八年級(jí)物理專(zhuān)題_浮力_教科版_知識(shí)精講

1、1. 正確理解阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力、浮力的大小等于物體排開(kāi)的液體受到的重力，這就是阿基米德原理，其數(shù)學(xué)表達(dá)式是：F浮G排液gV排。對(duì)阿基米德原理及其公式的理解，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）浮力的大小由液體密度液和排開(kāi)液體的體積V排兩個(gè)因素決定。浮力大小與物體自身的重力、物體的體積、物體的密度及物體的形狀無(wú)關(guān)。浸沒(méi)在液體中的物體受到的浮力不隨深度的變化而改變。（2）阿基米德原理對(duì)浸沒(méi)或部分浸在液體中的物體都適用。（3）當(dāng)物體浸沒(méi)在液體中時(shí)，V排V物，當(dāng)物體部分浸在液體中時(shí)，V排V物，（V物V排V露）。當(dāng)液體密度液一定時(shí)，V排越大，浮力也越大。（4）阿基米德原理也適用于氣體，

2、其計(jì)算公式是：F浮氣gV排。2. 如何判斷物體的浮沉：判斷物體浮沉的方法有兩種：（1）受力比較法：浸沒(méi)在液體中的物體受到重力和浮力的作用。F浮>G物，物體上浮-漂浮- F浮G物；F浮<G物，物體下沉-沉底- F浮+ F支=G物；F浮=G物，物體懸?。唬?）密度比較法：浸沒(méi)在液體中的物體，只要比較物體的密度物和液體的密度液的大小，就可以判斷物體的浮沉。液>物，物體上浮；液<物，物體下沉；液物，物體懸?。粚?duì)于質(zhì)量分布不均勻的物體，如空心球，求出物體的平均密度，也可以用比較密度的方法來(lái)判斷物體的浮沉。3. 正確理解漂浮條件：漂浮問(wèn)題是浮力問(wèn)題的重要組成部分，解決浮力問(wèn)題的關(guān)鍵

3、是理解物體的漂浮條件F浮G物。（1）F浮液gV排， G物物gV物，又F浮G物（漂浮條件）液gV排物gV物，由物體漂浮時(shí)V排V物可得液>物，即物體的密度小于液體密度時(shí)，物體將浮在液面上。此時(shí)，V物V排V露。（2）根據(jù)漂浮條件F浮G物，得：液gV排物gV物，液V排物V物同一物體在不同液體中漂浮時(shí)，物、V物不變；物體排開(kāi)液體的體積V排與液體的密度液成反比。液越大，V排反而越小。4. 計(jì)算浮力的一般方法：浮力問(wèn)題是密度、壓強(qiáng)、力的平衡以及阿基米德原理，物體的浮沉條件等多方面知識(shí)的綜合應(yīng)用。涉及的概念多、規(guī)律多，知識(shí)的綜合性強(qiáng)，所以在解有關(guān)浮力問(wèn)題時(shí)，要注意歸納解題方法，明確解題的思路和步驟。計(jì)算

4、浮力的方法一般歸納為以下四種：定義法：根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因，浮力F浮F向上F向下表面壓力差，一般用于已知物體在液體中的深度，且形狀規(guī)則的物體。 公式法：應(yīng)用阿基米德定律的公式。值得注意的是式中的V是物體被液體包圍的體積或浸沒(méi)的體積，當(dāng)物體浸沒(méi)液體中時(shí)，V排V物，當(dāng)物體部分浸在液體中時(shí)，V排<V物。而不是液體體積也不是物體體積，計(jì)算時(shí)要已知液和V排。平衡法：只要物體在液體或氣體中靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，若只受重力或浮力作用，那么必有浮力等于重力。如物體在液體表面漂浮、在液體中懸浮或在液體中勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)等。示數(shù)差法：一個(gè)物體在空中掛在彈簧秤下彈簧秤示數(shù)為G，若將該物體浸沒(méi)在液體

