初二物理浮力讲义

浮力

知识清单

一.浮力

1.浮力：浸在液体（或气体）里的物体受到液体（或气体）竖直向上的作用力叫浮力

2.浮力的方向：浮力的方向总是竖直向上的

3.浮力产生的原因：浮力是由液体对物体向上和向下的压力差产生的

浮力的实质就是液体对物体向上和向下的压力差。F浮=F向上﹣F向下.浸在液体里的物体，若它下部没有液体，没有受到液体对它向上的压力，它就不会受到向上的浮力。

4.阿基米德原理：一切浸入液体里的物体都受到液体对物体竖直向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。F浮=G排=ρ液gV排。

使用阿基米德原理应该注意以下几点:

（1）原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。

（2）G排指被物体排开的液体所受的重力，F浮=G排表示物体受到的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。

(3) V排表示被物体排开液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V排=V物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V排﹤V物。

（4）由F浮=ρ液gV排可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。

（5）浸没在同种液体中，浮力的大小与物体浸没的深度无关。

（6）阿基米德原理也适用于气体，但不能用F浮=ρ气gV排来解。

二.浮力的计算方法

1.根据浮力产生的原因求浮力：F浮=F向上﹣F向下.

2.称重法：用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G，把物体浸在液体中用弹簧测力计称，读出示数F，则浮力的大小F浮=G﹣F

3.根据阿基米德原理求浮力：一切浸入液体里的物体都受到液体对物体竖直向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。F浮=G排=ρ液gV排。

4.平衡状态法：①当物体处于漂浮或悬浮时：F浮=G物。

②当物体沉底时：F浮=G物-F支。

三.物体的沉浮条件

1.物体浸没在液体中时，受到竖直向上的浮力F浮，同时还受到竖直向下的重力G。这两个力的合力将决定液体中的物体如何运动。

当F浮﹤G物时，合力的方向竖直向下，物体就会下沉。

当F浮=G物时，合力为零，即二力平衡，此时物体将悬浮在水中。

当F浮﹥G物时，合力的方向竖直向上，物体就会上浮。

2.由于物体所受的重力与物体的密度有关，而排开液体所受的重力与液体的密度有关，所以我们可以找到物体密度、液体密度与物体浮沉的关系：

当ρ液﹤ρ物时，必有F浮﹤G物，合力的方向竖直向下，物体就会下沉。

当ρ液=ρ物时，必有F浮=G物，合力为零，即二力平衡，此时物体将悬浮在水中。

当ρ液﹥ρ物时，必有F浮﹥G物，合力的方向竖直向上，物体就会上浮。

四.浮力的应用

1.采用“空心”的办法，增大可以利用的浮力

要使密度大于水的物质做成的物体浮于水面可以采用“空心”的办法，增大浮力，使物体浮于水面，用钢铁做轮船，就是根据这一道理。

2.采用“改变自身重力”的办法，实现上浮和下沉

潜水艇靠改变自身的重力来实现上浮和下沉。当F浮﹥G时，潜水艇上浮；当水箱中充水时，自身重力增大，增大到F浮=G时，可悬浮于某一位置航行；水箱中再充水，至F浮﹤G时，则潜水艇下沉。

3.改变自身的体积，改变浮力的大小

利用密度比空气小的气体，通过改变气囊里气体的质量来改变自身的体积，从而改变物体所受浮力的大小，来实现升降。气球和飞艇就是利用空气浮力升空的。

4.密度计原理及用途

密度计是用来测量液体密度的仪器，它是根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成的。密度计在任何液体里都处于漂浮状态，所受浮力大小不变，都等于它的重力。根据浮力公式F浮=ρ液gV排，液体密度较大的时候，密度计露出部分多，反之较少，所以密度计上的刻度数是上面较小而下面较大。密度计上的数值表示待测液体密度与水密度的比值。如“0.8”表示该液体的密度是0.8×103kg/m3.

5.轮船的排水量

轮船的大小通常用轮船的排水量来表示，排水量是指船满载时排开水的质量。根据上述质量算出的重力也就是船满载后受到的浮力也即船受到的最大浮力。

排水量=船自身的质量+满载时货物的质量

考点例析

一.对浮力大小的理解

例1.关于物体受到的浮力，下列说法中正确的是（）

A.液体的密度越大，受到的浮力越大

B.没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大

C.物体排开水的体积越大，受到的浮力越大

D.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大

例2.一艘轮船从大海驶入长江，则下列说法正确的是（）

A.船受到的浮力变小，船体下沉一些

B.船受到的浮力变大，船体上浮一些

C.船受到的浮力不变，船体上浮一些

D.船受到的浮力不变，船体下沉一些

二.浮力与运动的综合应用

例3.一载重气球在空中受到1000N的浮力时匀速竖直上升，若在所载重物中再加入100N的重物时，气球就以同样的速度匀速竖直下降，假设气球在匀速上升和匀速下降时受到的浮力和阻力都不变，则下列判断正确的是（）多选

A.气球匀速上升时，受到的重力是950N

B.气球匀速上升时，受到的合力一定比匀速下降时受到的合力大

C.气球匀速上升和匀速下降时，受到的阻力大小均为50N

图1

D.气球匀速上升时，运动状态未发生变化

例4. 如图1所示，实心铁块（ρ铁＝7.9g／cm3）B.C的体积均为10cm3。当B浸没在水中时，木块A恰能在水平桌面上向左匀速运动。若用铁块D替换C，恰能使A在桌面上向右匀速运动，若水与B之间的摩擦以及滑轮处的摩擦均忽略不计，且铁块B始终在水中，则D的质量应为( )

A.49克

B.59克

C.69克

D.79克

三.浮力与压强的综合应用

例5.在0.5kg的平底空水桶内，装入15kg的水并放在水平地面上，如图甲所示。水桶对地面的压强为3100Pa。小刚用细线拴着体积为4×10-3m3密度为3×103kg/m3的金属球。当手提细线使金属球浸没在桶内的水中时，水面升高了5cm，如图乙所示。g取10N/kg。则下列说法正确的是（）多选

A．水对桶底的压强增加了800p a B．水对桶底的压强增加了500p a

C．水桶对地面的压强是5500 p a D．水桶对地面的压强是3900 p a