北師大版八年級下冊物理講義《浮力》全章復(fù)習(xí)與基礎(chǔ)知識講解

《浮力》全章復(fù)習(xí)與鞏固（基礎(chǔ)）

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.知道浮力產(chǎn)生的原因；

2.會利用浮力的產(chǎn)生原因、稱重法、公式法、特殊狀態(tài)法，計算浮力的大小，并解決實際問題;

3.理解阿基米德原理，知道浮力的大小只與排開液體的體積，和排開液體的密度有關(guān)；

4.理解物體的浮沉條件，能運(yùn)用物體的浮沉條件解決有關(guān)問題。

【知識網(wǎng)絡(luò)】

（產(chǎn)生原因：%=晶上一晶下

大小：阿基米德原理--F.=G.=pgV.

方向：豎直向上

浮漂浮F*二G輪船一排水簸切“門邑=履

翼gg

力應(yīng)用|上浮F4G氣球、飛艇

懸浮Fa=G潛水艇

下沉F?<G

I測量或計算方法：①產(chǎn)生原因②稱重法③公式法④特殊狀態(tài)法

【要點梳理】

要點一、浮力

1.定義：浸在液體（或氣體）中的物體受到向上的力，這個力就叫浮力。

2.施力物體：液體或氣體。

3.方向:豎直向上。

4.產(chǎn)生原因：液體對物體上下表面的壓力差。

F=F-F

「淺「向上二向下

=/ge+a）a2-@g加（2

=玲儂

水對正方體上、下

表面的壓力不同

要點二、阿基米德原理

1.阿基米德原理：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.公式：F浮=6排=夕液g-排

要點詮釋：

1.從公式中可以看出：液體對物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，而與物體的質(zhì)量、

