八年级物理第二卷第十章浮力知识总结(新教育版)

第十章浮力
知识网络构建
 
高频考点透析
序号
考点    考频
1      浮力产生的原因    ★★
2    决定浮力大小的因素    ★★
3    阿基米德原理    ★★★
4    物体的浮沉条件    ★★★
5    生活中的浮沉现象    ★★
知识能力解读
知能解读：浮力的概念
1．浮力：浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力。
2．浮力的施力物体与受力物体：浮力的施力物体是液体(或气体)，受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
3．浮力的方向：浮力的方同是竖直向上的。如图中的 所示。
 
知能解读：(二)浮力产生的原因
浮力是由于周围液体对物体上、下表面存在压力差而产生的。如图所示，浸没在液体中的立方体，左右两侧面、前后两侧面所受液体的压力大小相等，方向相反，彼此平衡。而上、下两表面处在液体中不同深度，所受到的液体的压强不同，因受力面积相等，所以压力不相等。下表面所受的竖直向上的压力大于上表面所受的竖直向下的压力，因而产生了浮力，所以浮力的方向总是竖直向上的，即 。
例如：浸在水中的蜡块，受到的浮力就是水对一蜡块上、下表面的压力差；轮船船底受到水向上的压力产生了浮力；埋在水底的桥墩由于下表面没有受到水的压力，故不受浮力。
 
知能解读：(三)阿基米德原理
1．原理内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2．公式：
式中 表示液体的密度， 是被物体排开液体的体积，g取9.8 N/kg。
3．阿基米德原理的五点透析
(1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。
(2) 是指被物体排开的液体所受的重力， 表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
(3) 表示被物体排开液体的体积，当物体浸没在液体里时， ；当物体只有一部分浸入液体里时，则 。
(4)由 可以看出，浮力的大小跟液体的密度和物体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、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。
(5)阿基米德原理也适用于气体，但公式中 应改为 。
知能解读：(四)实心物体的浮沉条件
 

上浮    下沉    悬浮    漂浮    沉底
                    
 
 
 
 
 

处于动态(运动状态不断改变)，受非平衡力作用    可以停留在液体的任何深度处    是“上浮”过程的最终状态    是“下沉”过程的最
    处于静态，受平衡力作用
知能解读：(五)漂浮和悬浮
1．漂浮：漂浮是指物体有一部分体积浸在液体里，另一部分体积露出液面。例如一般树木、冰块都属于在水中可以漂浮的物体，这种物体一也叫做“浮体”。浮体可以静止在液面上，也可以在液面上水平运动。
2．悬浮：悬浮是指物体在液体中既不沉底，又不露出液面，即悬浮的物体全部浸在液体里。
悬浮或静止的漂浮都是平衡状态，悬浮的物体可
在液体中的任何位置停留，悬浮在液体中的物体受到
的浮力一定等于物体的重力， 或 ，又 ，所以悬浮条件是 。
知能解读：(六)浮力的利用
1．轮船：轮船是用密度大于水的钢铁制成的，把它做成空心的，当它的平均密度小于水的密度时，它就会漂浮在水面上轮船的大小通常用排水量来表示，排水量就是轮船按设计的要求装满货物—满载时排开水的质量。
当轮船由河中驶入海中时，由 变形得 可知，海水密度大，因此 减小，即轮船上浮一些；反之，由海中驶入河中，轮船将下沉一些。但不管哪种情况，轮船的重力、浮力、排水量均不变。(如图所示)
 
2．潜水艇：潜水艇下潜和上浮时是靠改变它自身的重力来实现的。如图所示，潜水艇的侧面有水舱，当它下潜时，使水舱充水，于是自身重力增大，潜水艇就逐渐下沉。当水舱中充入适量的水时，潜水艇可以在水中任何位置停留，此时潜水艇所受的重力等于浮力，当潜水艇需要上浮时，可以将水排出，当潜水艇所受的重力减小到小于浮力时便会上浮，上浮到最终漂浮在水面上。
 
