解決浮力問題的方法拓展探究

陳德朝

摘 要：浮力問題是初中物理教材的重點難點，通過下面方法拓展探究，可以激發學生的學習興趣，增強學生的分析歸納及解決問題能力的提升。

關鍵詞：解決;浮力問題方法;拓展探究

浮力問題是初中物理教材重點難點，綜合能力強，同時也是中考的熱點難點，學生不易理解和掌握，得分率較低。為拓展學生的知識面，培養學生解決問題能力，學生常掌握的方法;稱重法，壓力差法，阿基米德原理，平衡法求浮力，本人將這些方法延伸拓展，與大家共勉。

一平衡法拓展探究

物體處于漂浮和懸浮時;F浮=G二者區別漂浮V排

例1;冰塊漂浮在不同的液面，若冰完全熔化，液面是怎樣變化？（上升、下降、不變）。如圖1

剖析;比較冰塊排開水的體積V排和冰塊? ? ? （圖一）

完全熔化成水后的體積V后 的大小。

（1）若液體為水，

液面是怎樣變化？

∵冰塊處于漂浮，∴F浮 =G冰 又∵F浮 =ρ水gV排? G冰=m冰g

∴ V排=m冰/ρ水①冰完全熔化水積后的體積V后=m水/ρ水②

∵m冰=m水③? ∴V排=V后? ? ? ?故變水面不變。

拓展;（2）若液體密度大于水的密度（如鹽水）（ρ液 >ρ水 ）。

同理; V排 =m冰/ρ液? ? V后 =m水/ρ水? ? m冰=m水 ∴ V排

故液面上升。繼續拓展;（3）若液體的密度小于水的密度且大于冰的密度（ρ冰 <ρ液<ρ水）。? 同理? V排 =m冰/ρ液? ? V后 =m水/ρ水? ? m冰=m水 ∴ V排 >V后? ? ? 故液面下降。

二 稱重法求浮力與數學平面坐標系問題拓展探究

例;如圖2實心圓柱體掛在彈簧測力計下緩慢浸入裝有水的杯子，杯子很高，已知杯子底面積為100cm2

此時圓柱體浸入水中的圖像，縱坐標表示

彈簧測力計的示數，橫坐標表示浸入水中

的深度。（g=10N/Kg）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖2

1.求物體完全浸沒水中受到的浮力及

一半浸入水中受到的浮力。

2.畫 F浮—h的圖像。

3.求出圓柱體的密度。

4.物體完全浸入水中，? 問水對容器底的壓強增大了多少。

解析： A點 F讀=G物? ?B點物體剛好浸沒水中，∴AB段物體浸入水中

F讀 減小? F浮增大。又∵BC段物體完全浸入水中F讀最小，

∴F浮最大且不變。

1.A點 G物=12N? ? B點物體完全浸入水中? F讀=4N ，∴ F浮=G-F讀=12N-4N=8N 。 若物體一半浸入水中受到的浮力 F=1/2F浮=4N 。

2.

3.物體的質量：m物=G物/g=12N/10（N/kg）=1.2Kg

F浮=ρ水gV排? ? ?∵浸沒 ∴V排=V物

∴V物=V排=F浮/ρ水g=8N/（1×103kg/m3×10N/Kg）=0.810-3m3

∴ ρ物=m物/V物=1.2Kg/0.8×10-3m3=1.5×103 kg/m3 。

4.圓柱體的體積等于水面上升的體積? ? ? 即? ?V物=S?h

∴ ?h=V物/s=0.8×10-3m3/100×10-4m2=0.08m

∴ ?P=ρ水?gh=1×103kg/m3×10N/Kg×0.08m=800Pa

點撥：（1）圖像中的特殊點A和B進行分析，然后采用稱重法求F浮，即：F浮=G=F讀及阿基米德原理F浮 =ρ液gV排理解。

（2）利用F讀—h的關系導出F浮—h的關系的圖像，培養學生識圖能力和作圖能力。

（3）利用題干的要求求物體密度及壓強等綜合問題，有利于培養學生分析推理歸納的能力。

通過上述方法的拓展探究，以浮力知識為載體，貫穿整個初中物理力學的有關計算，注重各章節及數學中圖像內容銜接，提升學生解決綜合問題的能力;同時結合生活事例，把物理教學內容生活化，讓學生接觸社會生活，豐富和充實物理知識，引導學生多思維、多分析、多推理、多總結，將復雜問題簡單化，激發學習物理興趣，體現從生活走向物理，再從物理走向社會的新理念。

參考文獻 ：

（ 試題研究）