八年级物理 浮力知识总结 沪科版

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1、用心 爱心 专心 1浮力一、知识概述（1）知道浸在液体里的物体要受到一个向上的浮力，知道浮力产生的原因；（2）会用弹簧秤测量物体受到的浮力的大小，理解阿基米德原理，会用阿基米德原理计算浮力有关的题目。二、重难点知识精析（一）浮力的大小与阿基米德原理1、浮力大小的测量。用一个弹簧测力计测出一个物体在空气中的重力 G，再将物体浸入液体中，读出弹簧测力计的示数 F，则前后两次的读数之差就是物体在该液体中受到的浮力，即 F 浮 =GF.2、阿基米德原理：浸在液体中所受到的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力，这就是阿基米德原理。3、浮力的计算：阿基米德原理用公式表示为：F 浮 =G 排 或 F 浮 =

2、 液 V 排 g公式中符号的意义及单位：F 浮 浮力N； 液 液体的密度kg/m 3；V 排物体排开液体的体积m 3.在已知液体的密度和物体排开液体的体积时，可用这个公式计算出物体受到的浮力。例 1、一均匀实心物体，挂在弹簧测力计下，称得其重力为 G=19.6N，当把物体没入水中后，弹簧测力计的读数减小到 F=9.8N，求：（1）该物体没入水中时所受到的浮力 F 浮 =？（2）该物体的密度 =？解析：由弹簧测力计先后两次读数 G 和 F可求物体受到的浮力 F 浮 =GF。进而先根据 G=mg 求出物体的质量 ，再由阿基米德原理的数学表达式 F 浮 = 液 gV 排，求出，由于此物体是浸没于水中

3、，所以 ，最后根据 来求物体的密度。（1）F 浮 =GF=19.6N9.8N=9.8N用心 爱心 专心 2（2）由于物体浸没于水中，所以则说明：F 浮 =GF是求物体所受浮力的一种方法，通常叫做“测量法”，F 浮 = 液 gV排 是求物体所受浮力的另一种方法，通常叫做“公式法”，而且它们的两个变式：常用于计算液体的密度； 常用于在知道 V 排 与 V 物 的大小关系时，计算物体的体积 V 物 ，进而做物体密度 物 等的计算。本题第（2）问，显然可利用 ，来计算物体的密度更为简单：例 2、一容积为 4.5m3的气球，里面充满氢气，已知球壳的质量为 800g，不计球壳的体积，问至少用多大的力拉住才

4、能使其不至升空？（ 空气 =1.29kg/m3, 氢气 =0.09kg/m3,取 g=10N/kg）解析：用心 爱心 专心 3气球在空气中要受到浮力，球内氢气和球壳要受到重力，设所求拉力为 F，对气球作如图所示的受力分析，依题意应有，F 浮 =G 氢气 G 壳 F.G 壳 =m 壳 g=0.8kg10N/kg=8NG 氢气 = 氢气 gV 球 =0.09kg/m310N/kg4.5m3=4.05NF 浮 = 空气 gV 球=1.29kg/m 310N/kg4.5m3=58.05N则：F= F 浮 G 氢气 G 壳 =58.05N4.05N8N=46N即：至少需要 46N 的力拉住它才能使其不至

5、升空。说明：当物体受到几个力的作用，对它进行受力分析并作出受力分析图，可以直观地表示出几个力的大小与方向关系，通常运用力的平衡的知识，再进行求解。本题中，氢气球受到的竖直向上的浮力 F 浮 ，应与它受到竖直向下的氢气的重力 G 氢气 ，球壳的重力 G 壳和所需最小拉力 F 这三个力的合力平衡，从而得到 F 浮 G 氢气 G 壳 。例 3、一木块浮在水面上时，有 体积露出水面，将该木块放入另一液体中，静止时有 体积浸在液体中，求木块和另种液体的密度。解析：依题意画出两种情况下的木块状态图，图甲中，木块浮在水面上，木块所受到的重力应等于木块受到的水的浮力即：G=F 浮（水） 展开： 。图乙中，木块

6、受到的重力也等于木块所受液体的重力，G=F 浮（液） ，展开用心 爱心 专心 4说明：浮力问题中，应用物体漂浮或悬浮时 G=F 浮 建立等量关系求解的题目占有极大的比例。本题是一个典型代表，解答这类题目，依题意画出状态图，建立物体受力平衡的方程式求解，是解题的一般方法，有的题目，还需要依题建立方程组来求解。例 4、今有一质量为 386g，体积为 30cm3的金质球，求它在下列情况下所受到的浮力：(1)在盛有足够深水的容器中静止时；(2)在盛有足够深水银的容器中静止时。( 金 =19.3103kg/m3, 水银 =13.6103kg/m3,取g=10N/kg)解析：解答本题，不可盲目套用公式 F

7、 浮 = 液 gV 排 ，因为虽然 金 水 , 金 水银 ,但此金质球是否在水和水银中静止时都下沉至容器底，并不由 金 与 水 ， 水银 的相对大小来决定，而是取决于金质球的平均密度。（1）因为 球 水 ,所以此球在水中应下沉，在盛有足够深的盛水容器中静止时，球浸没在水中 V 排（水） =V 球 ，故球所受水的浮力：（2）因为 球 F 铝 BF 木 A，m A=mB故 VBm 酒精 =8g.本题易错选 B，这是由于没有正确分析出浮力关系所致，则应选 A.例 2、（全国物理竞赛题）小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝，使得木杆放在液体中可以竖直漂浮，从而制成一支密度计，将它放入水中，液面到木杆下