5、中時(shí)彈簧秤的示數(shù)為F'，則物體在液體中浸沒(méi)時(shí)受的浮力為F浮=GF'。 運(yùn)用上述方法求浮力時(shí)，要明確它們的適用范圍，弄清已知條件，不可亂套公式。5. 浮力綜合題的一般解題步驟：浮力問(wèn)題涉及到密度、壓強(qiáng)、受力分析、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，容易出現(xiàn)綜合試題。（1）明確研究對(duì)象，判斷它所處的狀態(tài)。當(dāng)物體浸沒(méi)時(shí)，V排V物當(dāng)物體漂浮時(shí)， V排V露V物（2）分析研究對(duì)象的受力情況，畫(huà)出力的示意圖，在圖中標(biāo)出已知力的符號(hào)、量值和未知力的符號(hào)。（3）根據(jù)力的平衡原理列方程，代入公式、數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，得出結(jié)果?！镜湫屠}】例1. 彈簧秤下掛一鐵塊，靜止時(shí)彈簧秤的示數(shù)是4N，將鐵塊一半浸入水中時(shí)，彈簧秤的示數(shù)

6、為3.5N，這時(shí)鐵塊所受的浮力是_N。解：F浮G鐵F拉4N3.5N0.5N正確答案：浮力是0.5牛?？键c(diǎn)分析：本題屬于浮力問(wèn)題中的一種常見(jiàn)題型，已知物體在空氣中的重G物和物體浸入液體中彈簧秤示數(shù)F拉，就可以用F浮G鐵F拉求浮力的大小。這是同一直線(xiàn)上三力平衡的問(wèn)題。例2. 邊長(zhǎng)為0.2m的正方體鐵塊浸沒(méi)在水中，上表面距水面0.1m，求水對(duì)它的浮力是多大？（g取10N/kg）分析與解：浮力的產(chǎn)生原因是液體對(duì)物體向上和向下的壓力之差：即F浮G向上F向下，其中F向上是液體對(duì)物體下表面的向上的壓力，它等于液體對(duì)物體下表面向上的壓強(qiáng)p向上與正方體底面積S的乘積，即：F向上p向上·S。F向下是液體

7、對(duì)物體上表面的向下的壓力，它等于液體對(duì)物體上表面向下的壓強(qiáng)p向下與正方體上表面面積的乘積，即F向下p向下·S。本題已知正方體邊長(zhǎng)為0.2m，則它上、下表面的面積S0.2m×0.2m0.04m2。由pgh可知：p向上水gh下表面其中下表面深度：h下表面0.1m0.2m0.3mp向下水gh上表面其中上表面深度h上表面0.1m將以上數(shù)據(jù)代入F浮G向上F向下即可求出浮力。解：F浮F向上F向下p向上Sp向下·S(p向上 p向下) ·S水g·S(h下表面h上表面)1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)2×

8、;(0.1m0.2m0.1m)80N正確答案：水對(duì)正方體的浮力是80牛。例3. 將體積相同的木球A，塑料球B，銅球C都浸沒(méi)在水中，如圖所示，則（）A. A球受的浮力最大 B. B球受的浮力最大C. C球受的浮力最小 D. 三個(gè)球所受的浮力大小相同分析與解：根據(jù)阿基米德原理的表達(dá)式F浮液gV排可知，浮力F浮的大小只與液體密度液和物體排開(kāi)液體的體積V排有關(guān)。根據(jù)題意：A、B、C三個(gè)球的體積相同，它們都浸沒(méi)在水中，即液、V排都相同。答案：正確的選項(xiàng)是D。例4. 將體積是50cm3的物體浸沒(méi)在水中，它受到的浮力多大？若此物體有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大？（煤油0.8×103kg/m3，

