第十章浮力（知識清單）

思維導圖

3.4N

水

甲

乙

產生原因：壓力差

助稱重法測量浮力：尸浮=尸1孑2

決定浮力大小的因素：〃液、產排

內容

數學表達式：尸浮=6排=，"排g="禰/F

1

S

浮

力①尸浮〉G,〃液物時，則物體上浮

物體浮②日浮=6,p液="物時，則物體會懸浮

沉條件

③日浮VG,夕液＜p物時，則物體會下沉

輪船：漂浮狀態，浮力等于總重力

潛水艇：改變自身的重力浮沉

應用氣球：內部所充氣體的密度小于空氣的密度

制作微型密度計----------

漂浮

上浮—

懸浮-----

第一節浮力

一、浮力

1.浮力

浸在液體（或氣體）中的物體受到向上的力，這個力叫作浮力，用品表示。浮力的方向：O

2.稱重法測浮力

（1）用彈簧測力計測出物體（p物＞/＞濃）的重力G=B；

（2）將掛在彈簧測力計下的物體浸在液體中，讀出彈簧測力計的示數

（3）則物體在液體中所受浮力的大小F/,彈簧測力計減小的示數就是物體受到的浮力。

這種測量浮力的方法叫作稱重法。

稱重法測浮力運用力的平衡條件求浮力

3.運用力的平衡條件求浮力

如圖所示，浸沒在水中的鋁塊受到三個力：重力G、彈簧測力計的拉力壓和浮力瑜。在這三個力的作

用下鋁塊處于平衡狀態。把居》和歹浮的合力設為歹含，這樣就可以認為鋁塊受尸合和G兩個力的作用。因為鋁塊

靜止，故所受力為平衡力，即%=G,又因為%=,所以尸浮=o

二、決定浮力大小的因素

【猜想】猜想1：浮力的大小與物體浸在液體中的體積有關。他的根據是：用手把一個空易拉罐壓入

水中，易拉罐浸入的體積越大越費力。

猜想2：浮力的大小跟液體的密度有關。他的根據是：人在水中會下沉，在死海中卻能漂浮于水面。

猜想3：浮力的大小跟固體的密度有關。他的根據是：木塊在水中漂浮，鐵塊在水中下沉。

【實驗思路】由以上猜想，浮力的大小可能與浸在液體中物體的體積、液體的密度等因素有關。要探

究浮力的大小是否與這些量有關，需要逐次探究，每次探究浮力的大小與其中一個量的關系，其他的量要

保持不變。即用到了控制變量法。

【實驗過程】

（1）探究浮力的大小與物體浸沒的深度的關系

①如圖A所示，用彈簧測力計測量出物體的重力；

②將物體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數（如圖8所示）；

③改變物體在水中浸沒的深度，讀出彈簧測力計的示數（如圖C與。）。

記錄數據，計算浮力:

浸沒深度h淺深更深

重力G/N1.01.01.0

彈簧測力計示數P/N0.40.40.4

浮力/浮/N0.60.60.6

結論：浮力的大小與物體浸沒液體中的深度(選填“有關”或“無關”)。

(2)探究浮力大小與物體浸在液體中的體積的關系

①如圖A所示，用彈簧測力計測量出物體的重力；

②如圖B所示，把物體小部分體積浸入水中，讀出彈簧測力計的示數;

③如圖C所示，增加物體浸在水中的體積，讀出彈簧測力計的示數；

物體浸在液體中的體積V較小較大浸沒

重力G/N2.72.72.7

彈簧測力計示數E/N2.22.11.7

浮力FS/N0.50.61.0

結論：浮力的大小跟物體浸在液體的體積有關，同種液體，物體浸在液體的體積越大，浮力

越_____

(3)探究浮力大小與液體密度的關系

3

I

.

.

