10.1 浮力 讲义-2025-2026学年物理人教版八年级下册
2026-04-04
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摘要:
本讲义聚焦初中物理“浮力”核心知识点,系统梳理浮力的定义、方向及施力物体,通过称重法(F浮=G-F拉)构建测量方法,深入解析浮力产生的压力差原理(F浮=F上-F下),并探究其大小与排开液体体积、液体密度的关系,形成从概念理解到实验应用的递进式学习支架。
该资料以科学探究为主线,通过控制变量法实验设计(如探究浮力与深度、体积、密度关系)培养科学思维,结合各地期中期末真题例题强化物理观念,课中辅助教师开展实验教学,课后助力学生通过实例巩固知识,有效提升科学探究能力与问题解决能力。
内容正文:
10.1 浮力
1.知道浮力及浮力的方向,了解浮力产生的原因。(重点)
2.会用称重法测量物体所受浮力的大小。(重点)
3.能够实验探究浮力的大小跟哪些因素有关。(难点)
4.理解浮力产生的原因是上下表面压力差。(难点)
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆
01
02
新知探究
知识梳理1 长度的单位 2
知识梳理2 长度的测量 4
知识梳理3 时间的测量 10
知识梳理4 误差 8
知识梳理1 对浮力的理解
探究要点
1.定义:浸在液体(或气体)中的物体会受到向上的力,这个力叫做浮力。
2.浮力的施力物体是液体(或气体),方向是竖直向上。
3.浮力产生的原因:浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差即浮力F浮=F上–F下。
注意:若物体下部没有液体则物体不受浮力作用。例如插入河底淤泥中的木桩和已粘在杯底上的铁块都不受水的浮力。浸在气体中的物体也受到气体对它竖直向上的浮力,但一般情况下不考虑气体对物体的浮力。
【例1】(2025春•渝北区期中)关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浸在液体里的物体才受到浮力的作用,在空气中的物体不受浮力的作用
B.浮力的方向总是竖直向下的
C.浮力产生的原因是液体内部的压强随深度的增加而增大
D.浮力是由于液体(或气体)对物体向上和向下的压力差产生的
【例2】(2025春•长沙县期末)关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.浮力的施力物体只能是液体
B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.正在水中下沉的石头受到浮力的作用
D.只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
【例3】(2026•邵阳县二模)如图,一条小鱼在水中游动。下列能正确表示该小鱼所受浮力方向的是( )
A. B.
C. D.
【例4】(2025春•攸县期末)下列水中的物体没有受到浮力的是( )
A.水面戏水的鸭子 B.水中游弋的小鱼
C.水中大桥的桥墩 D.海底水草的叶子
【例5】(2025春•普兰店区期中)如图,盛水的烧杯放在水平桌面上,一个苹果漂浮在水面上。苹果受到的浮力的施力物体是( )
A.苹果 B.水 C.烧杯 D.桌面
知识梳理2 称重法测量浮力的大小
探究要点
如图所示,对浸在液体中的物体受力分析:物体受竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮、弹簧测力计对它竖直向上的拉力F拉,在这三个力的作用下,物体处于静止状态,因此有G=F浮+F拉,变形得F浮=G-F拉。
F1 F2
称重法测浮力:把物体挂在弹簧测力计上,记下弹簧测力计的示数为G,再把物体浸入液体中,记下弹簧测力计的示数F,则F浮=G–F拉。
【例1】(2025春•娄底期末)把一重为10N的铁块用细线系在弹簧测力计下浸没在水中,如图所示,静止时弹簧测力计的示数为8N,则铁块所受的浮力为( )
A.10N B.7N C.2N D.17N
【例2】(2025•绥滨县开学)将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙,静止时测力计示数分别是4N和3N,下列说法错误的是( )
A.石块的重力是4N
B.水对石块的浮力是3N
C.水对石块的浮力是1N
D.图乙中,石块受的力有重力、拉力和浮力
【例3】(2025春•盐山县期末)如图,将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙,静止时测力计示数分别是4N和3N,关于乙图的说法正确的是( )
A.水对石块的浮力是3N
B.手对弹簧测力计的拉力是3N
C.石块受的力有重力、拉力、浮力和水对它的压力
D.石块对弹簧测力计的拉力是3N
【例4】(2025•重庆校级开学)用弹簧测力计悬挂重为6.4N的圆柱体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图所示,则圆柱体所受浮力为 N;若此时圆柱体下表面所受水的压力为15N,则物体上表面所受水的压力是 N。
