有關浮力問題的幾種解題方法

杜書林

【摘 要】初中物理力學部分中浮力是重點和難點，浮力的知識與重力、密度、壓強等內容緊密聯(lián)系，綜合性強，解法靈活，題型多變。與浮力相關的眾多公式、等量關系讓學生思路混亂，解題無從著手，特別是涉及浮體在受多個力作用下的計算較為復雜。掌握浮力問題的解答方法能有效地提高學生分析問題和解決問題的能力，本文詳細探討了有關浮力問題的解題方法，并以例題的形式給出具體的示例和應用。

【關鍵詞】浮力；阿基米德原理；力的平衡

浮力是初中物理力學部分的重要內容，占有舉足輕重的地位。學生在解答試題中，經(jīng)常遇到有關浮力的問題，初中試題中很多題目可能不會直接問物體受到的浮力大小，但是題目的設置往往會涉及到浮力相關知識，在解題過程中必須用到浮力知識求解相關的物理量如液體密度，物體質量等，在千變萬化的有關浮力題型中不外乎有三種求解方法。

一、應用阿基米德原理求解

阿基米德原理是初中物理課本上的重點內容，阿基米德原理是：浸入液體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小。阿基米德原理的數(shù)學表達式為，由阿基米德原理的內容可知判斷物體排開液體的體積或重力是應用阿基米德原理的關鍵一步。

例題解析.如圖所示，四個體積相同而材料不同的球A、B、C、D，分別靜止在不同深度的水里。以下說法正確的是（ ）。

A. A球所受的浮力最小

B. B球所受的浮力最小

C. C球所受的浮力最小

D. D球所受的浮力最小

解析：要判斷四個球在水中受到的浮力哪個最小，如圖所示，可以明顯看出四個球排開水的體積大小關系為VA

二、應用力的平衡求解

力的平衡指一個物體同時受到幾個力的作用時，如果保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，那么就說這幾個力平衡。應用力的平衡時，首先明確研究對象，然后做出研究對象的受力分析圖，列出與浮力相關的力的平衡等式，進一步求解。

例題解析：如圖所示，將一重8N的金屬塊浸沒水中，靜止時彈簧測力計的示數(shù)是5N，則它受到的浮力為_____N。

解析：首先對金屬塊進行受力分析，如圖所示金屬塊受到彈簧對其豎直向上的拉力、水對其豎直向上的浮力和豎直向下的重力三個作用力，且金屬塊處于靜止狀態(tài)，由力的平衡得出等式，解得。

三、應用壓強求解

上述兩種方法比較常見，大多數(shù)學生經(jīng)常在解題中運用，而壓強在浮力相關問題中的運用學生往往不易想到，物體在液體中受到浮力的根本原因是液體對物體上下表面的壓力差，液體對物體上下表面的壓力差與上下表面的壓強差有關，利用壓強以及液體壓強的知識可以解決有關浮力的問題。

例題解析.如圖所示，一正方體木塊漂浮在水面上，木塊重4N，木塊的下表面距水面4cm，木塊受到的浮力為_____N，木塊體積是_____。

解析：對木塊進行受力分析如上圖所示，可得木塊受到浮力，故第一空答案為4N。第二空求木塊體積，由題意可知木塊為正方體，考慮如能夠求出木塊邊長即可求出木塊體積。計算木塊邊長有兩種方法，一種方法為應用阿基米德原理求解，這里不再詳述，另一種方法為應用壓強求解，木塊漂浮在水面上，木塊受到的浮力為水對木塊底面向上的壓力，木塊底面處的液體壓強，為木塊底面距水面的距離4cm，進一步得出等式。則木塊底面面積，代入相應數(shù)據(jù)得出木塊底面面積，即木塊邊長為。

顯然，求解浮力相關題型的各種方法，并不是截然分開和彼此孤立的，往往同一道題可以采用幾種不同的方法求解，也可以將幾種方法融合在一起交叉使用。只有靈活運用各種方法才能準確有效地解答復雜多變的物理問題。

【參考文獻】

[1]周學用.浮力的計算[J].物理教學探討，2004.08

[2]馮中耿.初中物理解題方法探究[J].中學生數(shù)理化（學研版），2012.03