體積、重力、形狀、浸沒的深度等均無關(guān)。

2.阿基米德原理對浸沒或部分浸在液體中的物體都適用。

3.當(dāng)物體浸沒在液體中時，/卜=曦，當(dāng)物體部分浸在液體中時，「&<曝，（匕#=曝-曝）。

4.阿基米德原理也適用于氣體，其計算公式是：Fn=p^gV^

要點三、物體的浮沉條件

1.物體的浮沉條件：浸沒在水中的物體的浮沉決定于它受到的重力和浮力的大小關(guān)系。

(1)物體浸沒在液體中時：Fn=p；^gV^,G=p^g；

①如果耳孚＜G物，物體下沉，「物〉夕液；

②如果耳孚〉G物，物體上浮，「物＜「液；

③如果耳孚=G物，物體懸浮，p物=P;液。

(2)漂浮在液面上的物體：品=G物，

展開為：2液g曝=。物/g，

因為:曝〈曝，

所以：「物＜「液。

(3)沉底的物體：F浮=6物-F支,

所以：F?。糋物,p物＞「液。

2.浮力的應(yīng)用

(1)輪船、氣球、飛艇的浮沉原理一一調(diào)節(jié)重力、浮力的關(guān)系：

①要使密度大于水的物質(zhì)做成的物體浮于水面可采用“空心”辦法，增大體積從而增大浮力，使物

體浮于水面，用鋼鐵做成輪船，就是根據(jù)這一道理。

②潛水艇靠改變自身的重力來實現(xiàn)上浮和下潛。當(dāng)F浮〉G時，潛水艇上浮；當(dāng)水箱中充水時，自身

重力增大，增大到F4G時，可懸浮于某一位置航行；水箱中再充水，至F?。糋時，則潛水艇下沉。

③利用密度小于空氣的氣體，通過改變氣囊里氣體的質(zhì)量來改變自身的體積，從而改變所受浮力的

大小，來實現(xiàn)升降，氣球和飛艇就是利用空氣浮力升空的。

(2)密度計的原理及用途：

密度計是用來測定液體密度的儀器，它根據(jù)漂浮時的受力平衡及阿基米德原理而制成的，密度計在

待測液體里呈漂浮狀態(tài)，所受浮力大小不變，都等于它的重力，根據(jù)浮力公式，

F浮nG葭P^gV拌，液體密度較大的時候，密度計露出部分多，反之就少，所以密度計上的刻度數(shù)是

上面較小而下面較大，密度計上的數(shù)值表示待測液體密度是水密度的倍數(shù)。如“0.8,”表示該液體密度

是0.8X103kg/m3o

要點詮釋：

1.物體浮沉條件

浮沉狀況物理現(xiàn)象運(yùn)動狀態(tài)條件物液密度關(guān)系/與/的關(guān)系

上浮在液體中向上運(yùn)動向上運(yùn)動耳P.>夕.嘖/

浮

漂浮浮在液面上靜止在液面上

停留在液體中任何深

懸懸浮靜止在液體中Fg=G.嘖

度的地方M

下沉在液體中向下運(yùn)動向下運(yùn)動%<4

沉底停留在容器底部靜止在容器底部與+%=q

2.計算浮力的方法：

（1）根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因：F馥F向上一F向下，一般用于已知物體在液體中的深度，且形狀規(guī)則的物體。

（2）根據(jù)阿基米德原理：Fff=Gss=PsgVs,這個公式對任何受到浮力的物體都適用。

（3）稱重法：F浮=G物一F拉，將掛在彈簧秤下的物體浸在液體中，靜止時，物體受到重力，浮力和豎直

向上的拉力。這三個力平衡。

（4）根據(jù)漂浮、懸浮條件：F,￥=G物,這個公式只適用于計算漂浮或懸浮物體的浮力。

注：運(yùn)用上述方法求浮力時，要明確它們的適用范圍，弄清已知條件，不可亂套公式。

【典型例題】

類型一、浮沉條件的應(yīng)用

.（?涕水縣一模）甲、乙兩只完全相同的杯子盛有濃度不同的鹽水，將同一只雞蛋先后放入其中,

當(dāng)雞蛋靜止時兩液面相平，雞蛋所處的位置如圖所示，則（）

A.雞蛋在鹽水中所受浮力F甲＞F^

B.雞蛋在鹽水中所受浮力F甲＜F乙

C.鹽水的密度P甲＞P乙

D.鹽水對杯底的壓強(qiáng)p甲＜p乙

【答案】D

【解析】由圖可知，雞蛋在甲、乙兩杯中分別處于懸浮和漂浮狀態(tài)，由于物體漂浮或懸浮時，受到的浮

力和自身的重力相等，所以同一只雞蛋在兩杯中受到的浮力相等，都等于雞蛋的重力，故A、B錯誤；

根據(jù)浮沉條件可知：物體懸浮時P鏟Pft,,物體漂浮時「乙＞「物，所以P甲＜Pz.,故C錯誤；由于兩杯

中液面相平根據(jù)P=Pgh可知：p甲＜p乙，故D正確，故選D。

【總結(jié)升華】本題考查了物體浮沉條件和液體壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，一定要掌握物體浮沉情況與密度的關(guān)系,