8、端的距离为16.5cm；再把它放到盐水中，液面到木杆下端的距离为 14.5cm.如果所用铅丝的体积极小，可以忽略，小明测得的盐水密度是多少？解析：本题看起来条件很少，似乎很难下手，但你一旦注意题目中的两种情况皆为漂浮，立即抓最简单的力平衡式，再具体分析各力，问题即可迎刃而解。设密度计的横截面积为 S，密度计在水中的浮力：F 浮 = 水 gV 排 = 水 gh 水 S密度计在盐水中的浮力：F 浮 = 盐水 gV 排 = 盐水 gh 盐水 SF 浮 =G， F 浮 =G用心 爱心 专心 13F 浮 = F 浮 即： 水 gh 水 S= 盐水 gh 盐水 S例 3、如图所示，在大盆中盛有水，水面上漂

9、着一个小烧杯，烧杯中放着一个小物块，试分析在下列情况下，把小物块拿出来再放入大盆中的水里后，水面高度怎样变化？（1）小物块的密度小于水的密度（ 物 水 ）解析：这三种情况下，小物块放入水中静止后会漂浮、悬浮或沉底。无论哪些情况，要判断水面高度的变化，其中就是要判断水面下的总体积，它包括水的体积和没入水中的物体体积之和，其具体思路如下： 可见，通过判断水中所有物体所受到的总浮力的变化情况，即可判定水面的高度变化。（1）若 物 水 ，物块沉底，总浮力减小，水面高度降低。思考题：一小块冰漂浮在水面上，当它全部熔化后，水面高度怎样变化？用心 爱心 专心 14冰块漂浮时，F 浮 =G 冰 ，冰全部熔化后

10、，变成“水球”（即水制小球），其密度等于液体（水）的密度，在水中呈悬浮状态，F 浮 =G 水球 ，可见它所受到的浮力不变，液面高度不变。例 4、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是 0.9N 和 0.8N，酒精的密度为 0.8103kg/m3.（1）分析小球在水中和在酒精中的浮沉状态。（2）小球的密度。解析：（1）假设小球在水中和在酒精中都不沉底（即漂浮或悬浮），根据二力平衡的条件有，小球在水中和在酒精中所受的浮力，都等于小球的重力，则浮力相等。这与题设条件相矛盾，所以小球在水中和在酒精中至少有一次是沉底的。又假设小球在水中和在酒精中都不漂浮在液面

11、上（即悬浮或沉底），根据阿基米德原理，有F 水 = 水 gV 排水 = 水 gV 球 F 酒 = 酒 gV 排酒 = 酒 gV 球这与题设条件相矛盾，所以小球在水中和在酒精中至少有一次是漂浮在液面上。由以上分析可知，小球在水中和在酒精中只能是一次漂浮而另一次沉底；又因为 水 酒 ，所以小球在水中一定是漂浮，在酒精中一定是沉底。（2）因为小球在水中漂浮，在酒精中沉底，根据二力平衡的条件和阿基米德原理，有F 水 =G 球 = 球 gV 球 F 酒 = 酒 gV 球酒 = 酒 gV 球课外拓展气球小史法国的蒙格尔费兄弟从袅袅上升的炊烟得到启示，他们把浓烟装进糊制的大纸袋中，做成了最早的热气球。用心

12、爱心 专心 151783 年 9 月的一天，兄弟俩让热气球携带着一只羊、一只鸭、一只鸡，升到了 450m的高空两个月后，他们首次乘热气球成功升到 900m 的高度，开辟了人类航空的历史。1783 年 12 月 1 日，法国学者理查得利用性能更好的氢气球上升到了 2000m 的高度以后，科学家们用密闭式吊舱代替过去使用的敞开式吊舱，使人乘气球到达了二万多米的高度。随着科学技术的发展，无人气球探测器代替了有人驾驶的气球。气球上携带着各种仪器，可以把得到的资料用无线电波及时发回地面。（1）最早的热气球是谁制作的？热气球的成功制作是从哪里获得“灵感”的？（2）法国学者理查得做成的世界上第一个氢气球，体

13、积是 620m3，该气球在地面附近受到的浮力约多大？（空气的密度为 1.29kg/m3）（3）在节日里氢气球飘向高空，越来越小，逐渐看不见了。设想，气球最后可能怎样。根据你所学的物理知识作出预言，并简述理由。答案：（1）法国的蒙格尔费兄弟袅袅上升的炊烟（2）F 浮 = 空气 gV=1.29kg/m3620m310N/kg=7998N（3）有两种可能。一种可能是因高空中的气体逐渐稀薄，压强降低，气球上升过程中，球内压强大于球外压强，气球不断膨胀，最后“爆炸”破裂。另一种可能是因高空的空气较稀薄，气球上升过程中所受浮力逐渐减小，当浮力等于重力时，气球上升的速度最大。然后，浮力小于重力，气球开始向上做减速运动。在气球的速度为零之后，又加速下落，浮力逐渐变大，当气球通过浮力等于重力的位置后，浮力大于重力，气球开始做向下的减速运动。在气球的速度减为零之后，又开始加速上升。如此反复，气球使在浮力等于重力这一特殊位置附近上下往复运动。