初中八年级科学“水的浮力”专题复习知识清单（冲刺重高版）

初中八年级科学“水的浮力”专题复习知识清单（冲刺重高版）

一、浮力的本质与产生条件

（一）浮力的定义与基本概念【基础】

浸在液体或气体中的物体，受到液体或气体竖直向上的托力，这个力叫做浮力。理解这一定义需要把握三个核心要素：一是“浸在”包含部分浸入和完全浸没两种情况；二是施力物体是液体或气体；三是力的方向总是竖直向上，与重力方向相反。浮力的本质是物体上下表面所受液体或气体的压力差。

（二）浮力产生的原因——压力差法【核心】【高频考点】

浮力产生的根本原因在于液体内部存在压强，且压强随深度增加而增大。当一个物体浸入液体中时，其前后左右四个侧面所受的压力大小相等、方向相反，彼此平衡；但其上表面和下表面所处深度不同，下表面深度更大，受到的液体压强更大，压力也更大。因此，物体下表面受到的向上的压力F向上大于上表面受到的向下的压力F向下，这两个压力的差值即为浮力，计算公式为F浮=F向上-F向下。这是浮力最根本的定义式，适用于任何形状的规则物体，尤其是柱体。

（三）浮力产生的隐含条件与特例分析【难点】

并非所有浸在液体中的物体都一定受到浮力。浮力产生的必要条件是存在压力差。如果物体的下表面没有液体，或者说下表面与容器底部紧密贴合（如桥墩、插入淤泥中的木桩），则下表面不受液体向上的压力，此时F向上为0，物体不受浮力，仅受到液体对它的向下压力。这一特例是考试中判断物体是否受浮力的常见陷阱，要求学生能够从压力差的角度进行本质分析。

二、阿基米德原理深度解析

（一）阿基米德原理的内容与表达式【核心】【必考】

阿基米德原理指出：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。这是计算浮力的最普遍、最重要的定律。其数学表达式为F浮=G排=m排g=ρ液gV排。深刻理解此公式需注意：ρ液指液体的密度，而非物体的密度；V排是物体排开液体的体积，即物体浸入液体部分的体积；g是常量，通常取9.8N/kg或10N/kg。

（二）对“排开液体体积”V排的精准理解【重要】

V排是连接物体与液体的桥梁。当物体完全浸没时，V排=V物；当物体部分浸入时，V排<V物。V排的大小决定了浮力的大小，而V排又由物体浸入液体的深度和物体的形状共同决定。在解决浮力问题时，准确判断V排是解题的关键第一步。

（三）阿基米德原理的适用范围与拓展

阿基米德原理不仅适用于液体，也普遍适用于气体。虽然空气的密度远小于液体，但浸在空气中的物体（如气球、飞艇）同样受到空气的浮力。计算空气浮力时，公式变为F浮=ρ空气gV排，其中V排为物体排开空气的体积，通常等于物体自身的体积。

三、物体的浮沉条件及其应用

（一）受力分析法判断物体浮沉【核心】

浸没在液体中的物体，受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。物体的浮沉取决于这两个力的大小关系：

1.当F浮>G时，物体上浮，最终会漂浮在液面上。

2.当F浮=G时，物体可以悬浮在液体中的任何深度。

3.当F浮<G时，物体下沉，最终沉到容器底部。

（二）密度比较法判断物体浮沉【高频考点】

由于物体浸没时V排=V物，根据G=ρ物gV物和F浮=ρ液gV物，可将力的比较转化为密度的比较：

1.若ρ液>ρ物，则F浮>G，物体上浮，最终漂浮。

2.若ρ液=ρ物，则F浮=G，物体悬浮。

3.若ρ液<ρ物，则F浮<G，物体下沉。

这种方法在解决选择题和填空题时尤为快捷。

（三）漂浮与悬浮的异同点辨析【易错点】

漂浮和悬浮都是物体处于平衡状态，满足二力平衡，即F浮=G。但两者有本质区别：悬浮时物体完全浸没在液体中，V排=V物，ρ液=ρ物；漂浮时物体部分浸入，V排<V物，ρ液>ρ物。悬浮状态可以在液体中任意位置停留，而漂浮则只能静止在液面。理解这一区别对于解决动态变化问题至关重要。

