浮力：阿基米德原理与物体的浮沉条件
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力：F浮 = G排 = ρ液gV排。浮力只与液体的密度和排开液体的体积有关，与浸没的深度无关。浸没在液体中的物体，F浮 > G 上浮、F浮 = G 悬浮、F浮 < G 下沉；对实心物体就是比较 ρ物 和 ρ液。
浮力与称重法
浸在液体（或气体）中的物体受到液体对它竖直向上的托力，叫做浮力。浮力产生的原因是液体对物体向上的压力大于向下的压力：F浮 = F向上 − F向下。
称重法测浮力：用弹簧测力计在空气中测出物重 G，再把物体浸在液体中读出示数 F示，则 F浮 = G − F示。物体浸在液体中静止时受重力 G、拉力 F示、浮力 F浮，三力平衡。
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
- 用弹簧测力计测出物体的重力 G 和空小桶的重力 G桶。
- 在溢水杯中装满液体（液面到溢水口），把物体浸入液体，读出测力计示数 F示，同时用小桶接住溢出的液体。
- 测出小桶和溢出液体的总重 G总，则 G排 = G总 − G桶。
- 比较 F浮 = G − F示 与 G排；换用不同的物体、液体、浸入体积多做几次。
结论：F浮 = G排（阿基米德原理）。由 G排 = m排g = ρ液V排g 得
F浮 = G排 = ρ液 g V排
ρ液—kg/m³，V排—m³，g = 9.8 N/kg（计算时常取 10 N/kg），F浮—N
例：体积 100 cm³ 的铝块（ρ = 2.7 g/cm³）重 2.7 N，浸没在水中时 V排 = 1×10⁻⁴ m³，F浮 = 1.0×10³ kg/m³ × 10 N/kg × 1×10⁻⁴ m³ = 1 N，测力计示数为 2.7 N − 1 N = 1.7 N；浸没在盐水（1.2 g/cm³）中浮力为 1.2 N。
浮力的大小与哪些因素有关
| 改变的因素 | 浮力怎样变化 | 说明 |
|---|---|---|
| 浸入的体积（浸没前的深度） | V排 越大，浮力越大 | 浸没前测力计示数随深度减小 |
| 浸没后的深度 | 不变 | V排 = V物 不再变化 |
| 液体的密度 | ρ液 越大，浮力越大 | 同一物体浸没在盐水中比在水中浮力大 |
| 物体的密度、重力、形状 | 无关 | 体积相同的铝块和铜块浸没在水中浮力相等 |
物体的浮沉条件
| 状态 | 力的关系 | 密度关系（实心） | V排 与 V物 |
|---|---|---|---|
| 上浮（运动过程） | F浮 > G | ρ物 < ρ液 | 露出液面前 V排 = V物 |
| 漂浮（静止在液面） | F浮 = G | ρ物 < ρ液 | V排 < V物，V排/V物 = ρ物/ρ液 |
| 悬浮（静止在液体中） | F浮 = G | ρ物 = ρ液 | V排 = V物 |
| 下沉（运动过程） | F浮 < G | ρ物 > ρ液 | V排 = V物 |
| 沉底（静止在底部） | F浮 + N = G | ρ物 > ρ液 | V排 = V物 |
上浮的物体露出液面后，V排 减小、浮力减小，直到 F浮 = G 时漂浮；所以漂浮是上浮的最终状态，沉底是下沉的最终状态。铁块在水中下沉，在水银（13.6 g/cm³）中却能漂浮——浮沉不看轻重，而看浮力与重力（密度）的关系。
用这个模型做实验
- 打开“阿基米德原理”，铝块在液面上方时测力计示数就是物重 2.7 N。向下拖动测力计，看示数怎样变小、溢出的水怎样流进小桶，比较 F浮 和 G排。
- 看右侧的 F-h 图像：物体浸没前，示数随浸入深度 h 均匀减小；浸没后示数不变。在浸入 5 cm、刚好浸没、浸没更深时各记录一次。
- 保持浸没，分别换成酒精、盐水，再换成铁块、铜块、50 cm³ 的铝块，记录数据，看浮力跟哪些因素有关、跟哪些无关。