9、g取10N/kg）分析與解：（1）物體浸沒(méi)水中時(shí)，V排V物50×106m3F浮水gV排1.0×103kg/m3×10N/kg×50×106m30.5N（2）物體一半浸在煤油中：V排'V物25×106m3F浮'煤油gV排'0.8×103kg/m3×10N/kg×25×106m30.2N答：物體浸沒(méi)水中時(shí)，受到的浮力是0.5牛；當(dāng)物體一半浸入煤油中時(shí)，受到的浮力是0.2牛。例5. 把質(zhì)量是200g的塑料塊放入水中，靜止時(shí)塑料塊有一半露出水面。（g取10N/kg）求：（1）塑料

10、塊在水中受到的浮力？（2）塑料塊的體積和密度？解：（1）塑料塊是漂浮在水面上由漂浮條件可知塑料塊所受的浮力F浮G塑料m塑料g200×103kg×10N/kg2N（2）因?yàn)樗芰蠅K有一半浸入水中，即V排V塑料所以F浮水gV排2N1.0×103kg/m3×10N/kg×V塑料V塑料4×104m3400cm3塑料0.5g/cm3例6. 重10N，體積為0.8dm3的物體浸沒(méi)在水中，如果它只受浮力和重力兩個(gè)力的作用，問(wèn)：此物體是上浮、下沉還是懸浮？（g取10N/kg）分析與解：因?yàn)槲矬w浸沒(méi)在水中，V排V物0.8×103m3所以F浮水g

11、V排1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8×103m38N因?yàn)?N<10N，即F浮<G物所以物體在水中將下沉。例7. 畫(huà)出物體A的受力分析示意圖。（A都在水中）分析與解：圖（甲）中物體A受到豎直方向上三個(gè)力的作用，其中重力G豎直向下，拉力F和浮力F浮兩個(gè)力都是豎直向上，如圖所示。乙圖中物體A受豎直向上的浮力F浮，豎直向下的重力G和繩的拉力F，如圖所示。丙圖中物體A受到的豎直向上的浮力F浮，豎直向下的重力G和B對(duì)A豎直向下的壓力FB如圖所示。例8. 一木塊在水中靜止時(shí)，有13.5cm3的體積露出水面，若將體積為5cm的金屬塊放在木塊上，

12、木塊剛好全部浸在水中，求：金屬塊密度？解析：這是兩個(gè)不同狀態(tài)下的浮力問(wèn)題，分析步驟是：（1）確定木塊為研究對(duì)象，第一個(gè)狀態(tài)是木塊漂浮在水面，第二個(gè)狀態(tài)是木塊浸沒(méi)水中，金屬塊與木塊作為整體漂浮在水面。（2）分析木塊受力，畫(huà)出力的示意圖。（3）根據(jù)力的平衡原理列方程求解：甲圖中：F浮G木(1)乙圖中：F浮'G木G金(2)(2)式(1)式得：F浮' F浮 G金代入公式后得：水gV木水g（V木V露）金gV金水V露金V金金V露水/V金13.5×1.0×103kg/5m32.7×103kg/m3答案：金屬塊的密度是2.7×103kg/m3。解法二：木

13、塊增大的浮力等于金屬塊重，即F浮G金，代入公式：水gV排金gV金其中V排13.5cm3，（它等于沒(méi)有放上金屬塊時(shí)木塊露出水面的體積。）代入數(shù)據(jù)后：1.0g/cm3×13.5cm3金×5cm3金2.7g/cm32.7×103kg/m3【模擬試題】（答題時(shí)間：30分鐘）一. 填空題1. 將一物體掛在彈簧秤下，示數(shù)是1.96N，若把它浸沒(méi)水中時(shí)，彈簧秤示數(shù)是1.47N，則物體的體積是_m3，物體的密度是_kg/m3。2. 質(zhì)量相等的木塊和冰塊漂浮在水中（木0.6×103kg/m3，冰0.9×103/m3，）則木塊受到的浮力_冰塊受到的浮力，木塊排開(kāi)水

