9.4 浮力 讲义-2025-2026学年苏科版物理八年级下册

9.4 浮力 一、什么是浮力 探究1：浮力现象 图示 生活中的现象 施力物体 作用形式 受力物体 五彩缤纷的热气球会升空，说明空气对热气球有向上的托力。 空气 向上托举 热气球 舰艇能浮在水面上，说明水对舰艇有向上的托力。 水 向上托举 船舶 归纳总结 1. 浮力的概念：浸在液体或气体中的物体，会受到液体或气体向上托的力，这个力叫作浮力，用字母表示。 2. 浮力的特征： (1) 施力物体：液体或气体；受力物体：浸在液体或气体中的物体。 (2) 方向：始终竖直向上，与物体所受重力的方向完全相反。 (3) 作用范围：无论是漂浮、悬浮在液体中的物体，还是在液体中下沉的物体，只要浸在液体（或气体）中，都会受到浮力的作用。 拓展：对浮力的深度理解 (1) 对“浸在”的理解：“浸在”包含两种情况，一是物体部分浸入液体（如漂浮在水面的木块），二是物体完全浸没在液体中（如沉入水底的石块），两种情况均受浮力。 (2) 浮力的本质：浮力是液体（或气体）与物体相互接触、挤压产生的力，本质上属于弹力，与压力、支持力的力的性质一致。 (3) 浮力的普遍性：不仅液体能产生浮力，气体也能产生浮力，比如升空的热气球、飞艇，都是依靠空气的浮力实现升空。 破除误区 ❌ 错误认知1：只有浮在液面上的物体才受浮力，下沉的物体不受浮力。 ✅ 正确结论：只要物体浸在液体或气体中，就会受到浮力作用。下沉的物体也受浮力，只是浮力小于物体自身重力，所以才会下沉（在水中搬动石块感觉比较轻松）；弹簧测力计挂着石块浸入水中示数变小，就是石块受到浮力的直接证明。 ❌ 错误认知2：浮力的方向是“垂直向上”。 ✅ 正确结论：浮力的方向始终是竖直向上，而非垂直向上。“垂直向上”是垂直于接触面，而“竖直向上”是垂直于水平面，与重力方向严格相反，无论物体放在斜面、竖直容器还是倾斜容器中，浮力方向永远竖直向上。 探究2：下沉的物体是否受到浮力（二力平衡的应用） 称重法测浮力 结论：在水中下沉的石块也受到水的浮力；弹簧测力计在空气中的示数与石块浸入水中后的示数之差，就等于石块所受浮力的大小。 · 符号含义：为物体在空气中静止时弹簧测力计的示数，即物体的重力；为物体浸在液体中时，弹簧测力计的示数。 · 适用条件：物体在液体中处于静止状态，不接触容器底和容器壁，无其他外力作用。 【提示】若物体接触容器底，容器底会提供向上的支持力，再用此公式计算会导致结果错误。 二、阿基米德原理 探究3：影响浮力大小的因素 实验猜想 猜想1：游泳池里越往深水区走，所受的浮力越大，由此浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积或浸没深度有关。 猜想2：鸡蛋在纯水中会下沉，但在浓盐水中却能漂浮，由此浮力大小可能与液体的密度有关。 猜想3：木头在水中漂浮，但铁块在水中下沉，由此浮力的大小可能与浸在液体中的物体的密度有关。 实验探究过程 实验目的 变量控制 图示 现象及分析 探究结论 实验1:探究浮力的大小与物体浸没深度的关系 同一物体浸没在液体中，物体浸没的深度不同 ，说明浮力相同 物体受到的浮力与物体浸没在液体中的深度无关 实验2:探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系 液体的密度相同，同一物体浸入液体的体积不同 ，说明浮力不同 物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关 实验3:探究浮力的大小与液体密度的关系 同一物体浸在液体中的体积相同，液体密度不同 ，说明浮力不同 物体受到的浮力与液体的密度有关 实验4：探究浮力的大小与物体密度的关系 两个体积相同、质量不同的物体，浸没在同一液体中 ，说明浮力相同 物体所受的浮力与物体的密度无关 归纳总结1 浸在液体中的物体，所受浮力的大小只与物体排开液体的体积和液体的密度两个因素有关，与物体浸没深度、物体形状、物体自身密度等因素无关。 · 液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大； · 物体排开液体的体积相同时，液体的密度越大，受到的浮力越大。 实验方法 · 转换法：通过弹簧测力计示数的变化，间接反映物体所受浮力的大小，示数变化越大，浮力越大； · 控制变量法：探究浮力与某一因素的关系时，必须控制其他所有因素保持不变，只改变待探究的因素。 