沪科版（2024）八年级物理全一册 · 第 9 章

第 11 课
浮力

浮力与产生原因 · 称重法 F浮=G−F拉 · 阿基米德原理 F浮=G排=ρ液gV排 · 浮沉条件 · 浮力的应用
完整教学包：知识点脑图 · 历史故事 · 数学工具 · 互动实验 · 测试环境（单元练习 / 中考真题 / 拔高挑战）
按 ← / → 或 空格键翻页

目标本节目标

  • 理解浮力及其产生原因：浸在液体（或气体）中的物体受到竖直向上的托力；浮力来源于物体上、下表面的压力差。
  • 会用称重法测浮力：F浮 = G − F拉。
  • 掌握阿基米德原理：F浮 = G排 = ρ液gV排，能进行公式变形与比例分析。
  • 掌握物体浮沉条件：比较 F浮 与 G，或比较 ρ物 与 ρ液，判断上浮（漂浮）、悬浮、下沉。
  • 了解浮力的应用：轮船、潜水艇、气球飞艇、密度计、盐水选种等。

本课重点等级

★★★ 重点：阿基米德原理、物体浮沉条件　｜　★★☆ 一般：浮力概念与方向、浮力产生原因、浮力的应用（详见各知识点幻灯片）

脑图知识点脑图

浮力
浮力概念
方向：竖直向上
对象：浸在液体或气体中的物体
产生原因
要点：上、下表面压力差
公式：F浮 = F下 − F上
阿基米德原理 ★★★
公式：F浮 = G排 = ρ液gV排
要点：与材料、形状、浸没深度无关
浮沉条件 ★★★
力判：F浮>G 上浮 / =G 悬浮 / <G 下沉
密判：ρ物 与 ρ液 比较
应用
轮船 · 潜水艇
气球飞艇 · 密度计

中心 = 浮力；一级分支 = 五大知识点；二级分支 = 要点与核心公式。阿基米德原理与浮沉条件为本课 ★★★ 重点。

历史历史故事：阿基米德与皇冠 · 泰坦尼克号的沉没

传说阿基米德与浮力：洗澡盆里溢出的水

两千多年前的古希腊，科学家阿基米德（约公元前 287—前 212 年）受国王之托，要判断工匠打造的金冠是否掺了假，但不能把金冠破坏。传说（传说）他冥思苦想多日，有一天跨进澡盆洗澡时，看到水从盆里溢出，突然顿悟：物体浸入水中会排开一部分水，排开水的多少与物体的体积有关——由此可以检验金冠是否纯金！他兴奋地跳出澡盆，光着身子跑上大街高喊"尤里卡！尤里卡！（我找到了！）"。

传说（传说）他用与金冠等重的纯金块和银块分别放入水中，比较三者排开水的体积，发现金冠排开的水多于等重的纯金块，从而判断出金冠里掺了银。这个故事虽无法考证，但它生动地指向了本课的核心：浮力的大小与物体排开液体所受的重力有关。

史实泰坦尼克号：为什么"永不沉没"的巨轮会沉没？

1912 年 4 月 14 日深夜，号称"永不沉没"的巨型邮轮泰坦尼克号在北大西洋首航时撞上冰山，船体进水，最终沉没，1500 多人遇难。这艘排水量超过 5 万吨的钢铁巨轮，平时能稳稳浮在海面上；但当冰山把船体划开大口子、海水大量涌入船舱后，轮船排开水的"本领"被破坏，浮力不足，最终倾覆。

这引出了本课要回答的问题：巨大的钢铁轮船为什么能浮在水上？浮力究竟有多大？怎样才能让物体浮起来、又怎样让它沉下去？——答案就在阿基米德原理与浮沉条件中。

启示

一个传说引出"排开水"的猜想，一次海难引出"浮力不足"的现实——本课的「浮力」就此登场。

知识 1浮力概念与方向

浮力：浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）对它竖直向上的托力浮力的方向总是竖直向上；施力物体是液体（或气体），受力物体是浸入其中的物体

掌握概要

★★☆一般

会判断物体是否受浮力、浮力的方向与施力物体；能区分"漂浮""上浮""悬浮"等状态描述。

举一反三：① 用力的示意图规范画出浮力（三要素：作用点、方向竖直向上、大小），与重力作图对比训练；② 浮力概念衔接流体力学入门——液体对浸入物体的作用（联系第 10 课 p=ρgh 压强知识）。

