蘇科版

八年級下冊

第九章

壓強和浮力

9.4浮力

情景引入（a）升空的熱氣球（b）浮在水面的船舶圖9-31物體受到浮力的作用如圖9-31所示，熱氣球為什么能升上天空，船舶為什么能浮在水面？0102030405CONTENTS

浮力

稱重法測浮力

探究影響浮力大小的因素阿基米德原理阿基米德原理的應用PARTONE

浮力鴨子浮在水面輪船浮在水面人浮在死海看書熱氣球載著重物飛上高空G?F浮G?F浮G?F浮G?F浮浮力已知物體受到地球的重力，根據所學過的物理知識，試從運動狀態(tài)出發(fā)，分析物體的受力情況。演示一個裝足夠水的水槽，用手將一個乒乓球壓入水中，然后放手。現象乒乓球從水中浮起。浮在水面的乒乓球受幾個力的作用？施力物體是誰？力的方向如何呢？GF浮浸在液體或氣體中的物體，會受到液體或氣體向上托的力，這個力叫作浮力。浮力的方向：豎直向上浮力的施力物體：液體或氣體歸納當乒乓球靜止于水面時,浮力和重力是一對平衡力,由二力平衡的條件可知,浮力的方向與重力的方向相反,即浮力的方向豎直向上.2個；水；豎直向上PARTTWO稱重法測浮力猜一猜活動9.8下沉的物體是否受到浮力下沉的物體是否受到浮力？生活中有哪些實例能夠支持你的猜想？做一做用彈簧測力計、石塊（或金屬塊）和一杯水，按照圖9-32所示的步驟試一試。你觀察到什么現象？這些現象能說明什么？

圖9-32下沉的物體是否受到浮力實驗現象：(b)或（c）的彈簧測力計示數相比（a）變小。手托石塊或把石塊浸入水中，彈簧測力計示數變小，這說明石塊放入水中雖然下沉，但它也受到浮力。分析：在彈簧測力計下懸掛石塊，此時彈簧測力計示數F1等于石塊受到的重力大小；將石塊浸沒在水中，彈簧測力計示數為F2。物體浸沒在水中后，根據物體的平衡條件，物體受到的豎直向下的重力大小G應該等于豎直向上的浮力大小F浮和彈簧測力計對物體的拉力大小F2之和，即G=F2+F浮，又因為重力大小與F1相等，所以浮力F浮=F1-F2。即圖9-32（a）和圖9-32（c）中彈簧測力計的示數之差，就等于石塊所受浮力的大小。浸入浸沒浸在

概念分析—浸入與浸沒

浸在液體或氣體中的物體為什么會受到浮力？

如圖9-35所示，立方體的上下表面與水面平

行，在水中的深度分別為h1

、h2

。由于相同深度

對應點的壓強均相等，因而左右兩個側面所受的

壓力相互平衡，合力為零。同理，前后兩個側面

所受的壓力也相互平衡，合力也為零。而立方體

下表面受到的水的壓強大于上表面受到的水的壓

強，因此水對下表面的壓力F2

大于水對上表面的

壓力F1。浮力就是由于物體上下表面受到的壓力差產生的，其大小為F浮=F2-F1。圖9-35浮力是物體各表面所受液體壓力的合力讀一讀

浮力產生的原因如圖所示，取一個塑料礦泉水瓶，

用剪刀剪去底部。將瓶口朝下，放入一個乒乓球，同時向瓶中緩慢注水，發(fā)現有少量水從乒乓球與瓶口的縫隙漏出，乒乓球不會上浮；擰上瓶蓋，乒乓球會上浮。解釋你觀察到的現象。通過上述實驗發(fā)現，當乒乓球下方的水不斷漏出時，盡管乒乓球浸在水中，但下表面并不受到水對它向上的壓力，所以不會形成水對乒乓球的浮力，乒乓球無法上浮。此實驗證明了浮力產生的原因是浸沒在液體中的物體，其上下表面受到的壓力差產生的。同時，也說明了如果浸在液體中的物體下表面如果不受液體的壓力，該物體就不會受到浮力的作用。PARTTHREE

探究影響浮力大小的因素把飲料罐用手按入水桶，飲料罐進入水中越深，手的感覺有什么變化？分析一下，浮力大小和什么因素有關？1.木塊在水中漂浮,鐵塊在水中下沉：可能跟物體的密度有關。2.人在一般水中下沉，在死海中卻能漂浮：可能跟液體密度有關。3.用手將空易拉罐按入水中，當它浸入水中的體積越大，手感覺到的浮力也越大：可能跟排開液體的體積有關。提出問題猜想學生實驗

