八年级物理疑难：老师讲排开液体的体积与物体自身的重力、体积、密度及形状无关。

Question

不懂：1.为什么与物体的重力无关，如果物体重，下沉的多，浸入液体的体积不就大，那么排开液体的体积不就多了，液体的重力也就大了，随着，浮力也大。
例如两个相同体积的木块和铁块，木块漂浮，铁块悬浮，木块排开液体的体积小，铁块排开的体积大，那么究竟哪一个浮力大呢？
2.当物体完全浸没在水中时，为什么与物体自身的体积无关。例如，两个体积不同的木块，都完全浸没在水中，大木块排开液体的体积多，小木块排开的体积小，哪一个浮力大？
真心有点迷，请大神们表吝啬，耐心给小女讲懂吧，会受益终生的！急急急~！

Answer 1

浮力 阿基米德原理学习方法导航

1．在用语言或文字表达物理量或物理概念的过程中，常常会遇到一些表面意思相近的表述，如不加以仔细的区分则很容易混淆它们的含义。因而我们在学习的过程中要学会比较它们的不同内涵，只有不断地比较，我们对它们的内涵的理解才会越深刻。在学习浮力问题时当然也少不了比较这种有效的学习方法。请看下面，你能比较出它们的区别吗？
（1）物体的重力和物体排开的液体的重力。
（2）物体的体积和物体排开的液体的体积。
（3）物体的密度和液体的密度。（在下面都有说明）
（4）物体的视重和实重。
（5）物体的体积、物体的浸入液体中的体积和物体露出液面的体积三者间的关系。
（6）物体所受重力的展开式：G物=ρ物V物g
物体所受浮力的展开式：F浮=G排=ρ液V排g。
2．要学会对物理规律和原理深入的理解，对阿基米德原理也要这样。浸入液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力的大小。这就是阿基米德原理，它的数学表达式是：F浮=G排=ρ液V排g。对阿基米德原理及其公式的理解，应注意以下几点：
（1）阿基米德原理阐明了浮力的三要素：浮力作用在浸入液体（或气体）里的物体上，浮力的方向是竖直向上的；浮力的大小等于物体排开液体（或气体）受到的重力，即F浮= G排液。
（2）“浸入”的含义，是指物体“部分进入”或“浸没”在液体中两种情况下。这两种情况下，排液体积不同，前一种情况V排<V物，后一种情况V排=V物。阿基米德原理对这两种情况都是适用的。
（3）公式中的“排开液体的体积”即V排和物体的体积V物，它们在数值上不一定相等。当物体浸没在液体里时，V排=V物，此时，物体在这种液体中受到浮力最大。如果物体只有一部分体积浸入液体里，则V排<V物，这时V物=V排+V露。当液体的密度一定时，根据F浮=ρ液V排g，物体排开液体的体积小，物体受到的浮力就小；物体排开液体的体积大，物体受到的浮力就大。物体受到的浮力跟它排开液体的体积成正比，由此看出浮力的大小跟物体体积的大小无关。
（4）根据阿基米德原理公式F浮=ρ液V排g，当物体排开液体的体积V排一定时，浮力的大小跟液体的密度成正比，即浮力的大小跟液体密度ρ液，物体排开液体的体积V排有关，而与物体自身的重力、体积、密度、形状无关。当浸没在液体里的物体受到的浮力大小也不随物体在液体中的深度的变化而改变。
（5）阿基米德原理也适用于气体，F浮=ρ气V排g，而且浸在大气里的物体，V排=V物。
3．应用举例：
例1：体积是0.002 m3的铝块，当它的一半体积浸没在水中时，铝块受到的浮力是多少？当它全部浸入酒精中时，受到的浮力又是多大？（ρ酒=0.8×103 kg/m3，ρ铝=2.7×103 kg/m3，g取10 N/kg）
思路导航：此题是应用阿基米德原理的公式直接求浮力，只要将相关的物理量直接代入公式即可求解出答案。过程如下：
解：F浮1=ρ水·V排1g=1.0×103 kg/m3×0.5×0.002 m3×10 N/kg=10 N
F浮2=ρ酒V排2g=0.8×103 kg/m3×0.002 m3×10 N/kg=16 N（运用公式，一步到位）
答：铝块在水和酒精中受到的浮力分别是10 N和16 N。
方法指导：在应用公式解题时，一定要注意，公式中的ρ是液体的密度而不是物体的密度；V是排开液体的体积，而不是物体的体积。
例2：体积相同的铝球、铁块（注意体积相同这个条件）和木块，浸在液体中的情况如图1所示，则比较它们受到的浮力

