淺談“浮力”計算題解題法的教學研究

曾宏江

【摘要】? 浮力是日常生活中常見的一種力學現(xiàn)象，同時浮力的物理教學內(nèi)容也占據(jù)了初中物理力學知識的大部分篇幅，并且浮力這部分的內(nèi)容也是歷年各省中考的熱點問題，關于浮力的計算也成為了初中物理的重難點內(nèi)容。學生在遇到浮力相關的問題時，由于概念模糊，基礎不扎實，解題思路混亂，對于浮力類型的物理題目難以下手。浮力知識雖然繁雜，公式較多，但是只要掌握了基本的解題技巧和方法，浮力計算題對于學生來說也就是小菜一碟。

【關鍵詞】? “浮力”計算 解題教學 初中物理

【中圖分類號】? G633.7? ?? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】? A ? ? 【文章編號】? 1992-7711（2019）01-245-01

初中物理當中有許許多多和浮力相關的問題，浮力的產(chǎn)生與物體本身也有關系，這些看上去好像沒有一定的確定性和規(guī)律性，因此學生在面對浮力類型的物理問題時往往是無從下手，及時硬著頭皮去解決該物理問題，有時也難以得到正確的答案，尤其是把浮力與其他物理知識夾雜在一起進行考察時，學生更是望而生畏。因此，本文將結合浮力教學內(nèi)容以及浮力計算題的解題方法和經(jīng)驗展開教學探討。

一、夯實浮力基礎知識

掌握牢固的基礎知識往往是解題制勝的關鍵，在解決浮力這部分計算題時，學生首先應該明確浮力的概念是什么，以及產(chǎn)生浮力的條件，以及浮力中最重要的阿基米德原理。

1.何為浮力

應用知識的前提是要了解知識，要想從容的應對浮力物理計算題，學生首先應該明確浮力到底是如何定義的。同時學生應該根據(jù)定義，清楚的認識到浮力的方向是向上的，其次學生還應該了解浮力的產(chǎn)生原因等相關問題。

2.把握物體在液體中的狀態(tài)

學生要學會根據(jù)浮力大小與物體本身重力的關系，來判斷物體在液體中的狀態(tài)，這樣有助于浮力計算題的解答。當物體受到的浮力大于物體重力時，物體上浮，最后漂浮在液面上，這時物體的浮力等于物體的重力;當物體的浮力與物體重力相等時，物體處于懸浮狀態(tài)，此時物體完全浸沒在液體中;當物體受到的浮力比其自身的重力小時，物體必定沉在液體當中。根據(jù)兩力的大小關系判斷出物體的浮沉狀態(tài)，這對于之后的習題解答有很大的幫助。

3.掌握阿基米德原理

它適用于一般浮力計算分析，因此學生應牢牢掌握這一部分的知識和內(nèi)容，這對解決浮力問題有很大幫助。通過大量實驗，我們發(fā)現(xiàn)浸入液體中的物體的浮力等于它所排開的液體重力的大小。這就是所謂的阿基米德原理。F浮=G排=m排g=ρ液gV排，其中m排表示的是排開液體的質量，ρ液表示液體密度，V排表示的是排開液體的體積，學生要把這些符號的概念牢牢把握，這樣在習題練習中才不會混淆概念，其次學生要正確的學習阿基米德原理。

二、浮力計算的有效方法

1.二力平衡法

（物體的浮力等于物體的重力）浮力計算題中最基礎的一種類型是利用二力平衡的方法進行求解，這種方法一般適用于已知物體漂浮在液體之上，或者說物體完全浸沒在液體中但是仍然處于懸浮狀態(tài)，這樣的類型題目即可根據(jù)二力平衡法進行求解。例如，某一質量為800g，體積為2dm3的鐵球在水中靜止，那么試問這個鐵球受到的浮力是多少呢？（其中g = 10N/kg）。我們根據(jù)題目首先進行分析，這里沒有明確給出鐵球靜止時的狀態(tài)究竟是沉在水中還是懸浮在水中，因此我們就需要計算這個鐵球的密度，倘若這個鐵球的密度比水小，那么說明這個鐵球是空心的，一定是漂浮在水的表面，經(jīng)過計算我們得出，這個鐵球的密度為0.4kg/m3，遠小于水的密度，所以我們可以利用二力平衡法，根據(jù)漂浮在水中的物體的浮力與其重力相等直接計算得出其所受的浮力是8N。

2.阿基米德原理法

根據(jù)上述所提到的阿基米德原理可得，該原理適用于所有液體或氣體中的情況，應用更為普遍。例如一個鋁制玩具的質量為m=2.7kg，鋁=2.7×10kg/m，將其放在一個大的水缸中，試求其受到的浮力是多少？根據(jù)題目分析我們可知鋁的密度大于水的密度，放在水缸中必定是處于下沉狀態(tài)，那么根據(jù)我們對阿基米德原理的理解，就可以判斷出這個鋁制玩具排開水的體積與這個玩具本身的體積相等，因此接下來我們需要計算出排開水的體積，根據(jù)公式v=m/，我們很快可以計算出其體積大小，從而帶入到阿基米德原理公式中即可求得該玩具所受的浮力大小。

3.示數(shù)差法

這種計算浮力的方法大多適用于彈簧測力計在液體中的情況，因此也可以稱作彈簧測力計法。例如，一個金屬物體掛在一個彈簧測力計上，正常空氣中測量數(shù)據(jù)是14N，將其浸在水中所測得的讀數(shù)是5N，問這個金屬物體受到的浮力是多少呢？通過分析我們可以判斷出，在水中測量時物體的重力之所以下降，是因為在液體中一部分浮力抵消了重力的作用，那么減少的這部分重力自然就是物體所受浮力的大小，那么即可得出物體所受浮力的大小為9N。

4.規(guī)則法

另外在進行浮力計算習題時，學生要牢牢記住浮力問題的五大規(guī)則。第一個規(guī)則是物體漂浮在液體中時，物體的重力與物體所受的浮力的大小相等;第二個規(guī)則是同一個物體漂浮在不同的液體環(huán)境中，其受到的浮力大小是一樣的;第三個規(guī)則是同一個物體漂浮在不同的液體中，在密度大的液體中浸泡的體積較小;第四個規(guī)則是倘若物體處于漂浮狀態(tài)，其浸入體積與其物體總體積的所占比例等于物體的密度與液體密度的所占比例;第五個規(guī)則是倘若要將處于漂浮狀態(tài)的物體全部浸入到液體中，那么所需施加的向下的外力與物體重力之和與物體的浮力相當。學生倘若可以牢牢把握這幾點重要規(guī)則，那么對于浮力計算問題會有很大的幫助。

經(jīng)過以上的總結，我相信讀者一定開始覺得浮力其實也并沒有想象中的那么難，因此教師在教學浮力計算這部分內(nèi)容時，可以參考以上所給出的一些技巧方法，當然，在實際浮力計算問題中，一些綜合類型的問題僅僅靠單一的解題方法是無法得出結果的，這就需要學生靈活應用上述的解題方法結合起來，從而高效正確的解決浮力計算問題。

[ 參? 考? 文? 獻 ]

[1]許晶.由形到質——關于浮力計算題解題方法的探究， 新課程 2016.

[2]邵敏.分析浮力計算的典型例題，考試周刊，2015.