①用彈簧測力計測量出金屬塊A的重力G；

②將金屬塊A分別浸沒在水、酒精和鹽水中，讀出彈簧測力計的示數。

記錄數據，計算浮力：

液體種類水酒精鹽水

重力G/N3.43.43.4

彈簧測力計示數尸/N3.03.22.8

浮力尸浮/N0.40.20.6

結論：浮力的大小跟液體的密度有關，在浸入液體的體積相同時，液體的越大，浮力越大。

（4）探究浮力大小與物體密度的關系

①用彈簧測力計分別測出體積相等的銅塊、鋁塊的重力;

②把銅塊、鋁塊再懸掛在彈簧測力計下端，分別浸沒在水中，觀察并記錄彈簧測力計的示數。

記錄數據，計算浮力:

固體種類銅塊鋁塊

重力G/N9.02.8

彈簧測力計示數P/N8.01.8

浮力廠浮/N1.01.0

結論：浮力的大小跟物體的密度（選填“有關”或“無關”），在浸入同種液體的體積相同

時，所受浮力相等。

（5）探究浮力大小與物體的形狀的關系

①如圖（a）,用彈簧測力計測出橡皮泥的重力；

②如圖（b）,將一塊橡皮泥浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數；

③如圖（c）,將同一塊橡皮泥捏成實心五邊體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數；

④如圖（d）,將同一塊橡皮泥捏成實心球體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數。

(d)

記錄數據，計算浮力:

橡皮泥形狀長方體五邊體球體

重力G/N4.84.84.8

彈簧測力計示數尸/N3.23.23.2

浮力P浮/N1.61.61.6

結論：浮力的大小跟物體的形狀(選填“有關”或“無關”)，在浸入同種液體的體積相同

時，所受浮力相等。

【實驗結論】影響浮力大小的因素:

物體在液體中所受浮力的大小，與它浸在液體中的體積有關，與液體的密度有關；物體浸在液體中的

體積越大，液體的密度越大，浮力就越大。

三、浮力產生的原因

1.分析浮力產生的原因

如圖所示，以浸沒在液體中的長方體為例進行探究，該長方體的六個面分別受到液體的壓強

(p=pgh)和壓力(F=pS),進行對比。

位置前、后兩個面左、右兩個面上、下兩個面

深度相等相等上淺下深

壓強相等相等上小下大

F前、F后是一對平衡F左、尸右是F向下v尸向上，

壓力

力，合力為0一對平衡力，合力為0F差=_________

結論：浮力是液體對物體向上和向下的壓力差產生的，即人=O

2.兩種特殊情況

①當物體部分浸入液體中時，如甲圖所示，上表面不受液體壓力，則浮力的大小尸浮。

②若浸沒在液體中的物體的下表面和容器底緊密接觸(接觸處沒有水)，如乙圖所示，則液體對物體

向上的壓力/為，物體將不受浮力的作用,

甲物體部分浸入乙物體沉底

第二節阿基米德原理

一、探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系

【猜想與假設】液體的密度越大，物體排開液體的體積越大，則排開的液體受到的重力越大；另一方

面，液體的密度越大，排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大。所以浮力的大小跟排開液體所受的重

力應該有一定的關系，大小可能o

【設計實驗】

（1）實驗器材：彈簧測力計、物體、溢水杯、小桶、細線、水。

（2）用稱重法測量浮力：先測出物體在空氣中所受的重力G=g，再讀出物體浸在水中時彈簧測力計

的示數B，則尸浮（如下圖乙、丙所示）。

（3）用溢水法測量排開水所受的重力：物體排開水所受的重力可以用溢水杯和彈簧測力計測出（如下

圖甲、丁所示）。溢水杯中盛滿水，把物體浸在水中，讓排開的水流入一個小桶中，桶中的水就是被物體

排開的，用彈簧測力計測出排開的水所受的重力GS=F4-F1O

*3

-

?

N-

」P

-r-

3-I

3-

--

二=2

小-

-二.=.