同時要搞清不同狀態(tài)下（漂浮、懸?。┪矬w所受重力與浮力的大小關(guān)系。

舉一反三：

【變式】如圖所示，質(zhì)量相同的A、B、C三個小球，靜止時分別在水中的三個位置，下列說法正確的是

（）

A.A球受到的浮力最大B.B球受到的浮力最小

C.C球受到的浮力最大D.三個球受到的浮力一樣

【答案】D

▼2.用手將一重為5N的物體全部壓入水中，物體排開的水重8N,此時物體受到的浮力為N,

放手后物體將（選填“上浮”、“下沉”或“懸浮”）,待物體靜止時所受浮力為N,

排開水的體積是

【答案】8；上?。?；5X10-4

【解析】（1）物體受到的浮力：F浮=仇非=8N；

（2）:物體重G=5N,

??丹孚＞G排，

,放手后物體將上?。?/p>

（3）待物體靜止時，漂浮在水面上：Fj=G=5N,

此時排開水的體積：曝'="=------------------------=5x10-%3。

排0Kgl-0xl03^g/m3xl0TV/Ag

【總結(jié)升華】物體的浮沉條件是我們應(yīng)該熟知的重要知識，根據(jù)它可以判斷物體浮沉，也可以在已知浮

沉的情況下判斷浮力與重力的關(guān)系。解此類題目要將阿基米德原理和物體的浮沉條件結(jié)合使用。

舉一反三：

【變式】（?張家港市模擬）用手將一重為8N的物體全部壓入水中，物體排開的水重為10N,此時物體

受到的浮力為N；放手后物體將（選填上浮、下沉或懸浮）；待物體靜止時所受浮力為

________No

【答案】10,上浮，8

類型二、液面升降

@3.將冰塊放在濃鹽水中，液面位置如圖所示，若冰完全熔化，杯中液面高度將（）

A.上升B.下降C.不變D.無法確定

【思路點撥】（1）冰漂浮在濃鹽水中，求出冰塊排開濃鹽水的體積。（2）求出當(dāng)冰熔化之后水的體積。

（3）比較上面的兩個體積，如果冰化成水的體積大于冰塊排開濃鹽水的體積，液面上升；如果冰化成

水的體積等于冰塊排開濃鹽水的體積，液面不變；如果冰化成水的體積小于冰塊排開濃鹽水的體積，液

面下降。

【答案】A

【解析】冰塊漂浮在濃鹽水中，所以：耳,=G冰

即:。鹽水g曝=0居4

冰排開液體的體積：腺=紅區(qū)一一①

夕鹽水

冰熔化成水之后，狀態(tài)變化，質(zhì)量不變，所以：冽冰二加水

即：「冰匕水二P水，

冰融化成水的體積：限=或反一一②

0K

,夕鹽水＞P水

...比較①式和②式可得：曝〉曝

...若冰完全熔化，杯中液面上升。

【總結(jié)升華】本題考查了學(xué)生對質(zhì)量是物體屬性、密度公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件的掌握和

運(yùn)用，根據(jù)冰化水質(zhì)量不變和漂浮條件找出關(guān)系式展〉降卜是本題的解題關(guān)鍵。

舉一反三：

【變式】如圖所示，漂浮在水面上的木塊下懸掛著一實心鐵塊G,若把懸吊鐵塊的繩子剪斷，鐵塊將沉

入水底，這時容器中水面將;若將鐵塊從懸吊改為將鐵塊從水中提上來，放到木塊上，這

時容器中的水面與鐵塊吊在木塊下時相比將(填“上升”、“下降”或“不變”)

【答案】下降；不變

類型三、密度計

Ch.如圖所示，某同學(xué)在一薄壁平底玻璃管中裝入沙子，管口密封，制成一個“密度計”，用來測量液

體密度。己知，試管和沙子總質(zhì)量為40g,試管底面積為2.5cm2。當(dāng)放入某未知密度的液體中靜止時，“密

度計”漂浮在液面上，浸入液體中的體積為50cm3。(提示：計算中取g=10N/kg)

(1)“密度計”受到的浮力是多大？

(2)這種液體的密度是多大？

(3)液體對“密度計”底面的壓強(qiáng)是多大？

【思路點撥】(1)由于密度計漂浮在液水面上，因此可以利用漂浮在液面上的物體受到的浮力等于其重

力來求得浮力的大小。

(2)根據(jù)密度計的橫截面積和浸入的深度，可以求得其排開液體的體積，利用阿基米德原理可以求得

所在液體的密度。

(3)方法1：根據(jù)密度計下表面浸入的深度和求出的液體密度，結(jié)合液體壓強(qiáng)的計算公式，可以求得液

體對密度計的底部壓強(qiáng)；

方法2：根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知，漂浮在液面上的物體受到的浮力等于液體對它向上的壓力，由

