力思维导图以核心概念为中心，分支涵盖定义、原理（阿基米德）、公式及影响因素，助于系统理解与
《浮力思维导图》
概念界定
- 定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）向上托的力叫做浮力，其方向总是竖直向上,施力物体是液体或气体。
- 产生原因：由于物体上下表面所处的深度不同，受到的压力差产生了浮力，将一个正方体完全浸入水中，它的上表面受到水的压强较小，下表面受到水的压强大,上下表面的压力差就表现为浮力。
| 物体状态 | 受力情况分析 | 浮力大小关系 | 示例 |
|---|---|---|---|
| 漂浮 | 重力与浮力平衡，F浮 = G物 | ρ液＞ρ物 | 木块漂浮在水面上 |
| 悬浮 | 重力与浮力平衡，F浮 = G物 | ρ液 = ρ物 | 鸡蛋悬浮在盐水中 |
| 沉底 | 重力大于浮力，F浮＜G物 | ρ液＜ρ物 | 石块沉入水底 |
阿基米德原理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，公式为 F浮=ρ液gV排。ρ液表示液体的密度，单位是 kg/m³；g 取 9.8N/kg（粗略计算时可取 10N/kg）；V排是物体排开液体的体积，单位是 m³。
- 适用范围：不仅适用于液体，也适用于气体，比如热气球在空气中受到浮力而上升，就是利用了阿基米德原理在气体中的应用，当物体全部浸没时，V排等于物体自身的体积；若物体部分浸入,则V排为物体浸入液体部分的体积。
- 实验验证方法：可通过弹簧测力计吊着物体浸入液体前后示数的变化来测量浮力大小，同时用量筒等工具测量出物体排开液体的体积，进而计算出排开液体的重力,对比两者是否相等以验证该原理。
浮力的计算方法
- 压力差法：F浮=F下表面 F上表面，此方法基于浮力产生的本质原因，但对于形状不规则的物体，确定上下表面的面积和深度较为复杂,实际计算中较少单独使用。
- 称重法：先测出物体在空气中的重力 G，再将物体浸入液体中读出此时弹簧测力计的拉力 F拉，则 F浮=G F拉，这种方法操作简单,常用于实验中测量浮力。
- 阿基米德原理法：如上述提到的 F浮=ρ液gV排，只要知道液体密度、物体排开液体的体积等相关量，就能方便地计算出浮力大小,是最常用的计算方法之一。
- 平衡法：当物体处于漂浮或悬浮状态时，根据二力平衡条件可知 F浮=G物，例如轮船漂浮在水面上,其所受浮力就等于自身的重力。
物体浮沉条件及应用
- 漂浮：物体部分浸入液体中，静止时处于液面之上，F浮=G物，且 V排＜V物，像轮船就是通过增大空心部分来增大排开水的体积,从而获得足够的浮力实现漂浮。
- 悬浮：物体完全浸没在液体中且静止不动，满足 F浮=G物，V排=V物，潜水艇就是通过调节自身的重力来实现悬浮和上浮、下潜等动作。
- 上浮：物体在液体中加速上升的过程，开始时 F浮＞G物，随着物体露出液面的体积增大，排开液体的体积减小，浮力逐渐减小，直到最后达到漂浮状态，鱼鳔的作用也是帮助鱼改变自身的平均密度,实现上浮和下沉。
- 下沉：物体在液体中向底部运动的过程，原因是 F浮＜G物,一些密度较大的实心金属块放入水中会迅速下沉。
相关问题与解答
问题一
一个质量为 5kg 的金属块完全浸没在水中，它受到的浮力是多少？（已知水的密度ρ水=1×10³kg/m³，g 取 10N/kg） 解答：首先需要知道金属块的体积，但题目未直接给出，不过我们可以通过质量与密度的关系先求出体积，由 m=ρV 可得 V=m/ρ，这里金属块的密度未知，但我们可以用排水法的思想，假设金属块排开水的体积等于它自身的体积，根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV排，因为金属块完全浸没，V排=V物，又因为 m金=ρ金V金，而我们要求的是浮力相关的量，可转换思路，已知金属块质量 m=5kg，则其重力 G=mg=5kg×10N/kg=50N，然而仅这些信息不足以直接得出浮力数值，除非补充金属块的体积或者密度等条件，如果补充条件该金属块体积为 2×10⁻³m³，F浮=ρ水gV排=1×10³kg/m³×10N/kg×2×10⁻³m³=20N。
问题二
一艘轮船从长江驶入大海，它是上浮一些还是下沉一些？为什么？ 解答：轮船会上浮一些，因为轮船始终处于漂浮状态，浮力始终等于重力，当轮船从长江（淡水）驶入大海（盐水），液体密度变大，根据 F浮=ρ液gV排，在浮力不变的情况下，ρ液增大，V排必然减小，即轮船浸入水中的体积减小，所以会上浮一些