3．热气球：热气球是根据热空气密度比冷空气密度小，相同体积热空气比冷空气轻而产生浮力的原理制成的，如图所示。
 
4．飞艇：飞艇是热气球中的一种，如图所示，贮氢气或氦气于长椭圆形或梭形的气囊中。因为这些气体的密度比空气的密度小，所以能借空气的浮力上升。
 
5．密度计：密度计是测 ，如图所示，它是一支密封的玻璃管，下端装有铅粒，上端有刻度。把它放在待测液体中时，它保持竖直状态浮在液面上，液面所对的刻度值就是待测液体的密度值。密度计原理是物体漂浮在液面上的条件 ，即 （不变）， 增大时 减小，密度计在液面以上的体积增大。刻度线越靠下越密，密度值越大。
 
解题方法技巧
方法技巧：(一)浮力的计算方法
1．称重法：把物体挂在弹簧测力计上，记下弹簧测力计的示数G，再把物体浸入放体中，记下弹簧测力计的示数F，则 。
2．平衡法：即物体悬浮或漂浮时，物体处于平衡
状态，由二力平衡条件知， 。注意：悬浮时，物体浸没在液体中， ；漂浮时，物体的一部分浸在液体中， 。
3．公式法：利用阿基米德原理 ，而 ，得 ，普遍适用于计算任何形状的物体受到的浮力。
4．压力差法：即用浮力产生的原因求浮力的方法，浮力就是物体上、下表面受到的液体的压力差，公式为： 。
方法技巧：(二)判断物体浮沉的方法
判断物体浮沉通常有两种方法：(1)比较物体所受浮力和重力的大小关系，如果浮力大于重力，则物体上浮，反之则下沉，刚好相等则悬浮(或漂浮)；(2)比较物体的密度和液体密度的大小关系，如果物体的密度小于液体的密度，则物体上浮，反之则下沉，刚好相等则悬浮。
跨越思维误区
思维误：(一)对浮力的认识不全面
受生活经验的影响，没有全面认识浮力，造成一些错误认识，对浮力产生的原因不能正确理解，认为只要浸在液体里的物体就会受到向上的浮力，而事实上，上下同粗的物体的下表面如果和容器接触密合，则这个物体就不受浮力的作用。
思维误区：(二)不能正确理解阿基米德原理，误认为浮力的大小与浸入液体的深度有关
由公式 可知，浮力的大小只与液体的密度 和物体排开液体的体积 有关，与物体的密度、形状、质量、重力、浸没后所处深度、运动状态等因素无关。
物理思想方法
思想方法：(一)控制变量法在探究响浮力大小的因素中的应用
探究浮力的大小跟哪些因素有关时，用“控制变量法”的思想去分析和设计，即：在研究浮力大小与液体密度的关系时，应控制物体排开液体的体积不变；在研究浮力大小与排开液体体积的关系时，应控制液体的密度不变。具体采用“称重法”来进行探究，既能从弹簧测力计示数的变化中体验浮力，同时，还能准确地测出浮力的大小。
思想方法：(二)用等效替代法测物体的重力
等效替代法在物理量的测量中经常用到，对一些不便直接测量的量，可利用其与其他可直接测量的物理量间的等量关系，通过测量其他物理量来间接测量该物理量。如：漂浮在水面上的物体，其受到的重力等于浮力，即物体的质量等于它排开的水的质量，而只要测出创非开的水的体积，便可由公式 求出排开的水的质量，从而得到物体的重力。
中考考点链接
考点链接：(一)中考考点解读
本章知识的重点是理解阿基米德原理和用弹簧测力计探究浮力的大小，正确理解物体的浮沉条件，知道浮力使物体上浮、下沉、悬浮或漂浮的原理；难点是应用阿基米德原理和物体的浮沉条件解答有关浮力的问题。出题形式有选择题、实验探究题和计算题。
(二)中考典题剖析
1．探究浮力大小的决定因素
2．浮力的应用
3．浮力的综合计算