减少失误，我主沉浮

周智良　李　强

初中物理学习中，同学们感到浮力难度最大，原因是多方面的。其一是浮力是对质量、密度、压强、力、力和运动等知识的综合应用，要求同学有较高的综合能力；其二是有些同学对浮力的概念、产生原因、计算，浸在液体的物体中的受力分析，沉浮条件等一系列的概念缺少正确认识。正因为如此，同学们在解答有关浮力的题时极易出现这样或那样的错误，为避免同学们重蹈覆辙，现将几种典型的错误表现归纳分析如下。

一、对浮力产生的原因认识不清，造成错解

例陷在海底污泥中的潜艇，是否受到海水给它的浮力作用。

典型错误受到浮力作用。

错因分析错答原因是受思维定式的影响，误认为浸在液体中的物体都要受到浮力作用，没有认识到浮力产生的本质。当浸没在液体中的物体下表面与液体容器底部紧密接触时，其下表面是不会受到液体对它的压力的，故浮力也就不存在。

正确答案不会受到浮力作用。陷在海底污泥中的潜艇由于下表面不与海水接触故不会受到海水对它向上的压力，而只受到海水对它上表面的向下的压力，所以不会受到海水给它的浮力作用。

归纳拓展浮力产生的本质是浸在液体中的物体上下表面受到液体给它的压力不同，其大小就等于物体上下表面受到的压力差，方向竖直向上。如果浸在液体中的物体下表面跟容器底部紧密接触，则该物体只受到液体给它的上表面的向下的压力，它的下表面不受液体给它向上的压力，因此它就不受浮力的作用。

二、对物体的浮沉条件理解错误，造成错解

例小明和小楠做了如下实验：他们分别把一木块和一铁块同时浸没在水中，松手后发现木块上浮，铁块下沉。他们对上述现象展开讨论，你认为他们的说法中正确的是（）

A． 木块受到的浮力比铁块受到的浮力大

B． 铁块受到的浮力比木块受到的浮力大

C． 木块受到的浮力大于木块的重力，铁块受到的浮力小于铁块的重力

D． 密度大的物体下沉，密度小的物体上浮

典型错误A。

错因分析错选A的原因主要在于没有弄清楚物体的沉浮条件，简单地认为物体的沉浮只取决于物体所受到的浮力，即错误地认为所受浮力大的物体上浮，所受浮力小的物体下沉；或重的物体下沉，轻的物体上浮。

正确答案C。物体的沉浮是由物体所受的浮力与重力共同决定的。浸没在液体中的物体，当所受浮力大于重力时，物体上浮；当所受浮力等于重力时，物体悬浮；当所受浮力小于重力时，物体下沉。

归纳拓展在做有关物体沉浮的题目时，除了此题中容易犯的错误外（即认为浮力大的物体上浮，浮力小的物体下沉），还容易产生的错误是认为重的物体下沉，轻的物体上浮。产生这些错误的主要原因都是因为对决定物体沉浮的条件理解不全面造成的。

三、对影响浮力大小的因素模糊，造成错解

例游客潜入海底观光，在水面下不断下潜的过程中，受到的浮力和压强的变化情况是（）

A． 浮力逐渐变大

B． 浮力逐渐变小

C． 压强逐渐变大

D． 压强逐渐变小

典型错误A。

错因分析错选的主要原因在于对影响浮力大小的因素理解模糊，将影响浮力大小的因素与影响液体压强大小的因素搞混淆了，误认为浮力的大小与物体浸入液体中的深度有关系，物体浸入液体越深浮力就越大。由公式F=ρgV可以看出，物体在液体中所受浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体浸入液体的深度无关。

正确答案C。当游客完全浸入水中后，由于液体的密度和游客排开液体的体积都不发生改变，所以不管他潜入水中的深度如何变化，所受到的浮力也不会发生变化。由公式p=ρgh可知，液体的压强会随深度的增加而增大。

归纳拓展物体在液体中所受到的浮力只与液体密度和物体排开液体的体积有关，与物体浸没在液体中的深度无关。不要将影响浮力大小的因素与影响液体压强大小的因素搞混淆了，浮力与深度无关，而液体的压强会随深度的增大而增大。

