比較浮力大小題型的解題方法

◎福建省大田縣文江中學(xué) 葉聿江

比較浮力大小題型的解題方法

◎福建省大田縣文江中學(xué) 葉聿江

本文總結(jié)了應(yīng)用阿基米德定律比較浮力大小的幾種方法，對提高初中物理的解題能力有一定的借鑒作用。

阿基米德定律；浮力

比較浮力大小的題型在中考出現(xiàn)時，得分率很低，究其原因是學(xué)生本身對于多個變量出現(xiàn)時有一種恐懼心理，無法抓住問題的本質(zhì)。本人在多年的物理教學(xué)中總結(jié)出解決這類問題的一般方法，有效地提高了學(xué)生解決這類問題的準(zhǔn)確率，減輕了學(xué)生負(fù)擔(dān)，下面介紹給大家，供大家參考使用。

解題思路：根據(jù)阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知，g是常數(shù)，F(xiàn)浮的大小取決于ρ液和V排的大小，所以有：

（1）ρ液相同看V排，V排大的F浮就大。（2）V排相同看ρ液，ρ液大的F浮就大。

（3）ρ液V排都不同的看狀態(tài)（看狀態(tài)即指懸浮、漂浮時有F浮＝G物，沉底時有F浮＜G物，進(jìn)而根據(jù)物體間的重力關(guān)系來判斷出浮力大小）。

綜上可以看出，解決這類題型的原則在于先找出ρ液、V排是否相同，有相同的參照（1）（2）即可比較出浮力的大小，如果ρ液、V排不同的才用到第（3）點，下面以例子說明。

例1.（滬科版八年級P176頁第4題）如圖一所示，四個體積相同而材料不同的球ABCD，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

分析：ABCD四個小球浸在同種液體中，即符合“⑴液相同看V排，V排大的F浮就大”，由于V排A＜V排B＜V排C=V排D，所以有F浮A＜F浮B＜F浮C=F浮D，因而本題答案選A。

例2.將甲、乙兩大小相同的小球分別浸在水和煤油中，靜止時的情況如圖二所示，則甲乙兩小球所受的浮力大小情況是F浮甲F浮乙。（填＞＜“、或=”）

圖一

圖二

分析：甲、乙兩大小相同的小球分別浸沒在水和煤油中，則V排相同，即符合“（2）V排相同看ρ液，ρ液大的F浮就大”，因為水＞煤油，所以有F浮甲＞F浮乙，因而本題答案為“＞”

例3.兩質(zhì)量相同的甲、乙小球分別浸在水和煤油中，靜止時的情況如圖三所示，則兩小球所受浮力大小的情況是F浮甲F浮乙。（填“＞、＜或=”）

圖三

分析：甲、乙兩小球分別浸在水和煤油中，液不同，依據(jù)題意又無法知道它們的V排大小，符合“（3）ρ液V排都不同的看狀態(tài)”；因為甲球漂浮，則F浮甲=G甲，乙球沉底，則F浮乙＜G乙，又兩球質(zhì)量相同，有G甲=G乙，因而F浮甲＞F浮乙

例4.三個質(zhì)量相同的小球，分別浸在A、B、C三種不同的溶液中，靜止后三球位置如圖四所示，三球所受浮力（F1、F2、F3）的大小關(guān)系是。

圖四

分析：很多同學(xué)看到這種題目時腦子一下子就大了，感覺無從入手，依照我們前面所說的解題原則一定要先看先看ρ液、V排是否相同，顯然本題中ρ液、V排都不同，那我們就應(yīng)用到“（3）ρ液V排都不同的看狀態(tài)”。在A圖中物體①漂浮，所以有F1=G物，在B圖中物體②也是漂浮，所以有F2=G物，在C圖中物體沉底，所以有F3＜G物，三個物體質(zhì)量相同，所以G物相同，因而F1=F2＞F3

