第十章 浮力 计算专题 浮力的相关计算 课件-2025-2026学年人教版物理八年级下册

该初中物理课件聚焦“浮力的相关计算”，系统梳理称重法、压力差法、浮沉条件及阿基米德原理等公式，通过测量类、理论类、情境类（如潜水艇、热气球）、图像类典例分析，结合基础与素养评价，构建从原理到应用的学习支架，帮助学生衔接力学受力分析与密度计算等前序知识。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，以空心铜球称重测浮力、“冰墩墩”浸入深度与拉力图像等实例，引导学生运用浮力公式和浮沉条件解决实际问题。情境题联系科技生活，培养科学推理与模型建构能力。学生能夯实计算基础，提升问题解决能力，教师可直接用于分层教学，高效落实课标要求。

第十章　浮力 计算专题　浮力的相关计算 2022课程标准 学习目标 通过实验，认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。知道阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。 1.【重点】掌握求浮力的几种方法。 2.【难点】综合利用浮力相关的各类公式，解决实际问题。 【公式总结】 归纳 方法 公式 体积关系 受力 分析 称重法 F浮＝ ⁠ （1）任何情况 下：V排 V浸 （2）物体完全浸 没在水中：V排 V物 （3）物体部分浸入在水中：V排 V物 受力 分析 压力 差法 F浮＝ ⁠ 受力 分析 浮沉 条件 ①漂浮：F浮 G物 ②悬浮：F浮 G物 ③沉底：F浮＝ ⁠ － ⁠ 阿基米德原理 F浮＝ ＝ ⁠＝ ⁠ G－F拉　 ＝　 ＝　 ＜　 F向上－F向下　 ＝　 ＝　 G物　 F支　 G排　 m排g　 ρ液V排g　 【典例分析】 （一）测量类计算题 1. 如图所示，一个重为44.5 N的空心铜球挂在测力计 上，当整个球浸没在水中时，弹簧测力计的示数为34.5 N，求：（已知铜的密度为8.9×103 kg/m3，水的密度为 1×103 kg/m3，g取10 N/kg） 第1题图 （1）画出铜球的受力示意图； 解：（1）物体受重力G、竖直向上的浮力和测力计的拉 力三个力，过物体重心分别作竖直向下的重力、竖直向 上的拉力和浮力，如图所示。 解：（1）物体受重力G、竖直向上的浮力和测 力计的拉力三个力，过物体重心分别作竖直向下 的重力、竖直向上的拉力和浮力，如图所示。 （2）此时铜球受到的浮力大小； 解：（2）F浮＝G－F拉＝44.5 N－34.5 N＝10 N 解：（2）F浮＝G－F拉＝44.5 N－34.5 N＝10 N 1. 如图所示，一个重为44.5 N的空心铜球挂在测力计 上，当整个球浸没在水中时，弹簧测力计的示数为34.5 N，求：（已知铜的密度为8.9×103 kg/m3，水的密度为 1×103 kg/m3，g取10 N/kg） （3）铜球的总体积； 解：（3）由F浮＝ρ水V排g，可得铜球的总体积为 V铜总＝V排＝＝＝1×10－3 m3 解：（3）由F浮＝ρ水V排g，可得铜球的总体积为 V铜总＝V排＝＝＝1×10－3 m3 第1题图 （4）铜球的空心体积。 解：（4）铜球的质量m铜球＝＝＝4.45 kg 由ρ＝，可得 铜球含铜体积V铜球＝＝＝5×10－4 m3 则铜球的空心体积 V铜空＝V铜总－V铜球＝1×10－3 m3－5×10－4 m3＝0.5 ×10 －3 m3 答：（略） 解：（4）铜球的质量m铜球＝＝＝4.45 kg 由ρ＝，可得 铜球含铜体积V铜球＝＝＝5×10－4 m3 则铜球的空心体积 V铜空＝V铜总－V铜球＝1×10－3 m3－5×10－4 m3＝0.5 × 10－3 m3 答：（略） （二）理论类计算题 2. 如图甲所示，水平桌面上放着装有一定量水的圆柱形 容器，现将一个质量为40 g、体积为5.0×1 m3的物 块放入容器中，物块静止后漂浮在水面上，g取10 N/kg， ρ水＝1×103 kg/m3。