探究影響浮力大小的因素實驗器材彈簧測力計，物塊，盛有水和濃鹽水的容器各一個。設計實驗數據記錄表，并按圖9-33所示的步驟進行實驗。1.如圖（a）所示，測出物塊所受的重力并記錄。2.如圖（b）所示，將物塊逐漸浸入水中，直到浸沒，觀察并記錄彈簧測力計示數的變化。3.如圖（c）所示，改變物塊浸沒在水中的深度，觀察并記錄彈簧測力計的示數。4.如圖（d）所示，將物塊浸沒在濃鹽水中，觀察并記錄彈簧測力計的示數。實驗與記錄

圖9-33探究影響浮力大小的因素2.如圖（b）所示，將物塊逐漸浸入水中，直到浸沒，觀察并記錄彈簧測力計示數的變化。數據記錄與分析彈簧測力計的示數為F1彈簧測力計的示數逐漸變小，直到浸沒時記下示數為F21.如圖（a）所示，測出物塊所受的重力并記錄。注（步驟2-4）：右圖為實驗步驟圖，左圖為對比圖.分析F1＞F23.如圖（c）所示，改變物塊浸沒在水中的深度，觀察并記錄彈簧測力計的示數。彈簧測力計的示數不變，記下示數為F34.如圖（d）所示，將物塊浸沒在濃鹽水中，觀察并記錄彈簧測力計的示數。彈簧測力計的示數為F4分析F2=F3F3＞F4或F1-F3＜F1-F4，即步驟4的彈簧測力計示數變化量更大，即F浮更大分析實驗現象和數據，你認為物體所受浮力的大小與哪些因素有關？交流與討論實驗表明，浸在液體中的物體，所受浮力的大小與其排開液體的體積和液體的密度有關。液體密度相同，物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大；液體密度不同，當物體排開液體的體積相同時，液體的密度越大，

物體受到的浮力越大。PARTFOUR

阿基米德原理1.內容：浸在液體中的

物體所受浮力的大小，等于被物體排開液體所受重力的大小。阿基米德2.公式：F浮=G排3.適用范圍：液體和氣體4.對原理的理解:①物體“浸在液體里”包括“全部浸入（即浸沒）”（V排=V浸=V物）和“部分浸入”（V排=V浸<V物）兩種情況。②浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力。由G排=m排g=ρ液

gV排可得F浮=ρ液

gV排③阿基米德原理表明，浮力大小只和ρ液

、V排有關，與物體的形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中是漂浮、懸浮、沉在水底、還是運動等因素無關。

r液——液體的密度；(單位：kg/m3)V排——物體排開的液體的體積；(單位：m3)④阿基米德原理是由古希臘學者阿基米德，通過實驗和理論研究得出的結論。即表明我們的實驗探究（探究影響浮力大小的因素）結論是正確的。例題1：如圖,將一個木塊放入裝滿水的溢水杯中,溢出了100g的水,那么,木塊所受的浮力是多大呢?(g取10N/kg)解:F浮=G排=m排g

=0.1kg×10N/kg

=1N例題2：如圖,將另一個木塊放入盛有水的燒杯中,木塊浸入水中的深度為4cm,木塊底面積為60cm2那么木塊受到的浮力為多大呢?(g取10N/kg)解:F浮=G排

=ρ液gV排V排=s木h浸入

=60cm2×4cm=240m3=1×103kg/m3×10N/g×240m3=2.4N

例題3：如圖,將一個質量為790g的鐵塊浸沒在燒杯內的水中,求鐵塊受到的浮力。(鐵的密度為7.9×103kg/m3,g取10N/kg)790g解:F浮=G排

=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/g×100×10-6m3=1N

例題4：如圖,將另一個鐵塊放入底面積為100cm2的燒杯中,水面上升了2cm,那么鐵塊受到的浮力為多大呢?(g取10N/kg)解:F浮=G排

=ρ液gV排V排=S容⊿h=100cm2×2cm=200cm3=1×103kg/m3×10N/g×200×10-6m3=2N

PARTFIVE阿基米德原理的應用一、比較浮力的大小(1)質量相同的兩個實心銅塊甲和乙,甲浸沒在水中,乙浸沒在煤油中,哪個受到的浮力大?甲乙水煤油F浮=G排

=ρ液gV排V排相同，比ρ液F浮甲＞F浮乙(2)質量相同的實心鋁塊和銅塊,都浸沒在煤油中,哪個受到的浮力大?鋁塊煤油銅煤油F浮=G排

=ρ液gV排m鋁=m銅,ρ鋁＜ρ銅V=m/ρV鋁＞V銅銅塊V鋁排＞V銅排F浮鋁＞F浮銅ρ液相同，比V排(3)把剛才的銅塊浸沒在煤油中,鋁塊浸沒在水中,哪個受到的浮力大?鋁塊煤油水銅塊F浮=G排

