初中物理八年级下册《浮力》复习知识清单

初中物理八年级下册《浮力》复习知识清单一、浮力概念与产生原因（一）浮力的定义与施力物体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力，这个力叫做浮力。浮力的施力物体是液体或气体，受力物体是浸入其中的物体。浮力的方向始终是竖直向上的，与重力的方向相反。【基础】【高频考点】（二）浮力产生的原因【核心】【难点】浮力产生的根本原因是物体上下表面的压力差。具体来说，浸入液体中的物体，其前后、左右各个侧面受到液体的压力由于深度相同、面积相等而相互抵消。但其上下表面所处的深度不同，下表面所处的深度更深，受到液体向上的压强更大，从而导致下表面受到向上的压力F向上大于上表面受到向下的压力F向下。这两个压力的差值，即F浮=F向上F向下，就是物体受到的浮力。如果物体下表面没有液体（如深陷淤泥的桥墩、紧密贴合容器底部的蜡块），则不受浮力。▲【重要辨析】判断物体是否受浮力的关键，是看其下表面是否有液体。并非所有浸在液体中的物体都受浮力，例如插入水底的木桩。（三）浮力的测量——称重法【基础】【必会实验】在弹簧测力计下悬挂一个物体，读出弹簧测力计的示数，即物体的重力G。再将物体浸入液体中，读出此时弹簧测力计的示数F拉。由于物体受到竖直向上的浮力，弹簧测力计的示数会减小。因此，物体所受浮力的大小等于物体重力减去物体浸在液体中时弹簧测力计的示数，即F浮=GF拉。这种方法称为称重法测浮力，是计算浮力的基本方法之一。二、阿基米德原理（一）阿基米德原理的内容【核心】【高频考点】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的重力。这便是著名的阿基米德原理。该原理不仅适用于液体，也普遍适用于气体。（二）公式及其理解公式表示为：F浮=G排=m排g=ρ液gV排。对这个公式的深入理解是解决浮力问题的关键。1、ρ液：表示液体的密度，单位是千克/立方米（kg/m³）。浮力大小与液体密度成正比。2、V排：表示物体排开液体的体积，单位是立方米（m³）。对于浸没在液体中的物体，V排=V物；对于部分浸入的物体，V排<V物。浮力大小与物体排开液体的体积成正比。3、g：常数，一般取9.8N/kg或10N/kg。4、关键点：浮力的大小只取决于液体密度ρ液和物体排开液体的体积V排，与物体的密度、形状、体积（未完全浸没时）、浸没后的深度、液体的多少等因素均无关。★【易错点】物体所受浮力的大小与物体在液体中的深度无关。前提是物体完全浸没后，当深度增加时，虽然液体压强增大，但上下表面的压强差（即压力差）保持不变，因此浮力不变。（三）探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系【必做实验】【重要】实验器材：弹簧测力计、物块、盛有液体的烧杯、溢水杯、小桶。实验步骤：1、用弹簧测力计测出物块的重力G物。2、用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶。3、将溢水杯中装满液体，使液面与溢水口相平。将物块浸入溢水杯的液体中，同时用空小桶收集物块排开的液体。读出此时弹簧测力计对物块的拉力F拉。4、用弹簧测力计测出小桶和排开液体的总重力G总。5、计算浮力F浮=G物F拉。6、计算排开液体的重力G排=G总G桶。7、比较F浮与G排的大小，得出结论：F浮=G排。▲实验注意事项：溢水杯必须装满液体，以保证物块排开的液体全部流出并收集；先测物块的重力，再测空桶的重力；读数时弹簧测力计要保持静止或匀速直线运动状态。三、物体的浮沉条件及其应用【高频考点】【热点】（一）物体的浮沉状态分析物体的浮沉取决于物体所受浮力与重力的大小关系。对于实心物体，也可以通过比较物体密度与液体密度来判断。1、上浮：F浮>G物，最终物体会漂浮在液面上。对于实心物体，条件可转化为ρ液>ρ物。2、下沉：F浮<G物，物体会沉入液体底部。对于实心物体，条件可转化为ρ液<ρ物。3、悬浮：F浮=G物，物体可以静止在液体中任意深度。