四、浮力的四种计算方法及其综合应用

（一）称重法（弹簧测力计示数差法）【基础】

在空气中用弹簧测力计测出物体的重力G，再将物体浸入液体中，读出弹簧测力计的示数F拉，则物体所受浮力F浮=G-F拉。这种方法适用于密度大于液体密度的物体，是实验题中测量浮力的常用方法。

（二）压力差法（产生原因法）【重要】

根据浮力产生的原因，F浮=F向上-F向下。此方法适用于已知形状规则物体上下表面所受液体压力的情况，或用于计算柱体所受浮力。在涉及物体与容器底部是否紧密接触的判断问题时，该方法具有不可替代的优势。

（三）阿基米德原理法（公式法）【核心】

F浮=G排=ρ液gV排。这是计算浮力最通用的方法，适用于任何情况，尤其是当物体排开液体的体积或液体密度已知时。此方法是连接浮力与密度、体积、质量等物理量的桥梁。

（四）平衡法（二力平衡法）【高频考点】

当物体处于漂浮或悬浮状态时，F浮=G。此方法在解决物体漂浮或悬浮问题时最为直接，常用于计算漂浮物体的密度、排开液体的体积等。解题时需注意区分物体的总体积和排开液体的体积。

（五）四种方法的综合运用策略【难点】

在实际问题中，往往需要综合运用多种方法。例如，先用称重法求出浮力，再结合阿基米德原理反推液体密度或物体体积；或者对于漂浮物体，先用平衡法求出浮力，再代入阿基米德原理公式求解排开液体的体积。掌握四种方法的适用条件和转换关系，是攻克浮力综合题的关键。

五、核心实验专题

（一）探究浮力大小与哪些因素有关【高频考点】

1.实验器材：弹簧测力计、圆柱体、大烧杯、水、盐水、酒精等。

2.实验方法：控制变量法。

3.探究过程与结论：

（1）探究浮力与物体浸入液体体积的关系：控制液体密度相同，改变物体浸入体积。结论：在同种液体中，物体排开液体的体积越大，所受浮力越大。

（2）探究浮力与液体密度的关系：控制物体排开液体的体积相同，改变液体密度。结论：在排开液体体积相同时，液体密度越大，所受浮力越大。

（3）探究浮力与物体浸没深度的关系：控制液体密度和排开液体体积不变（即物体完全浸没），改变物体在液体中的深度。结论：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。

4.【易错警示】实验中必须保证物体完全浸没后才能改变深度进行探究，且要排除弹簧测力计外壳与烧杯壁接触等干扰因素。

（二）验证阿基米德原理实验（F浮=G排）【核心实验】

1.实验步骤：通常采用如图所示的四步法：a.测出空桶的重力G桶；b.测出物体的重力G物；c.将物体浸入盛满液体的溢水杯中，读出弹簧测力计示数F拉，同时用小桶收集溢出的液体；d.测出小桶和溢出液体的总重力G总。

2.数据处理：物体所受浮力F浮=G物-F拉；物体排开液体所受重力G排=G总-G桶。

3.实验结论：比较F浮与G排的大小，若两者近似相等，则验证了阿基米德原理。

4.【实验要点与误差分析】：

（1）溢水杯必须装满液体，以保证物体浸入时排开的液体全部溢出。

（2）实验时要先测空桶重，再测总重，顺序不能颠倒。

（3）若先将物体浸入水中再测其重力，由于物体沾水，会导致重力测量值偏大。

（4）若溢水杯未装满，会导致G排偏小，从而使F浮>G排。

（5）若弹簧测力计精确度不高或读数有误差，可能导致F浮与G排不完全相等。

六、解题模型与思维进阶

（一）液面高度变化问题【难点】【压轴题方向】

此类问题通常涉及将物体放入液体中、从液体中取出物体，或物体状态发生改变（如冰融化、船中石块抛入水等），问液面高度如何变化。

1.核心分析逻辑：液面高度变化取决于容器中液体总体积与物体排开液体体积之和的变化。但更简洁的判断方法是比较前后两次浮力的变化，因为V排=F浮/(ρ液g)，而液体密度ρ液和g不变，因此液面变化本质上由总浮力变化决定。

