浙教版科学八年级上《水的浮力》

水的浮力
一、浮力
1、浮力的方向：液体(气体)对浸入其内的物体都会产生竖直向上的浮力。

方向：竖直向上。

2、浮力产生的原因：液体对浸入其中的物体产生浮力的原因是液体上下表面受到的压力差。

3、阿基米德原理：浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。

公式：F浮=G排液=ρ排g v排（ρ液指液体密度，ν排指物体排开的液体的体积计算时，单位要统一，ρ排取千克/米3，v排取米3）
对阿基米德原理理解需注意的几个问题:
(1)公式中的ρ液是液体的密度，而不是浸入液体的物体的密度。

(2)公式中的V排液是物体浸入液体时，排开液体的体积，而不是液体的总体积，也不是物体的体
积。

当物体完全浸入(即浸没)液体中时，V排液恰好等于物体本身的体积V物；当物体只部分浸入液体中时，V排液<V物。

(3)浮力大小只跟物体排开的液体受到的重力有关，即浮力只与液体密度、物体排开液体的体
积有
关，而与其他因素无直接关系。

(4)ρ液的单位只能是千克／米3，V排液的单位只能是米3 。

二、物体不受浮力的情况
当物体与容器底部紧密接触时，两个接触面间就没有液体，物体的下表面不再受液体对物体的压强，液体对它就失去了向上的托力，浮力当然随之消失。

如：桥墩，还有钉在泥中的木桩。

三、物体的浮沉条件：在液体中的物体的浮沉取决于：物体的重力G和浮力F
的大小。

浮
1、根据力和运动的关系：
①F浮<G 下沉，当物体与液体底部紧密接触时，物体受到的浮力为0牛，如桥墩；
②F浮>G 上浮；
③F浮=G 悬浮，此时V排=V物；；
④F浮=G 漂浮，此时V排<V物。

练习：某物体的质量为10千克，当它漂浮在水面上时所受的浮力为 N。

注意：①上浮和下沉都是不稳定状态，是动态过程，上浮的物体最终会浮出液面，而处于漂浮状态；下沉的物体最终则会沉到液底处于静止状态。

②漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而处于平衡状态，F浮=G（沉到水底时：F浮＋F支持
G ）
力=
2、实心物体浸没在液体中
①当ρ液>ρ物时，上浮（最终漂浮）
②当ρ液< ρ物时，下沉
③当ρ液＝ρ物时，悬浮
四、浮沉条件的应用
1、轮船： ① 因为漂浮时，F
浮
=G ， 所以同一艘轮船从海行驶到江河或从河到海，其受到的浮力
不变。

②根据F 浮=ρ排
g v 排，同一艘轮船从海行驶到江河，因为F 浮不变，ρ
排
减小，所
以 v 排必增大，即船身稍下沉。

2、潜水艇：它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变自身的重力来实现的。

当水舱充满水时，潜水艇受到的重力大于浮力，潜水艇下沉；当用压缩空气将水舱里的水排出一部分，潜水艇受到的重力小于浮力时，潜水艇上浮；当水舱里留有适量的水，潜水艇受到的重力等于浮力时，潜水艇就会停留在水面下任何地方.
3、密度计：密度计是测量液体密度的工具.它是一根上部标有刻度，形状特殊的玻
璃管，管下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞，用它测液体密度时它所
受的
浮力总是等于它受到的重力. 因为F 浮=ρ
排
g v 排 ，液体密度不同，密度计排开液体的体积不同，液面
所对应的位置也就不同。

刻度不均匀、上小下大（测密度时，密度计所受浮力不变——处于漂浮状态）
练习：一艘轮船重108
牛，当它在长江上驶时，所受的浮力为 牛，当它由长江驶入东海时，
所受的浮力为 ，所排开的液体体积变 。

五、浮力的计算
1、公式法：根据阿基米德原理：=F G 浮排，而=m g=ρgV G 排液液排液普遍适用于计算任何形状物体的浮力.
2、平衡法：即物体悬浮或漂浮时，物体处于平衡状态，由力和运动的关系知：=F G 浮排。

