下沉。怎么使它漂浮在水面？看看谁做的船能承载
更多的重物？
橡皮泥沉底 橡皮泥漂浮 能承载重物的橡皮泥船
【分析】橡皮泥做成瓢状，它所受的重力没变，但排开水的体积 了，因而受到的浮力
了，所以能浮在水面上，轮船就是根据这个道理制成的。（均选填“变大”或“变小”）
（2）轮船的工作原理
把轮船做成“ ”体后放在水里，虽然它所受的重力没有改变，但是排开的水较多，因而受
到较大的 力，所以能漂浮在水面上。
（3）轮船的排水量m
排
轮船的排水量表示轮船的大小，指轮船装满货物时排开水的 ，等于轮船和货物的总质量。
如一艘轮船，它的排水量是1×104 t，说明此船满载时，货物质量和船身质量之和为1×104t。
（4）理论推导：轮船的排水量等于船和货物的总质量
∵轮船漂浮， ∴浮力与轮船的总重力是一对 力 F G
浮 物船
根据阿基米德原理，浮力等于排开水的重力 F G
浮 排水
所以轮船总的重力等于排开水的重力 G = G m = m
排水 物船 排水 物船
即轮船的排开水量等于等于轮船和货物的总 。
3. 潜水艇
（1）潜水艇的沉浮原理
因为潜水艇浸没在水里时，排开水的体积不变，根据阿基米德原理F =ρ gV 可知，所受
浮 液 排
基本不变，所以只能靠改变自身 实现浮沉的。（均选填“浮力”或“重力”）
（2）潜水艇的浮沉过程分析
①下潜时，在两侧的水舱内充入水，艇重增大，重力大于浮力，潜艇就会 。
②当水舱充水，潜水艇重等于同体积的水重时，它可以 在水中。
③当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，从而 。实际航行时，上浮和下潜过程中潜水艇总要开动推进器加快上浮和下潜的速度。
4. 气球和飞艇
（1）升空原理：通过充入密度 空气的气体，使气球受到的浮力 自身的重力而升空，
气球可以飘在空中。（均选填“大于”或“小于”）
例如，节日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球，充的是氢气或氦气；体育、娱乐活动用
的热气球，充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气。
（2）飞艇：为了能定向航行而不随风飘荡，人们还制成了飞艇，在大气囊下面装了带螺旋桨的发
动机和载人装货的吊篮。
热气球 密度计
5. 密度计
（1）作用：密度计是测量液体密度的仪器。
（2）构造：密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管，管的下部装有少量密度较大的铅丸。