- 勾选“溢水杯没有装满”，重做一次，看为什么 G排 比 F浮 小；把物体一直往下拖到压住杯底，看示数为什么偏小。
- 打开“物体的浮沉条件”，依次点木块、冰块、铝块、铁块，点“浸没后松手”，看它们怎样运动、最后停在哪里，读出漂浮时浸在水中的比例。
- 选鸡蛋放在清水里，它沉底；连点“加一勺盐”，看盐水密度达到 1.1 g/cm³ 时鸡蛋悬浮、再加盐鸡蛋上浮。把铁块放进水银里看看。
- 拖着木块把它按进水里，看手要用多大的力；拖着铁块，看手托着它要用多大的力。
常见问题
什么是阿基米德原理？浮力的大小怎么计算？
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力，这就是阿基米德原理，公式是 F浮 = G排 = m排g = ρ液gV排。由公式可知，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，跟物体的密度、形状、重力以及浸没在液体中的深度都无关。阿基米德原理对气体同样适用。
怎样用弹簧测力计测浮力（称重法）？
先用弹簧测力计在空气中测出物体的重力 G，再把物体浸在液体中，读出测力计的示数 F示，浮力 F浮 = G − F示。物体浸在液体中静止时受到重力、拉力和浮力，三力平衡：F浮 + F示 = G。注意物体不能碰到容器底和容器壁，否则测力计示数偏小，算出的浮力偏大。
浮力的大小与哪些因素有关？与深度有关吗？
浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关：液体密度越大、排开液体的体积越大，浮力越大。物体浸没之前，浸入越深，排开液体的体积越大，浮力越大；浸没以后排开液体的体积等于物体的体积，不再变化，浮力与浸没的深度无关。所以弹簧测力计的示数随浸入深度先减小，浸没后保持不变。
验证阿基米德原理时，溢水杯没有装满会怎样？
溢水杯里的液体要装到溢水口。如果没有装满，物体刚浸入时排开的液体先使液面升高到溢水口，这部分液体没有流进小桶，测得的排开液体的重力 G排 偏小，就会得出 F浮 > G排 的错误结论。实验时最好先测空桶的重力，再测桶和溢出液体的总重力，避免桶内沾有液体使 G桶 偏大。
物体的浮沉条件是什么？
浸没在液体中的物体：F浮 > G（ρ物 < ρ液）时上浮，最终漂浮在液面上；F浮 = G（ρ物 = ρ液）时悬浮，可以静止在液体中任何深度；F浮 < G（ρ物 > ρ液）时下沉，最终沉到底部，这时 F浮 + N = G。漂浮和悬浮都是 F浮 = G，区别是漂浮时 V排 < V物，悬浮时 V排 = V物。
漂浮的物体浸在液体中的体积占多少？
漂浮时 F浮 = G，即 ρ液gV排 = ρ物gV物，所以 V排 / V物 = ρ物 / ρ液。例如密度为 0.6 g/cm³ 的木块漂浮在水中，有 60% 的体积浸在水中、40% 露出水面；冰的密度约 0.9 g/cm³，漂浮在水中的冰块约有 90% 在水下，所以有“冰山一角”的说法。
鸡蛋为什么在清水中下沉，在盐水中上浮？
鸡蛋的密度略大于水（约 1.1 g/cm³），在清水中浸没时 F浮 < G，鸡蛋下沉。向水中加盐并搅拌，盐水的密度增大，鸡蛋排开液体的体积不变，受到的浮力增大；当盐水的密度等于鸡蛋的密度时鸡蛋悬浮，继续加盐，盐水的密度大于鸡蛋的密度，鸡蛋上浮，最终漂浮在液面上。
适用课程
人教版初中物理八年级下册第十章《浮力》第 1 节“浮力”（称重法、浮力产生的原因、浮力的大小跟哪些因素有关）、第 2 节“阿基米德原理”、第 3 节“物体的浮沉条件及应用”（浮沉条件、密度计、轮船、潜水艇的原理基础），其他版本教材中的相关内容。常见题型有“称重法求浮力”“F-h 图像分析”“验证阿基米德原理的实验步骤与误差”“利用 F浮 = ρ液gV排 计算浮力、体积和密度”“判断物体的浮沉”“漂浮物体露出液面的体积”等。