浮力

浮力
六个概念
1．浸没：物体全部在液体中，此时物体可能被其他力所控制；
2．上浮：一种过程，通常指浸没后的物体未被其他力控制后，升至露出液面的过程，上浮的最终结果一般是漂浮；
3．漂浮：一种稳定状态，指物体自由地有部分体积露出液面的状态；
4．下沉：
最终结果一般是沉底；
5．沉底：一种稳定状态，指物体在液体中，但对容器底部有压力的状态；
6．悬浮：一种稳定状态，指物体停留在液体中任何深度的状态；
三种状态——及其相关规律特点
1．漂浮：此时F浮＝G物，结合密度公式、重力公式和阿基米德原理得：
ρ液·g·V排＝ρ
物·g·V物∵V排＜V物∴
ρ
物＜
ρ
液
综述：F浮＝G物V排＜V物ρ物＜ρ液
2．悬浮：此时F浮＝G物，结合密度公式、重力公式和阿基米德原理得：
ρ液·g·V排＝ρ
物·g·V物∵V排＝V物∴
ρ
物＝
ρ
液
综述：F浮＝G物V排＝V物ρ物＝ρ液
3．沉底：此时F浮＋F支持＝G物，即F浮＜G物，结合密度、重力公式和阿基米德原理得：
ρ液·g·V排＜ρ
物·g·V物∵V排＝V物∴
ρ
物＞
ρ
液
综述：F浮＜G物V排＝V物ρ物＞ρ液
两个策略——比较物体所受浮力大小
1．阿基米德原理法：
适用于①同种液体；而且②排开液体体积比较明确时的浮力大小比较
2．受力分析法：
适用于①不同种液体；或②排开液体体积不明确时的浮力大小比较
特别是漂浮、悬浮时的浮力大小比较，沉底时则受力比较复杂
四种算法——求解与浮力相关的计算问题
1．称量法(称量法)：
若用弹簧秤先后称量同一物体在空气中和液体中物重时其读数分别为G和F，则物体在液体中所受浮力为F
浮
＝G－F。

此法常称为重差法。

2．阿基米德原理法：
若已知液体密度ρ液和物体排开液体的体积V排，可根据阿基米德原理公式F浮＝ρ液·g·V排计算
(当物体浸在气体中时，则F
浮
＝ρ气·g·V排)。

3．上下表面压力差法：
如果物体上、下表面积相同，并且液体对物体下表面向上的压力为F
向上
，对物体上表面向下的
压力为F
向下。

则物体所受浮力为F
浮
＝F
向上
－F
向下。

4．漂浮悬浮条件法：
若物体漂浮在液面或悬浮在液体中时，应根据物体所受浮力与物重等大(即F
浮＝G
物
)来计算。

此法也称为平衡法。

试比较以下两题的计算依据有何不同(g ＝10N /kg )：
1、体积为100厘米3，密度为2.7×103千克/米3铝块放入水中，静止时铝块所受浮力多大？
(答案：1 N )
2、体积为100厘米3，密度为0.8×103千克/米3石蜡放入水中，静止时石蜡所受浮力多大？ (答案：0.8 N )
易错题：
1、质量是 0.6 千克、体积为 800 厘米 3 的物体在水中静止后，所受的浮力是多大？(g ＝10N /kg )
(答案：6 N )
2、一只重 88.2 牛的球浸没在油中时，受到的浮力是 78.4 牛。

若将该球放入水中，待静止后，球
受到的浮力是多少牛？(取g ＝9.8 N /kg ，已知ρ油＝0.8 g /cm 3)
(答案：88.2 N )
五个例题
1、将质量为2.34千克的密度为7.8×103千克/米3钢块浸没在水中，所受的浮力是多大？ (答案：3 N 或2.94 N )
2、某石块用弹簧测力计在空气中称量的示数为19.6牛，将石块浸没在水中时，弹簧测力计的示数为14.7牛，求(g ＝9.8 N /kg )：(答案：⑴ 4.9 N ⑵ 500 cm 3 ⑶ 4000 kg /m 3)
⑴ 石块受到的浮力是多少牛？ ⑵ 石块的体积是多少cm 3？ ⑶ 石块的密度是多少？
3、一张总体积为0.3米3的质量分布均匀的长方体塑料泡沫床垫，将其放入水中时，床垫有1/5体积浸在水中(g ＝10牛/千克)，求：(答案：⑴ 600 N ⑵ 200 kg /m 3 ⑶ 4个)
⑴ 此时床垫受到的浮力多大？ ⑵ 床垫的密度是多少？
⑶ 若在水中用该床垫载人，设人的平均质量为50千克，要保证安全，该床垫上一次最多可以
承载多少个人？ 4、
根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数 F 与物体 下表面在水中所处深度 h 的关系图。

根据该图像可求得 以下哪些量？(g ＝10牛/千克) ⑴ 物体的重量； ⑵ 物体的质量； ⑶ 物体浸没时所受的浮力；
⑷ 物体的体积 ⑸ 物体的密度
(答案：⑴ 12 N ⑵ 1.2 kg
⑶ 8 N ⑷ 800 cm 3 ⑸ 1500 kg /m 3)
5、某物理兴趣小组研究物体的浮沉条件，他们在一个重力为 4N ，底面积为200cm 2的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放置一个 边长为10cm 的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水(始终未 溢出)。

通过测量容器中水的深度h ，分别计算出该物块所受到
的浮力F 浮
，并绘制了如图所示的图像。

请你解答下列问题： (g 取10N /kg )。

⑴ 分析图像可知，水的深度由0逐渐增加到8cm 的过程中，物块受到的浮力越来越 ，继续往容器中倒水，随着水的深度增加，水对容器底部的压强 。

当水深增至8cm 后，物块处于 (选填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)状态。

(答案：大 增大 漂浮)
⑵ 物块的重力是多少？物块的密度是多少？(答案：8 N 800 kg /m 3)
⑶ 将物块取出后，若容器中水的重力为20N ，求此时容器对水平桌面的压强。

(答案：1200Pa ) 一个特例
物体底部与容器底部紧密接触时，物体不受浮力。