北师大版-物理-八年级下册-北师八下第八章影响浮力大小的因素教案

【同步教育信息】
一. 本周教学内容：
北师八下第八章影响浮力大小的因素教案
二. 知识要点：
1. 浮力
（1）浮力：浸在液体（或气体）里的物体，受到向上的浮力。

浮力是由于周围液体（或气体）对物体向上和向下的压力差产生的。

F F F
浮向上向下
=-
（2）阿基米德原理：浸在液体（或气体）里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体（或气体）受到的重力。

阿基米德原理公式：F G gV 浮排液（气）排
==ρ
关于该公式请注意两点：
①公式中各物理量的单位，ρ的单位是千克/米3，g的单位是牛/千克，V
排的单位是米
3。

②浮力大小只与液体（或气体）密度和物体排开的液体（或气体）的体积有关。

（3）物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体，只受浮力和重力作用时，当它受到的浮力小于物重（F G
浮
<
），
下沉；浮力等于物重（F G
浮
=
），悬浮；浮力大于物重（
F G
浮
>
），上浮。

漂浮在液体上的物体，受到浮力等于物重，F G
浮
=。

（4）物体浮沉条件的应用
轮船：漂浮状态，F G G G
浮自载
==+。

轮船满载时排开水的质量叫轮船的排水量。

潜水艇：靠改变自身重力来达到上浮和下沉。

气球和飞艇：它们都浸没在空气中，当F G
浮
>
时，上升：当
F G
浮
<
时，下降。

飞艇
装有发动机，可控制飞行方向。

【典型例题】
例1. 在一个圆柱形容器内装满水后，将一个体积为10
43
-米
的蜡球轻轻放入水中，溢
出水的体积为541053
.⨯-米。

已知蜡的密度为09103
.⨯千克/米3，求：
（1）蜡球在水中受到的浮力。

（2）蜡球受到的重力。

分析与解答：（1）根据阿基米德原理可知浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关。

容器中装满水，溢出水的体积即为物体排开液体的体积。

根据
F G gV 浮排液水排
==ρ
F 浮千克米牛千克米牛=⋅⨯⨯⨯=-10109854100533353
././.. （2）题中给出了蜡的密度，但没有说明蜡球是否是实心的，我们当成是实心来计算，则有
G gV 蜡球
蜡蜡千克米牛千克米牛==⨯⨯⨯=-ρ091098100883343././. 因为蜡的密度小于水的密度，所以蜡球在水中静止时漂浮在水面上，蜡球受到的重力和浮力大小相等，而从计算中可以看出将蜡球当成实心的求得的重力与浮力不等，说明蜡球不是实心的。

因此要求蜡球受到的重力就不能用密度公式来求，只能通过平衡力来求，即
牛
浮蜡球53.0==F G 。

例2. 如图所示，一个圆柱形容器的底面积为21022
⨯-米，内装有一定量的水，将一
个实心的合金块A 挂在弹簧测力计下端并浸没在水中，弹簧测力计的示数为15牛，容器中水面上升了25102
.⨯-米，此时水对容器底部的压强为2103
⨯帕。

根据以上条件可以求出哪些物理量？（至少写出5个物理量的求解过程）
分析与解答：（1）合金块放入水中浸没，合金块的体积等于物体排开液体的体积，根据容器的底面积和水面上升的高度可以求出物体排开液体的体积和合金块的体积。

V V A 排米米米==⨯⨯⨯=⨯---210251*********
.
（2）求出合金块排开水的体积根据阿基米德定律就可以求出合金块受到的浮力
F V g 浮
水排千克米米牛千克牛==⨯⨯⨯⨯=-ρ101051098493343././. （3）合金块挂在弹簧测力计下，浸没在水中静止时，受到如图所示的重力、拉力和浮力的作用。

F拉
F浮
G
G F F
A
=+=+=
浮拉
牛牛牛
4915199
..
（4）根据合金块的重力和体积可以得出合金块的密度
ρ
A
A
A
G
V g
==
⨯
=⨯
-
199
51098
410
43
33
.
./
/
牛
米·牛千克
千克米
（5）根据水面升高的高度可以求出放入合金块后水对容器底压强的增加值
∆∆
p hg
==⨯⨯⨯⨯=
-
ρ
水
千克米米牛千克帕
1010251098245
332
./../
（6）根据∆p p p
=-
0则可知初始合金块没有放入水中时，水对容器底的压强
p p p
333
201002451017610
=-=⨯-⨯=⨯
∆...
帕帕帕
此题是一道开放性的试题，要自己设问然后解答，关键是对物理过程要清楚。