【例5】(2025春•安远县校级期末)浮力的测量:先在空气中用弹簧测力计测出物体的重力 ,再把物体浸在液体中读出弹簧测力计的示数F,则物体所受的浮力F浮= 。
知识梳理3 浮力产生的原因
探究要点
1.浮力的产生原因:浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或体)对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差即浮力F浮=F向上–F向下。
2.理解两种特殊情况下的浮力
(1)物体漂浮时的浮力(图甲):物体漂浮时,上表面不受液体压力,因此F浮= F向上。
(2)不受浮力的情况(图乙):浸在液体中的物体不一定都受到浮力的作用,当物体的下表面与容器底部(或河床等)紧密贴合时,液体对它没有向上的压力,即F向上=0 N,这时物体不受浮力的作用,如插入河床中的木桩、桥墩等。
【例1】(2025春•邓州市期中)在物理课上,老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内,往饮料瓶内注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止,如图所示,然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,这一实验说明了( )
A.液体压强与液体的密度有关
B.连通器的特点
C.浮力产生的原因
D.大气压的作用
【例2】(2025春•青羊区校级期中)如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.不受水的压力,受浮力
B.受到水的压力,不受浮力
C.既受水的压力,也受浮力
D.不受水的压力,也不受浮力
【例3】(2025春•兴宁市期末)如图所示,木块的上下表面受到水的压力分别为F1=3N,F2=5N,则木块受到的浮力大小( )
A.2N B.3N C.5N D.8N
【例4】(2025春•南岗区期末)如图所示:某物块浸没在水中时,下表面受到水的压力为2.3牛,上表面受到水的压力为1.5牛,则该物块受到水的浮力为
牛,方向为 。
【例5】(2025春•道里区校级期中)如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10N,上表面受到水向下的压力为4N,则物体下表面受到水向上的压力为 。
知识梳理4 探究浮力的大小与哪些因素有关
探究要点
实验目的
探究浮力大小与物体浸没在液化中的深度的关系
探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系
探究浮力大小与液体的密度的关系
实验图示
控制变量
物体浸入液体中的体积相同,液体密度相同,物体所处深度不同
液体密度相同,物体浸入液体的体积不同
物体浸在液体中的体积相同,液体密度不同
实验操作
(1)测出物体的重力G;(2)将物体浸没在同一液体中不同深度,分别读出弹簧测力计的示数F1,F2
(1)测出物体的重力G;(2)将物体浸在同一液体中,改变物体浸入液体的体积,分别读出弹簧测力计的示数F1、F2
(1)测出物体的重力G;(2)将物体浸没在不同液体中,并记录弹簧测力计的读数 F1、F2
实验现象
乙、丙两种情况,弹簧测力计的读数相同,即F1=F2
乙、丙两种情况,弹簧测力计的读数不同,且F1>F2
乙、丙两种情况,弹簧测力计的读数不同,且F1>F2
实验分析
根据F浮=G-F可知,两种情况下物体所受浮力相等
根据F浮=G-F可知,两种情况下物体所受浮力不相等,且F浮1<F浮2
根据F浮=G-F可知,两种情况下物体所受浮力不相等,且 F浮1<F浮2
实验结论
浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关
浮力大小跟物体浸在液体中的体积(排开液体的体积)有关,液体密度相同时,物体浸在液体中的体积越大,物体所受的浮力越大
浮力大小跟液体的密度有关,物体浸在液体中的体积(排开液体的体积)相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力就越大
注意事项
(1)实验时,容器内的液体体积要适量,以能浸没物体又不溢出液体为准;
(2)在探究过程中,要沿竖直方向拉弹簧测力计,并且物体不能与容器的底部和侧壁接触;
(3)读数时,等弹簧测力计的示数稳定后再读。
【例1】(2026•惠山区一模)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用同一实心金属块按图示的步骤进行操作。根据图中现象,他可以得出的结论是( )
A.浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关
B.浮力大小与排开液体的重力有关
C.浮力大小与液体的密度有关
D.浮力大小与物体的密度有关
【例2】(2025春•徐州期末)图中的实验操作中,可探究“浮力的大小与液体深度无关”的操作是( )
A.①②③ B.①③⑤ C.③④⑤ D.①③④
