1、浮力 课前预习 1. 浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)向上托的力。叫做_浮力_。2.浮力的方向是_竖直_向上。3.浮力产生的原因：浸在液体里的物体上下表面受到的压力差。用公式表示即_ F浮F下- F上_。4. 物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就_越大_。知识点解读与例题突破知识点1：什么是浮力当物体浸在液体或气体中时会受到一个向上托起的力，这个力就是浮力。注：一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。【例题1】如图所示是正在水中上浮的木块，请画出木块在水中所受重力G和浮力F浮的受力示意图 【答案】如图所示： 【解析】因为物体在水中，所以受浮力和重力的关系，浮力方
2、向竖直向上，重力方向竖直向下；又物体上浮，所以物体受到的浮力大于重力，作用点都画在重心处. 知识点2：产生原因由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。浮力的方向总是向上的，与 重力 的方向相反。即F浮F下- F上【例题2】如图所示，边长为20厘米的正方体木块，其下表面距水面15厘米，试求：（1）上、下表面受到的液体的压力差；（2）木块排开的水重。【答案】见解析。【解析】已知： 液=1.0103kg/m3，g=9.8N/kg，h上=0m，h下=0.15m，S 上=S 下=0.04 m2，V 排=0.2m0.2m0.15m=0.006 m3求：（1）F上F下 （2）G排解：（1）F上=P下S下=
3、gh下S下=58.8NF下=P上S上= gh上S上=0NF上F下=58.8N （2）G排=g V 排=58.8N 可见，部分浸入液体的物体所受的浮力，也等于液体对物体向上的压力和向下的压力之差。知识点3：称重法测浮力浮力等于物体重减去物体在液体中的弹簧秤读数，即F浮= GF弹 注意：物体在液体中所受浮力的大小，跟它在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。【例题3】在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，小明用弹簧测力计、圆柱体、两个装有适量水和盐水的同样的烧杯，对浸在液体中的圆柱体所受的浮力进行了探究，实验装置和每次实验中弹簧测力计的示数
4、如图所示请按要求回答下列问题：（1）比较图甲、乙可知：乙图中圆柱体受到的浮力的大小为N（2）比较图乙、丙，说明浮力的大小与 有关（3）通过图乙和戊的探究，不能得到浮力大小与液体密度是否有关，原因是（4）通过图中数据可知：圆柱体的密度是 kg/m3（取g=10N/kg）【答案】（1）0.6；（2）物体排开液体的体积；（3）没有控制排开液体的体积相同；（4）1.5103【解析】（1）由图甲知圆柱体的重力，由图乙可知弹簧测力计的示数，根据称重法求出圆柱体受到的浮力；（2）物体所受浮力的大小与排开液体的体积和液体密度有关，应用控制变量法分析图示实验，根据实验现象分析答题；（3）探究浮力与液体密度的关系
5、，液体的密度不同，其它量相同；（4）图丁可知圆柱体浸没时弹簧测力计的示数，根据称重法求出圆柱体受到的浮力，根据阿基米德原理表示出排开水的体积即为圆柱体的体积，根据G=mg和=m/v求圆柱体的密度习题精练一、选择题1.（2019山东临沂）被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥（如图）由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成，其中海底隧道长5.7km，设计时速100km/h，隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料。下列说法正确的是（）A. 水中的桥墩不受海水的浮力B. 桥面上行驶的汽车相对灯杆静止C. 通过海底隧道最少需要34.2minD. 光在装饰材料上发生镜面反射【答案】A【解析】A桥墩下面没有
6、水，水不会对桥墩产生向上的压力，不会产生浮力。故A正确。B汽车行驶时，汽车和灯杆之间距离发生的变化，所以以灯杆为参照物，汽车是运动的。故B错误。Ct=0.057h=3.42min，故C错误。D隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料，说明人看隧道壁不会刺眼，所以隧道洞壁发生漫反射。故D错误。2.浮力产生的原因是由于 （）A液体（或气体）对物体有压力 B液体（或气体）对物体有压力差 C液体（或气体）有质量 D物体对液体（或气体）有压力 【答案】B【解析】液体（或气体）对物体上下表面有压力差示浮力产生的原因。3.一正方体浸没在水中，上表面与水面相平，关于它下列说法中正确的是（ ）A它的上、下表面都
7、受到水的压强，其中上表面受的压强较大 B它的上、下表面都受到水的压力，两表面受的压力相等 C它的上表面受的压力向上，下表面受的压力向下 D它的下表面受的压强较大，下表面受的压力向上【答案】D 【解析】一正方体浸没在水中，上表面与水面相平。上表面受到水的压强为0，受到水的压力也为0，下表面收到水的压强可以利用液体压强公式求出，受到向上的压力可以利用压强公式P=F/S求出。二、填空题4.浮力的大小由和来决定，与物体的密度关，与物体的体积关，与物体浸没在液体中的深度关【答案】液体的种类 排开液体的体积，无，无，无。【解析】浮力的大小由液体密度和排开液体体积来决定，与物体的密度无关，与物体的体积无关，
8、与物体浸没在液体中的深度无关5.有一边长为10cm正方体浸没在水中，上表面离水面20cm，水对上表面的压强为 Pa，水对上表面产生的压力为 N, 水对下表面的压强为 Pa，水对下表面产生的压力为 N，物体受到的浮力为 N.【答案】 1.9610319.6. 2.94103。29.4。9.8。【解析】（1）由液体压强公式P=gh得，水对这个长方体上表面的压强为P1=水g h1=1.96103Pa则水对这个长方体上表面的压力F1=P1S=液gh1S=19.6N水对这个长方体下表面的压强为：P2=液gh2=2.94103Pa则水对这个长方体下表面的压力F2=P2S=液gh2S=29.4N（2）长方体