求： （1）图甲中物块受到的浮力； 解：（1）物块的重力G＝mg＝40×10－3 kg×10 N/kg＝ 0.4 N 因为物块漂浮在水面上，所以物块受到的浮力F浮＝G＝ 0.4 N 解：（1）物块的重力G＝mg＝40×10－3 kg×10 N/kg＝ 0.4 N 因为物块漂浮在水面上，所以物块受到的浮力F浮＝G＝ 0.4 N 甲 乙 第2题图 7 （2）图甲中物块下表面受到的液体压力； 解：（2）此时，物块上表面受到的液体压力F向下＝0 N 由压力差法有F向上＝F向下＋F浮＝0 N＋0.4 N＝0.4 N 解：（2）此时，物块上表面受到的液体压力F向下＝0 N 由压力差法有F向上＝F向下＋F浮＝0 N＋0.4 N＝0.4 N 2. 如图甲所示，水平桌面上放着装有一定量水的圆柱形 容器，现将一个质量为40 g、体积为5.0×1 m3的物 块放入容器中，物块静止后漂浮在水面上，g取10 N/kg， ρ水＝1×103 kg/m3。求： 甲 乙 第2题图 （3）图乙中物块受到的浮力； 解：（3）由于物块浸没在水中，则物块排开水的体积 V排＝V物＝5.0×10－5 m3 此时物块受到的浮力F浮'＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×5.0×10－5 m3＝0.5 N 解：（3）由于物块浸没在水中，则物块排开水的体积 V排＝V物＝5.0×10－5 m3 此时物块受到的浮力F浮'＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×5.0×10－5 m3＝0.5 N 2. 如图甲所示，水平桌面上放着装有一定量水的圆柱形 容器，现将一个质量为40 g、体积为5.0×1 m3的物 块放入容器中，物块静止后漂浮在水面上，g取10 N/kg， ρ水＝1×103 kg/m3。求： 甲 乙 第2题图 9 （4）图乙中物块受到的压力F。 解：（4）对物块进行受力分析，得F浮'＝G＋F 则物块受到的压力F＝F浮'－G＝0.5 N－0.4 N＝0.1 N 解：（4）对物块进行受力分析，得F浮'＝G＋F 则物块受到的压力F＝F浮'－G＝0.5 N－0.4 N＝0.1 N 2. 如图甲所示，水平桌面上放着装有一定量水的圆柱形 容器，现将一个质量为40 g、体积为5.0×1 m3的物 块放入容器中，物块静止后漂浮在水面上，g取10 N/kg， ρ水＝1×103 kg/m3。求： 甲 乙 第2题图 （三）情境类计算题 3. 如图所示是我国某型号潜水艇，已知其总体积为 1.2×104 m3，在海面航行时（水舱未充水）排水量约为 9 100 t，某次下潜到海面下400 m深处执行任务。ρ水＝ 1×103 kg/m3，g取10 N/kg，求： （1）潜水艇在海面航行时排开水的体积； 第3题图 解：（1）潜水艇在海面航行时受到的 浮力 F浮＝G排＝m排g＝9.1×106 kg×10 N/kg＝9.1×107 N 潜水艇在海面航行时排开水的体积 V排＝＝＝ 9.1×103 m3 解：（1）潜水艇在海面航行时受到的浮力 F浮＝G排＝m排g＝9.1×106 kg×10N/kg＝9.1×107 N 潜水艇在海面航行时排开水的体积 V排＝＝＝9.1×103 m3 （2）潜水艇在400 m深处时受到海水的压强； 解：（2）潜水艇在400 m深处时受到海 水的压强 p＝ρ水gh＝1×103 kg/m3×10 N/kg×400 m＝4×106 Pa 第3题图 解：（2）潜水艇在400 m深处时受到海水的压强 p＝ρ水gh＝1×103 kg/m3×10 N/kg×400m＝4×106 Pa 3. 如图所示是我国某型号潜水艇，已知其总体积为 1.2×104 m3，在海面航行时（水舱未充水）排水量约为 9 100 t，某次下潜到海面下400 m深处执行任务。ρ水＝ 1×103 kg/m3，g取10 N/kg，求： （3）下潜到400 m深处悬浮时水舱中充入海水的质量。 