【物理】物理规律

  • 浸在液体（或气体）中的物体受到竖直向上的托力——浮力，方向总是竖直向上。
  • 气体同样能产生浮力：气球、飞艇充入密度小于空气的气体后，受到的空气浮力大于自身重力，便能升空。

【数学】数学工具

  • 用"压力差"定量理解：F浮 = F下 − F上，方向向上。
  • 联系 p=ρgh：深度越深压强越大，下表面压强必大于上表面压强。

【生活】生活案例

  • 游泳：人在水中感觉被水"托"起来、身体变轻。
  • 氢气球、热气球升上天空（气体浮力）。
  • 救生圈套在身上能让人浮在水面。
案例

游泳时身体被水"托"起变轻（液体浮力）；氢气球升空（气体浮力）；套上救生圈能浮在水面。

知识 2浮力产生原因（上下表面压力差）

产生原因：物体上、下表面受到液体的压力差（下表面压力 > 上表面压力）F浮 = F下 − F上；若下表面不受液体压力（如桥墩与河底紧密接触），则物体不受浮力

掌握概要

★★☆一般

能说出浮力产生的原因，能判断"桥墩、打入河底的桩柱"为何不受浮力。

举一反三：① 压力差法求浮力：已知上下表面深度、受力面积，用 F=ρghS 计算压力差（中考压强浮力综合题的常见入口）；② 理解"浮力是液体对物体表面压力的合力"，水平方向压力相互抵消。

【物理】物理规律

  • 液体压强随深度增大而增大（p=ρgh）：上表面深度小、受向下的压力小；下表面深度大、受向上的压力大。
  • 物体上、下表面受到液体的压力差就是浮力；气体同理。
  • 若下表面与容器底紧密接触（如桥墩打入河底），下表面不受液体压力，则不受浮力。

【数学】数学工具

  • F浮 = F下 − F上（减法关系），方向向上。
  • 各面压力：F = pS = ρghS，深度不同→压力不同。

【生活】生活案例

  • 桥墩、拦河坝底部与河床紧密接触，不受浮力。
  • 人站在水中的越深处，身体下部压力越大（上下压力差明显）。
案例

桥墩打入河底，下表面没有水，不受浮力；而船底、潜艇外壳下表面有水，受向上的浮力。

知识 3称重法测浮力

F浮 = G − F拉先测空气中重力 G，再测浸入液体后弹簧测力计示数 F拉；由三力平衡 G = F浮 + F拉 移项得到——测力计示数减小的量就是浮力

掌握概要

★★☆一般（方法）

会用称重法测量浮力；知道"未浸没前浸入越深 F拉 越小、完全浸没后 F拉 不变"。

举一反三：① 称重法 + 阿基米德原理可间接测密度：ρ物 = G/(G−F浮)·ρ液（浮力法测密度，中考试验探究常考）；② 体会"转换法"：用可测量的重力、拉力把不可直接测量的浮力"转换"出来。

【物理】物理规律

  • 物体浸入液体中受 G（向下）、F浮（向上）、F拉（向上），三力平衡：G = F浮 + F拉。
  • 弹簧测力计读数减小，减小的数值就是浮力大小。
  • 完全浸没后，F拉 不再随深度变化，F浮 保持不变。

【数学】数学工具

  • 减法公式：F浮 = G − F拉（代数移项）。
  • 示例：G=4.9 N、浸入水中 F拉=2.9 N → F浮 = 4.9 − 2.9 = 2.0 N。

【生活】生活案例

  • 用弹簧测力计吊石块测浮力。
  • 在水里提起装满水的水桶，比出水面后轻——浮力"帮了忙"。
案例

用弹簧测力计吊石块：空气中示数 G=4.9 N，浸入水中后示数 F拉=2.9 N，则 F浮 = 2.0 N。

知识 4阿基米德原理 ★★★

F浮 = G排 = ρ液gV排浸在液体中的物体受到的浮力，等于它排开的液体所受的重力；ρ液 一定时 F浮∝V排，V排 一定（浸没）时 F浮∝ρ液；对气体同样适用

掌握概要

★★★重点

能完整叙述阿基米德原理，会代入 ρ液、V排 计算浮力，理解"浮力与物体材料、形状、浸没深度无关"。

举一反三：① 浮力→流体力学：升力与伯努利方程（高中），飞机机翼上方流速快、压强小产生升力；② 用阿基米德原理测密度——排水量法测固体体积、密度计测液体密度。

【物理】物理规律

  • 内容：F浮 = G排；由 G排=m排g=ρ液V排g 得 F浮 = ρ液gV排。
  • 浮力只由 ρ液 与 V排 决定，与材料、形状、浸没深度无关。
  • 对气体适用：F浮 = ρ气gV排。

