解決幾種《浮力》問題的方法

廣東省河源市龍川一中 楊開明

初中物理《浮力》的問題困擾了很多學(xué)生，但學(xué)好《浮力》卻利于啟迪學(xué)生的思維，提高學(xué)生的能力。根據(jù)我多年的經(jīng)驗(yàn)，提出如下幾種《浮力》問題的解決方法供大家參考。

一、浮力大小的判斷

學(xué)生在判斷浮力大小時(shí)，往往受到“物體浮起來的浮力大，沉下去的浮力小”錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的干擾，沒有從決定浮力大小的——排開液體的重力（即排開液體體積、液體密度）的因素去考慮，結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況較多。為了方便學(xué)生判斷，我編了如下兩句順口溜：

1.“同種液體看V排，特殊情況請(qǐng)除外”

根據(jù)阿基米德原理——可知，ρ液當(dāng)相同時(shí)，浮力大小一般取決于V排；這里的特殊情況就是指物體下表面沒有受到向上壓力時(shí)的情況，如陷入泥沙中的物體就沒有收到浮力的作用。

例題：在盛水容器中，有四個(gè)體積完全相同的物體，A漂浮，B用線吊著浸沒有水中，C懸浮，D沉底且與容器底部密合，則（ ）。

A.A受浮力最大 B.BCD受浮力相等

C.B受浮力小于C D.D受浮力最小

根據(jù)“同種液體看V排，特殊情況請(qǐng)除外”可知，B、C受到的浮力相等，A受到的浮力較小，D屬于特殊情況，沒有受到浮力，故選D。用這一方法，又快又對(duì)，避免了物體浮沉因素的干擾。

2.“同一物體看（浮沉）狀態(tài)”

同一物體受到重力通常視為不變，通過物體在不同液體里的浮沉情況便可判斷受到浮力大小，具體可通過如下幾種情況來判斷：一是如果同一物體浸在不同液體中都不沉下去（一漂一懸或兩漂或兩懸），則物體兩次受到的浮力相等；二是如果物體在一種液體中下沉，在另一種液體中出現(xiàn)漂浮或懸浮，則物體沉下去時(shí)受到的浮力較小；三是如果同一物體在不同液體中都下沉，則物體浸在密度（ρ液）大的液體中受到的浮力較大。如將同一鐵塊分別浸在水和水銀中，結(jié)果，鐵塊在水中下沉，在水銀中漂浮，根據(jù)上述方法，學(xué)生很快可以知道：鐵塊浸在水中受到的浮力比浸在水銀受到的浮力小；將同一鐵塊分別浸在水和煤油中，結(jié)果，鐵塊在水和煤油中都下沉，根據(jù)“同一物體都浸沒在不同液體中，則物體浸在密度（）大的液體中受到的浮力較大”，學(xué)生也很快可以知道，鐵塊浸在水中受到的浮力比浸在煤油中受到的浮力大。

二、巧用密度相關(guān)知識(shí)解浮力

1.物體浸沒在液體中時(shí)，物重與浮力之比等于它們的密度比，相當(dāng)于等體積的物體，重力比等于密度比（即：）。教學(xué)中，我是從復(fù)習(xí)ρ水的物理意義出發(fā)，1m3的水的質(zhì)量是1000kg，那么，受到的重力是10000N，1dm3的水的質(zhì)量是1kg，受到的重力是10N，1cm3的水的質(zhì)量是1g，受到的重力是0.001N。然后再列舉幾種物質(zhì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練。如下表：

然后，反過來提一些問題，如：受到的重力為2.7N的鋁塊的質(zhì)量是多少？體積是多少？將它浸沒在水中時(shí)，排開水的體積是多少？這些排開水的質(zhì)量是多大？受到的重力是多大？通過這一系列的問題訓(xùn)練，不知不覺把學(xué)生繞到學(xué)習(xí)浮力的問題上來了；同上再舉幾個(gè)例子試一試，同學(xué)們練多了，數(shù)據(jù)就熟練了，復(fù)雜的問題也就變得簡(jiǎn)單了。有了以上問題的多次練習(xí)和一些數(shù)據(jù)的積淀后，再引導(dǎo)學(xué)生利用阿基米德原理和上表中數(shù)據(jù)能否發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律……其中不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物體浸沒在液體中時(shí)（物體的體積與物體排開液體的體積是相等的），物體受到的重力與物體排開液體的重力比就等于它們的密度之比，也就是物重與浮力之比等于它們的密度比。如已知鐵與水的密度比是7.9:1，79N的鐵塊浸沒在水中受到的浮力是多少？根據(jù)上述規(guī)律，很快就知道它受到的浮力是10N，同理，如果7.9kg的鐵塊浸沒在煤油中受到的浮力是多少？學(xué)生馬上就會(huì)說出8N來。

2.同一物體浮在液體中（不沉），排開液體的體積與物體體積比等于物體與液體的密度比（即：如，密度為0.6g/cm3的木塊浸在密度為0.8g/cm3的煤油中時(shí)，=0.6:0.8=3:4。

3.同一物體漂浮在不同液體中，排開兩種液體的體積比等于前后兩種液體的密度比的倒數(shù)（即：因?yàn)?，這個(gè)物體在兩種不同的液體里受到的浮力是相等的，即F1=F2，由此可知再推出：。例如，一艘輪船從大河駛向大海，船身浮起一些還是沉下去一些？因?yàn)檩喆计≡谒秃Ｋ?，則前后受到的浮力相等，由于河水密度小于海水密度，則在河里排開的河水較多，在海里排開的海水較少，所以船身會(huì)浮起一些；又如，密度計(jì)的原理也可根據(jù)此種方法來進(jìn)一步解釋。

三、理清順序，避免亂套公式

解決浮力計(jì)算題的順序是先審題---后判斷狀態(tài)——選公式---代入公式。浮力的計(jì)算公式有：1.稱量法：F浮=G－F（用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)浮力）；2.壓力差法：F浮=F上－F下（用浮力產(chǎn)生的原因求浮力）；3.原理法——F浮=G排或F浮=ρ液v排g；4.漂浮、懸浮的條件：F浮=G物（狀態(tài)法）。學(xué)生在解題過程中，稱量法和壓差法一般不會(huì)亂套，往往亂套就是后面兩種情況，如將體積為0.5dm3，重為4.5N的物體浸在水中，物體受到的浮力為多少N？據(jù)我粗略統(tǒng)計(jì)，這道題能做對(duì)的同學(xué)占不到班里總?cè)藬?shù)的4成。什么問題呢？原因是同學(xué)們沒有判斷狀態(tài)就誤將數(shù)據(jù)套入阿基米德原理的公式進(jìn)行計(jì)算，算出結(jié)果（5N）后，又不經(jīng)反思就早早收筆；類似上述的題目，我是經(jīng)常引導(dǎo)學(xué)生先思考物體的浮沉狀態(tài)，然后再將數(shù)據(jù)代入公式，或代入公式后，再回頭看狀態(tài)，這樣亂套原理法與狀態(tài)法的情況便可避免。

總之，巧解浮力問題的方法很多，仁者見仁，智者見智，適合自己的才是最好的，能解決問題達(dá)到效果的方法才是好方法。