八年级物理下册第十章浮力10.1神奇的“浮力”新版新人教版【word版】.doc

图2
神奇的“浮力”
知识引入
游泳，在水中自由自在地遨游，相信是同学们都非常向往的事情。

如果你还没有掌握好游泳技术，就得带上救生圈或者是浮板（图1），你会发现自己借助浮板也能够在水面
上自由活动。

实际上，水不仅能托着你和浮板，还能托住庞大的货轮，因为，水能产生神奇的“浮力”。

概念分析
一、浮力 1.称重法测浮力
（1）测力计测出物体在空气中的重力G ，再把物体浸在液体中，使物体静止，读出测力计的示数为F 示，那么液体对物体的浮力大小就是这两次测力计的示数之差：F G F =-示浮。

（2）浸在液体中静止的物体（不碰触容器底），受到三个力作用：竖直向下的重力G ，竖直向上的弹簧测力计的拉力F 示和液体对物体的浮力F 浮。

因为物体在这三个力作用下保持静止，所以它们相互平衡，根据平衡力的知识可知：竖直向上的两个力之和与竖直向下的重力大小相等，即：F 浮+F 示=G ，因此有
F G F =-示浮，这就是称重法测浮力的力学解释。

2.浮力产生的原因：浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力差，就是浮力产生的原因。

（1）观察图2，长方体前后两个侧面所受液体的压力相互平衡，左右两个侧面所受液体的压力也相互平衡。

物体上、下两个表面所处的深度计为h 1和h 2，21>h h ，上表面所受液体向下的压力F 1大小为：111F p S gh S ρ==液，下表面所受液体向上的压力
F 2大小为：222F p S gh S ρ==液，21>F F ，两个压力的差方向竖直向上，大小等于：
21F F F =-差，这就是浮力的大小。

归纳总结：（1）浮力是由于液体对物体下表面向上的压力和上表面向下的压力不同产生的，大小为：F F F =-浮向上向下。

（2）当物体部分浸入液体中时，上表面受到的向下的压力为零，所以
F F =浮向上。

（3）浮力的方向总是竖直向上的，一切浸入液体（或气体）中的物体，无论物体形状如何、怎样运动，只要下表面不与容器底部密合，都会受到液体（或气体）对其竖直向上的浮力作用。

（4）若浸在液体中的物体下表面与容器底部紧密接触，则液体对物体向上的压力F 向上为零，物体将不受浮力作用，只受向下的压力。

3.决定浮力大小的因素
（1）采用“控制变量法”，保证其他因素不变，分别探究浮力与物体浸在液体中的体积、液体的密度、物体浸没的深度、物体形状等因素的关系，通过称重法测出不同情况下的浮力大小进行比较。

（2）结论：①浮力的大小只跟物体浸在液体中的体积和液体的密度两个因素有关。

液体密度不变时，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大；当物体浸在液体中的体积相同时，液体的密度越大，浮力就越大。

②浮力大小与物体的密度、物体的体积、物体的形状、物体浸没在液体中的深度等因素均无关。

二、阿基米德原理 1.阿基米德的灵感
（1）他洗澡时得到的灵感是，物体浸在液体中的体积就等于它排开液体的体积，根据密度公式m V ρ=，排开液体的体积越大、液体的密度越大，排开液体的质量就越大，则据G mg =可知，排开液体的重力就越大。

（2）影响浮力大小的因素是排开液体的体积和液体的密度，所以浮力的大小与物体排开液体的重力有关。

2.浮力的大小：阿基米德原理
（1）实验探究：浮力的大小与物体排开液体所受重力之间的关系。

用称重
法测出物体浸没在水中所受浮力的大小：F G F =-示浮，用小桶收集物体浸没在水中所排开的水，用测力计测出物体排开液体受到的重力：G G G =-总排桶，比较F 浮与G 排的大小关系，得出结论。

提示：此实验中，溢水杯中要加满水，这样溢到小桶的水才是被物体排开的水。

（2）阿基米德原理：F G gV ρ==浮排液排。

3.公式说明：（1）原理说的“浸在液体中”包含两种状态：一种是物体全部体积都浸入液体中，即浸没，此时V V =排物；另一种是物体的一部分浸入液体里，另一部分露出液面以上，此时V V <排物。

（2）G 排指物体排开液体所受的重力，F G =浮排表示物体受到的浮力大小等于被物体排开液体所受的重力，还可推导出：F G m g ==浮排排，m 排指物体排开的液体的质量。

（3）从公式F gV ρ=浮液排可以看出，浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，而跟其他因素均无关。

（4）阿基米德原理对于气体也适用，此时F gV ρ=浮气排。

拓展：用“浮力”知识测量物体的密度
（1）器材：弹簧测力计、物块、细线、烧杯、水。

（2）步骤与结果：①在空气中用弹簧测力计测出物块的重力G ；②将物块浸没在烧杯的水中静止且不碰触底部，读出此时弹簧测力计的示数F 示。

有
F G F =-示浮，根据阿基米德原理F gV ρ=浮液排，因为浸没所以
F G F V V g g ρρ-==
=浮示物排水水，物体的密度为：G G
gV G F ρρ==
-水物示
物。

方法总结
1.控制变量法：探究浮力大小与哪些因素有关时，采用“控制变量法”设计，通过“称重法”测出不同情况下浮力的大小，进行比较。

2.计算浮力的方法：
（1）阿基米德原理法：F G gV ρ==浮排液排，普遍适用。

（2）称重法：F G F =-示浮。

（3）压力差法：F F F =-浮向上向下，一般仅适用于形状规则物体浮力的计算。