浮力的幾種計(jì)算方法

【摘 要】初中物理教學(xué)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)浮力一章的學(xué)習(xí)掌握難度大，特別遇到一些各種知識(shí)融合在一起的綜合性題目，學(xué)生無(wú)從下手，正確率不高，針對(duì)學(xué)生對(duì)浮力一章的實(shí)際情況情況，我將幾種計(jì)算浮力的方法總結(jié)如下，以供教師與同學(xué)參議。

【關(guān)鍵詞】浮力計(jì)算 方法歸納 物理知識(shí)融合

在初中物理課學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們接觸到幾種計(jì)算浮力的方法，它們往往是分散的，在應(yīng)用這些方法做一些計(jì)算題時(shí)，學(xué)生會(huì)不知所措，無(wú)從下手，下面我就幾種計(jì)算浮力的方法加以歸納總結(jié)，便于應(yīng)用起來(lái)得心應(yīng)手。

一、壓力差法

原理：浸在液體中的物體所受到的浮力的大小等于其上下表面所受壓力之差。公式：F浮=F下-F下適用范圍：適用于形狀規(guī)則物體所受浮力大小的計(jì)算方法

例1：一個(gè)邊長(zhǎng)為40㎝的實(shí)心正方體鐵塊完全浸沒于水中，其上表面距離水面10cm，求該鐵塊所受浮力的大??？

已知：h=10㎝=0.1m P水=1.0×103kg/m3h=10cm

g=10N/kg L=40cm H=L+h=50cm=0.5mS=L2=0.42=0.16m2

求F浮=？解：由于P下 =P水gh=1.0×103×10×0.5=5× 103Pa

所以F下=P下5下=5×103×0.16=8×102N

P上=P水gh=1.0×103×10×0.1=1×103Pa

F上=P上S上=1×103×0.16=1.6×102N

則F浮=F下-F上=8×102N-1.6×102N=6.4×102N

答：該物體浸沒于水中所受浮力大小為6.4×102N

二、實(shí)驗(yàn)法：

原理：掛在測(cè)力計(jì)上的物體在空氣中測(cè)得其讀數(shù)為G空（忽略空氣浮力的影響）將該物中浸于某液體中，這時(shí)測(cè)力計(jì)讀數(shù)為G液（G液

公式：F浮=G空-G液，適用范圍：該方法適用于任何形狀的浸于液體中的物體。

例2：邊長(zhǎng)為40cm的正方體鐵塊，放于空氣中測(cè)力計(jì)測(cè)得其讀數(shù)為5056N，把它完全浸沒在水中測(cè)力計(jì)讀數(shù)變?yōu)?416N，求該鐵塊浸沒于水中時(shí)所受到的浮力大小。

解：由于G空=5056N、G液=4416N 所以 由F浮=G空-G液=5056N-4416N=640N

答：該物體浸沒于水中所受浮力大小為640N

該方法找浮力的大小只用到工具測(cè)力計(jì)。便可直接測(cè)出浮力的大小，它形象、直觀，最后只需求出差值便可。

三、二力平衡法

該方法求浮力的原理：當(dāng)物體懸浮或漂浮于液體或氣體中時(shí)，如果物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，物體所受向上的浮力和向下的重力是一對(duì)平衡力，它們的大小相等、方向相反。則有F浮=F物

該方法的適用范圍：當(dāng)物體所受重力與浮力是一對(duì)平衡力時(shí)，用這種方法求浮力的大小很簡(jiǎn)單，否則無(wú)法用該法求浮力大小。

例3：一個(gè)質(zhì)量為65千克的人坐在一只質(zhì)量為50kg的熱氣球吊籃中，當(dāng)熱氣球與人靜止在空氣中的時(shí)候，這時(shí)熱氣球和人所受到的浮力的大小為多少牛頓？（g=10N/kg）

解：圖為M總=M人+M球=65kg+50kg=115kg

所以：G總=M總g=115×10N=1150N

又因?yàn)椋喝撕蜌馇虻目傊亓εc氣球和人所受到的浮力是平衡力。故：F浮=G總=1150N

答：這時(shí)熱氣球和人所受到的浮力大小為1150N

四、阿基米德原理法

該方法的原理：浸在液體中的物體受到液體對(duì)物體的豎直向上的浮力，浮力的大小等于浸在液體中的物體所排開的液體的重。

該方法可以推廣到浸在氣體中物體所受浮力大小的計(jì)算方法。公式：F浮=G排液=M排液g=P排液V排液g

適用范圍：用阿基米德原理求浮力的方法適用于任何形狀的物體。

例如：在例1中計(jì)算物體所受浮力時(shí)，也可以用阿基米德原理求浮力。F浮=P水gV排水=1.0×103kg/m3·10N/kg× 0.064m3=6.4×102N

五、浮力與多種物理知識(shí)的綜合運(yùn)用

在計(jì)算浮力的過(guò)程中，往往穿插了多種物理知識(shí)的相互融合，這就加大了學(xué)生對(duì)物理知識(shí)綜合的難度，學(xué)習(xí)浮力一節(jié)難就難在這里，我們只要把以上總結(jié)的幾種求浮力的方法理解透徹，熱記于心，并將以前學(xué)過(guò)的密度知識(shí)，壓強(qiáng)知識(shí)，重力的有關(guān)知識(shí)加以聯(lián)系，融會(huì)貫通，就一定能夠把浮力這部分的內(nèi)容學(xué)好，并取得優(yōu)異的成績(jī)。

下面列舉一個(gè)例題加以綜合性練習(xí)

例4，將金屬塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為54N，當(dāng)金屬塊有

的體積浸入圓柱形容器的水中時(shí)示數(shù)為46N（g取10N/kg，P水=1.0×103kg/m3）。求：（1）金屬塊的密度。（2）若金屬塊全部浸入密度為0.8×10103kg/m3的油中，金屬塊受到浮力是多少牛？

解：（1）F浮=G空-G水=54-46=8N

設(shè)物體體積為v，則 F浮=P水

vg=G空-G水

故V=

=

m3=2×10-3m3

由 G=mg，得m=

=5.4kg

P物=

（2）金屬塊所受浮力為：

F1浮=P油gV排油=0.8×103kg/m3·10N/kg·2×10-3m3=16N

參考文獻(xiàn)

[1]計(jì)算浮力的幾種方法，《數(shù)理化學(xué)習(xí)（初中版）》，2010年12期，陳寶義.

[2]關(guān)于浮力習(xí)題的幾種類型，《呼倫貝爾學(xué)院學(xué)報(bào)》2001年 第3期，偉紅.

[3]初中物理概念教學(xué)的五個(gè)環(huán)節(jié)，《山西教育》，1997年09期，朱曉英.