3、称量法：把物体挂在弹簧测力计上，记下弹簧测力计的示数为1F ，再把物体浸入液体，记下弹
簧测力计的示数为2F ，由受力分析知：F 浮=F 1-F 2.
4、压力差法：浸没在液体中的物体受到液体向上的压力为上F ，受向下的压力为下F ，受力分析有：
F 浮=F 上-F 下.该方法适用于深度已知的形状规则的正方形、长方体或圆柱体.
练习1：有一物块，在空气中称时重力为29.4牛，浸没在水中称时，弹簧测力计的读数为19.6牛。

求：(1)物块在水中受到的浮力的大小？(2)物块的体积多大？
练习2：酒精的密度是0.8×103
千克/米3
，把体积为500厘米3
的铁块浸没在酒精中，它受到的
浮力是多少牛？
练习3：一木块的质量是500g ，漂浮于水面。

求：①木块受到的浮力②木块浸入水中体积。

5、关于液面升降的问题.
分析 其实质是比较变化前后的V 排.
例: 一块冰浮于水面,如图.那么当冰熔化前后,其水面将______(选填“升高”、“降低”或“不变”)
解: 冰熔化前:由于漂浮,F 浮＝G 物.则V 排＝m 冰g/ρ
水
g ＝m 冰/ρ
水
.
冰熔化后:由于m水＝m冰,由ρ＝m/V得 V化水＝m水/ρ水＝m冰/ρ水
因 V排水＝V化水,即冰熔化成水后,刚好填满原来被冰排开的水的体积,因此,水面保持不变.
扩展一
① 若上题中的冰包含有气泡,则冰熔化后液面将如何变?
② 若上题中的冰包有一小木块(ρ物<ρ水),则冰熔化后液面又将如何?
③ 若上题中的冰包含有一小石块(ρ物>ρ水),则冰熔化后又如何?
扩展二铁块A叠放在木块B上,然后放在水缸中当将铁块从木块上拿下,并放在水缸底部时,水面高度将( )
A. 上升
B.下降
C.不变
D.无法确定
6.如何用浮力知识来测固体或液体的密度.
A.测固体的密度
例一请利用弹簧测力计、水、烧杯测出一块小石头(ρ物>ρ水)的密度.
① 实验原理 F浮＝G－F拉(称重法)
② 步骤
a 用弹簧测力计先测出小石块在空气中的重力记为G石；
b 用弹簧测力计悬吊着小石块,使之浸没在水杯中,并记下此时弹簧测力计的示数为F拉；
c 由F浮＋F拉＝G可求得小石块浸没在水中受到的浮力为F浮＝G石－F拉；
d 由F浮＝ρ液gV排和G＝mg＝ρ物gV物及V物＝V排得ρ石＝ρ水
例二利用量筒、水、细针测出不沉于水的蜡块(ρ物<ρ水)密度.
① 实验原理 F浮＝G(漂浮法)
② 步骤
a 先往量筒中倒入适量的水,记下水的体积为V0；
b 然后往量筒中放入小蜡块,待小蜡块静止后,记下水面现在所对应的刻度为V1,即蜡块漂浮时V排＝V1－V0；
c 用细针将蜡块全部按入水中,记下现在水面刻度为V2,此时蜡块的体积为V蜡＝V2－V0；
d 利用漂浮条件F浮＝G,即ρ水gV排＝ρ蜡gV蜡得出ρ蜡＝ρ水
B.测液体的密度
第一
原理 F浮＝G－F拉和F浮＝ρ液gV排.(称重法)
器材弹簧测力计、烧杯、适量的水、适量的待测液体和一个密度大于水和液体的物体.
过程用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的浮力,则有
即:ρ液＝
第二
原理 F浮＝G物(漂浮法)
器材量筒、水和待测液体、一个密度比水和待测液体小的物体.
过程用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的V排即可,即:由G物＝F浮水和G物＝F浮液可知ρ水gV排水＝ρ液gV排液,也即ρ液＝
7.求解浮力问题的一般步骤
a 明确研究对象
b 明确研究对象所处的运动状态.(漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等)
c 对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图.(除分析重力、浮力外,还要注意是否有其它相关联的物体对它有拉力、压力等)
d 列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程(在展开方程时,应注意抓住题中的关键字“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等)
e 解方程求出未知量.。