【数学】数学工具

  • 乘法（正比）关系；变形：V排 = F浮/(ρ液g)、ρ液 = F浮/(gV排)。
  • 示例：V=1×10⁻³ m³ 物体完全浸没水中，F浮=1.0×10³×9.8×1×10⁻³=9.8 N=G排。

【生活】生活案例

  • 空矿泉水瓶越往下按越费力（V排 越大，F浮 越大）。
  • 轮船"排水量"越大，F浮 越大，能装载的货物越多。
  • 物体完全浸没后，F浮 不再随深度变化。
案例

把空矿泉水瓶逐步按入水中，越往下越费力——V排 增大、F浮 增大；物体浸没后再加深，V排 不变、F浮 不变。

知识 5物体浮沉条件 ★★★

比较 F浮 与 G：F浮>G 上浮（最终漂浮 F浮=G）；F浮=G 悬浮；F浮<G 下沉（最终沉底）密度判断法：ρ物<ρ液 上浮/漂浮；ρ物=ρ液 悬浮；ρ物>ρ液 下沉

掌握概要

★★★重点

会用"力判断法"与"密度判断法"判定物体浮沉；区分漂浮与悬浮（F浮=G 的两种平衡，浸没程度与密度关系不同）。

举一反三：① 浮力与密度综合计算（中考力学压轴常考：由漂浮 F浮=G 求 ρ物、V排、露出比例）；② 仿生应用：鱼靠鱼鳔、潜水艇靠注排水改变重力实现浮沉。

【物理】物理规律

  • 浸没时：F浮>G → 上浮；F浮=G → 悬浮；F浮<G → 下沉。
  • 上浮的最终状态是漂浮（F浮=G，部分露出液面）；下沉的最终状态是沉底。
  • 悬浮：全部浸没（ρ物=ρ液）；漂浮：部分露出（ρ物<ρ液）。

【数学】数学工具

  • 本质是比较大小：F浮↔G，或 ρ物↔ρ液（公式变形等价）。
  • 漂浮时 V排/V物 = ρ物/ρ液：木块 ρ≈0.6×10³ kg/m³，漂浮时约 60% 体积浸入水中。
  • 同一物体漂浮在不同液体中，F浮=G 不变；ρ液 越大 V排 越小，露出越多。

【生活】生活案例

  • 木块上浮、最终漂浮；铁块下沉到水底。
  • 鱼靠鱼鳔充气、放气改变体积（V排）实现上浮、下沉与悬停。
  • 盐水选种：饱满种子下沉、干瘪种子漂浮。
案例

木块（ρ<ρ水）松手后上浮、最终漂浮；铁块（ρ>ρ水）下沉到水底；鱼通过鱼鳔胀大（V排 增大、F浮 增大）上浮、收缩下沉，调节到 F浮=G 时悬停。

知识 6浮力的应用

轮船（空心增大 V排）｜潜水艇（注水/排水改 G）｜气球飞艇（充密度小于空气的气体）｜密度计（漂浮，刻度上小下大）轮船漂浮时 F浮=G 不变：从江入海 ρ液 变大 → V排 变小 → 船身露出更多（上浮一些）

掌握概要

★★☆一般

能说明轮船、潜水艇、气球飞艇、密度计浮沉的原理，知道排水量的含义。

举一反三：① 推导密度计刻度"上小下大、上疏下密"的原理（漂浮 F浮=G 不变，V排 与 ρ液 成反比）；② 浮力在海洋工程中的应用：浮船坞、打捞沉船（往浮筒充气增大浮力托起沉船）。

【物理】物理规律

  • 轮船：钢铁做成空心船体增大 V排，使 F浮=G；"排水量"=满载时排开水的质量。
  • 潜水艇：V排 基本不变，靠注水/排水改变自身重力实现浮沉。
  • 气球飞艇：充入密度小于空气的气体（氢气、氦气、热空气）升空。
  • 密度计：始终漂浮（F浮=G），ρ液 越大浸入越浅，刻度上小下大。

【数学】数学工具

  • 漂浮时 V排 = G/(ρ液g)：ρ液 越大 V排 越小。
  • 轮船"从江入海"：F浮=G 不变，海水密度大 → V排 变小 → 上浮。
  • 排水量换算：m排 → G排=m排g → F浮=G排。