破除误区 ❌ 错误认知1：只要物体浸入液体中，就等于。 ✅ 正确：只有物体完全浸没在液体中时，；物体部分浸入时，只是物体浸入液体的那部分体积，小于物体自身体积。 ✅ 中考答题技巧：计算前先判断物体是“部分浸入”还是“完全浸没”，再确定的数值，同时必须将体积单位换算为立方米（），，。 ❌ 错误认知2：浸入液体中的物体，浸入越深，受到的浮力越大。 ✅ 正确：物体完全浸没在液体中后，排开液体的体积不再变化，液体密度也不变，根据，浮力大小保持不变，与浸没深度无关。只有物体在从部分浸入到完全浸没的过程中，排开体积变大，浮力才会变大。 ❌ 错误认知3：漂浮在水面的乒乓球，比下沉的大石块受到的浮力大。 ✅ 正确：浮力大小只由液体密度和排开液体体积决定。大石块排开水的体积远大于乒乓球，即使石块下沉，受到的浮力也远大于漂浮的乒乓球。轮船能漂浮，是因为它排开水的体积巨大，受到的浮力等于自身总重力。 归纳总结2 古希腊学者阿基米德，通过实验和理论研究得出结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小，等于被物体排开液体所受重力的大小，即： 由，可得阿基米德原理的推导公式： 深度理解 1. 是指被物体排开的液体所受的重力，表示物体所受浮力的大小等于物体排开的液体的重力。 2. 由 可以看出，浮力的大小跟液体的密度和排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状等因素无关。 3. 阿基米德原理也适用于气体。浸在气体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的气体所受的重力，公式是或。 破除误区 ❌ 错误认知1：物体接触容器底时，仍用计算浮力。 ✅ 正确：称重法的适用前提是物体在液体中静止，且不接触容器底、壁。若物体接触容器底，容器底会对物体产生向上的支持力，此时，再用原公式计算会导致浮力结果偏小。 ❌ 错误认知2：计算浮力时，用物体的密度代入公式。 ✅ 正确：公式中的是被浸入的液体的密度，与物体自身密度无关。哪怕是铁块、木块浸入水中，都必须用水的密度计算浮力。 探究3：浮力产生的原因 位置 深度 压强 压力 图示 前、后两个面 相等 相等 、 是一对平衡力，合力为零 左、右两个面 相等 相等 、 是一对平衡力，合力为零 上、下两个面 上表面深度小于下表面深度 上表面所受压强大于下表面所受压强 ， 归纳总结 浸在液体中的物体受到浮力，本质是物体上下表面受到的液体压力差。 公式表达： 拓展：特殊情况的浮力判断 如果物体的下表面与容器底部紧密接触，中间没有液体渗入，那么物体下表面就不会受到液体向上的压力，此时，物体不受浮力。 生活实例：矗立在江水中的桥墩、陷在水底淤泥里的石块、粘在容器底部的蜡块，都不受浮力。 破除误区 ❌ 错误认知：只要物体浸在液体中，就一定会受到浮力。 ✅ 正确结论：只有物体同时受到液体向上的压力和向下的压力，且向上的压力大于向下的压力时，才会受到浮力；若物体下表面与容器底紧密贴合，无液体渗入，就不会受到浮力。 附件：实践练习 ( 1. 如图所示，马铃薯沉在水底，乒乓球浮在水面上。马铃薯和乒乓球哪个受到的浮力大？你是怎样判断的？ ) 答案：马铃薯受到的浮力大。判断依据：根据阿基米德原理，两者浸在同一种液体中，相同，马铃薯沉在水底，排开水的体积等于自身体积，远大于乒乓球排开水的体积，因此马铃薯受到的浮力更大。 2.体积为的球，浸没在水中时受到的浮力是多大？若将其浸没在密度为的酒精中，它受到的浮力是多大？（取） 解答： ① 统一单位：球的体积，球浸没在液体中时， ② 浸没在水中时的浮力： ③ 浸没在酒精中时的浮力： ( 3. 在薄塑料袋中装入大半袋水，用弹簧测力计测出它所受的重力。再将塑料袋浸入水中，观察浸入过程中弹簧测力计示数的变化。当塑料袋中的水面与容器中的水面相平时，弹簧测力计的示数是多少？由此你能得到什么结论？ ) 答：浸没在水中时受到的浮力为12N，浸没在酒精中时受到的浮力为9.6N。 答案：塑料袋浸入水中的过程中，弹簧测力计的示数逐渐变小；当塑料袋中的水面与容器中的水面相平时，弹簧测力计的示数为0。 结论：当塑料袋内外水面相平时，塑料袋排开水的体积等于袋内水的体积，根据阿基米德原理，袋内水受到的浮力等于排开水的重力，也就等于袋内水自身的重力，因此弹簧测力计的示数为0，再次验证了阿基米德原理的正确性。 ( — 1 — ) 学科网（北京）股份有限公司 $