合金块放入水中引起一系列的变化，水面升高，水对容器底的压强增大，弹簧测力计的示数减小，这些变化还有一定的联系，弄清联系也是设问的关键。

除了以上的6个物理量以外，还可以求出容器中水的质量以及水的深度等。

例3. 一个实心小球先后放入盛有足够多的水和足够多的酒精的两个容器中，小球受到的浮力分别为0.9牛和0.8牛，酒精的密度为08103
.⨯千克/米3。

（1）分析小球在水中和在酒精中的浮沉状态
（2）求小球的密度
分析与解答：（1）假设小球在水中和在酒精中均为漂浮（或悬浮或一漂一悬），则应有：
F
F
G
G
浮水
浮酒
==1
因与题目已知条件矛盾，故不可能；
假设小球在水中和在酒精中均为沉底，则应有：
V V V
F
F
gV
gV
排水排酒球
浮水
浮酒
水球
酒球
水
酒
==
===
ρ
ρ
ρ
ρ
10
8
因与题目已知条件矛盾，故也不可能；
由以上分析可知：小球在水中和在酒精中时，只能是一漂一沉。

又因为
ρρ水酒>，所以小球在水中一定是漂浮，在酒精中一定是沉底的。

（2）因小球在水中漂浮，
F G
浮水=
∴==
ρρρρ水排水球球
球水排水
球
gV gV V V
()
1
由已知条件：
F F gV gV gV gV V V 浮水
浮酒
水排水酒排酒水排水酒球排水球
酒水
牛
牛
=
==
=
=
ρρρρρρ090809089
10
....
得：
V V 排水
球
=9
10
2()
将（2）式代入（1）式得：
ρρ球水千克米=
=⨯9
10091033./
例4. 一容器盛着水，水面上浮着一块冰，当冰完全熔化成水后，容器内的水面怎样变化？为什么？
分析与解答：因为冰漂浮在水面上，根据漂浮条件F G 浮冰，
=
即ρρ水排冰冰gV V g =
∴=ρρ水排冰冰
V V ()
1
冰完全熔化成水，m m 化水冰
= 即
ρρ水化水冰冰
V V =()
2
比较（1）、（2）式可知
V V 排化水
=，也就是原先被冰排开的那部分空间刚好被冰熔化成的水所“填平”。

所以水面高度保持不变。

本题应抓住
m m 化水冰
与的等量关系，去分析
V V 排化水
与的关系。

可以根据此方法去分析：冰浮在盐水中，当冰完全熔化后，水面位置如何变化 因为冰漂浮在盐水表面，根据漂浮条件F G '浮冰
=
即ρρ盐水排冰冰gV V g
''=
∴=ρρ盐水排冰冰
V V '()
3
冰完全熔化成水，m m
化水冰
=
即ρρ
水化水冰冰
V V
=()4
比较（3）、（4）式， ρρ
盐水水
>
∴<
V V
'
排化水
也就是原先被冰排开的那部分空间容纳不下冰熔化成的水，所以冰熔化成的水先要“填平”这部分空间，再使液面升高。

【模拟试题】（答题时间：50分钟）
一. 填空题
1. 把一物体吊在弹簧测力计上，在空气中称物体重为1.96牛，浸没在水中称时，弹簧测力计的示数减小了0.49牛，物体在水中受到的浮力为_____________牛；浸没在某种液体中称时，弹簧测力计的示数为1.16牛，物体在这种液体中受到的浮力为_______________牛。

2. 木块漂浮在水面上，受到的浮力为2牛，水对木块下表面的压力为_______________牛。

将它从水中取出，挂在弹簧测力计上称，测力计的示数为_____________牛。

3. 如图所示，半球形物体重12牛，浸没在液体中时，弹簧测力计示数为10牛，半球受到的浮力为______________牛，它受到液体的压力的合力为_____________牛，方向________。

若上表面受到的液体压力为4牛，则下表面受到的液体向上的压力为__________牛。

4. 重14.7N的石块挂在弹簧测力计下端，将它完全浸入水中，这时弹簧测力计示数是9.8N，则石块受到的浮力大小是________N。

5. 体积相同的铜块和铝块，分别浸没在水和酒精中，铜块受到的浮力_________铝块受到的浮力；若把它们都浸没在汽油中，所受的浮力___________。

（填“相等”或“不相等”）
6. 一个物体重15N，体积为13
dm，如果将它浸没在水中，它受到的浮力是__________N，由于物体受到的重力___________于浮力，物体在水中将______________。

（填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）
7. 密度计是测___________的仪器，使用时它漂浮在液面上，它在不同的液体中受到的浮力_______________。

（填“相等”或“不相等”）密度计露出液面的体积越多，说明被测液体的密度_____________。

8. 一个空心铜球和一个木球质量相等，均漂浮在水面，空心铜球排开水的体积__________木球排开水的体积。

（填“大于”、“等于”或“小于”）
9. 弹簧测力计下端吊着一个物体，手持弹簧测力计使物体浸入水中的体积是总体积的4 5
时，弹簧测力计的示数刚好为零；若手持弹簧测力计将此物体完全浸没在煤油中
（ρ
煤
=⨯
081033
./
kg m
），则弹簧测力计的示数是___________N。