【生活】生活案例

  • 轮船从江驶入海会上浮一些。
  • 潜水艇注水下潜、排水上浮。
  • 密度计插在密度大的液体里浸入浅、在密度小的液体里浸入深。
案例

轮船从江驶入海：全程漂浮 F浮=G 不变，海水密度大 → V排 变小，船身露出更多（上浮）；潜水艇注水使 G>F浮 下潜；密度计漂浮时液面所对刻度即液体密度。

数学数学工具：把浮力"算得清、比得明"

工具 1　称重法：F浮 = G − F拉

F浮 = G − F拉由三力平衡 G = F浮 + F拉 移项得到——一条"减法"公式

【理解】空气中示数 = G；浸入液体后示数 = F拉。示数减小的量就是浮力。

【计算示例】空气中 G=4.9 N，完全浸入水中 F拉=2.9 N：F浮 = 4.9 − 2.9 = 2.0 N。

【易错提醒】F拉 是"浸入液体后"的测力计示数；浸入越深（未浸没前）F拉 越小、F浮 越大。

工具 2　阿基米德原理公式变形与比例

F浮 = ρ液gV排　⟶　V排 = F浮/(ρ液g)　⟶　ρ液 = F浮/(gV排)乘法（正比）公式：ρ液 一定时 F浮∝V排；V排 一定（浸没）时 F浮∝ρ液

【比例 1】ρ液 一定时，F浮∝V排：空矿泉水瓶慢慢按入水中，浸入越多 V排 越大、浮力越大、手越费力。

【比例 2】V排 一定（浸没）时，F浮∝ρ液：同一铁块完全浸没在盐水里比浸在水里受到的浮力大；轮船从江入海浮力不变、V排 变小。

【计算示例】体积 1 dm³（1×10⁻³ m³）物体完全浸没水中（ρ水=1.0×10³ kg/m³，g=9.8 N/kg）：F浮 = 1.0×10³×9.8×1×10⁻³ = 9.8 N；G排 同为 9.8 N，验证 F浮 = G排。

情景V排（m³）ρ液（kg/m³）F浮=ρ液gV排（N）
浸入 1/2 体积（水）0.5×10⁻³1.0×10³4.9
完全浸没（水）1×10⁻³1.0×10³9.8
完全浸没（盐水 ρ≈1.1×10³）1×10⁻³1.1×10³10.78

【易错提醒】V排 是"排开液体的体积"：漂浮时 V排 < V物，浸没时 V排 = V物。单位统一：ρ液 用 kg/m³、V排 用 m³，才能得到 N。

集锦案例集锦：浮力在生活中的应用

知识点生活案例
浮力及产生原因游泳被水托起、氢气球/热气球升空（气体浮力）、救生圈托人、桥墩不受浮力
称重法测浮力弹簧测力计吊石块测浮力（G−F拉）；水中提水桶比出水面轻
阿基米德原理空矿泉水瓶越按越费力（V排 增大）；轮船排水量越大载货越多；浸没后浮力不随深度变化
物体浮沉条件木块上浮漂浮、铁块下沉；鱼靠鱼鳔改变体积悬浮；盐水选种（饱满下沉、干瘪漂浮）
浮力的应用轮船从江入海上浮（海水密度大 V排 小）；潜水艇注排水浮沉；气球飞艇充轻气升空；密度计刻度上小下大
拓展

救生圈/救生衣（泡沫材料提供大浮力）；打捞沉船（往浮筒充气增大浮力托起船体）——都是阿基米德原理与浮沉条件的直接应用。

实验 1阿基米德原理互动：验证 F浮 = G排

弹簧测力计吊物块逐步浸入溢水杯

拖动「浸入深度」滑杆，让弹簧测力计吊着的物块逐步浸入装满水的溢水杯中（0 → 完全浸没 → 继续加深）。观察：弹簧测力计示数逐渐减小、浮力逐渐增大；被排开的水从溢水口流入量筒。实时对比 F浮 与 G排 的数值，验证阿基米德原理；完全浸没后再加深，V排 与 F浮 都不再变化。
物块：质量 2 kg，重力 G=19.6 N，体积 1×10⁻³ m³（10 cm×10 cm×10 cm）。完全浸没时 F浮=ρ水gV排=9.8 N。
说明：物块底面积 10 cm×10 cm=100 cm²，浸入深度 d cm 时 V排 = 100d cm³ = d×10⁻⁴ m³（d≤10 cm 时）。F浮 = 1.0×10³×9.8×V排 = 0.98×d N（d≤10），完全浸没（d≥10 cm）时 F浮 恒为 9.8 N；G排=ρ水gV排 与 F浮 恒相等。水的密度 1.0×10³ kg/m³，g=9.8 N/kg。
在课程内容页做实验 →

