水的浮力讲义——2023-2024学年浙教版八年级上册科学

K-8 2 水的浮力 一、浮力及浮力实验 1．浮力： 液体对物体下表面向上的压力大于液体对物体上表面向下的压力，这两个压力差就是浮力。 浮力产生的原因法：F浮=F下 - F上 注意：（1）当物体部分浸入液体中时，上表面受到的向下的液体压力为零，则F浮= F下 。 （2）如果F下=0，此时浮力消失。如桥墩、插入水底以下的木桩、沉入水下的物体与容器底部紧密接触。 （3）但物体与容器底密合，F向上不一定等于零（如：容器底小上大时）。 称重法：F浮 = G - F拉 （条件：物体在液体中会下沉） （1）用弹簧测力计在空气中测出物体的重力G （2）测出物体浸在液体中的弹簧测力计的示数F （3）弹簧测力计两次示数之差就是浸没在液体中的物体所受浮力的大小 2．阿基米德定理： 浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力 ，即 F浮＝G排液 。 阿基米德定理法：F浮＝G排液=ρ液gV排 对阿基米德定理这个公式F浮＝G排水= ρ液gV排 的理解应注意： （1）公式中ρ液是 液体 的密度，而不是浸入液体的物体的密度。 （2）公式中V排是 排开液体 的体积。物体完全浸入时V排= V物 ；物体部分浸入V排= V物－V露 。 （3）浮力只跟 物体排开的液体受到的重力 有关，而与其他因素无直接关系: ①与物体浸入液体的深度无关：把物体压入水中，感觉浮力变大，这时候是从水面压入水下，当完全浸入后，就不会感觉到更吃力了，可用物块挂在测力计下的实验来说明； ②与物体的形状无关：可用橡皮泥变形挂在测力计下来说明。 3．影响浮力大小的因素：浮力的大小只跟 液体的密度 和 物体排开液体的体积（浸没在液面下的物体体积） 有关 二、物体的沉浮条件 1．前提条件：物体 浸没 在液体中，且只受 重力 和 浮力 作用。 2．情况分析： 可以用物体密度和液体密度大小关系来判断物体沉浮状态 可以用物体重力和所受浮力大小关系来判断物体沉浮状态 （特别提醒：当物体部分浮出水面后，浮力会随着浸入水中的体积的改变而改变） 三、物体浮沉的应用 1．轮船 ①把密度大于水的钢铁采用“空心”的办法，增大体积，使它排开更多的水，达到增大浮力，最终使 F浮=G船 ，浮在水面。 ②在河里和海里都漂浮在水面，因而所受浮力 相同 ，都等于 轮船自身的重力 。根据阿基米德定理可知，它在海水里比在河水里浸入的体积 小 。 2．密度计 可以直接测量 液体 密度的仪器，利用物体 漂浮 在液面上时浮力 等于 重力的原理制成的。 【注意】 ①密度计的下端装有铅丸或水银；密度计上所标的数值是纯数，这个纯数代表被测液体的密度与水的密度的比值。 ②刻度特点：上 小 下 大 ，上 疏 下 密 。 密度计的刻度为什么越往上值越小的原因： 密度计始终漂浮，浮力等于重力，根据阿基米德定理可知，浮力一定时，液体密度越小，排开液体的体积越大。 3．潜水艇 潜水艇的上浮、下沉和悬浮，靠改变 自身的重力来实现 （但它的 体积 不发生改变）；而潜水艇自身重力的改变取决于水舱内充水或放水的多少。 拓展：鱼是靠改变自身体积，从而改变浮力，来实现浮沉的。 4．气球和飞艇 ①采用充密度比空气 小 的气体（氢气、氦气、热空气）的办法，使它受到的浮力 大于 重力而升空。升空时ρ平均 < ρ空气。 ②用改变自身的体积，实现沉浮。如减小体积,则有F浮 < G球下降。 ③气球不能无限制地升入高空，当F浮=G球时，气球 悬浮 ，实际上在没有达到悬浮时，就会因其内部气压大于外部气压而破裂。 四、浮力计算 1．称重法： F浮 = G - F拉 2．浮力产生的原因法： F浮=F下-F上 3．阿基米德定理法： F浮＝G排液=ρ液gV排 4．平衡法：漂浮或者悬浮时， F浮＝G 5．漂浮问题“五规律”： 规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力； 规律二：同一物体在不同液体里，所受浮力相同； 规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小； 规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几； 规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。 6．冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。盐水中的冰融化水位上涨 四、典型例题 （一）考点：浮力及浮力实验 【例1】（202