有關(guān)浮力問題的幾種解題方法

杜書林

【摘 要】初中物理力學(xué)部分中浮力是重點和難點，浮力的知識與重力、密度、壓強等內(nèi)容緊密聯(lián)系，綜合性強，解法靈活，題型多變。與浮力相關(guān)的眾多公式、等量關(guān)系讓學(xué)生思路混亂，解題無從著手，特別是涉及浮體在受多個力作用下的計算較為復(fù)雜。掌握浮力問題的解答方法能有效地提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，本文詳細探討了有關(guān)浮力問題的解題方法，并以例題的形式給出具體的示例和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】浮力；阿基米德原理；力的平衡

浮力是初中物理力學(xué)部分的重要內(nèi)容，占有舉足輕重的地位。學(xué)生在解答試題中，經(jīng)常遇到有關(guān)浮力的問題，初中試題中很多題目可能不會直接問物體受到的浮力大小，但是題目的設(shè)置往往會涉及到浮力相關(guān)知識，在解題過程中必須用到浮力知識求解相關(guān)的物理量如液體密度，物體質(zhì)量等，在千變?nèi)f化的有關(guān)浮力題型中不外乎有三種求解方法。

一、應(yīng)用阿基米德原理求解

阿基米德原理是初中物理課本上的重點內(nèi)容，阿基米德原理是：浸入液體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小。阿基米德原理的數(shù)學(xué)表達式為，由阿基米德原理的內(nèi)容可知判斷物體排開液體的體積或重力是應(yīng)用阿基米德原理的關(guān)鍵一步。

例題解析.如圖所示，四個體積相同而材料不同的球A、B、C、D，分別靜止在不同深度的水里。以下說法正確的是（ ）。

A. A球所受的浮力最小

B. B球所受的浮力最小

C. C球所受的浮力最小

D. D球所受的浮力最小

解析：要判斷四個球在水中受到的浮力哪個最小，如圖所示，可以明顯看出四個球排開水的體積大小關(guān)系為VA

二、應(yīng)用力的平衡求解

力的平衡指一個物體同時受到幾個力的作用時，如果保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，那么就說這幾個力平衡。應(yīng)用力的平衡時，首先明確研究對象，然后做出研究對象的受力分析圖，列出與浮力相關(guān)的力的平衡等式，進一步求解。

例題解析：如圖所示，將一重8N的金屬塊浸沒水中，靜止時彈簧測力計的示數(shù)是5N，則它受到的浮力為_____N。

解析：首先對金屬塊進行受力分析，如圖所示金屬塊受到彈簧對其豎直向上的拉力、水對其豎直向上的浮力和豎直向下的重力三個作用力，且金屬塊處于靜止狀態(tài)，由力的平衡得出等式，解得。

三、應(yīng)用壓強求解

上述兩種方法比較常見，大多數(shù)學(xué)生經(jīng)常在解題中運用，而壓強在浮力相關(guān)問題中的運用學(xué)生往往不易想到，物體在液體中受到浮力的根本原因是液體對物體上下表面的壓力差，液體對物體上下表面的壓力差與上下表面的壓強差有關(guān)，利用壓強以及液體壓強的知識可以解決有關(guān)浮力的問題。

例題解析.如圖所示，一正方體木塊漂浮在水面上，木塊重4N，木塊的下表面距水面4cm，木塊受到的浮力為_____N，木塊體積是_____。

解析：對木塊進行受力分析如上圖所示，可得木塊受到浮力，故第一空答案為4N。第二空求木塊體積，由題意可知木塊為正方體，考慮如能夠求出木塊邊長即可求出木塊體積。計算木塊邊長有兩種方法，一種方法為應(yīng)用阿基米德原理求解，這里不再詳述，另一種方法為應(yīng)用壓強求解，木塊漂浮在水面上，木塊受到的浮力為水對木塊底面向上的壓力，木塊底面處的液體壓強，為木塊底面距水面的距離4cm，進一步得出等式。則木塊底面面積，代入相應(yīng)數(shù)據(jù)得出木塊底面面積，即木塊邊長為。

顯然，求解浮力相關(guān)題型的各種方法，并不是截然分開和彼此孤立的，往往同一道題可以采用幾種不同的方法求解，也可以將幾種方法融合在一起交叉使用。只有靈活運用各種方法才能準確有效地解答復(fù)雜多變的物理問題。

【參考文獻】

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