实验 2物体浮沉条件互动：密度比一比

调节物体密度与液体密度，观察浮沉

用两条滑杆分别调节小球的密度（0.5~2.5 g/cm³）与液体的密度（0.8~1.3 g/cm³，默认水 1.0 g/cm³）。系统实时比较 ρ物 与 ρ液，判断小球上浮漂浮 / 悬浮 / 下沉，小球在容器中的位置随之动画变化。
ρ物=0.60 g/cm³ ＜ ρ液=1.00 g/cm³ → 上浮，最终漂浮（F浮=G）
浮沉条件：浸没时比较 F浮 与 G：F浮>G 上浮（最终漂浮 F浮=G）；F浮=G 悬浮；F浮<G 下沉（最终沉底）。用密度判断：ρ物<ρ液 上浮/漂浮；ρ物=ρ液 悬浮；ρ物>ρ液 下沉。
在课程内容页做实验 →

思考思考题（想一想，再看答案）

1. 轮船从江里驶入海里，为什么会上浮一些？

轮船始终漂浮，F浮=G 不变。由 F浮=ρ液gV排 知，V排=G/(ρ液g)。海水密度大于江水，ρ液 变大、V排 变小——船排开水的体积减小，船身露出水面的部分变多，所以上浮一些。

2. 潜水艇是怎样实现上浮和下潜的？

潜水艇的体积（V排）基本不变，受到的浮力基本不变，它靠改变自身的重力实现浮沉：向水柜注水，重力 G 增大，当 G>F浮 时下沉；排出水柜里的水，重力 G 减小，当 G<F浮 时上浮；把重力调节到 G=F浮 时，可悬浮在某一深度。

3. 物体完全浸没在液体中后，深度增加，浮力会变化吗？

不会。物体完全浸没后，V排=V物 不再改变；同一液体中 ρ液 也不变，由 F浮=ρ液gV排 知浮力保持不变。（前提是深度变化不引起液体密度明显变化。）

测试 1测试环境 · 单元练习（基础）

选择题点击选项即时反馈对错并显示解析；填空题在输入框作答，移开光标自动比对。共 6 题，覆盖本课全部知识点。

本部分得分：0 / 6测试环境总得分：0 / 12

测试 2测试环境 · 中考真题（真实可查证）

以下为近年中考物理真题（浮力 / 阿基米德原理 / 浮沉相关），每题标注来源。选择题点击选项即时反馈对错并显示解析。

本部分得分：0 / 4测试环境总得分：0 / 12

测试 3测试环境 · 拔高挑战（物理竞赛真题）

以下为全国初中应用物理知识竞赛真题（浮力部分，真实可查证），每题标注来源（届数 / 题号）。

本部分得分：0 / 2测试环境总得分：0 / 12
真题来源说明

中考真题与竞赛真题均来自公开可查证的试卷资料（如历年中考物理真题汇编、历届全国初中应用物理知识竞赛试题汇编），题目与官方参考答案一致，未作虚构或改写。

小结本课要点

  • 浮力：浸在液体（气体）中的物体受竖直向上的托力；产生原因 = 上下表面压力差（F浮=F下−F上）。
  • 称重法：F浮 = G − F拉（测力计示数减小的量 = 浮力）。
  • 阿基米德原理 ★★★：F浮 = G排 = ρ液gV排；ρ液 一定时 F浮∝V排，浸没后 V排 不变浮力不变。
  • 浮沉条件 ★★★：F浮>G 上浮（漂浮 F浮=G）；F浮=G 悬浮；F浮<G 下沉（沉底）；或比较 ρ物 与 ρ液。
  • 应用：轮船（空心、从江入海上浮）、潜水艇（注排水）、气球飞艇（轻气）、密度计（刻度上小下大）。

数学工具：称重法减法公式、F浮=ρ液gV排 公式变形与比例关系（V排、ρ液 与 F浮 的乘积关系）。物理数值按沪科版教材：g=9.8 N/kg，水密度 1.0×10³ kg/m³。

测试环境进度：单元练习 0/6 · 中考真题 0/4 · 拔高挑战 0/2（总得分 0/12，随作答实时更新）

打开课程内容页复习 / 做实验 →
🏠 返回主页
1 / 19
提示：按 ← / → 或 空格键翻页