对于实心物体，条件可转化为ρ液=ρ物。4、漂浮：物体静止在液面上，是上浮的最终状态。此时F浮=G物。对于实心物体，条件可转化为ρ液>ρ物，且V排<V物。（二）悬浮与漂浮的异同点【难点】【辨析】相同点：两种状态下，物体都处于平衡状态，所受浮力都等于其自身重力，即F浮=G物。不同点：1、位置不同：悬浮的物体浸没在液体内部；漂浮的物体部分体积露出液面。2、体积关系不同：悬浮时，V排=V物；漂浮时，V排<V物。3、密度关系不同：悬浮时，ρ物=ρ液；漂浮时，ρ物<ρ液。4、应用范围不同：悬浮适用于任何形状的物体静止在液体内部；漂浮适用于密度小于液体的物体。（三）浮沉条件的应用1、轮船【重要】原理：采用“空心”的方法，增大排开水的体积，从而获得更大的浮力，使密度大于水的钢铁制成的轮船漂浮在水面上。轮船的大小通常用排水量来表示。排水量是指轮船满载时排开水的质量。▲关键计算：由漂浮条件F浮=G总，可得m排g=m船g+m货g，即轮船的排水量等于船和货物的总质量。满载时，轮船受到的浮力F浮=m排g。2、潜水艇【重要】原理：通过改变自身的重力来实现上浮和下潜。潜水艇的浮力基本不变（通过改变水舱的进水量来控制自身重力），当向水舱充水时，重力增大，大于浮力则下潜；当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，重力减小，小于浮力则上浮。当重力等于浮力时，可以在水下任何深度悬浮。3、气球和飞艇【基础】原理：内部充有密度小于空气的气体（如氢气、氦气或热空气），使受到的浮力大于自身的重力而上升。4、密度计【难点】【易错点】原理：利用物体漂浮时F浮=G物的原理工作。密度计的重力不变，因此在不同液体中受到的浮力也相等。由F浮=ρ液gV排可知，浮力相等时，ρ液与V排成反比。所以，密度计浸入液体的体积越少（即露出液面部分越多），表明液体密度越大；浸入液体的体积越多，表明液体密度越小。★【注意】密度计的刻度特点是“上小下大、上疏下密”，即越往上刻度值越小，且刻度不均匀，越往下刻度越密。四、浮力的计算方法归纳【核心素养】【解题关键】解决浮力计算题，关键在于审清题意，选择合适的方法。常见的浮力计算方法有以下四种：1、称重法：F浮=GF拉。适用于题目中给出弹簧测力计两次读数的情况。2、压力差法：F浮=F向上F向下。适用于已知或易求物体上下表面所受液体压力的情况。3、阿基米德原理法：F浮=G排=m排g=ρ液gV排。这是计算浮力最普遍、最核心的方法，适用于所有浮力计算。4、平衡法：根据物体的浮沉状态求解。（1）当物体悬浮或漂浮时，F浮=G物。（2）当物体在多个力的作用下处于平衡状态时，可根据力的平衡条件列方程求解，例如物体被细线拉住浸没在液体中，此时F浮=G物+F拉。五、浮力综合题型与考向分析【复习重点】【提分关键】（一）图像类问题▲【考向】结合图像考查阿基米德原理和浮力的变化。常见题型：给出弹簧测力计示数随物体浸入深度变化的图像。解题关键是看懂图像中几个关键点对应的物理过程：图像起点（物体未浸入液体，示数为重力）、下降段（物体逐渐浸入，V排增大，浮力增大，示数减小）、水平段（物体完全浸没后，V排不变，浮力不变，示数不变）。通过图像可求解物体的重力、浸没时的浮力、进而求解物体的密度和液体的密度。（二）浮力与压强综合题▲【考向】将浮力与液体压强、压力相结合。常见题型：物体放入液体中，液面会发生变化，从而导致液体对容器底的压强、压力变化，以及容器对水平面的压强、压力变化。解题思路：1、液面变化：物体排开液体的体积V排决定了液面上升的高度Δh=V排/S容（S容为容器横截面积）。2、液体对容器底的压强变化：Δp=ρ液gΔh，压力变化ΔF液=ΔpS容=ρ液gV排=F浮。即液体对容器底的压力变化量等于物体所受浮力（此结论适用于柱形容器）。3、容器对水平面的压力变化：容器对水平面的压力等于容器总重力。放入物体后，若物体沉底或用细线悬挂，压力变化需根据具体情况分析。通常，若物体通过外力（如拉力）与容器作用，则总压力需考虑所有力的平衡。（三）浮力与密度测量实验▲【考向】利用浮力知识测量物质的密度。