四、对物体浮沉状态判断不确切，造成错解

例将一实心物体先后投入足量的水和酒精中，物体静止时，所受浮力分别为6 N和5 N。判定物体在水和酒精中的浮沉状态可能是（ρ＝0.8×103 kg/m3）（）

A． 在水中漂浮，在酒精中漂浮

B． 在水中漂浮，在酒精中沉底

C． 在水中悬浮，在酒精中漂浮

D． 在水中沉底，在酒精中沉底

典型错误A。

错因分析对物体的浮沉条件理解不透，误认为物体的体积一定，在水中和酒精中都是漂浮，由于水的密度大于酒精的密度，所以水中的浮力等于6 N，酒精中的浮力等于5 N。

正确答案B。假如此物在水中悬浮或漂浮，则有F=G=6 N。由于此时F=5 N

归纳拓展浮力大小的计算通常有以下几种方法：

（1）称量法：F=G－F，其中G表示弹簧测力计在空气中的示数，F表示物体浸入液体中时弹簧测力计的示数。

（2）原理法：F＝G＝ρgV。

（3）平衡法：F=G，适用于漂浮或悬浮的物体。

五、对阿基米德原理理解不透彻，造成错解

例体积相等的实心铁球和铝球都浸没在水中静止时，它们受到的浮力F_________F；而体积相等的实心铁球和木球（ρ<ρ），都浸入在水中静止后，它们受到的浮力F_________F。（选填“大于”、“小于”或“等于）。

典型错误解答本题第二个空时常出现以下两种错解：

错解1：因为V=V，浸入水中，V=V，根据F=ρgV得F=F。

错解2：因为ρ>ρ>ρ，浸入水中后，铁球下沉，FG，所以F

错因分析错解1的原因是把浸入片面理解为浸没，浸没是指完全浸入，V=V；而当物体部分浸入液体中时，V

错解2的原因是人为地认为等体积的实心木球和铁球的质量看作相等，从而得出F

正确答案（1）铁球和铝球的体积相同且都浸没在水中，V相同，则受到的浮力相同，即F=F。

（2）铁球和木球体积相同，但ρ>ρ>ρ，在水中静止时，铁球沉底，木球漂浮，V>V，所以F>F。

归纳拓展对浸在液体中的物体，比较浮力大小可以根据阿基米德原理F=ρgV，若ρ相同，通过比较V的大小来比较浮力大小；若V相同，可通过比较ρ的大小来比较浮力大小。本题中两物体都浸在水中，ρ相同，比较V就可以比较F的大小。

六、对浮力题审题不细分析不全，造成错解

例如图1所示，一正方体木块漂浮在水面上，总体积的露出水面，木块边长为0.1 m，容器底面积为0.05 m2。若把木块缓慢地刚好全部压入水中（水未溢出）时，此时容器底受水的压强怎样变化？改变了多少？（g取10 N/kg）

典型错误当木块全部压入水中时，排水体积增加了，新增排水体积等于木块原漂浮时露出水面的体积，即

ΔV=V

=×0.1 m3

=4×10-4 m3。

水面上升的高度

Δh=

= m

=0.01 m，

所以容器底受水的压强增大了

Δp=ρgΔh

=1.0×103×10×1×10-2Pa

=100 Pa。

错因分析产生上述错解原因是学生凭主观想象，错误地认为把木块刚好全部压入水中时，新增加的排水体积ΔV（木块原露出水面的体积）就等于液体上升的体积Δh（S－S），即ΔV＝Δh（S－S），这显然是错误的。如图2所示，上升的液体体积Δh（S－S）实际上只等于新增排水体积的一部分（ΔV－ΔhS），即ΔV－ΔhS=Δh（S－S），即ΔV=ΔhS。

正确答案木块全部压入水中时，排水体积增加，新增排水体积等于木块原漂浮时露出水面的体积，即

ΔV=V

=×0.1 m3

=4×10-4 m3，

水面上升的高度

Δh=

= m

=8×10-3 m。

所以容器底受水的压强增大了

Δp=ρgΔh

=1.0×103×10×8×10-3 Pa

=80 Pa。

归纳拓展解这类题，关键是要清楚木块排水体积的增加（或减少）与液体上升（或下降）的体积之间的关系为ΔV=ΔhS。这样才能准确地求出液面高度的改变Δh=，从而解得容器底受液体压强的变化Δp=ρgΔh。