【例3】(2025春•大通区期末)某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验,如图是其中的一次实验情景。根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( )
A.探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系
B.探究物体所受浮力的大小跟排开液体体积的关系
C.探究物体所受浮力大小与液体密度的关系
D.探究阿基米德原理F浮=G排
【例4】(2025春•徐州期末)如图所示,在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验中。将物体逐渐浸入水中,弹簧测力计的示数逐渐变 ,这说明物体受到的浮力和 有关,浸没时物体受到的浮力为 N。
【例5】(2025春•皇姑区校级期中)小陈用一块柱形合金材料在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验时,将该合金块标注成4等份,进行了如图所示的实验。
(1)如图的③所示,此时合金块有两格浸入水中,合金块所受的浮力F浮=
N;
(2)根据图的①②③④可以得出的初步结论是:当液体密度一定时,物体所受浮力大小与 有关;
(3)根据如图的①④⑤可知浮力大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)完成以上实验之后,小陈又觉得“浮力的大小可能与物体的形状有关”,为了验证自己的观点他进行了以下实验操作:
①将铁片系在弹簧测力计的挂钩上,测出铁片重力;
②将铁片浸没在水中,读出弹簧测力计示数;
③将铁片弯成“碗状”再放入水中,铁片漂浮在水面上;
通过分析数据小陈发现步骤②中铁片受到的浮力小于步骤③中铁片受到的浮力,于是小陈得出结论;物体受到浮力的大小与其形状有关。
请分析小陈得出这个错误结论的原因: ,请你写出③正确的操作: 。
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10.1 浮力
1.知道浮力及浮力的方向,了解浮力产生的原因。(重点)
2.会用称重法测量物体所受浮力的大小。(重点)
3.能够实验探究浮力的大小跟哪些因素有关。(难点)
4.理解浮力产生的原因是上下表面压力差。(难点)
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆
01
02
新知探究
知识梳理1 长度的单位 2
知识梳理2 长度的测量 4
知识梳理3 时间的测量 10
知识梳理4 误差 15
知识梳理1 对浮力的理解
探究要点
1.定义:浸在液体(或气体)中的物体会受到向上的力,这个力叫做浮力。
2.浮力的施力物体是液体(或气体),方向是竖直向上。
3.浮力产生的原因:浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差即浮力F浮=F上–F下。
注意:若物体下部没有液体则物体不受浮力作用。例如插入河底淤泥中的木桩和已粘在杯底上的铁块都不受水的浮力。浸在气体中的物体也受到气体对它竖直向上的浮力,但一般情况下不考虑气体对物体的浮力。
【例1】(2025春•渝北区期中)关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浸在液体里的物体才受到浮力的作用,在空气中的物体不受浮力的作用
B.浮力的方向总是竖直向下的
C.浮力产生的原因是液体内部的压强随深度的增加而增大
D.浮力是由于液体(或气体)对物体向上和向下的压力差产生的
【答案】D
【分析】(1)浸入液体和气体中的物体都受到浮力的作用;
(2)浮力的方向总是竖直向上的;
(3)浸入液体中物体所受的浮力大小等于浸入液体中物体的上下表面的压力差,所以浮力是浸入液体中的物体下表面所受的液体压力减去上表面所受液体的压力。
【解答】解:A、浸入液体和气体中的物体都受到浮力的作用,故A错误;
B、浮力的方向总是竖直向上的,故B错误;
CD、浸入液体中物体所受的浮力大小等于浸入液体中物体的上下表面的压力差,所以浮力是浸入液体中的物体下表面所受的液体压力减去上表面所受液体的压力,即受到液体向上的压力大于向下的压力,故C错误,D正确;
故选:D。
【点评】知道浮力的方向、浮力的产生原因等知识点是解决该题的关键。
【例2】(2025春•长沙县期末)关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.浮力的施力物体只能是液体
B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.正在水中下沉的石头受到浮力的作用
D.只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
【答案】C
【分析】(1)浸在液体(或气体)中的物体都受到液体(或气体)产生的向上托的力,即受浮力作用。
(2)浮力方向总是竖直向上的。
【解答】解:A、物体浸在空气中也会受到浮力的作用,故A错误;
B、浮力方向是竖直向上的,故B错误;
CD、浸在液体中的物体会受到液体产生的向上托的力,即受浮力作用,漂浮的物体受浮力,下沉的物体也受浮力,故C正确,D错误。