例5.將形狀、體積相同的四個球分別浸在煤油和水中，圖五為各物體靜止時的情況。由圖可知，這四個物體中受到浮力最小的是。

圖五

分析：本題要找出浮力最小，分別在不同兩種液體中，我們可以先從簡單的入手，先比較在同種液體中（ρ液相同）的甲和乙及丙和丁的浮力大小，即，根據(jù)（1）就可以比較出甲和乙及丙和丁的浮力大小關(guān)系，再把兩圖聯(lián)系起來會發(fā)現(xiàn)，乙丙丁三者同體積又都浸沒（即V排相同），又可以比較出乙丙丁三者的浮力大小。

步驟①先根據(jù)“（1）ρ液相同看V排，V排大的F浮就大”來判別出在同種液體中的F浮甲與F浮乙，F(xiàn)浮丙與F浮丁的大小關(guān)系，因為V排甲＜V排乙，顯然有F浮甲＜F浮乙，又V排丙=V排丁，顯然有F浮丙=F浮丁（ρ液V排都相同，F(xiàn)浮自然相同，因為是最簡單的情形，所以沒單列出來）。

步驟②把兩圖聯(lián)系起來，就會發(fā)現(xiàn)丙乙丁三個物體V排相同，應(yīng)用到“（2）V排相同看ρ液，ρ液大的F浮就大”，可知因為ρ水＞ρ煤油，就有F浮丙=F浮丁＞F浮乙

綜合以上兩個步驟，知道F浮甲最小。

鞏固練習(xí)：

1.把體積相同的鐵塊和鋁塊浸沒在水中，則（）

A.鐵塊受到的浮力大

B.鋁塊受到的浮力大

C.鐵塊與鋁塊受到的浮力一樣大

D.無法比較浮力大小

解析：本題明顯ρ液、V排均相同，選C

2.三個質(zhì)量相等的實心銅球、鐵球、鋁球，浸沒在同樣的液體中，則下列說法中正確的是（）

A.銅球受到的浮力大B.鐵球受到的浮力大

C.鋁球受到的浮力大D.三球受到的浮力一樣大

解析：本題應(yīng)用到“（1）ρ液相同看V排，V排大的F浮就大”，質(zhì)量相同的實心銅球、鐵球、鋁球，V銅＜V鐵＜V鋁，又是均浸沒，則V排銅＜V排鐵＜V排鋁，所以選C。

3.同樣重的鐵塊甲和乙，甲浸沒在水中，乙浸沒在煤油中，受到的浮力較大的是。（ρ水＞ρ煤油）解析：本題應(yīng)用到“（2）V排相同看ρ液，ρ液大的F浮就大”，顯然是甲受到浮力較大。

4.體積相同的甲、乙兩個實心球，同時輕輕放入盛水的燒杯中，最終甲球懸浮在水中，乙球下沉入水底，則下列說法中正確的是（）

A.甲球受到的浮力小于重力

B.甲球受到的浮力小于乙球受到的浮力

C.甲球受到的浮力等于乙球受到的浮力

D.甲球受到的浮力大于乙球受到的浮力

解析：本題學(xué)生容易錯選D，誤認(rèn)為乙球沉底F浮＜G甲，甲球懸浮F浮=G乙，就認(rèn)為甲的浮力較大，實際上兩球的質(zhì)量沒指明相同，應(yīng)看到本題中ρ液V排均相同，F(xiàn)浮相同，所以應(yīng)選C

5.如圖所示，將同一物體放在液體中的三種情況，比較它受到的浮力大小，下列說法正確是（）

A.F甲＞F乙＞F丙

B.F甲＜F乙＜F丙

C.F甲＞F乙=F丙

D.F甲＜F乙=F丙

解析：本題顯然ρ液V排均不同，應(yīng)用到“（3）ρ液V排都不同的看狀態(tài)”，在甲中如果沒繩拉住會沉底，則F浮甲＜G，在乙中懸浮F浮乙=G，在丙中漂浮F浮丙=G，所以應(yīng)選D。

（責(zé)任編輯：詹國榮）