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1、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：。（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
2、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，这就是称重法测浮力的力学解释。图22.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h1和h2，上表面所受液体向下的压力F1大小为：，下表面所受液体向上的压力F2大小为：，两个压力的差方向竖直向上，大小等于：，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
3、同产生的，大小为：。（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。（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：浮力的大小只跟物体浸在
4、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。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，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
5、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：，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：，比较与的大小关系，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：。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；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。（2）指物体排开液体所受的重力，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：，指物体排开的液体的质量。（3）从公式可以看出，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。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：在空气中用弹簧测力计测出物块的重力G；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，根据阿基米德原理，因为浸没所以，物体的密度为：。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：，普遍适用。（2）称重法：。（3）压力差法：，一般仅适用于形状规则物体浮力的计算。
