一、学习目标

• 能判断浮力方向并用称重法测浮力。
• 掌握阿基米德原理及各物理量单位。
• 会根据受力或密度比较判断物体浮沉。
• 能解释轮船、潜水艇和密度计原理。

二、核心概念

• 浮力： 浸在液体或气体中的物体受到流体向上的力；浮力方向竖直向上，本质上来自上下表面压力差。
• 阿基米德原理： 浸在液体中的物体所受浮力等于它排开液体的重力，$F_{\text{浮}}=\rho_{\text{液}}gV_{\text{排}}$。
• 物体的浮沉条件及应用： 上浮、悬浮、下沉取决于浮力与重力关系；轮船、潜水艇、密度计利用改变排液体积或平均密度工作。

本章各节共同遵循“观察现象—明确条件—建立关系—规范计算—回到情境解释”的物理学习路径。涉及方向时要说明方向，涉及测量时要写单位和有效数字，涉及公式时要先统一单位。

三、重点知识

本章常用公式：

$$F_{\text{浮}}=G-F_{\text{示}}$$ $$F_{\text{浮}}=\rho_{\text{液}}gV_{\text{排}}$$ $$F_{\text{浮}}=G\Rightarrow\text{漂浮或悬浮}$$

四、知识点讲解

下面的知识图把本章各节的主要对象和关系放在同一张图中。看图时先辨认物理量、方向和条件，再结合分节讲解。

1. 浮力

浸在液体或气体中的物体受到流体向上的力；浮力方向竖直向上，本质上来自上下表面压力差。

学习这一节时，要先明确研究对象、条件和单位，再把现象转化为可检验的物理关系。常用关系为：

$$F_{\text{浮}}=G-F_{\text{示}}$$

2. 阿基米德原理

浸在液体中的物体所受浮力等于它排开液体的重力，$F_{\text{浮}}=\rho_{\text{液}}gV_{\text{排}}$。

学习这一节时，要先明确研究对象、条件和单位，再把现象转化为可检验的物理关系。常用关系为：

$$F_{\text{浮}}=\rho_{\text{液}}gV_{\text{排}}$$

3. 物体的浮沉条件及应用

上浮、悬浮、下沉取决于浮力与重力关系；轮船、潜水艇、密度计利用改变排液体积或平均密度工作。

学习这一节时，要先明确研究对象、条件和单位，再把现象转化为可检验的物理关系。常用关系为：

$$F_{\text{浮}}=G\Rightarrow\text{漂浮或悬浮}$$

五、易错点

六、例题

1. 例题1

题目： 物体空气中重 8 N，浸水时测力计示数 5 N，浮力多大？

解析： 用称重法求空气中与液体中示数差。

答案： $F_{\text{浮}}=8-5=3\,\mathrm{N}$。

2. 例题2

题目： 物体排开水的体积为 $2\times10^{-4}\,\mathrm{m^3}$，取 $g=10\,\mathrm{N/kg}$，浮力多大？

解析： 使用阿基米德原理。

答案： $F_{\text{浮}}=1.0\times10^3\times10\times2\times10^{-4}=2\,\mathrm{N}$。

七、练习题和答案

1. 浮力方向怎样？
2. 阿基米德原理中的 $V_{\text{排}}$ 表示什么？
3. 漂浮物体的浮力与重力关系怎样？
4. 潜水艇主要通过改变什么实现上浮和下潜？
5. 木块从水中移到盐水中继续漂浮，排液体积怎样变化？

参考答案

1. 竖直向上。
2. 物体排开液体的体积。
3. 相等。
4. 改变自身重力。
5. 盐水密度更大，维持相同浮力所需排液体积减小。