图1
A.铝球受到的浮力最大 B.铝球受到的浮力最小
C.铁块受到的浮力最大 D.它们受到的浮力一样大.
思路导航：根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知，决定F浮大小的因素：一是液体的密度ρ液，二是排开液体的体积V排，本题中的铝球、铁块、木块浸在同一种液体中，ρ液相同。又由于它们是全部浸没在液体中的，而三个物体的体积是相等的，所以它们排开液体的体积V排也相同，因此应当选“D”，即它们受到的浮力一样大。
方法指导：本题同时告诉我们，浮力的大小与组成物体的物质的密度、物体的重力、物体的形态及在全部浸没时的深度无关。
例3：图2甲、乙、丙表示做“探究影响浮力大小的因素”的实验情况。

图2
（1）比较甲、乙所示情况，说明_____________________。
（2）比较乙、丙所示情况，说明_____________________。
思路导航：本题考查了观察和理解能力。对比甲、乙两图，弹簧测力计示数减小的原因是物体受到向上的浮力；对比乙、丙两图，可以观察到，物体在液体中所处的深度改变了，而弹簧测力计示数不变，（这就是科学探究）说明浮力没有变化。答案是：
（1）浸在水中的物体受到向上的浮力。
（2）物体浸没在水中时，受到的浮力大小与浸没深度无关。
例4：一个物体重2 N，浸没在水中称重（弹簧测力计的示数）1.75 N，浸没在某种液体中称重1.8 N，求物体的密度和这种液体的密度。

