第一节:浮力的产生与本质(压力差法)
1. 核心定义:什么是浮力?
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,这个力叫做浮力。
物理量符号:F_浮
单位:牛顿(N)
方向:竖直向上(永远垂直于水平面,绝不随物体放置的角度改变)。
2. 深度推导:浮力是怎么“长”出来的?
浮力不是凭空产生的,它源于液体压强在不同深度的**“不公平对待”**。
推导逻辑:
侧面:物体四周受到的压力,因为深度相同而两两抵消。
上表面:深度为h_上,受到的向下压强为p_上 = ρ_液 * g * h_上,产生的向下压力为F_下压 = p_上 * S。
下表面:深度为h_下,受到的向上压强为p_下 = ρ_液 * g * h_下,产生的向上压力为F_上托 = p_下 * S。
结论:因为h_下 > h_上,所以F_上托 > F_下压。这个向上的力比向下的力大出的那一部分,就是浮力!
本质公式:F_浮 = F_上托 - F_下压
3. 琬老师点拨:浮力消失的“极端情况”
如果物体底面与容器底紧密贴合(中间没有液体),或者物体深陷在水底的泥土中,液体无法进入物体下方。
后果:此时物体只有向下的压力F_下压,没有向上的压力F_上托。
结论:此时物体不仅不受浮力,反而会受到液体巨大的向下压力。

近三年中考真题实战演练
【真题1】2024 浙江杭州(定量计算模型)
题目:一个边长为10 cm的正方体实心金属块浸没在水中,其上表面距水面5 cm。已知水对金属块上表面的压力为5 N,金属块在该深度受到的浮力为10 N。求液体对金属块下表面的压力为多少牛?(g = 10 N/kg)
详细解析:
公式:F_浮 = F_上托 - F_下压。
已知:F_浮 = 10 N,F_下压(上表面压力)= 5 N。
计算:10 N = F_上托 - 5 N,得出 F_上托 = 15 N。
答案:15 N
【真题2】2023 湖北武汉(本质概念模型)
题目:下面关于浮力的说法中,正确的是()
A.只要物体在液体中,就一定受到浮力。
B.浮力的方向总是垂直于物体的表面。
C.浮力的大小等于液体对物体向上和向下的压力差。
D.沉在水底的铁球不受浮力。
详细解析:
A 选项:错误。底面紧密贴合(如陷进泥底)时不产生浮力。
B 选项:错误。浮力方向始终竖直向上,并不一定垂直于物体倾斜的表面。
C 选项:正确。这是压力差法的核心定义。
D 选项:错误。沉底铁球下方仍有水进入,产生压力差,依然受浮力。
答案:C
【真题3】2024 山东临沂(压强转化模型)
题目:一个柱形物体浸没在酒精中,测得其下表面受到的液体压强为2000 Pa,上表面受到的液体压强为1200 Pa。若该物体的底面积为0.01 m^2,求该物体受到的浮力。
详细解析:
先求压力差:压强差Δp = 2000 Pa - 1200 Pa = 800 Pa。
再求浮力:F_浮 = Δ_p * S = 800 Pa * 0.01 m^2 = 8 N。(也可以分别算出上下压力:F_上托 = 20 N,F_下压 = 12 N,再相减)。
答案:8 N
【真题4】2022 江苏南京(实验探究模型)
题目:将一个乒乓球放入剪去瓶底的瓶中,球堵住瓶口。甲:向瓶内注水,球不浮起。乙:若用手堵住瓶口,球迅速浮起。甲中球不浮起是因为下表面受到的压力(选填“大于”、“小于”或“等于”)上表面受到的压力;若堵住瓶口,球浮起说明浮力产生的原因是液体对物体上下表面存在()。
详细解析:
甲:水流通过瓶口流出,球下方没有水,向上压力为0。水对球有巨大的向下压力,故 小于。
乙:底部积水产生向上压力,形成了压力差。
答案:小于;压力差
【真题5】2023 广东(力学综合模型)
题目:一金属块重20 N,用弹簧测力计挂着浸没在水中。已知水对金属块下表面的压力为9 N,上表面受到的压力为4 N。求此时金属块受到的浮力和测力计的示数。
详细解析:
求浮力:F_浮 = F_上托 - F_下压 = 9 N - 4 N = 5 N。
求示数:物体受力平衡,G = F_浮 + F_拉。 测力计示数 F_拉 = G - F_浮 = 20 N - 5 N = 15 N。
答案:5 N;15 N
琬老师笔记·本节“避坑”锦囊
别忘了单位:计算压力时,面积S一定要从cm^2换算为m^2(1 cm^2 = 10^-4 m^2)。
受力分析:压力差法是浮力的“根”,但如果题目给了重力和示数,优先考虑平衡法。
气体浮力:空气对气球也有压力差,产生原理完全一致。