=ρ液gV排F浮鋁＞F浮鐵V鋁排＞V銅排,ρ水＞ρ煤油二、通過浮力測密度

例.鄉(xiāng)村振興建設中，小明家購買一批瓷磚裝修新房，他想測量這批瓷轉的密度，小明先用彈簧測力計測量一小塊瓷磚樣品的重力，如圖甲所示；接著他把樣品浸沒在水平桌面上容器內的水中；樣品不觸底，如圖乙所示（不考慮瓷磚吸水）。已知容器底面積為0.01m2，重為5N，盛有20N的水，請幫小明計算：（1）瓷磚樣品浸沒在水中時受到的浮力；（2）這批瓷磚的密度。【答案】（1）0.5N；（2）2×103kg/m3【詳解】解：（1）由圖甲可知，瓷磚樣品的重力是1N，由圖乙可知，瓷磚樣品浸沒在水中受到的拉力是0.5N，瓷磚樣品浸沒在水中時受到的浮力F浮=G-F示=1N-0.5N=0.5N（2）瓷磚樣品的體積即瓷磚樣品浸沒在水中的體積這批瓷磚的密度答：（1）瓷磚樣品浸沒在水中時受到的浮力是0.5N；

（2）這批瓷磚的密度為2×103kg/m3。1.如圖9-36所示，馬鈴薯沉在水底，乒乓球浮在水面上。馬鈴薯和乒乓球哪個受到的浮力大？你是怎樣判斷的？實踐與練習馬鈴薯受到的浮力大；液體密度相同，物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大。2.體積為1.2dm3的球，浸沒在水中時受到的浮力是多大？若將其浸沒在密度為0.8×103kg/m3的酒精中，它受到的浮力是多大？12N;9.6N3.

如圖

9-37

所示，在薄塑料袋中裝入大

半袋水，用彈簧測力計測出它所受的重力。再將塑料袋浸入水中，觀察浸入過程中彈簧測力計示數的變化。當塑料袋中的水面與容器中的水面相平時，彈簧測力計的示數是多少？由此你能得到什么結論？

1.示數為零.說明浸在液體中的物體所受浮力的大小等于它排開的液體的重力.提示：本實驗也可用氣球膜替代塑料袋去做，實驗時應注意，裝滿水的塑料袋浸入水中時可能出現塑料袋尚未完全浸入水中而彈簧測力計的示數就已降到零的情況.這是因為塑料袋中未灌滿水，袋中有氣泡的緣故，只要解決這一問題即能取得圓滿的實驗效果.1.關于浮力，下列說法中正確的是()A.浮力的施力物體只能是液體

B.浮力的方向不一定總是豎直向上C.正在水中下沉的石頭受到浮力的作用

D.只有漂浮在水面的物體才受到浮力的作用C課堂練習2．如圖是懸浮在空氣中的熱氣球，它受到浮力的施力物體是

，此時浮力與

二

力平衡。空氣重力C

．

太空中運行的中國空間站D

．

正在水中下潛的潛水艇3．在下列所列舉的各種事例中，沒有受到浮力的是(

)A

．

在釣魚島海域巡航的海巡船B

．

緩緩上升的太空熱氣球C4．如圖，一個放在斜面上杯子里的鐵球，所受到的浮力的方向為(

)B

．豎直向下D

．垂直于斜面向下A

．豎直向上C

．垂直于斜面向上A5．小杰同學在游玩海底世界時，觀察到魚嘴里吐出的氣泡上升時的情況如圖所示，對氣泡上升時受到的浮力和氣泡內氣體壓強分析正確的是(

)A

．浮力不變，壓強不變C

．浮力變大，壓強變大B

．浮力變小，壓強變小D

．浮力變大，壓強變小D6．如圖所示，用細桿將重為

3N

的正方體小木塊壓入水中并保持靜止，此