此可以求得此時液體對密度計的壓力，又知道其橫截面積，結(jié)合壓強(qiáng)的計算公式可以求得其底部受到的

液體壓強(qiáng)。

【答案與解析】(1)“密度計”的重力：G=mg=40xxION/kg=O.W,

由于“密度計”漂浮在未知液體中，浮力等于重力，

所以，“密度計”受到的浮力：F9=G=O.Wo

(2)根據(jù)阿基米德原理：F浮=p^gV排，

變形得，這種液體密度為：=-=--------_—=0.8x103館/加3,

波g曝10N/飯X50X10-6加36

(3)方法1：“密度計”浸入液體中的深度：/2=維=2竺=20。機(jī)=0.2加，

S25cm2

液體對“密度計”底面的壓強(qiáng)：P=p^gh=0.8x103^g/m3x10A^/kgxO.lm=1.6x103P?0

方法2：“密度計”漂浮在液面上時，底面受到水的壓力等于它的浮力即：F=F、浮=64N,

F0AN

3

“密度計”底面受到水的壓強(qiáng)為：P=—=——,4T1.6x10P?o

S2.5x104m2

【總結(jié)升華】本題考查了阿基米德原理、物體的浮沉條件、液體壓強(qiáng)的計算。解決此題難點是將阿基米

德原理和物體的浮沉條件結(jié)合。求液體對密度計底部壓強(qiáng)常用的方法是第一種。

舉一反三：

【變式】在學(xué)習(xí)了密度計之后，周明同學(xué)在家里自己制作了一個密度計。其方法是在一個一段開口的玻

璃管內(nèi)放置了一枚螺絲釘。然后將其開口向上放入水中使其漂浮如圖所示。這樣就制成了一個簡單的密

度計。他先用刻度尺測出整個玻璃管的長度為20cm。當(dāng)把它放進(jìn)水里時測得剛好有一半的玻璃管露出水

面。

三一二0-三.二

(1)周明同學(xué)在玻璃管的底部放入螺絲釘?shù)哪康氖恰?/p>

(2)當(dāng)把他放進(jìn)某種未知液體中，密度計靜止時露出液面的長度為12cm。則該種未知液體的密度為—

(3)在測定鹽水的密度時，周明不小心在玻璃管內(nèi)滴入了幾滴水.則他測得的鹽水的密度將會(填

“偏大”、“偏小”、“不變”)