2.常见模型分析：

（1）纯冰浮于水面：冰漂浮时，F浮=G冰。冰融化后变成水，其质量不变，G水=G冰，且这些水的密度与容器中原液体（水）相同。冰融化后生成的水的体积V水=m冰/ρ水。冰漂浮时排开水的体积V排=F浮/(ρ水g)=G冰/(ρ水g)=m冰g/(ρ水g)=m冰/ρ水。可见V排=V水，即冰融化后生成的水正好填补了它原先排开的那部分体积，因此液面高度不变。

（2）冰中包有石块浮于水面：冰漂浮时，总重力G总=G冰+G石，总浮力F浮总=G总。设此时总排开液体体积为V排总。冰融化后，石块下沉到底部，容器底部对石块有支持力。融化后冰变成水，其体积为V水=m冰/ρ水。石块沉底，其排开液体的体积V排石=V石=m石/ρ石。融化后总排开液体体积V排总’=V水+V石。比较V排总和V排总’：V排总=F浮总/(ρ水g)=(m冰+m石)/ρ水；V排总’=m冰/ρ水+m石/ρ石。由于ρ石>ρ水，所以m石/ρ石<m石/ρ水，因此V排总’<V排总，液面下降。

（3）船中装载石块浮于水面，将石块抛入水中：与冰包石块模型类似，最终液面下降。

3.【解题步骤】：

第一步：明确初始状态，根据平衡条件求出初始V排初。

第二步：明确最终状态，分别求出各物体最终排开液体的体积（注意漂浮的用平衡法，沉底的用V排=V物），求和得最终V排终。

第三步：比较V排初与V排终。若V排终>V排初，则液面上升；若V排终<V排初，则液面下降；若相等，则不变。

（二）浮力与压力、压强综合问题【综合压轴题】

此类问题将浮力与固体压强、液体压强知识相结合，考查学生的综合分析能力。常见模型如：容器中盛有液体，液体中漂浮或悬浮着物体，求容器对水平面的压力压强、液体对容器底的压力压强等。

1.容器对水平面的压力压强：

（1）方法一（整体法）：将容器、液体和其中的物体看作一个整体，则容器对水平面的压力F压=G总=G容器+G液体+G物体。压强p=F压/S容。

（2）方法二（隔离法）：先求液体对容器底的压力F液，再求物体对液体（间接对容器底）的作用，此法复杂，推荐使用整体法。

2.液体对容器底的压力压强：

（1）先根据液体压强公式p液=ρ液gh计算液体对容器底的压强，其中h为液体的自由液面到容器底的竖直深度。注意：即使物体漂浮或悬浮，只要物体是浸入液体中的，液面就会上升，h会增大。

（2）再根据F液=p液S容计算液体对容器底的压力。特别需要注意的是，当容器形状不规则（如上窄下宽或上宽下窄）时，F液不一定等于G液。例如，对于柱形容器，F液=G液；对于上窄下宽的容器，F液>G液；对于上宽下窄的容器，F液<G液。

3.【关键思维】当物体漂浮或悬浮时，液体对容器底压力的增加量ΔF液等于物体受到的浮力F浮（对于柱形容器而言，此结论成立，因为Δp=ρgΔh，Δh=V排/S，则ΔF=ΔpS=ρgV排=F浮）。对于非柱形容器，结论需谨慎使用，建议从压强基本公式出发计算。

（三）浮力与密度测量问题【实验探究题方向】

利用浮力知识可以巧妙地测量物质的密度，这是实验探究题的常见考法。

1.测固体密度（ρ物>ρ液）：

方法：用弹簧测力计测出固体重力G，再将固体浸没在水中，测出拉力F拉，则F浮=G-F拉=ρ水gV物，可得V物=(G-F拉)/(ρ水g)。物体密度ρ物=m/V物=(G/g)/[(G-F拉)/(ρ水g)]=[G/(G-F拉)]ρ水。

2.测固体密度（ρ物<ρ液，如木块）：

方法一（助沉法或针压法）：用体积忽略不计的细针将木块完全压入水中，用弹簧测力计测出此时的拉力F拉，则F浮=G+F拉=ρ水gV物，可得V物，再结合G求出ρ物。

方法二（漂浮法）：让木块漂浮在水面，测出木块露出水面的体积比例，或利用量筒测出V排。根据漂浮条件F浮=G，即ρ水gV排=ρ木gV木，得ρ木=(V排/V木)ρ水。

3.测液体密度（双提法）：

用弹簧测力计测出同一固体（通常用石块）的重力G；再将石块浸没在水中，测出拉力F1；再将石块擦干后浸没在待测液体中，测出拉力F2。在水中：F浮1=G-F1=ρ水gV物；在液体中：F浮2=G-F2=ρ液gV物。两式相比，可得ρ液=[(G-F2)/(G-F1)]ρ水。这种方法无需测出物体体积，巧妙避开了体积测量的难题。

