初中物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題研究

付小雪

摘 要：初中物理知識內(nèi)容涵蓋面較廣，其中浮力、壓強以及密度等知識內(nèi)容一直是初中生學習的重點和難點，理論性和綜合性較強，絕大多數(shù)學生學習起來普遍難以在短時間內(nèi)全面地理解，尤其是初中物理中浮力相關(guān)知識的綜合性問題的理解和應(yīng)用。本文主要就初中物理浮力知識點概述及實際應(yīng)用著手，并進一步分析探究了初中物理中浮力應(yīng)用中部分物體沉浸在液體中的浮力綜合性問題以及全部物體沉浸在液體中的浮力綜合性問題，望對未來初中物理浮力應(yīng)用的綜合性問題教學提供相應(yīng)借鑒。

關(guān)鍵詞：初中物理 浮力應(yīng)用 綜合性問題

1初中物理浮力知識點概述及實際應(yīng)用

浮力，是浸在液體或氣體中的物體受到一個向上的力，力的整體方向是豎直向上的，主要施力主體是液體或氣體；浮力出現(xiàn)的根本原因在于物體下表面所承受向上的壓力超出上表面所承受向下的壓力，進而形成外表面壓力差，且壓力差較大，直接導致物體向上浮起，這一過程中豎直向上的壓力合力也就是浮力，而物體在液體或氣體中排開的液體重力也就是浮力大小。就初中物理浮力知識的實際應(yīng)用而言，其能夠讓一些密度大于水的材料漂浮在液體表面，并以一類空心物體制造的方式縮減物體的實際密度，從而讓物體在水上運行作業(yè)，在輪船航行以及載重、潛水艇上浮下潛運行、航空運輸中飛艇載重等方面均得到了廣泛的應(yīng)用，不僅從根本上提升了貨物的載重量，還在很大程度上節(jié)約了燃油，降低了碳排放量，對我國物理科學以及資源能源可持續(xù)發(fā)展有著極其重要的促進作用。除此之外，初中物理浮力知識還能夠運用在密度計當中，由于密度計就是通過物體漂浮特點展開設(shè)計創(chuàng)作的一種計量，普遍把密度計豎直放置在液體中，再根據(jù)密度計上的刻度線，由上到下進行讀數(shù)，這一過程中密度計由上到下，其對應(yīng)的液體密度也就不斷增加。

2初中物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題研究

2.1 部分物體沉浸在液體中的浮力綜合性問題探究

就部分物體沉浸在液體中的浮力綜合性問題探究而言，把部分物體沉浸在液體里，仔細觀察其變化情況，主要依據(jù)部分物體沉浸在液體中變化的特征進行研究，比如物體本身向下的重力和液體向上的浮力數(shù)值相等，則能夠通過G排=F浮這一公式來表示，這就表明一旦部分物體沉浸在液體中，就能夠借助這一公式對具體物理問題進行計算。比如，如圖一，在一個大燒杯里盛有部分液體，再讓一支小燒杯漂浮在大燒杯的液體表面，并在小燒杯中放置一個實心球，此時大燒杯液體上升高度h，把實心球拿出放置在大燒杯中后，液體高度下降h1，求實心球的密度大小。

圖一

這是一道典型的部分物體沉浸在液體中的浮力綜合性問題，因此，通過公式G排=F浮可知m物g=ρ液g V排，因此ρ液V物=ρ液V排。假設(shè)大燒杯底面積是S，實心球密度為ρ球，體積是V球o那么依據(jù)給出的題干可以計算得出：

在實心球放置在小燒杯之前，ρ小燒杯V小燒杯=ρ液V排； （1）

當小燒杯中放置實心球之后G小燒杯+G球=ρ液g（V排+Sh） （2）

再依據(jù)密度公式ρ球=m球/V球（3）

把（1）（2）（3）式子聯(lián)合計算即可得出ρ球=液

2.2 全部物體沉浸在液體中的浮力綜合性問題探究

就全部物體浸入液體中所呈現(xiàn)出的浮力綜合性問題，主要是物體會受到三個作用力的影響，分別是豎直向下的本身重力、豎直向上的液體浮力以及豎直向下的另外一個力。其中，可以將豎直向下的本身重力設(shè)成G，豎直向上的液體浮力設(shè)成F浮，豎直向上的另外一個力設(shè)成T。實際全部物體浸入液體的過程中，就豎直向上的另外一個力T，不僅可能是吊線過程中對物體造成的拉力，還可能是燒杯底端對物體造成的一個支撐力，但如果物體漂浮在液體表面，那么此時這個豎直向上的另外一個力T可以看成是0。就上述三種作用力而言，可以推理得出三者的關(guān)系為G=F浮+T，對于這一物理浮力綜合性問題探究而言，不僅要求學生能夠全面把握全部物體浸入液體中排開液體體積在內(nèi)的相關(guān)問題，還要能夠依據(jù)物體自身受力情況解答問題，因此，實際物理課堂教學過程中，授課教師一定要學生全面理解物體完全進入在液體中排開液體的體積V排和物體自身體積V物相等；與此同時，由于F浮=ρ液g V排；G物=ρ物g V物，所以F浮/ρ液=G物/ρ物。舉個具體的例題來說，圓錐自身重力是G，漂浮在水中時承受著水給它向上的壓力，這一壓力看做F，其向下壓力F1和F的關(guān)系是：。

A.F>F1B.F>F1

C.F>F1D.無法判斷

根據(jù)題中條件對物體受力情況進行分析，物體豎直方向有三個作用力，分別是豎直向下的本身重力、豎直向下的液體壓力以及豎直向上的液體壓力。其中，豎直向下的力、豎直向上的浮力是上表面和下表面受力合力。由于題目中明確給出“漂浮在水中時承受著水給它向上的壓力，”，根據(jù)這個給出的條件則可以利用平衡等式明確G+F1=F，加上圓錐自身有重力，因此，F(xiàn)>F1，故選擇A。

結(jié)束語

綜上所述，初中物理浮力應(yīng)用的綜合性問題主要包含部分物體沉浸在液體中的浮力綜合性問題和全部物體沉浸在液體中的浮力綜合性問題兩種。基于新課標教育教學改革背景下，現(xiàn)代初中物理教師要想確保學生能夠全面理解并掌握初中物理浮力應(yīng)用綜合性問題，實際課堂教學中務(wù)必要重視物理實驗對學生邏輯思維能力的發(fā)散作用，積極利用物理實驗的直觀性和形象性幫助學生理解和記憶，以便學生能夠熟練掌握物體漂浮普遍存在的兩種平衡形式，從而把握好問題的根本，從而強化初中生物理基礎(chǔ)，培養(yǎng)其運用所學處理實際問題。

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