常见题型：在没有天平和量筒的情况下，利用弹簧测力计、水、烧杯等测量固体或液体的密度。解题策略：1、测固体密度（ρ物>ρ水）：用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G和浸没在水中的示数F，则物体质量m=G/g，物体受到的浮力F浮=GF=ρ水gV排，由于浸没，V物=V排=(GF)/(ρ水g)，最后得出ρ物=m/V物=Gρ水/(GF)。2、测液体密度（ρ液）：用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G，再分别测出物体浸没在水中的示数F1和浸没在待测液体中的示数F2。由在水中受到的浮力F浮1=GF1=ρ水gV物，可得V物。在待测液体中受到的浮力F浮2=GF2=ρ液gV物，联立方程解得ρ液=(GF2)ρ水/(GF1)。（四）漂浮模型分析与计算【难点】【拔高】1、漂浮体切割问题：当漂浮的物体被切去一部分后，剩余部分将如何移动？通常，由于重力减小，而浮力不变，物体会上浮一些，最终再次达到漂浮状态。2、液面升降问题：【高频难点】（1）纯冰漂浮问题：一块纯冰漂浮在盛有水的容器中，当冰熔化后，液面高度如何变化？分析思路：冰块漂浮时F浮=G冰，即ρ水gV排=ρ冰gV冰，可得V排=(ρ冰/ρ水)V冰。冰熔化成水后质量不变，m水=m冰，则冰熔化成的水体积V水=m水/ρ水=m冰/ρ水=(ρ冰V冰)/ρ水。比较V排和V水，发现它们相等，所以液面高度不变。（2）拓展：若冰块中含有其他杂质（如石块、木块、气泡）漂浮在水面或其他液体（如盐水）上，冰熔化后液面如何变化？这需要根据杂质密度与液体密度的关系以及熔化后整体的排水体积变化来综合判断。核心是比较熔化前“排开液体的体积”与熔化后“杂质（和水）在液体中占据的总体积”。3、多物体叠放与悬挂问题：解题关键在于分析整体受力或隔离受力。当几个物体通过细线连接或叠放在一起时，需灵活选择研究对象，列出平衡方程（如F浮总=G总）。当改变连接方式或位置时，通过比较总浮力和总重力的关系，判断物体是上浮、下沉还是悬浮。六、易错点与解题陷阱归纳【考前必看】1、误认为浮力与物体浸没后的深度有关。纠正：浸没后，V排不变，浮力不变。2、误认为浮力与物体的形状、密度有关。纠正：浮力只与ρ液和V排有关。3、误认为排开液体的体积就是物体的体积。纠正：只有浸没时，V排才等于V物。4、误认为沉底的物体不受浮力。纠正：沉底的物体如果下表面与容器底部紧密接触（如桥墩），则不受浮力；如果只是接触但未紧密结合（底部有液体），则仍受浮力。5、在判断物体浮沉时，混淆ρ物与ρ液的关系。纠正：对于实心物体，ρ液>ρ物，上浮最终漂浮；ρ液=ρ物，悬浮；ρ液<ρ物，下沉。切不可将ρ物与ρ液的关系和F浮与G物的关系混淆使用。6、在阿基米德原理公式中，单位不统一导致计算错误。纠正：计算时注意单位换算，密度用kg/m³，体积用m³，这样浮力单位才是N。7、在分析液面变化时，忽略了容器的形状和液体是否溢出。纠正：需考虑容器的底面积和初始液体是否装满。七、思维拓展与跨学科视野（一）浮力与古代智慧——曹冲称象曹冲称象的故事是浮力原理的早期应用。其核心思想是“等效替代”。曹冲利用漂浮在水面上的船，将大象的重量替换为可分批称量的石头的重量。两次船浸入水中的深度相同，说明两次受到的浮力相同，且船均漂浮，因此两次的总重力相等，从而得出大象与石头等重的结论。这其中包含了深刻的等效思想和浮力知识。（二）浮力与生物——鱼类的浮沉鱼类的浮沉不是靠改变自身的体积，而是通过鱼鳔的充气和放气来改变自身的平均密度。当鱼鳔充气膨胀时，鱼的身体体积变大，排开水的体积增大，浮力增大，鱼便上浮；当鱼鳔放气收缩时，体积变小，排开水的体积减小，浮力减小，鱼便下沉。这体现了物体通过改变自身密度来实现浮沉的原理，与潜水艇改变自身重力的方式不同。（三）浮力与现代农业——盐水选种利用浮沉条件可以选出饱满的种子。将待选的种子放入一定浓度的盐水中，饱满的种子由于密度大，重力大于浮力而沉入水底；干瘪、虫蛀的种子由于密度小，重力小于