由“形”到“质”——关于浮力计算题解题方法的探究

许晶

（江苏省南京市滨江中学）

由“形”到“质”——关于浮力计算题解题方法的探究

许晶

（江苏省南京市滨江中学）

浮力的计算一直是初中物理教学的难点。各类浮力习题变化很多，由于浮力是随物体浸入液体里的情况不同而变化的，所以解浮力题似乎没有一定的规律，这让很多学生由于选择方法不当、解题思路不清，对这类题感到束手无策，在考试中更容易失分。特别是碰到综合性问题，更加让学生闻风丧胆。因此，如何指导学生学会正确解答浮力计算题，是教师需要思考的问题。

一、浮力计算的常用方法

1.称重法：F浮=G物-F拉

这是测量浮力时的计算公式，用这一方法解题的题目，实验题居多，或者直接告知G物和F拉的大小。

2.阿基米德原理法：F浮=G排=m排g=p液gV排

阿基米德原理指出，浸在液体中的物体所受的浮力等于排开液体的重力。经过公式推导，发现与排开液体的质量、液体的密度和排开液体的体积都有关系。V排是物体排开液体的体积，这个体积除非直接告知，否则无法求得。但是如果该物体浸没在水中，就有V排=V物。因此，看见题目中出现“浸没”的字眼，就便于使用阿基米德原理法求解浮力大小。

例1.将质量相等的实心铁球、铜球和铅球浸没在水中，他们受到的浮力最大的是____。

在使用阿基米德原理法解题时，除了“浸没”这一字眼，还有“悬浮”“下沉”“沉底”等均可等同于浸没。

3.悬漂法：F浮=G物

浮沉条件告诉我们，当物体浸在液体中时，若处于漂浮或者是悬浮状态，即静止时受力平衡，此时F浮=G物。用这一方法解题时，必须确定物体是漂浮或者悬浮在液体中。除了题目中直接告知，也可以根据比较物体和液体密度大小得知物体的浮沉状态。

例2.一艘木筏漂浮于水面上，木筏的体积为0.4m3，木筏的密度为0.6×103kg/m3，（g=10 N/kg）

这类题，由于条件中告知了木筏的体积，学生很容易想到用阿基米德原理法计算，却没有考虑到漂浮V排＜V物，他们并不相等，这也是学生在解这一类题目中出错的原因，也揭示了学生在解题方法的选择上较模糊。

二、综合性题型

在浮力的计算中，一旦出现物体的体积，学生就会混淆“阿基米德原理法”和“悬浮法”两种计算浮力的方法。前者需要判断物体在液体中是否浸没，后者需要判断物体在液体中是否漂浮或者悬浮。因此，无论是利用阿基米德原理法还是悬漂法解题，都要先分析物体在液体中的浮沉状态。

例3.物体所受的重力为4 N，体积为5×10-4m3。将其放入水中，所受的浮力为_____N。（g=10 N/kg）

但是，在教学中，我发现，多次的做题训练容易让学生产生固定思维，看到浮力的问题就会觉得题目很复杂，绞尽脑汁地在想如何结合多种浮力的计算方法来有效答题，却忘记了最根本的概念。

例4.将重为4 N，体积为6×10-4m3的物体投入一个装有适量水的溢水杯中，溢出水300 g，若不计水的阻力，当物体静止时，所受浮力大小为_______N。（g=10 N/kg）

碰到此类题型，很多解题熟练的学生会先求出物体的密度，再根据浮沉状态，判断应该是运用阿基米德原理法还是悬漂法。他们往往忽略了第三个条件“溢出水300 g”，这是排开液体的质量，所以这道题的解题方法其实很简单。

浮力的计算方法有很多，为了让学生能够找到适当的解题方法，理清正确的解题思路，归纳高效的解题诀窍，教师可以把题型大致分门别类。但是，知识是死的，方法是活的，不能让学生的思维产生固定模式。在各种解题方法分析透彻以后，还需要尝试做一些灵活题目，让学生能够将知识运用自如。

（2013南京）用手将一重为5 N的物体全部压入水中，物体排开的水重8 N，此时物体受到的浮力为_____N，放手后物体将_______（选填“上浮”“下沉”或“悬浮”），待物体静止时所受的浮力为_______N，排开水的体积是_______m3。

这道2013年的南京中考题综合考查了阿基米德原理和物体的浮沉条件。

初中学生在学习科学的过程中，科学思维能力普遍较弱，在解决科学问题过程中，模仿现有的物理模型，套用原理、公式或规律的现象比较普遍。在解决实际问题时，会出现各种各样的困难和错误。教师在教学中要注意透视和分析这些困难和错误的成因与根源，澄清学生头脑中已有的思维障碍和模糊认识，引导学生揭示概念规律的本质特征，使学生能够对掌握的知识脉络条理化、系统化。

探究这些方面的核心要素，乃是学习主体对科学概念知识建构过程中对于科学实质的把握。这就要求教师在教学过程中，首先要充分挖掘教材的内涵，弄清和处理好物理教学中“形”和“质”的关系。从本质上提高学生的科学思维素质，培养科学分析问题的能力，有利于学习主体知识的可持续生长，将来更好地适应高一级的理科学习。

［1］曹庆.初中物理浮力知识点及计算题解题探讨［J］.中学物理，2014（10）.

［2］邓文利.有关浮力的几种解题方法［J］.初中生辅导，2002（3）.

·编辑李建军