-

=1--=

-=

-=

-

3=

=-

a

.一

X

甲乙丙丁

（4）實驗數據表格（見下）。

【進行實驗與收集數據】

（1）如圖甲所示，用彈簧測力計測量空桶所受的重力3桶=尸1。將數據記入表格中。

（2）如圖乙所示，將小石塊用細線系住，掛在彈簧測力計的掛鉤上，測出小石塊所受的重力6=后。

將數據記入表格中。

（3）如圖丙所示，將水倒入溢水杯中，使水面恰好到達溢水杯的溢水口，將小桶放在溢水口下水能正

好流入小桶的位置，然后將小石塊慢慢地浸入水中，讀出此時彈簧測力計的示數R，將數據記入表格中。

（4）如圖丁所示，測出此時小桶和排開的水所受的總重力居，將數據記入表格中。

【分析論證】

(1)根據尸滓=93-尸2計算小石塊在水中受到的浮力；

(2)根據G排=所/1計算出排開的水所受的重力。

(3)分別計算實驗序號1或2或3中物體受到的浮力和排開的水所受的重力，發現尸浮=6排。即：浸

入水中的物體所受浮力的大小等于它所受的重力。

物體所小桶和排開

小桶所受物體在水中時彈浮力排開的水

次受重力水所受的總

重力簧測力計的示數F浮/N所受的重

數G物/N重力G總/N

G桶/NFtt/N力GWN

11.02.21.41.80.80.8

21.01.71.11.60.60.6

31.03.62.32.31.31.3

【實驗結論】大量的實驗結果表明：

浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。

【交流與討論】

(1)若先將物體浸入水中測量浮力，再測物體的重力，由于物體沾水會使所測重力偏大，則所測浮力

偏;

(2)先測桶和排開液體的重力，再測桶的重力，所測桶沾水重力偏大，所測排開液體的重力偏

(3)物塊在浸入前，水面要與溢水口相平，若水面與溢水口不平，不會影響浮力的大小，但會導致排

到小桶內的水小于物塊排開的水的體積，會得出物體所受浮力于排開的液體所受重力的錯誤結論。

上述結論早在兩千多年前就已經被發現，稱為阿基米德原理。

2.阿基米德原理

(1)內容：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。

(2)數學表達式：尸滓=Gj?導出式：尸浮排g=p液gV排

(3)公式中各物理量的意義及單位

2濃表示液體的密度，單位是;

V排表示排開液體的體積，單位是;

g表示9.8N/kg；

尸浮表示物體受到的浮力，單位是O

各物理量全部采用國際單位制。

(4)對阿基米德原理的理解

①影響浮力大小的因素：由公式/浮="gV排可知，浮力歹浮的大小只和”和V排，與物體的體

積、形狀、密度、浸沒在液體中的深度等因素(均選填“有關”或“無關”)。

②適用范圍：該定律也適用于氣體，物體在氣體中所受浮力的大小也等于它排開的所受的重

力，也可用/浮=prgV排計算。

③求液體密度、排開液體的體積公式：0濃=/浮/gV排Vn=Fgp?

④理解“浸在液體中的物體”：浸在液體中的物體包括兩種情況：一是物體全部浸入液體中，如圖中

B物體，也叫浸沒；二是一部分體積浸入液體中，如圖中A物體。

物體浸沒時：V#=VS=V^物體部分浸入時：Vs=V#<V?o不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里

都受到浮力，都遵守阿基米德原理。

3.通過理論演繹得出阿基米德原理

設豎直在液體中長方體的底面積為S、高為〃，液體密度為p液，上、下表面所處的深度及受力情況,

如圖所示。根據浮力產生的原因和液體內部壓強的規律可得，物體上、下表面受到的壓力分別為：

Fi=piS=p液ghiSF*p2s=p液2s

它所受的浮力大小尸浮=&-尸1="波g/z2s-p淑ghiS=p?ghS=p?