七、易错点与高频陷阱辨析

（一）误认为浮力与深度有关【基础易错】

学生在未完全浸没时观察到浮力随深度增加而增大，便错误地认为物体浸没后浮力仍与深度有关。实际上，浸没后V排不变，根据阿基米德原理，浮力与深度无关。

（二）混淆V排与V物【高频失误】

在应用阿基米德原理时，不加分析地将物体体积直接代入公式，忽略物体是否完全浸没。正确做法是必须先判断物体状态，确定V排的大小。

（三）对“漂浮”和“悬浮”的应用条件判断不清【易混点】

解题时见到物体静止在液面就默认为漂浮，见到物体静止在液体内部就默认为悬浮。忽略了物体可能被细线拉住或下方有物体支撑等非自由状态。在分析受力时，必须对物体进行全面的受力分析，不能仅凭位置下结论。

（四）误用平衡条件【重要陷阱】

认为只要物体在液体中，就有F浮=G。这个等式只在物体自由地漂浮或悬浮时才成立。如果物体被细线拉住、被弹簧测力计吊着、沉底受到支持力，或者受到其他外力作用，则浮力不等于重力。

（五）计算液体对容器底压力时套错公式【常见失分点】

计算液体对容器底的压力时，部分学生习惯性地用液体重力G液替代。正确的解题思路是先求压强p=ρgh，再求压力F=pS。只有对于柱形容器，才有F=G液的特殊结论。

（六）忽视气体浮力问题

在计算气球、飞艇等问题时，学生往往只考虑内部气体的重力，而忽略空气对整体的浮力。或者在进行受力分析时，混淆了内部气体和外部空气的作用。

八、跨学科视野与生活应用拓展

（一）浮力与生物学的联系

鱼类的浮沉是通过改变鱼鳔的体积来实现的。当鱼鳔膨胀时，鱼的整体体积增大，排开水的体积增大，浮力增大，鱼上浮；反之，鱼鳔收缩，体积减小，浮力减小，鱼下沉。潜水艇则是通过改变自身重力来实现浮沉的，通过向水舱内注水或排水来改变总重力，从而控制下潜或上浮。

（二）浮力与工程技术的应用

1.轮船：采用“空心”法，增大排开水的体积，从而获得更大的浮力，使密度大于水的钢材制成的轮船漂浮在水面上。轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量。

2.密度计：一种可以直接测量液体密度的仪器。它利用漂浮条件工作，即F浮=G。由于密度计重力不变，故其在不同液体中受到的浮力相等。根据F浮=ρ液gV排，液体密度越大，密度计浸入的体积V排越小（露出部分越多），所以密度计的刻度是“上小下大，上疏下密”。

3.盐水选种：利用浮沉条件，将种子放入一定浓度的盐水中，饱满的种子密度大，下沉；干瘪的种子密度小，漂浮，从而实现分离。

（三）浮力与古代科技

曹冲称象的故事生动地体现了等效替代法和浮力原理。曹冲将大象的重量替换为石头的重量，其依据就是船漂浮时，F浮=G总，大象在船上和石头在船上时，船浸入水中的深度相同，说明两次排开水的体积相同，即两次的总重力相同，从而得出大象与石头等重。

九、典型考题分类与解题策略

（一）选择题

1.概念辨析类：主要考查浮力产生原因、阿基米德原理的理解、浮沉条件的应用等。解题策略是回归定义，抓住关键条件，如“浸没”、“部分浸入”、“紧密贴合”、“自由状态”等。

2.图像分析类：给出F拉-h图像或F浮-h图像，分析物体在不同阶段的受力情况。解题关键是理解图像的拐点意义，如物体接触水面、恰好浸没、到达容器底部等时刻对应的坐标。

3.动态变化类：分析向液体中加盐、加水，或改变物体位置时浮力、压强的变化。解题策略是抓住不变量（如物体重力、液体密度变化趋势）和变化量（如V排、液体深度）。

（二）填空题

通常