图3
思路导航：关于解浮力问题一般步骤是：（1）通过审题明确研究对象，确定它所处的状态。若物体浸没在液体中，V排=V物；若物体浮在液面上，V排<V物。
（2）分析研究对象的受力情况，画出力的示意图。
（3）根据力的平衡原理列方程，解方程。以物体本身作为研究对象，分析其受力。在水中时受力情况如图3所示，得平衡方程为：
F拉+F浮=G物
所以F浮= G物－F拉=2 N-1.75 N=0.25 N
我们要求的是物体的密度，这个量可以在G物的展开式G物=ρ物V物中得到。
归纳一下，G物=ρ物V物g ①
F浮=ρ液V排g= ρ液V物g ②
用比例法，①/②就可直接消去V物，省去求V物这一步，（这是解本题的关键）于是我们利用了ρ水这个已知求得了ρ物这个未知。
第二问的分析与上面大同小异，只是利用了ρ物这个已知求得了ρ液这个未知，当然还可以直接利用ρ水去求ρ物。
解：（1）求物体的密度
G物=ρ物V物g
F浮=ρ水V排g=ρ水V物g
F浮=G物-F拉=2 N-1.75 N=0.25 N
所以
ρ物= ρ水= ×1.0×103 kg/m3=8.0×103 kg/m3（先写成表达式，再代入数据）
（2）求液体的密度
G物=ρ物V物g
F′浮=ρ液V排g=ρ液V物g
F′浮=G物-F′拉=2 N-1.8 N=0.2 N
所以
ρ液= ρ物= ×8.0×103 kg/m3=0.8×103 kg/m3
或
ρ水= ρ水= ×1.0×103 kg/m3=0.8×103 kg/m3
方法指导：在求解浮力问题时，涉及的概念、规律多，知识的综合性强，所以在解有关浮力问题时，要注意归纳解决方法，明确解题思路和解题步骤，尤其要掌握对研究对象的受力分析，并且根据力的平衡原理列出方程。本例题就是根据力的平衡原理求解的，即根据力的平衡原理求浮力。挂在弹簧测力计下的物体浸入液体中静止时，受三力平衡，即G物=F浮+ F拉，F浮=G物－F拉。本题还可以给我们这样的启示：利用弹簧测力计分别称出物体在空气中、水中、液体中时的重（视重：弹簧测力计的读数），就可以计算出物体、液体的密度值。这给我们测算密度又开辟了一条新路。
例5：弹簧测力计的下端悬挂着一只体积为5×10-4 m3的合金球，将球逐渐浸入水中，当球还有五分之一的体积未浸入水中时，弹簧测力计的示数等于4.9 N，已知合金的密度为6×103 kg/m3，问：合金球是实心的还是空心的？若是空心的求出空心部分的体积。
思路导航：判断空心、实心类型的问题是质量和密度部分的常见题型。而本题却是综合了力的平衡和浮力等知识，使题目的难度加大了。因此本题的解题关键是要正确找出合金球所受力的关系，当然首先是受力分析，再根据力的平衡原理得到G=F浮+F′，求出合金球的重，那么球的体积、平均密度等一系列物理问题就可以顺利得出，判断空心还是实心的问题就会迎刃而解了。
解：根据题意得：
G = F浮+F′=ρ水V排g+F′
=103 kg/m3×9.8 N/kg×4/5×5×10-4 m3+4.9 N=8.82 N
ρ球= =1.8×103 kg/m3
即ρ球＜ρ合金（还有多种比较法）
所以合金球是空心的。
合金球的体积为
V合= =1.5×10-4 m3
空心部分的体积为
V空=V球-V合=5×10-4 m3-1.5×10-4 m3=3.5×10-4 m3
方法指导：本题中球是空心还是实心是通过比较物理量之间的大小关系得出的，可以像上面的比较球的平均密度和合金物质的密度，也可以通过比较球的体积与合金所占体积之间的大小，还可以比较与球的体积相等的合金的重与球实际的重的大小。同学们可以试着顺着这些不同的思路来解一下，锻炼自己的求异思维能力。

Answer 2

你举的例子都不完全。浮力是物体在水中受到的向上的力。
物体可以不是自由的沉在水中或浮在水中。
比方说，你说木块漂浮，木块排开液体的体积小。那么我问你，如果我们人为的把这个木块完全压入水中，这时候木块受不受到浮力？浮力是多少？排开水的体积是多少？
你说铁块下沉，铁块排开的体积大。那么我们人为的用绳子把铁块吊上了一点，使得铁块没有完全没入水中。这时候铁块受不受到浮力？浮力是多少？排开水的体积是多少？
不要认为浮力只有把物体自由的丢入水中，任其沉浮这一种情况。本回答被提问者采纳

Answer 3

1我也不知道为什么你们老师这么跟你讲（哥高三理科班物理大神，物理没考过第二，还参加过全国物理竞赛并获奖）
2木块所受浮力等于重力等于木块排开水的重力，铁块所受浮力等于同体积水的重力，所以铁块所受浮力大于木块所受浮力
3要看你讲的浸没是悬浮还是沉底，如果是悬浮，浮力等于重力，如果是沉底，浮力等于同体积水的重力，不过都应该跟体积有关（不知道你们老师是怎么教的。。。不过也有可能是你理解有问题）追问

问题上的第一句话是老师让抄的原句，请问有误吗？

Answer 4

物体和液体的密度和对象的浮力，喷液口的液体的体积，物体的质量，体积和重力，形状，深度，等浸没无关。