物體排開的液體所受重力大小Gn=p*.gV?=p體

所以F-9=G排

即浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。

三、計算浮力大小的四種常用方法

稱重法壓力差法公式法平衡法

浮力等于物體的重力浮力等于物體上、根據阿基米德原理計物體漂浮或懸浮時，

G減去物體浸在液體下表面受到的液體算由二力平衡條件得到

中時彈簧測力計的拉的壓力差，即F浮二G排二加排g浮力等于重力，即

力!F,即尸?=G-FF浮二方向上-方向下="液gV排尸浮二G

第三節物體的浮沉條件及應用

一、物體的浮沉條件

1.比較浮力與重力的大小判斷浮沉

（1）物體浸在液體中時的受力分析

浸沒在液體中的物體受到兩個力：一個是豎直向下的重力G；另一個是豎直向上的浮力尸浮。我們知道

力是改變物體運動狀態的原因，根據物體所受浮力與重力大小關系的不同，由靜止釋放的物體，其浮沉存

在三種情況：、和=

（2）物體的浮沉條件

甲上浮乙懸浮丙下沉

物體浸在液體中時：

①當浮力產浮大于重力G時，二力的合力方向向,物體由靜止開始上浮；

②當浮力人等于重力G時，二力的合力為,物體保持懸浮狀態；

③當浮力產浮小于重力G時，二力的合力方向向,物體由靜止開始下沉。最終靜止在底部。

2.比較物體密度與液體密度的大小判斷物體的浮沉

（1）比較物體密度"物與液體密度"液的大小關系判斷物體的浮沉。

當物體浸沒在水中時，受到重力G與浮力人兩個力的作用。

物體浸沒在水中時：%=丫物=匕

浮力的大小液gV;重力的大小G=/J物g物gV。

①當R＞G時，得出"液＞所物體；

②當展=G時，得出"液="物，物體；

③當歹浮＜G時，得出小Vo物，物體o

（2）物體的浮沉與密度大小有關的實例

①冰的密度小于水的密度，所以冰浸沒在水中上浮，最后漂浮在水面；

②當雞蛋的密度等于水的密度時，雞蛋會在水中懸浮；

③石塊的密度大于水的密度，所以石塊在水中下沉。

④鹽水選種：在農業生產中，通過鹽水選種可選出飽滿、結實的種子，從而促進農作物產量的提高。

農民采用鹽水浸泡法來選種時，把種子放入濃度適宜的鹽水中，干癟、蟲蛀的種子密度小于鹽水的密度就

會上浮直至漂浮；而飽滿的種子密度大于鹽水的密度，則下沉到容器底部。

oo。。OO

鹽水

二、浮力的應用

1.增大或減小浮力的方法

(1)改變浮力的方法：根據阿基米德原理/浮彳液gV排可知，物體受到的浮力大小是由液體密度和排

開液體的體積決定的，因此增大或減小浮力應從這兩方面入手。

(2)增大浮力的兩種方法

①增大液體o如水中加鹽后，可使沉底的雞蛋浮起來；

②增大物體排開液體(或氣體)的o如鋼鐵制成的輪船、氫氣球等。

(3)減小浮力的兩種方法

①減小液體的密度。如往鹽水中加清水，可以使漂浮的雞蛋下沉至水底。

②減小物體排開液體(或氣體)的體積。如飛艇降落時，通過將輔助氣囊中的氣體放出，使飛艇排開

空氣的體積減小，從而減小空氣浮力，使飛艇降落(可認為飛艇放氣后，所受重力不變)。

2.浮力的應用實例

(1)輪船

①輪船的工作原理：把輪船做成“”體后放在水里，雖然它所受的重力沒有改變，但是排開的水

較多，因而受到較大的力，所以能漂浮在水面上。

②輪船的特點：輪船航行時處于漂浮狀態，只要輪船的重力不變，無論輪船是在海里還是在河里，它

受到的浮力都不變，因為不同海域中海水的密度不同，所以輪船的吃水線不同。例如，海水密度較大，根

據阿基米德原理/浮和液gV排可知，輪船在海里航行時浸在水下的體積較小，吃水線靠下些。

③輪船的排水量加排：輪船的排水量表示輪船的大小，指輪船裝滿貨物時排開水的,等于輪船

和貨物的總質量。如一艘輪船的排水量是1041,說明此船滿載時，貨物和船身質量之和為101

潛水艇

①潛水艇的沉浮原理：因為潛水艇浸沒在水里時，排開水的體積不變，根據阿基米德原理/浮=0液gy排

可知，所受____基本不變，所以只能靠改變自身實現浮沉的。(均選填“浮力”或“重力”)

