八年级下册物理浮力知识点有哪些核心考点？

校园之窗 2025年12月11日 11:36:49 99ANYc3cd6 1 0

八年级下册物理：浮力知识点全总结

浮力是初中力学的重点和难点，它与前面学过的重力、压力、压强等知识联系紧密,也是后续学习功和能的基础。

浮力的基本概念

定义：浸在液体（或气体）中的物体，都会受到液体（或气体）对它竖直向上的托力,这个力叫做浮力。
（图片来源网络，侵删）
- 关键词：浸在、液体/气体、竖直向上。
施力物体：液体（或气体）。

木块在水中受到的浮力,施力物体是水。
方向：竖直向上。

与重力的方向“竖直向下”相反。
（图片来源网络，侵删）
产生原因（理解难点）：
- 浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。
- 公式：F_浮 = F_向上 - F_向下
- 理解：物体在液体中，深度越大，受到的压强越大，物体下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力,这两个压力的差值就是浮力。
- 特例：如果物体下表面与容器底紧密接触（比如用胶水粘住），则下表面不受向上的液体压力，F_向上 = 0，F_浮 = 0,物体不受浮力。

阿基米德原理

这是计算浮力的核心原理,是本章的重点。

浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。
- 简单记为：浮力 = 排液重。
数学表达式：
（图片来源网络，侵删）
- F_浮 = G_排
- G_排 = m_排 * g
- m_排 = ρ_液 * V_排
- 合并公式：F_浮 = ρ_液 * g * V_排
公式各物理量含义：
- F_浮：浮力，单位：牛顿。
- ρ_液：液体的密度，单位：千克/立方米 (kg/m³)，注意是液体的密度,不是物体的密度！
- g：常数，约等于 9.8 N/kg。
- V_排：物体排开液体的体积，单位：立方米 (m³)。
  - 关键：V_排 不一定等于 V_物。
  - 完全浸没：V_排 = V_物。
  - 部分浸没：V_排 < V_物。
阿基米德原理的推广：
- 浮力的大小只与液体的密度 (ρ_液) 和物体排开液体的体积 (V_排) 有关。
- 与物体的密度、体积、形状、浸入的深度、在液体中的运动状态（静止或运动）均无关。

物体的浮沉条件

这是浮力知识的应用，是本章的另一个重点，判断物体的浮沉，关键是比较浮力和重力的大小关系。

比较关系	物体状态	`F_浮` 与 `G_物` 关系	`ρ_液` 与 `ρ_物` 关系 (实心物体)	最终状态
上浮	物体加速向上	`F_浮 > G_物`	`ρ_液 > ρ_物`	漂浮 (`F_浮' = G_物`)
下沉	物体加速向下	`F_浮 < G_物`	`ρ_液 < ρ_物`	沉底 (`F_浮'' + F_支 = G_物`)
悬浮	物体静止在液体中任意位置	`F_浮 = G_物`	`ρ_液 = ρ_物`	保持悬浮
漂浮	物体静止在液面上	`F_浮 = G_物`	`ρ_液 > ρ_物`	-

注意点：

悬浮 vs. 漂浮：虽然都是 F_浮 = G_物，但悬浮时 V_排 = V_物，漂浮时 V_排 < V_物。
沉底：物体沉到容器底部，此时受到三个力：重力 G_物、浮力 F_浮、支持力 F_支，三力平衡关系为：F_浮 + F_支 = G_物。

浮力的计算方法总结

计算浮力有四种常用方法,根据题目条件灵活选择。

称重法：
- 原理：两次弹簧测力计示数之差。
- 公式：F_浮 = G_空 - F_示
- 适用：已知物体在空气中和液体中弹簧测力计的读数。
压力差法：
- 原理：浮力本质是压力差。
- 公式：F_浮 = F_向上 - F_向下
- 适用：已知物体上、下表面受到的液体压力。
阿基米德原理法：
- 原理：F_浮 = G_排
- 公式：F_浮 = ρ_液 * g * V_排
- 适用：最常用、最核心的方法,已知液体密度和排开液体体积。
平衡法：
- 原理：物体处于漂浮或悬浮状态时,浮力等于重力。
- 公式：F_浮 = G_物
- 适用：已知物体的质量或重力,且物体处于漂浮或悬浮状态。