【答案】(1)使密度計能夠豎直漂浮在液體中；(2)1.25X103kg/m3；(3)偏小

【解析】(1)密度計重心偏低越穩(wěn)定，為了使密度計能夠豎直漂浮在液體中，所以在玻璃管的底部放入

螺絲釘；

(2)密度計在水液體中都處于漂浮狀態(tài)，所以浮力都等于重力，浮力相等。

由阿基米德原理得：4字=2kg曝水=「液且「排液，

即:1.0xl()3像/加3X0.1加=。液X0.08加，

解得：0液=1.25x103飯/加3,

(3)在玻璃管內(nèi)滴入了幾滴水后，玻璃管自身重力增加，始終處于漂浮狀態(tài)，若測鹽水的密度時，此

時玻璃管管浸入鹽水中的體積增加，根據(jù)密度計的刻度特點，越往下，數(shù)值越小，則測得的鹽水的密度

將會偏小。

類型三、綜合應(yīng)用與實驗探究

?匕.某地在湖面上修建一座大橋，下圖甲是使用吊車向湖底投放圓柱形石料的示意圖。在整個投放過

程中，石料以恒定速度v=0.lm/s下降，圖乙是鋼絲繩的拉力F隨時間t變化的圖象(從t=0時刻開始

投放到石料剛好接觸湖底前)。忽略水的摩擦阻力，g取10N/kg。求：

(1)石料浸沒水中時受到的浮力；

(2)石料的密度。

F/N

【思路點撥】(1)分析鋼繩拉力隨時間t變化的圖象，當(dāng)石塊沒有浸入水中時，拉力等于重力，據(jù)此求

出小石料的質(zhì)量；當(dāng)石塊完全浸沒后，拉力等于重力減去浮力，據(jù)此求出石料受到的浮力；

(2)根據(jù)阿基米德原理求石料排開水的體積(石料的體積)，知道石料重，利用重力公式求石料的質(zhì)量,

最后利用密度公式求石料的密度。

【答案】500N；2.8xl03kg/m3

【解析】(1)由圖可知，當(dāng)石塊沒有浸入水中時，拉力等于重力，即：F=G=1400N,

石料的質(zhì)量：m=色=1400N=]40左g,

g10N/影

當(dāng)石塊浸沒后，浮力等于重力減去拉力：耳孚=G-%=1400N-900N=500N；

(2)根據(jù)阿基米德原理：=p.gV^,得：除p=&=------&5嗎----

號7水排排P液g1.0x103版/加3X10N/他

因為石料完全浸沒，所以：4=/卜=5*10-2加3,

1433

石料的密度：P^=—=°^3=2.8xl0^g/ffl?

石45x10-2加3S

【總結(jié)升華】這是一道圖象信息題，解決本題的關(guān)鍵是，通過圖乙確定石料的重力、鋼絲繩受到的拉力。

并會利用稱重法計算出石料受到的浮力。

舉一反三：

【變式】底面積為50cm2的平底圓柱形容器內(nèi)盛滿某種液體后，置于水平桌面(容器壁厚不計)，液體的

壓強(qiáng)與深度的關(guān)系如圖甲所示?，F(xiàn)將一個質(zhì)量為0.08kg金屬塊A用輕質(zhì)細(xì)線懸掛在彈簧測力計下，再

緩慢浸沒于容器內(nèi)的液體中，待金屬塊靜止后，測力計的示數(shù)如圖乙所示，(g=10N/kg),求：

(1)液體的密度；

(2)金屬塊所受到的浮力；

(3)金屬塊的體積；

(4)剪斷細(xì)線后，金屬塊下沉到容器底部，此時容器對桌面的壓強(qiáng)比只盛滿液體時對桌面的壓強(qiáng)增大

了多少？

【答案與解析】(1)由圖知,當(dāng)〃=4cm=4x1()-2加時,P=4xlO2Pa,

根據(jù)壓強(qiáng)公式：P=p^gh,

P4X102P?

可得.n=___=l.OxIO,kg/m3；

,液ghION/版x4xl0-2加

(2)金屬塊的重力：G=mg=0.08^g-x102V/kg=0.82V,

彈簧測力計的示數(shù)：F示=0.5N,

物體受到的浮力：F浮=G—F示=S8N—S5N=Q.3N；

(3)?.?金屬塊完全浸沒,

________0.3N

=3xl0-5m3；

l.OxlO^/m3xlON/kg

(4)容器對桌面的壓力增大值：常=G金—七=0.8N—0.3N=0.5N,

AF05N

容器對桌面的壓強(qiáng)增大值：AP=——=——100P?0

S50X10-4W2

答：(1)液體的密度為l.Ox度3kg/m3；

(2)金屬塊所受到的浮力為0.3N；

(3)金屬塊的體積為3xl0-5m3；

（4）剪斷細(xì)線后，金屬塊下沉到容器底部，此時容器對桌面的壓強(qiáng)比只盛滿液體時對桌面的壓強(qiáng)增大

了100Pa?

如圖所示是一個量筒和一個玻璃制成的小試管，另有適量的水，請你設(shè)計一個實驗，測出這個小

試管的密度①寫出簡要的實驗步驟；②根據(jù)實驗中測得的物理量（用字母符號表示）寫出試管密度的表達(dá)

式。

1.實驗步驟：________________________________________________________________________________

2.