②潛水艇的浮沉過程分析：下潛時，在兩側的水艙內充入水，艇重增大，重力大于浮力，潛艇就

會o當水艙充水后潛水艇所受的重力等于浮力時，它可以在水中。當用壓縮空氣將水艙里的水

排出一部分時，潛水艇變輕，從而o實際航行時，上浮和下潛過程中潛水艇總要開動推進器加快上

浮和下潛的速度。

(3)氣球和飛艇

氣球和飛艇的升降原理：受至1］的浮力E浮=/?空氣gV排，氣球（飛艇）自身的重力G=/>氣gV+G殼，當產

?>G,氣球（飛艇）可上升，若要使氣球（飛艇）降回地面，可以放出一部分氣體，使排開空氣的體積減

小，浮力減小。對于熱氣球，加熱時內部空氣膨脹，一部分空氣排出，球內空氣密度變小，使浮力大于重

力而上升；停止加熱，熱空氣冷卻，使重力大于浮力而落地。為了能定向航行而不隨風飄蕩，人們還制成

了飛艇，在大氣囊下面裝了帶螺旋槳的發動機和載人裝貨的吊籃。

A

B

熱氣球密度計

（4）密度計

①作用：密度計是測量液體密度的儀器。

②構造：密度計是一根粗細不均勻的密封玻璃管，管的下部裝有少量密度較大的鉛丸。

③原理：密度計放在液體中都是的，因此受到的浮力始終等于它受到的重力并且是不變的，即

尸浮=G密度計。根據/浮前海gV排可知，因為浮力歹浮不變，所以把它放在密度比較大的液體里，它浸入液體

的體積,上浮一些；把它放在密度比較小的液體里，浸入液體的體積,下沉一些。所以密度計

的刻度從下往上的示數是越來越的。（后三空均選填“大”或“小”）

第四節跨學科實踐：制作微型密度計

一、微型密度計的設計

1.設計思路

（1）測量時要使酒精不溢出需設計哪個量？

（2）密度計質量設計多少合適？

（3）要精確地測量密度需設計哪個量？

（4）標度桿直徑多少比較合適？

（5）標度桿質量不到1g怎么辦？

（6）配重的標度桿怎樣才能漂浮？

（7）浮子的體積多大合適？

2.進行分析

（1）測量時要使酒精不溢出需設計的物理量

自制密度計放入盛酒精的小瓶后，可能會觸碰瓶底，還可能會使酒精溢出。另外，它漂浮在不同密度

的酒精中時，作為標度桿的吸管因直徑太大，可能會造成液面在吸管上的位置變化很小，使我們難以判斷

酒精密度的大小。

解決方法：根據阿基米德原理產浮=;）酒精gVs和二力的平衡條件尸浮=6密度計可知，

0酒精g%t=G密度計0酒精g%F=〃J密度計g0酒精%卜=〃1密度計

所以密度計的決定了排開酒精的體積。

根據V排=5〃=仃％可知，吸管（標度桿）的影響了液面在吸管上位置的變化。

看來，要設計符合要求的密度計，應該著重考慮兩個因素：一個是密度計的,另一個是標度

桿的o

（2）估算密度計的質量

對于100mL的小瓶酒精來說，若用微型密度計測量時排開1~2mL的酒精，一般不會導致酒精溢出。

計算l~2mL酒精的質量（取1mL）,m=2%=0.8g/cm3xlcm3=0.8g,可以取1g。

根據物體的漂浮條件可知，我們設計的微型密度計的質量也應為g左右。

（3）估算標度桿的直徑

設標度桿的橫截面積為S,設定A、B間的長度為4mm。

①如圖甲，當酒精液面位于標度桿A時，〃酒精=0.86g/cm3

33

貝!J%隊=扭8〃＞酒精8="?〃＞酒精=18/（0.86g/cm）=1.163cm

,3

②如圖乙，當酒精液面位于標度桿B時，pas=0.88g/cm

3

V?^=mg/p'sug=m/p'酒精=1.137cm

VAB=VsA-VffiB=1.163cm3-1.137cm3=0.026cm3

根據VAB=S/?AB,BP0.026cm3=Sx0.4cm

所以標度桿的橫截面積約S=0.07cm2,根據$=一即0.07cm2=3.14產

可得標度桿的直徑約為mm。

（4）設計微型密度計的結構

為了使微型密度計能在酒精中豎直漂浮，需要在標度桿下部增加配重（如繞一些銅絲），但繞銅絲后

的標度桿放在酒精中會下沉，因此還要在標度桿上固定一個浮子來增大浮力。這樣，微型密度計由標度

桿、浮子和配重三部分組成，配重位于最下方，浮子位于上方。

標度桿

浮子鵬)

配重」

(5)估算浮子的體積(直徑)

計算密度計排開酒精的體積，酒精的密度取0.86g/cm3

加排

%排=—=n。//3=116cm3

p水0.86g/cm'

標度桿的體積V=S/?=0.07cm2X8cm=0.56cm3

假設測量時標度桿一半左右露出液面(忽略重疊部分體積)