解：（3）潜水艇悬浮在海水中时受到海 水的浮力 F浮'＝ρ水V排'g＝1×103 kg/m3×1.2×104 m3×10 N/kg＝1.2×108 N 潜水艇悬浮在海水中时，水舱中充入海 水的重力 G海水＝F浮'－G潜艇＝1.2×108 N－ 9.1×107 N＝2.9×107 N 解：（3）潜水艇悬浮在海水中时受到海水的浮力 F浮'＝ρ水V排'g＝1×103 kg/m3×1.2×104 m3×10N/kg＝1.2 ×108 N 潜水艇悬浮在海水中时，水舱中充入海水的重力 G海水＝F浮'－G潜艇＝1.2×108 N－9.1×107 N＝2.9×107 N 水舱中充入海水的质量m海水＝＝＝2.9×106 kg 水舱中充入海水的质量m海水＝＝＝2.9×106kg 13 （四）图像类计算题 4. 如图甲所示，圆柱形容器内装有适量的水，放在水平 桌面上。圆柱形物体A的底面积为60 cm2，高为12 cm， 用细线拴好物体A并悬挂在弹簧测力计下，图乙是物体A 接触水面至接触容器底之前弹簧测力计的拉力F与水面到 物体A底面的距离h关系的图像。g取10 N/kg，求： 甲 乙 第4题图 （1）物体A的密度； 解：（1）由图像乙，可知物体A的重力G＝9 N 物体A的质量m＝＝＝0.9 kg＝900 g 当物体浸没时V排＝VA＝SAhA＝60 cm2×12 cm＝720 cm3 物体A的密度ρA＝＝＝1.25 g/cm3 解：（1）由图像乙，可知物体A的重力G＝9 N 物体A的质量m＝＝＝0.9 kg＝900 g 当物体浸没时V排＝VA＝SAhA＝60 cm2×12 cm＝720 cm3 物体A的密度ρA＝＝＝1.25 g/cm3 （四）图像类计算题 4. 如图甲所示，圆柱形容器内装有适量的水，放在水平 桌面上。圆柱形物体A的底面积为60 cm2，高为12 cm， 用细线拴好物体A并悬挂在弹簧测力计下，图乙是物体A 接触水面至接触容器底之前弹簧测力计的拉力F与水面到 物体A底面的距离h关系的图像。g取10 N/kg，求： 甲 乙 第4题图 （2）当h＝10 cm时，物体A受到的浮力。 解：（2）由图像乙，可知当h＝10 cm时，弹簧测力计的 拉力F＝3 N 此时物体A受到的浮力F浮＝G－F＝9 N－3 N＝6 N 解：（2）由图像乙，可知当h＝10 cm时， 弹簧测力计的拉力F＝3 N 此时物体A受到的浮力F浮＝G－F＝9 N－3 N＝6 N 基础评价 1. 如图所示，一个漂浮在水面的木块排开水的质量为 0.5 kg（g取10 N/kg）。求： 第1题图 （1）在图中画出该木块的受力示意图； （2）木块受到的浮力； 解：（2）因为木块排开水的质量为0.5 kg，所以根据阿 基米德原理， 可得木块受到的浮力F浮＝G排＝m排g＝0.5 kg×10 N/kg ＝5 N 解：（2）因为木块排开水的质量为0.5 kg， 所以根据阿基米德原理， 可得木块受到的浮力F浮＝G排＝m排g＝0.5 kg×10 N/kg ＝5 N （3）木块受到的重力。 解：（3）由二力平衡条件可得，木块受到的重力G＝F浮 ＝5 N。 解：（3）由二力平衡条件可得，木块受到的重力G＝F浮 ＝5 N。 1. 如图所示，一个漂浮在水面的木块排开水的质量为 0.5 kg（g取10 N/kg）。求： 第1题图 2. 如图所示，一个在节日放飞的热气球，充满热空气 后，热气球的体积是620 m3，总质量是40 kg，不计热气 球厚度，地面附近ρ空气＝1.29 kg/m3，g取10 N/kg。求： （1）热气球在地面附近上升时受到的浮力； 解：（1）根据F浮＝ρ空气Vg得热气球在 地面附近上升时受到的浮力 F浮＝ρ空气Vg＝1.29 kg/m3×620 m3×10 N/kg＝7 998 N 第2题图 解：（1）根据F浮＝ρ空气Vg得热气球在地面附近上升时受 到的浮力F浮＝ρ空气Vg＝1.29 kg/m3×620 m3×10N/kg＝ 7 998 N （2）若要热气球匀速上升，则额外可吊挂物体多重？ 解：（2）由G＝mg，得G气球＝m气球g＝ 40 kg×10 N/kg＝400 N 热气球匀速上升额外可吊挂物体重G物＝ F浮－G气球＝7 998 N－400 N＝7 598 N 第2题图 解：（2）由G＝mg，得G气球＝m气球g＝40 kg×10 N/kg＝ 400 N 热气球匀速上升额外可吊挂物体重 G物＝F浮－G气球＝7 998 N－400 N＝7 598 N 2. 