14、的體積_冰塊排開(kāi)水的體積。（填“大于”“等于”或“小于”）3. 某物體浸沒(méi)水中時(shí)，彈簧秤的示數(shù)是它在空氣中稱(chēng)時(shí)的4/5，則物體的密度是_kg/m3。4. 在彈簧秤下掛一個(gè)密度為3×103kg/m3的物體，當(dāng)物體浸沒(méi)水中時(shí)，彈簧秤示數(shù)是98N，當(dāng)物體浸沒(méi)在另一種液體中時(shí)，彈簧秤示數(shù)是58.8N，求這種液體的密度是_kg/m3。5. 將鐵塊浸在水銀中，當(dāng)它靜止時(shí)排開(kāi)水銀的體積是它總體積的_?（鐵7.9×103kg/m3，水銀13.6×103/m3）6. 彈簧秤下掛一物體，靜止時(shí)彈簧秤的示數(shù)是10N，將物體逐漸浸入水中，彈簧秤的示數(shù)將_，若物體浸入水中一半時(shí)，彈簧秤的示

15、數(shù)為6N，這時(shí)物體受到的浮力是_N。7. 重10N的物體漂浮在水中時(shí)，所受的浮力是_N，用豎直向下的力F將物體全部壓入水中，當(dāng)物體靜止不動(dòng)時(shí)，所受的浮力是14N，求壓力F_N。8. 邊長(zhǎng)0.2m的正方體物塊，它的體積是_m3，物塊每個(gè)正方形表面積是_m2，將物塊浸沒(méi)在水中如圖，它上表面受到水向下的壓力為20N，則上表面受水的壓強(qiáng)是_Pa，上表面在水中的深度是_m，下表面受到水的壓強(qiáng)是_Pa，下表面受到水向上的壓力是_N。物塊受到水的浮力是_N。二. 判斷題（1）物體在水中受浮力，在酒精中不受浮力（）（2）物體在空氣中也受浮力作用（）（3）石塊在水中下沉，它不受浮力（）（4）體積大的石塊和體積小

16、的木塊同時(shí)放入水中，石塊所受的浮力比木塊所受 浮力大（）（5）同一鐵塊，分別浸沒(méi)在水和煤油中，它們受到的浮力一樣大（）（6）一個(gè)鐵塊，浸入水中一半比全部浸入水中時(shí)受到的浮力?。ǎ┤? 計(jì)算題1. 一鐵塊質(zhì)量為158g，求：（1）鐵塊的體積多大？（鐵7.9g/cm3）（2）當(dāng)鐵塊全部浸入水中時(shí)，所受水的浮力多大？（g取10N/kg）2. 一個(gè)木塊的體積是150cm3，放入煤油中漂浮，靜止時(shí)有3/5體積浸在煤油中。（g取10N/kg，煤油的密度是0.8×103kg/m3）求：（1）木塊漂浮時(shí)受到的浮力？（2）木塊的重力？（3）木塊的密度？（4）木塊全部浸入煤油中受多大浮力？（5）至少用多

17、大壓力可使木塊全部浸入煤油中？【試題答案】一. 填空題1. 0.5×10-4，4×103 2. 等于 等于 3. 5×103 4. 1.8×1035. 79:1366. 變小，47. 10，4 8. 8×103，4×102，500，5×102，2500，100，80二. （1）×（2）（3）×（4）（5）×（6）三. 計(jì)算題1. 解：（1）V鐵20cm3（2）鐵塊全部浸入水中：V排V鐵20×106m3F浮水gV排1×103kg/m3×10N/kg×20×106m30.2N2. 解：（1）V排V木150×106m3×F浮煤油gV排0.8×103kg/m3×10N/kg×150×106m3×0.72N（2）因?yàn)槲矬w是漂浮，所以G木F浮0.72N（3）木0.48