浮子的體積V浮于=1.16cm3-0.28cm3=0.88cm3

若浮子為球形，根據V浮子=4"http://3,則直徑大約cm。

注意浮子的形狀不一定為球形，使用其他形狀的浮子也可以。

二、微型密度計的制作

1.選擇材料

(1)浮子：可以用小泡沫塑料球作為浮子，也可以截一段稍粗點的塑料管，將其兩頭封口作為浮子。

(2)標度桿：直徑約為3mm的細塑料管、做棉簽的實心塑料桿以及細的圓珠筆芯等，都可以用來做

標度桿。

(3)配重：可以在實心塑料桿下端纏上若干圈銅絲，或者在空心的細塑料管下端插入一段粗鐵絲作為

配重。改變銅絲或鐵絲的長度就可以調節配重。

2.制成作品

(1)組裝器材：用制作棉簽的實心塑料桿(直徑約為3mm)作為標度桿，塑料桿中部套一個直徑約

1.2cm的泡沫塑料球作為浮子，下端繞有銅絲作為配重，初步做成一個微型密度計。

(2)調節配重：把這個密度計漂浮在水中調節配重。改變銅絲的長度，使密度計在水中漂浮時浮子浸

沒在水中，水面上方露出一段標度桿。

(3)標記刻度：把調好配重的微型密度計放入標準消毒酒精中。待微型密度計靜止時，依據液面的位

置在標度桿上做一個記號。最后，用4mm寬的彩色膠布中心對著記號貼在塑料桿上，微型密度計就做好

了。

(4)請用自制的微型密度計測量老師準備好的若干瓶密度不同的酒精，判斷哪瓶酒精的密度符合消

毒酒精的要求，哪瓶密度偏大，哪瓶密度偏小。如果你的測量結果與老師公布的結論不同，請分析產生誤

差的原因。

用微型密度計測量小瓶酒精的密度

第十章浮力（知識清單）

思維導圖

3.4N

水

甲

乙

產生原因：壓力差

勸稱重法測量浮力：尸浮=丹孑2

決定浮力大小的因素：0液、i

內容

數學表達式：/浮=6排=而排且=r■排

德原理驗證阿基米德原理

I

Y

A

Q

浮一

力①尸浮＞G,2液物時，則物體上浮

物體浮②尸浮=6,〃液="物時，則物體會懸浮

③日浮VG,夕液＜p物時，則物體會下沉

輪船：漂浮狀態，浮力等于總重力

潛水艇：改變自身的重力浮沉

應用氣球：內部所充氣體的密度小于空氣的密度

第一節浮力

一、浮力

1.浮力

浸在液體（或氣體）中的物體受到向上的力，這個力叫作浮力，用b浮表示。浮力的方向：豎直向上。

2.稱重法測浮力

（1）用彈簧測力計測出物體5>/）的重力G=E；

（2）將掛在彈簧測力計下的物體浸在液體中，讀出彈簧測力計的示數/2；

（3）則物體在液體中所受浮力的大小-142,彈簧測力計減小的示數就是物體受到的浮力。這種