故选:C。
【例3】(2026•邵阳县二模)如图,一条小鱼在水中游动。下列能正确表示该小鱼所受浮力方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】浸在水中的物体,受到水施加的竖直向上的浮力。
【解答】解:浸在水中的物体受到水的浮力,浮力的方向总是竖直向上,物体在水中受到的浮力施力物体是水,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查学生对浮力知识的理解和掌握,属基本知识的考查,是我们学习浮力的基础。
【例4】(2025春•攸县期末)下列水中的物体没有受到浮力的是( )
A.水面戏水的鸭子 B.水中游弋的小鱼
C.水中大桥的桥墩 D.海底水草的叶子
【答案】C
【分析】浸没在液体或空气中的物体,液体或气体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力。
【解答】解:ABD中的物体浸在液体中,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力。故ABD选择中的物体均受浮力作用;
C中的桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用。
故选:C。
【点评】本题考查浮力的产生,应从浮力产生的原因上进行分析找出浮力的方向。
【例5】(2025春•普兰店区期中)如图,盛水的烧杯放在水平桌面上,一个苹果漂浮在水面上。苹果受到的浮力的施力物体是( )
A.苹果 B.水 C.烧杯 D.桌面
【答案】B
【分析】浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差,就是液体或气体对物体的浮力。
【解答】解:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差,就是液体或气体对物体的浮力,
苹果漂浮在水面上时,浮力的施力物体是苹果周围的水,故B正确,ACD错误。
故选:B。
知识梳理2 称重法测量浮力的大小
探究要点
如图所示,对浸在液体中的物体受力分析:物体受竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮、弹簧测力计对它竖直向上的拉力F拉,在这三个力的作用下,物体处于静止状态,因此有G=F浮+F拉,变形得F浮=G-F拉。
F1 F2
称重法测浮力:把物体挂在弹簧测力计上,记下弹簧测力计的示数为G,再把物体浸入液体中,记下弹簧测力计的示数F,则F浮=G–F拉。
【例1】(2025春•娄底期末)把一重为10N的铁块用细线系在弹簧测力计下浸没在水中,如图所示,静止时弹簧测力计的示数为8N,则铁块所受的浮力为( )
A.10N B.7N C.2N D.17N
【答案】C
【分析】对物体浸没在水中会受力分析,利用称重法测浮力解决问题。
【解答】解:对物体受力分析,物体在水中受到重力,拉力和浮力,则F浮=G﹣F示=10N﹣8N=2N。
故选:C。
【点评】此题主要考查学生能利用称重法解决相关的物理问题,是一道基础题。
【例2】(2025•绥滨县开学)将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙,静止时测力计示数分别是4N和3N,下列说法错误的是( )
A.石块的重力是4N
B.水对石块的浮力是3N
C.水对石块的浮力是1N
D.图乙中,石块受的力有重力、拉力和浮力
【答案】B
【分析】(1)空气中弹簧测力计的示数等于重力;
(2)物体受到的浮力等于物体的重力和物体浸没在水中弹簧测力计的示数之差,根据F浮=G﹣F示求出物体所受浮力;
(2)根据物体受力分析解答。
【解答】解:A、甲图空气中谈话测量的示数等于重力,为4N,故A正确;
BCD、而图乙中,石块受到水的浮力、弹簧测力计的拉力和自身的重力,则由力的平衡条件可得水对石块的浮力为F浮=G﹣F拉=4N﹣3N=1N,故CD正确,B错误。
故选:B。
【点评】本题考查受力分析与称重法测量浮力,属于中档题。
【例3】(2025春•盐山县期末)如图,将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙,静止时测力计示数分别是4N和3N,关于乙图的说法正确的是( )
A.水对石块的浮力是3N
B.手对弹簧测力计的拉力是3N
C.石块受的力有重力、拉力、浮力和水对它的压力
D.石块对弹簧测力计的拉力是3N
【答案】D
【分析】(1)物体受到的浮力等于物体的重力和物体浸没在水中弹簧测力计的示数之差,根据F浮=G﹣F示求出物体所受浮力;
(2)根据弹簧测力计受力分析
(3)物体所受浮力的大小等于液体对物体下表面和上表面的压力差;
(4)根据弹簧测力计的示数分析。
【解答】解:A、石块的重力为4N,浸没在水中,弹簧测力计的示数是3N,所以石块受到的浮力:F浮=G﹣F示=4N﹣3N=1N,故A错误;
B、手对弹簧测力计的拉力等于弹簧测力计的重力加上物体对弹簧测力计的拉力,故手对弹簧测力计的拉力大于弹簧测力计的示数3N,故B错误;
C、分析可知,石块受的力有重力、拉力和浮力,故C错误;
