浮力難題要破解，唯有方法悟出來

□歐忠祥

浮力難題要破解，唯有方法悟出來

□歐忠祥

有位哲人曾說過：“方法比知識更重要.”在學習物理知識的過程中，我們不但要掌握好基礎知識，更重要的是可以從中領悟到一些特殊的思維方法，這些方法對同學們來說是終身受益的.現以浮力知識為例加以說明.

一、間接比較法

在物理問題中，有些問題如果通過直接比較的方法是很難得出答案的，此時，可根據知識間的相互聯系，找出能夠反映其大小又比較熟悉的量，從而間接地比較出大小.

例1把質量相等的實心木塊和鐵塊放入足夠的水中，當它們靜止時（）.

A.鐵塊受到的浮力大于木塊受到的浮力

B.鐵塊受到的浮力等于木塊受到的浮力

C.鐵塊受到的浮力小于木塊受到的浮力

D.條件不足，無法比較鐵塊和木塊所受浮力的大小

解析：質量相等的木塊和鐵塊，木塊的體積大于鐵塊的體積.當把木塊和鐵塊放入足夠的水中后，木塊漂浮，而鐵塊下沉，則無法比較誰排開水的體積較大，因此，無法直接作出比較.此時，如果能換個角度想一想，從受力分析入手，采用間接比較的方法或許將“柳暗花明”.因木塊漂浮在水面上，則浮力等于其重力，即F木浮=G木；鐵塊沉底，則鐵塊受到的浮力小于其重力，即F鐵?。糋鐵.而木塊與鐵塊的質量相等，則有G木=G鐵，可得F木?。綟鐵浮.故正確答案是C.

二、逆向思維法

對一些較難的物理問題進行定量分析或計算時，如果采用從已知到未知的思維方法（順向思維），可能很難得出答案，若能倒過來想，即逆向思維，問題將容易解決.

運用逆向分析法解決問題時，分為分析和求解兩個過程.

分析過程：根據題目所求，寫出所求量的公式或變形公式；以所寫公式或變形公式為主線，采用“順藤摸瓜”的方法，逐漸將未知變為已知，直到利用題給條件能夠將問題解決為止；畫出“思路圖”，并在有等號的地方由后向前寫出序號.

解題過程：即為分析過程的逆過程（按所列序號的順序求解）.

例2有一個實心圓柱形物體，用彈簧測力計在空氣中稱重時，測力計的讀數為10N；當把物體一半體積浸入水中時，測力計的讀數為4N.

（1）求該物體的體積；

（2）把物體從彈簧測力計上取下投入水中靜止時，物體受到的浮力.

解析：倒推思路如下：

（1）物體受到的浮力為

F浮=G-G′=10N-4N=6N，物體排開水的體積為

因物體只有一半浸入水中，故該物體的體積為

V物=2V排=1.2×10-3m3.

（2）當物體完全浸沒時，

F′浮=ρ水gV物=12N，

∵F′?。綠，

∴物體靜止時會漂浮于水面，F″浮=G=10N.

三、整體法

對于有幾個研究對象的物理題，有時將它們看成一個整體要比把它們分開考慮簡單得多，將幾個對象看成一個整體的方法就叫做整體法.

例3在抗震救災中，某舟橋部隊利用沖鋒舟為災區開辟了水上生命線，人們乘坐的沖鋒舟滿載時排開水的體積是1.5m3，沖鋒舟自重為0.6×104N，假設每人的平均質量為60Kg.求：

（1）沖鋒舟滿載時所受的浮力是多少？

（2）為保證安全，這條沖鋒舟最多能承載多少人？（水的密度為1× 103kg/m3，g=10N/kg）

解析：（1）沖鋒舟滿載時所受的浮力為

F浮=ρ水gV排

=1×103kg/m3×10N/kg×1.5m3

=1.5×104N；

（2）將船和人看成一個整體，由于船處于漂浮狀態，則有

F浮=G=G船+nG人，

即最多可承載15人.

四、等效法

等效法是通過把復雜的物理過程轉化為簡單的物理過程來研究和處理問題的一種科學思想方法.在物理解題中利用等效替代和等效轉化的方法往往可以起到化繁為簡的效果.

例4如圖1所示，在盛水的容器中漂浮著一個塑料盒，水底有一個金屬球，若將此金屬球打撈起來放入塑料盒中，塑料盒仍漂浮于水面，則容器中水面的變化情況是（）.

圖1

A.上升B.不變

C.下降D.無法確定

圖2

解析：當金屬球被打撈起來放入塑料盒中后，金屬球因排開水的體積減小使得水面下降，而塑料盒因其總重增大，排開水的體積增大，使得水面上升.究竟是哪個因素起主要作用，乍一看我們很難作出判斷.如果我們能轉換一下思路，就容易得出答案了.如圖2所示，由甲到乙的過程中，塑料盒和金屬球這個整體都是處于漂浮狀態，從受力方面考慮兩者是等效的，因此容器中的水面將不會發生變化；由乙到丙的過程中，因塑料盒上浮使得水面下降.而題干中的問題是分析從圖丙到圖甲的情形，根據逆向思維，容易判斷水面將會上升.故正確答案為A.