9、在水中所受压力的合力（上下压力差）即浮力为F=F2F1=29.4N-19.6N=9.8N三、作图题6水中正在上浮的乒乓球，画出所受的重力G和浮力F的示意图【答案】如图所示：【解析】因为乒乓球在水中，所以乒乓球受浮力和重力的作用，浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下；又因为乒乓球正在上浮，所以乒乓球受到的浮力大于重力，则表示浮力的线段长度要长一些，力的作用点都画在重心处。7如图所示是正在水中上浮的木块，请画出木块在水中所受重力G和浮力F浮的受力示意图 【答案】如图所示： 【解析】因为物体在水中，所以受浮力和重力的关系，浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下；又物体上浮，所以物体受到的浮力大于重力，作用
10、点都画在重心处. 8（2019湖北宜昌）如图所示，两个大小相等的物体浸没在水中，一个悬浮，一个下沉。请画出悬浮物体所受重力示意图；画出下沉物体所受浮力、重力示意图。（注意：整个作图过程中大小相等的力线段长度相等，大小不同的力用线段长短区别）【答案】如图所示：【解析】物体悬浮，浮力等于重力；物体下沉，浮力小于重力；据此根据力的示意图的画法画出相关各力的示意图。（1）物体悬浮时，浮力等于重力。过物体重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，注意线段的长度应与表示浮力的线段长度相等；（2）物体下沉时，浮力小于重力，过物体的重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段，并分别用G和F浮 表示
11、，注意表示重力的线段长度较长。9（2019贵州黔东南）如图所示，用弹簧测力计悬挂着物体静止在水中，请画出此时物体受到力的示意图。【答案】如图所示：【解析】由图可知，用弹簧测力计悬挂着物体静止在水中，受的浮力、拉力和重力的作用，重力从重心竖直向下画，浮力、拉力从重心竖直向上画，标出符号，浮力与拉力之和等于重力。10.如图所示，乒乓球漂浮在水面上，请画出乒乓球受到的重力G和浮力F浮的示意图。【答案】如图所示：【解析】根据乒乓球漂浮在水面上，则可判断乒乓球受到的浮力与重力是一对平衡力，浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下，浮力大小等于重力，作用点在球重心上；根据力的示意图的做法，用一条带箭头的线段把浮
12、力和重力的大小、方向、作用点分别表示出来。乒乓球所受浮力的方向是竖直向上的，从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力，并标出F浮；乒乓球的重力与浮力大小相等，方向相等，作用点都在重心，同理做出重力的示意图。四、实验探究题11（2019上海）某小組同学在“探究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计拉着一个圆柱体，测力计示数为F0现将圆柱体悬空放置在一个烧杯中，倒入液体A，圆柱体的下表面到液面的深度为h，记录下此时弹簧测力计的示数为F以及F0和F的差为F接着，将液体A替换为液体B，重复上述实验，记录数据如下表一、二所示。表一 液体A（A0.8103千克/米3）实验序号h
13、（厘米）F（牛）F（牛）138.51.52673395.54.541255表二液体B（B1.0103千克/米3）实验序号h（厘米）F（牛）F（牛）538.51.2667.62.4796.43.681264根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中， 。根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中， 。根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，分析比较F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出
14、的初步结论是 。本实验中，圆柱体的重力为 牛，高度为 厘米。【答案】弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小；F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；同一物体在不同液体中，圆柱体的下表面到液面的深度h不变时，液体密度越大，F越大；10.0；10.0。【解析】根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小；纵向比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据，可知，圆柱体的下表面到液面的深度h为原来的几倍，F也为原来的几倍，
15、可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；A1.0103kg/m3B0.8103kg/m3，根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，可得出的初步结论是：同一物体在不同液体中，圆柱体的下表面到液面的深度h不变时，液体密度越大，F越大；F0G，根据称重法测浮力，FF0F，故本实验中，圆柱体的重力为：GF+F1.5N+8.5N10.0N；由，比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据，可知同一物体在同种液体中，F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；但序号4与8实验不符合这个规律；根据阿基米德原理，F浮液gV排，在物体没有浸没时，F浮液gSh，故受到的
16、浮力与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比，浸没在液体中的物体受到的浮力与深度无关，说明4与8这两中情况下，圆柱体已浸没在液体中了，由阿基米德原理：1、4两次实验受到的浮力之比为：，h3cm10cm。即圆柱体的高度为10.0厘米。五、综合能力题12.如图所示，设想有一个高为H，上、下底面积为S的长方体浸没在密度为的液体中，设长方体上表面在液体中的深度为h 1，下表面在液体中的深度为h 2，该长方体上、下表面受到液体的压强可用公式p=gh(为液体密度，h为深度)来计算，试推导出长方体上、下表面在液体中所受压力差FgHS. 【答案】见解析。【解析】（1）由液体压强公式P=gh得，液体对这个长方体上表面的压强为P1=液g h1则液体对这个长方体上表面的压力F1=P1S=液gh1S；液体对这个长方体下表面的压强为：P2=液gh2，则液体对这个长方体下表面的压力F2=P2S=液gh2S（2）长方体在液体中所受压力的合力（上下压力差）F=F2F1=液gh2S液gh1S=液gS（h2h1）=液gSH其合力的方向是竖直向上.