如图所示，一个在节日放飞的热气球，充满热空气 后，热气球的体积是620 m3，总质量是40 kg，不计热气 球厚度，地面附近ρ空气＝1.29 kg/m3，g取10 N/kg。求： 素养评价 3. 用电子测力计悬挂一个“冰墩墩”，使其双脚与水面 刚好接触，如图甲所示。将“冰墩墩”缓慢浸入水中， 电子测力计示数F与“冰墩墩”的双脚浸入水中深度h的 关系如图乙所示。求：（g取10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3） （1）“冰墩墩”受到的最大浮力； 甲 乙 第3题图 解：（1）由图乙，可知当“冰墩墩”的双脚与水面刚好 接触时， 电子测力计的示数F＝10 N，由二力平衡条件可得，“冰 墩墩”的重力G＝F＝10 N 当“冰墩墩”浸没在水中时，电子测力计的示数F'＝2 N 不变， 则“冰墩墩”浸没在水中时受到的最大浮力 F浮＝G－F'＝10 N－2 N＝8 N 解：（1）由图乙，可知当“冰墩墩”的双脚与水面刚好 接触时， 电子测力计的示数F＝10 N，由二力平衡条件可得，“冰 墩墩”的重力G＝F＝10 N 当“冰墩墩”浸没在水中时，电子测力计的示数F'＝2 N 不变， 则“冰墩墩”浸没在水中时受到的最大浮力 F浮＝G－F'＝10 N－2 N＝8 N （2）“冰墩墩”的密度。 3. 用电子测力计悬挂一个“冰墩墩”，使其双脚与水面 刚好接触，如图甲所示。将“冰墩墩”缓慢浸入水中，电子测力计示数F与“冰墩墩”的双脚浸入水中深度h的关系如图乙所示。求：（g取10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3） 甲 乙 第3题图 解：（2）“冰墩墩”浸没时，由F浮＝ρ液gV排，可得 “冰墩墩”的体积 V＝V排＝＝＝8×10－4 m3 由G＝mg，可得“冰墩墩”的质量m＝＝＝1 kg 则“冰墩墩”的密度ρ＝＝＝1.25×103 kg/m3 解：（2）“冰墩墩”浸没时，由F浮＝ρ液gV排，可得 “冰墩墩”的体积V＝V排＝＝＝ 8×10－4 m3 由G＝mg，可得“冰墩墩”的质量m＝＝＝1 kg 则“冰墩墩”的密度ρ＝＝＝1.25×103 kg/m3 4. 将重10 N的小球用细线系住，慢慢浸入足够深的装满 水的溢水杯中，当有一半体积浸入水中时，测得溢出的 水重为6 N。（g取10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3）求： （1）此时小球受到的浮力； 解：（1）由阿基米德原理，可得此时小球受到的浮力F 浮＝G排＝6 N 解：（1）由阿基米德原理，可得此时小球受到的浮力F浮 ＝G排＝6 N （2）小球的体积； 解：（2）由F浮＝ρ水gV排，可得小球排开水的体积 V排＝＝＝6×10－4 m3 由于小球一半体积浸入水中，所以小球的体积V＝2V排＝ 2×6×10－4 m3＝1.2×10－3 m3 解：（2）由F浮＝ρ水gV排，可得小球排开水的体积 V排＝＝＝6×10－4 m3 由于小球一半体积浸入水中，所以小球的体积V＝2V排＝ 2×6×10－4 m3＝1.2×10－3 m3 4. 将重10 N的小球用细线系住，慢慢浸入足够深的装满 水的溢水杯中，当有一半体积浸入水中时，测得溢出的 水重为6 N。（g取10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3）求： （3）若将小球直接放入水中，当小球静止时受到的浮力 为多大？ 解：（3）当小球全部浸入水中时，受到的浮力F浮'＝2F 浮＝2×6 N＝12 N＞10 N 所以将小球直接放入水中后，小球静止时的状态为漂 浮，则受到的浮力等于重力，为10 N 解：（3）当小球全部浸入水中时，受到的浮力F浮'＝2F浮 ＝2×6 N＝12 N＞10 N 所以将小球直接放入水中后，小球静止时的状态为漂 浮，则受到的浮力等于重力，为10 N 4. 将重10 N的小球用细线系住，慢慢浸入足够深的装满 水的溢水杯中，当有一半体积浸入水中时，测得溢出的 水重为6 N。（g取10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3）求： $