測量浮力的方法叫作稱重法。

o-0

_/三-

-

I二-~1

二?

-

2二-2

-

三-

-

3三-3

-

-

□二!-

4-4

二-

-

二-

5二5

稱重法測浮力運用力的平衡條件求浮力

3.運用力的平衡條件求浮力

如圖所示，浸沒在水中的鋁塊受到三個力：重力G、彈簧測力計的拉力居濟口浮力歹浮。在這三個力的作

用下鋁塊處于平衡狀態。把F拉和產浮的合力設為產合，這樣就可以認為鋁塊受尸臺和G兩個力的作用。因為鋁塊

靜止，故所受力為平衡力，即/=G,又因為%=月嶼，所以-F拉。

二、決定浮力大小的因素

【猜想】猜想1：浮力的大小與物體浸在液體中的體積有關。他的根據是：用手把一個空易拉罐壓入

水中，易拉罐浸入的體積越大越費力。

猜想2：浮力的大小跟液體的密度有關。他的根據是：人在水中會下沉，在死海中卻能漂浮于水面。

猜想3：浮力的大小跟固體的密度有關。他的根據是：木塊在水中漂浮，鐵塊在水中下沉。

【實驗思路】由以上猜想，浮力的大小可能與浸在液體中物體的體積、液體的密度等因素有關。要探

究浮力的大小是否與這些量有關，需要逐次探究，每次探究浮力的大小與其中一個量的關系，其他的量要

保持不變。即用到了控制變量法。

【實驗過程】

（1）探究浮力的大小與物體浸沒的深度的關系

①如圖A所示，用彈簧測力計測量出物體的重力；

②將物體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數（如圖8所示）；

③改變物體在水中浸沒的深度，讀出彈簧測力計的示數（如圖C與。）。

記錄數據，計算浮力:

浸沒深度h淺深更深

重力G/N1.01.01.0

彈簧測力計示數尸/N0.40.40.4

浮力/浮/N0.60.60.6

結論：浮力的大小與物體浸沒液體中的深度無關（選填“有關”或“無關”）。

（2）探究浮力大小與物體浸在液體中的體積的關系

①如圖A所示，用彈簧測力計測量出物體的重力；

②如圖B所示，把物體小部分體積浸入水中，讀出彈簧測力計的示數；

③如圖C所示，增加物體浸在水中的體積，讀出彈簧測力計的示數；

物體浸在液體中的體積V較小較大浸沒

重力G/N2.72.72.7

彈簧測力計示數E/N2.22.11.7

浮力FS/N0.50.61.0

結論：浮力的大小跟物體浸在液體的體積有關，同種液體，物體浸在液體的體積越大，浮力越大。

（3）探究浮力大小與液體密度的關系

3

I

.

.