浮力的应用

轮船：
- 原理：利用漂浮条件 (F_浮 = G_船)。
- 关键：采用“空心”结构来增大体积，从而增大排开水的体积 (V_排),获得足够的浮力。
- 排水量：轮船满载时排开水的质量。排水量 = m_船 + m_货。
潜水艇：
- 原理：通过改变自身重力来实现上浮、下潜和悬浮。
- 方法：向水舱中充水（G_物 增大）或排出水（G_物 减小），从而改变 G_物 与 F_浮 的关系。
密度计：
- 原理：利用漂浮条件 (F_浮 = G_计)。
- 特点：G_计 不变，F_浮 不变，根据 F_浮 = ρ_液 * g * V_排，液体密度 ρ_液 越大，排开液体的体积 V_排 越小,密度计露出液面的部分越多。
- 刻度：上小下大（因为 ρ_液 越小，V_排 越大，浸入越深）。
气球和飞艇：
- 原理：利用空气浮力。
- 方法：通过充入密度比空气小的气体（如氢气、氦气）来使 G_物 < F_浮,从而实现上升。

典型例题与解题思路

例题1：一个重为 5N 的石块，用弹簧测力计挂着，让它慢慢浸入盛满水的溢水杯中，当石块完全浸没时，弹簧测力计的示数为 3N，求： (1) 石块受到的浮力是多少？ (2) 石块排开水的重力是多少？ (3) 石块的体积是多少？(g=10N/kg, ρ_水=1.0×10³ kg/m³)

解题思路： (1) 求浮力：题目中给出了物体在空气中和液体中的示数，应该用称重法。 F_浮 = G_空 - F_示 = 5N - 3N = 2N

(2) 求排开水重：根据阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力。 F_浮 = G_排 G_排 = 2N

(3) 求石块体积：石块完全浸没，V_排 = V_石，利用阿基米德原理的公式 F_浮 = ρ_液 * g * V_排 变形求解。 V_排 = F_浮 / (ρ_液 * g) = 2N / (1.0×10³ kg/m³ × 10N/kg) = 2×10⁻⁴ m³ 因为完全浸没，V_石 = V_排 = 2×10⁻⁴ m³。

例题2：一个质量为 0.54kg 的铝块，用细线系着，把它完全浸没在水中，求铝块受到的浮力和细线的拉力。(g=10N/kg, ρ_铝=2.7×10³ kg/m³, ρ_水=1.0×10³ kg/m³)

解题思路： (1) 求浮力：已知液体密度和物体排开液体体积（完全浸没，V_排 = V_物），应先求出铝块的体积，再用阿基米德原理法。 G_铝 = m_铝 * g = 0.54kg × 10N/kg = 5.4N V_铝 = G_铝 / (ρ_铝 * g) = 5.4N / (2.7×10³ kg/m³ × 10N/kg) = 2×10⁻⁴ m³ V_排 = V_铝 = 2×10⁻⁴ m³ F_浮 = ρ_水 * g * V_排 = 1.0×10³ kg/m³ × 10N/kg × 2×10⁻⁴ m³ = 2N

(2) 求拉力：对铝块进行受力分析，它受到三个力：重力 G_铝（向下）、浮力 F_浮（向上）、拉力 F_拉（向上），物体静止，处于平衡状态。 F_拉 + F_浮 = G_铝 F_拉 = G_铝 - F_浮 = 5.4N - 2N = 3.4N

常见误区与易错点

V_排 的理解：V_排 是“排开”的体积，不是“浸入”的体积，对于漂浮的物体，V_排 远小于 V_物。
密度混淆：在 F_浮 = ρ_液 * g * V_排 中，用液体密度 ρ_液；在 G_物 = m_物 * g = ρ_物 * V_物 * g 中，用物体密度 ρ_物,两者不能混淆。
浮沉条件应用错误：判断浮沉时，必须比较 F_浮 和 G_物，或者比较 ρ_液 和 ρ_物（仅限于实心物体）。
沉底时力的关系：物体沉底时，F_浮 < G_物，且 F_浮 + F_支 = G_物,不要漏掉支持力。
单位换算：计算时，所有物理量必须统一为国际单位制，特别是体积单位 m³ 和密度单位 kg/m³。