四種方法求浮力

劉永樹

浮力計算題是中考常考查的題型，對綜合分析能力和推理能力要求比較高，主要考查對浮力的四種計算方法的掌握，即稱量法、壓力差法、阿基米德原理法和二力平衡法。

一、稱重法

用彈簧測力計稱出物體在空氣中的重力為[G1]，然后將物體浸入液體中，再用彈簧測力計稱物體的拉力為[F示]，則物體在該液體中所受的浮力[F浮=G1-F示]。

例1（2019·山東·濟寧）小明用同一物體進行了以下實驗。實驗中，保持物體處于靜止狀態，彈簧測力計的示數如圖1所示。請根據圖1中信息，求物體在水中受到的浮力是多少。（g取10 N/kg）

解析：由圖中信息可知，物體在空氣中的重力[G1=5.4 N]，物體浸在水中時，彈簧測力計對物體的拉力[F示=3.4 N]。則物體在水中的浮力為[F浮=G1-F示=5.4 N-3.4 N=2 N]。

答案：2 N

二、壓力差法

答案：C

三、阿基米德原理法

阿基米德原理的內容是物體浸在液體中所受浮力的大小等于它排開液體的重力，用公式[F浮=G排]或[F浮=ρ液gV排]計算浮力的大小。

例3（2019·四川·眉山）有甲、乙兩個溢水杯，甲溢水杯盛滿酒精，乙溢水杯盛滿某種液體，將一個不吸水的小球輕輕放入甲溢水杯中，小球浸沒在酒精中，溢出酒精的質量是80 g;將小球從甲溢水杯中取出擦干，輕輕放入乙溢水杯中，溢出液體的質量是80 g，小球露出液面體積與浸入液體中體積之比為1∶4。已知ρ酒精 = 0.8 × 103 kg/m3，下列說法中正確的是（ ）。

A.小球靜止于甲溢水杯的底部

B.小球的體積是80 cm3

C.液體的密度是1.0 × 103 kg/m3

D.小球的密度是0.9 × 103 kg/m3

答案：C

四、二力平衡法

如果物體漂浮在液面或懸浮在液體中，物體受到的浮力F浮與物體受到的重力G物平衡，則有[F浮=G物]。

例4（2019·山東·臨沂）將兩個完全相同的小球分別放入裝有不同液體的甲、乙兩燒杯中，球靜止時兩燒杯液面相平，如圖3所示。下列判斷正確的是（ ）。

A.兩小球所受浮力大小相等

B.乙燒杯中液體的密度大

C.乙燒杯中小球排開的液體質量大

D.甲燒杯底部受到液體的壓強小

解析：因為物體漂浮或懸浮時，受到的浮力和自身的重力相等，所以同一只小球在兩杯中受到的浮力相等，都等于小球的重力，故A正確;由圖可知，小球在甲、乙兩杯中分別處于漂浮和懸浮狀態，根據浮沉條件可知，[ρ甲液>ρ球]，[ρ乙液=ρ球]，所以[ρ甲液>ρ乙液]，故B錯誤;由于兩球漂浮或懸浮，排開液體的重力等于球的重力，則小球排開的液體質量等于球的質量，故C錯誤;由于兩杯中液面相平，所以根據[p=ρgh]可知，燒杯底受到液體的壓強：[p甲液>p乙液]，故D錯誤。

答案：A