10. 如图所示中甲、乙、丙表示做“理解阿基米德原理”实验的情况。

（1）比较甲、乙所示情况，说明_____________________。

（2）比较乙、丙所示情况，说明_____________________。

二. 选择题
11. 浸没在水中的木块在上浮过程中（露出水面以前）所受的浮力将（）。

A. 逐渐变大
B. 逐渐变小
C. 大小不变
D. 无法判断
12. 某物体重0.5牛，把它放入盛有水的大烧杯中，溢出重为0.3牛的水，则它受到的浮力为（）
A. 一定为0.3牛
B. 可能为0.2牛
C. 一定为0.5牛
D. 可能为0.4牛
13. 同一铁球先后放在酒精、水和水银中静止，比较在这三种情况下，铁球所受浮力的大小（）
A. 酒精中所受浮力最大
B. 水中所受浮力最大
C. 水银中所受浮力最大
D. 三种情况下所受浮力一样大
14. 一空心铁球和一个木球质量相等，均漂浮在水面上，则它们浸在水中的体积（）
A. 木球大
B. 铁球大
C. 一样大
D. 无法判断
15. 关于浮力下列说法中正确的是（）
A. 浮力就是浸在液体中的物体受力的合力，合力的方向就是浮力的方向
B. 浸在液体和气体中的物体都要受浮力
C. 水中的桥墩同样受水的浮力
D. 浸在液体中的物体不仅受到液体对其上、下表面压力的作用，同时受到液体对它的浮力作用
16. 木块下面用细绳吊一铁块悬浮在水中，如图所示，若细绳断了，待木块重新静止，并且铁块下落到容器底后，水对容器的压力和压强（）。

A. 都变大
B. 都变小
C. 都不变
D. 压力不变，压强变小
17. 两个小球甲和乙静止在酒精中（酒精的密度ρ=⨯
081033
./
kg m），如图所示，这
时它们所受到的浮力分别为F F
甲乙
、。

若把它们放入水中，静止时它们所受到的浮力分别
为F F
''
甲乙
、
，则（）。

A.
F F F F
''
甲甲乙乙
，
== B.
F F F F
''
甲甲乙乙
，
>> C.
F F F F
''
甲甲乙乙
，
=> D.
F F F F
''
甲甲乙乙
，
>=
18. 某物体的质量为100g，当把它放进盛满水的容器中时，溢出50mL的水，则此物体（）
A. 浮在水面上
B. 沉到容器底部
C. 悬浮在水中
D. 无法判断
三. 计算题
19. 氢气球体积为1500米3，球壳和吊篮总重2500牛，已知氢气的密度为0.09千克/米3，空气密度为 1.29千克/米3，通过计算说明这个气球能吊起重为10000牛的器材吗？（g N kg =10/）
20. 把体积是13
dm 的铁球（ρ铁=⨯791033
./kg m ）挂在弹簧测力计上，若将铁球浸没
在水中，则弹簧测力计的示数是它在空气中的4
5。

求：（1）铁球所受的浮力；（2）铁球
受到的重力；（3）这个铁球是实心的还是空心的。

（g N kg =10/）
21. 如图所示，一个体积为043
.dm 的铁球，用一根绳子与一个体积为53
dm 、密度为
021033./⨯kg m 的木块连在一起，放在容器中，向容器缓缓注水，（1）当木块浸入水中的
体积为33
dm 时，木块静止，求绳对木块的拉力？（2）继续向容器注水，当铁球对容器底
没有压力时，木块浸在水中的体积多大？（
ρ铁，=⨯=79101033
.//kg m g N kg ）
【试题答案】
一. 填空题 1. 0.49；0.8 2. 2；2
3. 2；2；竖直向上；6
4. 4.9
5. 等于；相等
6. 9.8；大；下沉
7. 液体密度；相等；越大
8. 等于
9. 0
10. 浸在液体中的物体受到向上的浮力；浸没在液体中的物体受到的浮力与它浸没的深度无关。

二. 选择题 11. C 12. D 13. C 14. C 15. B
16. B
17. A
18. A
三. 计算题 19. 解：
F gV 浮空气氢
=ρ
=⨯⨯===⨯⨯==+=1291015001935000910150013502500135038503333.//.//kg m N kg m N G gV kg m N kg m N
G N N
N
氢氢氢
总ρ
F F
G N N N N N
合浮总能=-=-=>∴193503850155001550010000
20. 解：
G mg V g
球铁球==ρ
=⨯⨯⨯=-79101010793333.//kg m m N kg N
（1）F gV kg m N kg m N 浮
水球==⨯⨯=-ρ101010103333
//
（2）G F N N 球浮'.=
=⨯=545
410125
（3） G G 球球
'<
∴该球为空心。

21. 解：（1）
G m g V g
木木木木==ρ
=⨯⨯⨯⨯====⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯=∴=-=---02105101010791004101031610101031030301020333333333333.//././..//kg m m N kg
N
G m g V g
kg m m N kg N
F gV kg m N kg m N
F N N N 铁铁铁铁浮木水排木
拉ρρ
（2）当铁球对容器底无压力时，由力的平衡条件可知
F G G V G G g
N N kg m N kg
m V V V m m m 浮铁木排铁木
水木浸排铁即=+=+=
+⨯⨯=⨯∴=-=⨯-⨯=⨯----ρ3161010101041610416100410376103333
333333
..//....。