D、弹簧测力计的示数是3N显示的石块对弹簧测力计的拉力,为3N,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查浮力的大小计算、力的合成与应用,属于中档题。
【例4】(2025•重庆校级开学)用弹簧测力计悬挂重为6.4N的圆柱体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图所示,则圆柱体所受浮力为 N;若此时圆柱体下表面所受水的压力为15N,则物体上表面所受水的压力是 N。
【答案】3;12。
【分析】计算浮力的两种常用方法:压力差法和弹簧测力计称量法。
浮力产生的根本原因是浸在液体中的物体的上下表面所产生的压力差。
【解答】解:根据弹簧测力计称量法,浸没在水中的物体受到的浮力为:
F浮=G﹣F示=6.4N﹣3.4N=3N。
浮力产生的原因是物体在水中上、下表面所产生的压力差,即:F浮=F下﹣F上;所以物体上表面所受水的压力是:F上=F下﹣F浮=15N﹣3N=12N。
故答案为:3;12。
【点评】本题考查的是浮力产生的原因;会根据压力差法和弹簧测力计称量法计算浮力的大小。
【例5】(2025春•安远县校级期末)浮力的测量:先在空气中用弹簧测力计测出物体的重力 ,再把物体浸在液体中读出弹簧测力计的示数F,则物体所受的浮力F浮= 。
【答案】G;G﹣F。
【分析】根据称重法测浮力分析。
【解答】解:物体浸在液体中静止时,受到竖直向上的浮力、弹簧测力计向上的拉力以及竖直向下的重力,则物体所受的浮力F浮=G﹣F。
故答案为:G;G﹣F。
知识梳理3 浮力产生的原因
探究要点
1.浮力的产生原因:浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或体)对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差即浮力F浮=F向上–F向下。
2.理解两种特殊情况下的浮力
(1)物体漂浮时的浮力(图甲):物体漂浮时,上表面不受液体压力,因此F浮= F向上。
(2)不受浮力的情况(图乙):浸在液体中的物体不一定都受到浮力的作用,当物体的下表面与容器底部(或河床等)紧密贴合时,液体对它没有向上的压力,即F向上=0 N,这时物体不受浮力的作用,如插入河床中的木桩、桥墩等。
【例1】(2025春•邓州市期中)在物理课上,老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内,往饮料瓶内注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止,如图所示,然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,这一实验说明了( )
A.液体压强与液体的密度有关
B.连通器的特点
C.浮力产生的原因
D.大气压的作用
【答案】C
【分析】浮力是由于物体在液体中所受到的上下表面的压力差产生的。
【解答】解:A.实验中只有水,不能探究液体压强与液体密度的关系,故A不符合题意;
B.图中装置不符合连通器的定义,该实验不能说明连通器的特点,故B不符合题意;
C.把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内,往饮料瓶内注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止,小球下方没有水,因此小球不受浮力的作用,用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,乒乓球下方有水,受到水的压力,上下表面压力差产生浮力,故C符合题意;
D.实验探究浮力产生的原因,与大气压无关,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了浮力产生的原因,属于基础题。
【例2】(2025春•青羊区校级期中)如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.不受水的压力,受浮力
B.受到水的压力,不受浮力
C.既受水的压力,也受浮力
D.不受水的压力,也不受浮力
【答案】B
【分析】浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力(适用于气体和液体),浮力的方向总是竖直向上的。
【解答】解:洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力。
故选:B。
【点评】本题考查了浮力产生的原因,属于基础题。
【例3】(2025春•兴宁市期末)如图所示,木块的上下表面受到水的压力分别为F1=3N,F2=5N,则木块受到的浮力大小( )
A.2N B.3N C.5N D.8N
【答案】A
【分析】根据浮力产生的原因:物体所受浮力的大小等于物体下表面受到的压力与上表面受到的压力之差进行计算。
【解答】解:已知:F1=3N,F2=5N,木块受到水的浮力大小等于物体下表面受到的压力与上表面受到的压力之差:F浮=F2﹣F1=5N﹣3N=2N。
故选:A。
