初中物理浮力常見問題及解題策略

許興飛

【摘要】浮力作為初中物理知識的重要組成部分，因其內容較為抽象，導致學生學習起來比較費力，在對浮力的考查中，更多的是將其與杠桿、滑輪等知識進行綜合考查，這也進一步增加了學生解題的難度.為提高學生解答相關問題的能力，本文總結了浮力常見的相關題型及解題思路，以深化學生對浮力相關知識的認知，促進學生綜合能力的提升.

【關鍵詞】浮力問題；解題策略

初中階段，浮力相關問題是物理學科中的一個重要知識點，同時也屬于考試中的必考內容.受到學生認知特性的影響，相關問題學習起來比較困難，對相關問題的解答也不理想.為加深學生對浮力基礎知識的掌握，促進學生對問題的解答，本文將常見的浮力問題進行總結歸納，并提出解題策略.

1浮力與杠桿問題

浮力與杠桿結合問題，是一種常見的出題方式，這類問題主要考查學生對杠桿原理、浮力性質的掌握情況.在這類問題的解答中，需要根據題目信息，具體情況具體分析，根據杠桿原理進行列式計算.同時，需要學生對所求目標進行準確的受力分析，確定浮力大小，而后運用相關定理進行解答.

例1如圖1，用一輕質杠桿打撈圓柱體M，M重60N，懸掛在杠桿左端，當F=25N時，杠桿平衡，物塊在水中深度為10cm，g=10N/kg.求：

（1）平衡時繩子對M的拉力；

（2）M的底面積.

分析該題是考查學生對浮力基礎知識、杠桿原理的掌握效果，難度并不大，運用力的平衡、阿基米德原理便可得到最終結果.

解（1）由杠桿原理有F拉·AO=F·BO，

代入可得F拉=50N.

（2）M重60N，由（1）得F拉=50N.

此時若要M保持平衡，則水對M的浮力為60N－50N=10N.

由阿基米德原理可得F浮=ρ水gV排，V排=Sh，

代入數據可得M底面積S=0.01m2.

2浮力與圖象問題

浮力與圖象類問題難度較大，需要學生準確分析目標對象的運動、受力過程，讀懂圖象的含義.將圖象趨勢與運動過程進行結合，挖掘其中含義，進而借助相關公式及定理進行解答.

例2如圖2（a），彈簧一端固定在容器底部，一端連接立方體A，向容器中不斷注入液體直至沒過A，此時打開閥門B，液體緩慢流出，A完全浮出液面時，關閉B，彈簧始終處于豎直狀態，彈簧彈力大小F與A漏出液面體積V之間的圖象如圖2（b），求：

（1）A所受重力及密度；

（2）A浮出液面的體積V2與V1的比值.

解析本題難點在分析液體流出過程中物塊重力G、彈簧彈力F彈、浮力F浮之間的關系.根據圖b，可以看到，初始時，三力平衡，隨著水流出，F彈、F浮減小，當G=F浮時，F彈=0，隨著F浮進一步減小，F彈逐步增大，直至與G平衡.

解（1）根據上述分析可得，當V1=V2時，

G=F彈，方向相反，此時G=2F0；

由圖可知，A的體積為V2，由ρ=mV，G=mg，

聯立可得：ρ=2F0V2g；

（2）V=V1時，G=F浮，

此時，ρ水g（V2－V1）=2F0，

當V=0時，F′浮=G+F彈，F′浮=ρ水gV2，

即ρ水gV2=2F0+F0；

聯立可得：V2∶V1=3∶1.

3浮力與滑輪問題

浮力與滑輪結合的問題，可以分為兩類，一類為定滑輪，另一類則是動滑輪.在解答這類問題時，學生一定要先明確題目屬于哪一類，而后根據定、動滑輪的性質，確定物塊與繩子拉力之間的關系，在此基礎之上，則需要學生讀懂題意，根據物體所處狀態進行分析，靈活運用公式，進而求解.

例3如圖3，A為航標模型，重5N，A底部與浮子B繞過定滑輪相連，航標燈靜止時，A浸水深度始終為6cm，排開水的質量為600g，浮子B重0.5N，g=10N/kg.求：

（1）A底部受到水的壓強；

（2）A靜止時受到的浮力；

（3）浮子B的體積.

分析該題考查學生對浮力、滑輪、壓強等知識的掌握，解題的關鍵在于理清A、B之間的關系，而后通過相關公式進行計算，得到結果.

解（1）由液體壓強計算公式可得：

P=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10－2m=600Pa.

（2）A靜止時，由阿基米德原理可得F浮=600×10－3kg×10N/kg=6N.

（3）A靜止時，其受到自身重力G、浮力F浮、繩子拉力F拉，由（2）可知，

F拉=6N－5N=1N.

所以，浮子B所受拉力也為1N.

浮子B受到重力、浮力、繩子拉力仍處于靜止狀態，

則有F浮=F拉+GB，

由阿基米德原理可得F浮=ρ液gV，代入數據得V=1.5×10－4m3.

4結語

綜上所述，與浮力相關問題具有較多的題型，但總體來說，其難度并不是很大，多是對學生基礎知識的考查及相關定理、公式的靈活運用.因此，在面對不同題型時，學生需要準確判斷物體的受力情況，而后根據數據之間的關系進行列式計算，如此便能解決大多數的相關問題.

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