师：各位同学，大家好。芳菲四月，春意盎然，我们相聚云端，共同学习物理知识，温故而知新。今天，我们一同来复习第九章浮力的内容。浮力知识点较多，可归结为两类：一、认识浮力；二、浮力和其他知识间的联系。认识浮力，需了解浮力的产生、大小、方向、作用点。先来看浮力的产生，请大家看视频。
这是一个特制水槽，由大小两个水槽构成，小水槽底部有个正方形开口，使两个水槽相连通。将木块压在小水槽里的正方形开口上，木块为何没有上浮呢？分析木块受力，它左右两面、前后两面受到水的压力平衡，上表面受到水向下的压力，而下表面没有受到水向上的压力，所以没浮起来。现在，木块下表面受到大水槽中水向上的压力，当压力大到一定程度时，木块上浮了。由此可见，浮力的产生与物体在竖直方向上受到的水的压力大小有关。
我们再用这个空心立方体进一步探讨浮力产生的原因。这个空心立方体上下左右四个面用橡皮膜封好，通过橡皮膜凹陷大小来显示各面受到的压力大小。现在，请观察立方体各面受到水的压力情况。
生：（观察并思考）
师：我们看到，立方体左右两面受到水的压力大小相等、方向相反，互相平衡；前面和背面受到水的压力也互相平衡。在竖直方向上，上表面受到水向下的压力，下表面此时是平的，没有受到水的压力。向大水槽注水，当大水槽水面与小水槽底面相平，立方体受力情况与刚才相同。继续注水，下表面受力逐渐增大，立方体上下两面受到水的压力平衡了，此时下表面距大水槽水面的深度(H1)等于立方体上表面距小水槽水面的深度(H2)，立方体仍未受到水向上的浮力。
现在两水槽水面相平了，立方体的受力情况是左右面受力情况未变，下表面受到水向上的压力大于上表面受到的水的向下压力，这两个压力之差就是浮力，方向竖直向上。
浮力是液体或气体对物体各个面压力的合力。由于对称性，液体或气体对物体各侧面压力的合力为零，所以可以说浮力是由于液体或气体对物体向上和向下的压力差产生的。根据浮力产生的原因，我们能判断出，一个物体要受到浮力作用，必须满足一定条件，即物体下底面受到的压力要大于零，换句话说，物体必须浸在液体或气体中。比如矗立在水中的桥墩，建在水下泥土当中，就不受浮力作用。
浮力的大小，可以根据浮力产生的原因求出，也可以根据阿基米德原理求出。阿基米德原理是古希腊科学家阿基米德对物理学的贡献之一。其内容为：液体对物体向上的浮力大小等于物体排开液体所受的重力。事实上，阿基米德原理对气体也适用，其表达式为(F_{浮}=G_{排})。根据前面所学知识，也可写成(F_{浮}=m_{排}g = \rho_{液}V_{排}g)。这两类公式相互关联，可以相互推导。同学们拿出纸和笔，试着推导一下。
生：（推导公式）
师：做好了吗？请看大屏幕，你做对了吗？这两类公式都可用来计算浮力大小，只要物体受到浮力作用，都能用这两类公式求解。
下面来看一个具体例题。一个体积为(0.001)立方米的正方体实心铁块，用细线系好，缓慢放入盛有水的烧杯中。当其完全浸没在水中并稳定后，经测量从杯中溢出(0.6)千克的水。则：一、实心铁块在水中所受的浮力大小为多少？二、若水对铁块底部的压力大小为(15)牛，水对铁块顶部的压力大小为多少？