【点评】本题考查了浮力大小的计算,关键是学生对浮力产生原因的理解和掌握。
【例4】(2025春•南岗区期末)如图所示:某物块浸没在水中时,下表面受到水的压力为2.3牛,上表面受到水的压力为1.5牛,则该物块受到水的浮力为
牛,方向为 。
【答案】0.8;竖直向上
【分析】从浮力产生的原因来考虑,利用公式F浮=F下表面﹣F上表面计算浮力的大小,浮力方向竖直向上。
【解答】解:∵F下表面=2.3N,F上表面=1.5N,
∴F浮=F下表面﹣F上表面=2.3N﹣1.5N=0.8N,
方向竖直向上。
故答案为:0.8;竖直向上。
【点评】本题考查了利用浮力产生的原因来计算浮力的大小,并可以利用其公式变形F下表面=F浮+F上表面计算压力的大小。
【例5】(2025春•道里区校级期中)如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10N,上表面受到水向下的压力为4N,则物体下表面受到水向上的压力为 。
【答案】14N。
【分析】浮力的产生原因是因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力,大小等于上下表面受到的压力之差。
【解答】解:由题意可知,物体受到的浮力F浮=10N,
上表面受到水向下的压力F向下=4N,
由浮力产生的原因可得:F浮=F向上﹣F向下,
则物体下表面受到水向上的压力为:
F向上=F浮+F向下=10N+4N=14N。
故答案为:14N。
【点评】本题考查了对浮力产生原因的应用,浮力大小等于上下表面所受的压力之差。
知识梳理4 探究浮力的大小与哪些因素有关
探究要点
实验目的
探究浮力大小与物体浸没在液化中的深度的关系
探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系
探究浮力大小与液体的密度的关系
实验图示
控制变量
物体浸入液体中的体积相同,液体密度相同,物体所处深度不同
液体密度相同,物体浸入液体的体积不同
物体浸在液体中的体积相同,液体密度不同
实验操作
(1)测出物体的重力G;(2)将物体浸没在同一液体中不同深度,分别读出弹簧测力计的示数F1,F2
(1)测出物体的重力G;(2)将物体浸在同一液体中,改变物体浸入液体的体积,分别读出弹簧测力计的示数F1、F2
(1)测出物体的重力G;(2)将物体浸没在不同液体中,并记录弹簧测力计的读数 F1、F2
实验现象
乙、丙两种情况,弹簧测力计的读数相同,即F1=F2
乙、丙两种情况,弹簧测力计的读数不同,且F1>F2
乙、丙两种情况,弹簧测力计的读数不同,且F1>F2
实验分析
根据F浮=G-F可知,两种情况下物体所受浮力相等
根据F浮=G-F可知,两种情况下物体所受浮力不相等,且F浮1<F浮2
根据F浮=G-F可知,两种情况下物体所受浮力不相等,且 F浮1<F浮2
实验结论
浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关
浮力大小跟物体浸在液体中的体积(排开液体的体积)有关,液体密度相同时,物体浸在液体中的体积越大,物体所受的浮力越大
浮力大小跟液体的密度有关,物体浸在液体中的体积(排开液体的体积)相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力就越大
注意事项
(1)实验时,容器内的液体体积要适量,以能浸没物体又不溢出液体为准;
(2)在探究过程中,要沿竖直方向拉弹簧测力计,并且物体不能与容器的底部和侧壁接触;
(3)读数时,等弹簧测力计的示数稳定后再读。
【例1】(2026•惠山区一模)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用同一实心金属块按图示的步骤进行操作。根据图中现象,他可以得出的结论是( )
A.浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关
B.浮力大小与排开液体的重力有关
C.浮力大小与液体的密度有关
D.浮力大小与物体的密度有关
【答案】C
【分析】先看实验操作:浮力与深度无关,同一金属块分别浸没在水和浓盐水中,排开液体的体积相同,只有液体的密度不同。从图中能看到,金属块在浓盐水中时弹簧测力计的示数更小,说明排开液体的体积不变时,液体的密度越大,受到的浮力更大。
【解答】解:A、实验中排开液体的体积相同,液体的密度、深度不同,所以不能得出浮力与深度有关的结论,故A错误。
B、实验中金属块排开液体的体积相同,没有改变排开液体的体积,所以不能得出浮力与排开液体的重力有关的结论,故B错误。
C、实验中排开液体的体积相同,液体密度不同,浮力不同,说明浮力大小与液体的密度有关,故C正确。
D、实验中金属块的密度不变,没有改变物体密度变量,所以不能得出浮力与物体密度有关的结论,故D错误。
故选:C。
【点评】本题探究浮力大小与液体密度的关系实验,利用控制变量法分析。
【例2】(2025春•徐州期末)图中的实验操作中,可探究“浮力的大小与液体深度无关”的操作是( )
A.①②③ B.①③⑤ C.③④⑤ D.①③④
【答案】D
【分析】根据控制变量法进行分析。