①用彈簧測力計測量出金屬塊A的重力G；

②將金屬塊A分別浸沒在水、酒精和鹽水中，讀出彈簧測力計的示數。

記錄數據，計算浮力：

液體種類水酒精鹽水

重力G/N3.43.43.4

彈簧測力計示數尸/N3.03.22.8

浮力尸浮/N0.40.20.6

結論：浮力的大小跟液體的密度有關，在浸入液體的體積相同時，液體的密度越大,浮力越大。

（4）探究浮力大小與物體密度的關系

①用彈簧測力計分別測出體積相等的銅塊、鋁塊的重力；

②把銅塊、鋁塊再懸掛在彈簧測力計下端，分別浸沒在水中，觀察并記錄彈簧測力計的示數。

記錄數據，計算浮力：

固體種類銅塊鋁塊

重力G/N9.02.8

彈簧測力計示數P/N8.01.8

浮力廠浮/N1.01.0

結論：浮力的大小跟物體的密度楚（選填“有關”或“無關”），在浸入同種液體的體積相同時,

所受浮力相等。

（5）探究浮力大小與物體的形狀的關系

①如圖（a）,用彈簧測力計測出橡皮泥的重力；

②如圖（b）,將一塊橡皮泥浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數；

③如圖（c）,將同一塊橡皮泥捏成實心五邊體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數；

④如圖（d）,將同一塊橡皮泥捏成實心球體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數。

(a)(b)(c)(d)

記錄數據，計算浮力:

橡皮泥形狀長方體五邊體球體

重力G/N4.84.84.8

彈簧測力計示數尸/N3.23.23.2

浮力P浮/N1.61.61.6

結論：浮力的大小跟物體的形狀無關（選填“有關”或“無關”），在浸入同種液體的體積相同時，

所受浮力相等。

【實驗結論】影響浮力大小的因素：

物體在液體中所受浮力的大小，與它浸在液體中的體積有關，與液體的密度有關；物體浸在液體中的

體積越大，液體的密度越大，浮力就越大。

三、浮力產生的原因

1.分析浮力產生的原因

如圖所示，以浸沒在液體中的長方體為例進行探究，該長方體的六個面分別受到液體的壓強

（P=Pgh）和壓力（F=pS）,進行對比。

位置前、后兩個面左、右兩個面上、下兩個面

深度相等相等上淺下深

壓強相等相等上小下大

F前、F后是一對平衡F左、F右是尸向下〈尸向上，

壓力

力，合力為。一對平衡力，合力為0F差二廠向上-尸向下

結論：浮力是液體對物體向上和向下的壓力差產生的，即產浮=3。

2.兩種特殊情況

①當物體部分浸入液體中時，如甲圖所示，上表面不受液體壓力，則浮力的大小尸滓=F向上。

②若浸沒在液體中的物體的下表面和容器底緊密接觸（接觸處沒有水），如乙圖所示，則液體對物體

向上的壓力廠為。，物體將不受浮力的作用，只受向下的壓力。如在水中的橋墩、攔河壩等。

第二節阿基米德原理

一、探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系

【猜想與假設】液體的密度越大，物體排開液體的體積越大，則排開的液體受到的重力越大；另一方

面，液體的密度越大，排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大。所以浮力的大小跟排開液體所受的重

力應該有一定的關系，大小可能相等。

【設計實驗】

（1）實驗器材：彈簧測力計、物體、溢水杯、小桶、細線、水。

（2）用稱重法測量浮力：先測出物體在空氣中所受的重力G=g，再讀出物體浸在水中時彈簧測力計

的示數B，則尸浮（如下圖乙、丙所示）。

（3）用溢水法測量排開水所受的重力：物體排開水所受的重力可以用溢水杯和彈簧測力計測出（如下

圖甲、丁所示）。溢水杯中盛滿水，把物體浸在水中，讓排開的水流入一個小桶中，桶中的水就是被物體

排開的，用彈簧測力計測出排開的水所受的重力GS=F4-F1O

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