先来看第一小题，根据题目条件，当其完全浸没在水中并稳定后，可判断此时物体排开水的体积等于物体的体积。根据阿基米德原理(F_{浮}=\rho_{液}V_{排}g)，代入数值可求出此时铁块所受的浮力大小为(10)牛。同学们可能关注到题目里还有“经测量，从杯中溢出(0.6)千克的水”这一信息，若选择用阿基米德原理的另一个表达式(F_{浮}=m_{排}g)进行求解，将溢出水的质量代入公式求解，得到答案为(6)牛。但这是一种错误解答，错误原因在于题目中有个条件大家没关注到，即“用细线系好，缓慢放入盛有水的烧杯中”，盛有水不等于盛满水，本题中物体排开水的质量大于溢出水的质量。也就是说，本题中选用(F_{浮}=m_{排}g)计算浮力大小没错，但用溢出水的质量等于排开水的质量需要一定条件。这就告诉我们，在进行物理计算时，一定要关注每一个等号成立的条件。
接下来看第二道题，我们已求出浮力大小，根据浮力产生的原因，可求出此时铁块上底面受到的压力大小为(5)牛。
认识了浮力的大小，接下来认识浮力的方向。由于液体或气体对物体向上和向下压力的方向均为竖直方向，所以浮力的方向总是竖直向上。浮力的作用点在受力物体上，比如大海上漂浮的航母，受到浮力的作用点就在航母上。根据以上认知，我们可以得出浮力的概念：浮力就是浸在液体或气体中的物体，受到液体或气体竖直向上托的力。
认识了浮力，接下来讨论浮力和其他知识间的联系。力总是通过对物体施加力的作用来实现的，首先来看与浮力相关的受力分析。因为有了浮力，我们要对受力分析的过程做适当调整，调整后的过程为：首先，确定研究对象，并分析研究对象所处的运动状态；第二步，分析已知力；第三步，分析重力；第四步，分析浮力和弹力；最后，分析摩擦力。
在具体情境中，物体可能同时受到弹力和浮力的作用。比如说，一个实心铁块放在装有水的容器底部静止，分析铁块受到的力。研究对象是铁块，它处于静止状态，铁块不受已知力，直接画出铁块的重力。因为铁块和容器底部相互接触、彼此挤压，容器底部对铁块有竖直向上的弹力。又因为铁块和容器底部之间没有密合，铁块浸在水中，水对铁块有竖直向上的浮力。
根据这样的思路，我们还可以分析不同物体在液体中受力的情况。甲图中物体浸在液体中，受重力和浮力的作用；丙图中物体受向上的拉力，浸在液体当中，受到重力、拉力和浮力的作用；丁图当中物体受到向下的拉力，浸在液体中，物体受到重力、拉力和浮力的作用。下面我们依次来讨论这几种情况。
首先讨论物体仅受重力和浮力作用的情况。当浮力大于重力，物体所受合力方向竖直向上，物体在液体中向上运动，我们称为上浮。当物体上浮到液体表面，经过一个较为复杂的过程，最终漂浮。当浮力小于重力，物体所受合力方向竖直向下，物体在液体中将向下运动，我们称为下沉。当物体沉到容器底部，和底部发生碰撞，经过一个较为复杂的过程，最终静止在容器底部，我们称为沉底。当浮力等于重力时，物体所受合力为零。如果物体完全浸没在液体当中，我们称为悬浮；如果物体有一部分露出了液面，我们称为漂浮。这里需说明，上浮、下沉、悬浮和漂浮都是指物体仅受重力和浮力作用下的情况。
根据浮力和重力之间的大小关系，我们可以判断出物体的运动状态；反之，已知物体的运动状态，也可以判断出重力和浮力的大小关系，进而推断出物体的密度和液体密度之间的关系。因此，重力和浮力间的大小关系是物体浮和沉的条件。
物体的浮沉条件在生产生活中有着非常重要的应用，比如说舰船、潜水艇、热气球、盐水选种、密度计等等。其中，舰船、热气球、盐水选种是通过改变自身的浮力大小来实现自身的浮沉；潜水艇是通过改变自身的重力来实现自身的浮沉；密度计则利用的是密度计在液体中总处于漂浮状态，漂浮时重力等于浮力来测量液体的密度。