浮力知識(shí)應(yīng)用錯(cuò)誤分析

學(xué)習(xí)了浮力知識(shí)以后，阿基米德定律很多同學(xué)都知道，可在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，由于該節(jié)知識(shí)容易拓展延伸，有關(guān)浮力問(wèn)題變化多端，往往容易出現(xiàn)差錯(cuò)。如對(duì)知識(shí)理解不透，概念混淆、審題不仔細(xì)，受表面現(xiàn)象所迷惑而忽略了隱含條件或者是中間的重要環(huán)節(jié)，抓不住解題的關(guān)鍵、已有的感性認(rèn)識(shí)中的錯(cuò)覺(jué)起作用等等。解答物理問(wèn)題，找出學(xué)生知識(shí)應(yīng)用中的錯(cuò)誤和克服辦法，對(duì)于加深和擴(kuò)展學(xué)生的物理知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的智力，都具有重要意義。下面就學(xué)生在有關(guān)浮力知識(shí)應(yīng)用中的一些錯(cuò)誤進(jìn)行分析，希望對(duì)同學(xué)們的學(xué)習(xí)有所幫助。

1 搞清楚物體浮沉狀態(tài)，再解題

例 把一個(gè)體積為1×10-2m3 ，質(zhì)量為7kg的物體放入水中，該物體靜止時(shí)所受浮力多大？

因?yàn)榘⒒椎露蓱?yīng)用多，故部分學(xué)生看見(jiàn)有體積，受思維定勢(shì)的影響，因此錯(cuò)解：F =ρ g V = 1×103 kg/m3× 9.8N/kg× 1×10-2m3= 98N

分析 錯(cuò)誤的解法是沒(méi)有仔細(xì)審題，忽視了題目的隱含條件ρ物 <ρ水， 已經(jīng)知道物體的體積和質(zhì)量，就該先判定物體的狀態(tài)，即在水中靜止時(shí)是漂浮、懸浮或沉底。從而確定計(jì)算浮力的方法。因?yàn)棣盐?= m/V =7kg/1×10-2m3 = 0.7×103kg/m3，ρ物 <ρ水 ，所以，物體漂浮。由浮在液面的條件可知：F浮=mg=7kg× 9.8N/kg=68.6 N

2 清楚物體浮沉狀態(tài)后，應(yīng)用阿基米德原理進(jìn)行分析

例 用同種材料制成的體積相同的甲、乙兩個(gè)球，放入同種液體中，靜止后的位置如圖所示。兩球所受的重力和浮力可能是( )

A.G甲 >G乙， F甲 >F乙，

B.G甲 < G乙， F甲 < F乙，

C.G甲 =G乙， F甲 >F乙，

D.G甲 < G乙， F甲 > F乙，

學(xué)生在日常生活中接觸了有關(guān)物體的浮沉現(xiàn)象，以致形成了一個(gè)概念，能浮起來(lái)的物體受到浮力，沉底的物體不受浮力，認(rèn)為：同種材料制成的體積相同的物體質(zhì)量相等，所受重力相等，浸在液體中的物體，受到浮力大的上浮，受到浮力小的下沉；或認(rèn)為漂浮時(shí)浮力等于物重，下沉浮力小于物重，故應(yīng)選C。

分析 前者由先驗(yàn)錯(cuò)覺(jué)所致，后者是知識(shí)遷移發(fā)生錯(cuò)誤引起。浸在液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小由物體排開(kāi)的液體重來(lái)判定。根據(jù)阿基米德定律F浮=ρ液V排 g，甲球排開(kāi)的液體少，所受浮力小。又由物體浮在夜面的條件和物體浮沉條件可知，甲球所受的浮力等于所受的重力，乙受到的重力大于浮力，所以下沉停留在液體底部，兩球所受的重力不等，故C不正確。從圖中所示的位置可知，同種材料制成的體積相同的兩球中甲肯定是空心的，如果乙是空心的，則甲的空心部分更大，所以甲球的重力小，因此答案B正確。

3 不能用阿基米德原理分析時(shí)，要注意用受力分析法

例 一支試管中裝有適量的砂子， 放在圖甲液體中受到的浮力為F1，放在圖乙液體中受到的浮力為F2，則

A.F1>F2

B.F1

C.F1=F2

學(xué)生往往把排開(kāi)液體的大小與浮力大小等同，常認(rèn)為物體浸入液體部分多的浮力就大，而忽視了液體的密度，因此錯(cuò)解：同一支試管浸在兩種液體中，浸沒(méi)在液體中那部分體積大的受到的浮力就大，反之則小，圖甲中密度計(jì)浸得深些，因此浮力大些，故選A。

分析 這是把浮力的大小與物體排開(kāi)的液體的體積等同起來(lái)了。浸入液體中的物體，它所受的浮力大小取決于兩個(gè)因素，一個(gè)是物體排開(kāi)液體的體積，另一個(gè)是液體的密度。此題利用阿基米德定律不便判定，轉(zhuǎn)化方法，根據(jù)物體受力的平衡條件，可知同一密度計(jì)在不同液體中受到的浮力是相等的。圖甲和圖乙中密度計(jì)都處于平衡狀態(tài)，浮力等于重力，而兩圖中是同一個(gè)密度計(jì)，重力是不變的，所以，兩者浮力相等，故答案C正確。

綜上所述，在用浮力知識(shí)解題的過(guò)程中，首先要明確研究對(duì)象，然后根據(jù)研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，正確分析研究對(duì)象的受力情況，再依據(jù)相應(yīng)的浮沉條件和原理解答。并且在解題時(shí)，一定要仔細(xì)審題，究竟用何種方法求解浮力，應(yīng)由題設(shè)條件而選擇，切記生搬硬套。當(dāng)然，要熟練運(yùn)用不同的方法解題并不是一蹴而就的事，必須經(jīng)過(guò)一定量的練習(xí)和解題經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)才能運(yùn)用自如。如果我們善于利用各種錯(cuò)例，分析錯(cuò)誤原因，糾正錯(cuò)誤解法，從中吸取教訓(xùn)，無(wú)疑會(huì)提高我們知識(shí)應(yīng)用的能力。

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