【解答】解:探究浮力的大小与液体深度的关系,需控制液体密度和排开液体体积相同,故选①③④三次实验,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题考查浮力的影响因素,利用控制变量法是关键。
【例3】(2025春•大通区期末)某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验,如图是其中的一次实验情景。根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( )
A.探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系
B.探究物体所受浮力的大小跟排开液体体积的关系
C.探究物体所受浮力大小与液体密度的关系
D.探究阿基米德原理F浮=G排
【答案】C
【分析】根据控制变量法进行分析。
【解答】解:如图所示,物体排开液体体积相同,深度相同,液体密度不同,故探究的是物体所受浮力大小与液体密度的关系,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】灵活运转控制变量法是解题关键。
【例4】(2025春•徐州期末)如图所示,在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验中。将物体逐渐浸入水中,弹簧测力计的示数逐渐变 ,这说明物体受到的浮力和 有关,浸没时物体受到的浮力为 N。
【答案】小;排开液体的体积;0.5。
【分析】将物体逐渐浸入水中,弹簧测力计的示数逐渐变小,这说明物体受到的浮力和排开液体的体积有关,根据称重法可知浸没时物体受到的浮力。
【解答】解:将物体逐渐浸入水中,弹簧测力计的示数逐渐变小,这说明物体受到的浮力和排开液体的体积有关,根据称重法可知浸没时物体受到的浮力为F浮=G﹣F=3N﹣2.5N=0.5N。
故答案为:小;排开液体的体积;0.5。
【点评】本题考查浮力的计算,是一道综合题。
【例5】(2025春•皇姑区校级期中)小陈用一块柱形合金材料在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验时,将该合金块标注成4等份,进行了如图所示的实验。
(1)如图的③所示,此时合金块有两格浸入水中,合金块所受的浮力F浮=
N;
(2)根据图的①②③④可以得出的初步结论是:当液体密度一定时,物体所受浮力大小与 有关;
(3)根据如图的①④⑤可知浮力大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)完成以上实验之后,小陈又觉得“浮力的大小可能与物体的形状有关”,为了验证自己的观点他进行了以下实验操作:
①将铁片系在弹簧测力计的挂钩上,测出铁片重力;
②将铁片浸没在水中,读出弹簧测力计示数;
③将铁片弯成“碗状”再放入水中,铁片漂浮在水面上;
通过分析数据小陈发现步骤②中铁片受到的浮力小于步骤③中铁片受到的浮力,于是小陈得出结论;物体受到浮力的大小与其形状有关。
请分析小陈得出这个错误结论的原因: ,请你写出③正确的操作: 。
【答案】(1)0.2;(2)物体排开液体的体积;(3)无关;(4)没有控制铁块浸入水中的体积不变;将弯成“碗状”的铁片浸没水中,读出弹簧测力计示数。
【分析】(1)根据称重法求浮力。
(2)当液体密度一定时,物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)利用控制变量法分析。
(4)根据排开液体的体积分析,根据控制变量法分析解答。
【解答】解:(1)由图①可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的指针位于4N以下第8个刻度,示数为4.8N,即合金块的重力为4.8N;由图③知,合金块所受的浮力为F浮=G﹣F3=4.8N﹣4.6N=0.2N。
(2)由图①②③④所示实验可知液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,且物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法知浮力越大,所以可以得出的初步结论是:当液体密度一定时,物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)由图①④⑤所示实验可知液体的密度相同,物体排开液体的体积相同,物体浸没的在液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法知浮力相同,所以得出的初步结论是:浮力大小与物体浸没的深度无关。
(4)实验中改变了铁块的形状与排开水的体积,根据控制变量法,实验过程中没有控制排开液体的体积相等,导致结论出错;实验中应将弯成“碗状”铁片浸没水中,使两铁片排开水的体积相等。
故答案为:(1)0.2;(2)物体排开液体的体积;(3)无关;(4)没有控制铁块浸入水中的体积不变;将弯成“碗状”的铁片浸没水中,读出弹簧测力计示数。
【点评】本题探究影响浮力大小的因素实验,利用控制变量法分析。
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