初中物理中浮力应用的综合性问题研究

付小雪

摘 要：初中物理知识内容涵盖面较广，其中浮力、压强以及密度等知识内容一直是初中生学习的重点和难点，理论性和综合性较强，绝大多数学生学习起来普遍难以在短时间内全面地理解，尤其是初中物理中浮力相关知识的综合性问题的理解和应用。本文主要就初中物理浮力知识点概述及实际应用着手，并进一步分析探究了初中物理中浮力应用中部分物体沉浸在液体中的浮力综合性问题以及全部物体沉浸在液体中的浮力综合性问题，望对未来初中物理浮力应用的综合性问题教学提供相应借鉴。

关键词：初中物理 浮力应用 综合性问题

1初中物理浮力知识点概述及实际应用

浮力，是浸在液体或气体中的物体受到一个向上的力，力的整体方向是竖直向上的，主要施力主体是液体或气体；浮力出现的根本原因在于物体下表面所承受向上的压力超出上表面所承受向下的压力，进而形成外表面压力差，且压力差较大，直接导致物体向上浮起，这一过程中竖直向上的压力合力也就是浮力，而物体在液体或气体中排开的液体重力也就是浮力大小。就初中物理浮力知识的实际应用而言，其能够让一些密度大于水的材料漂浮在液体表面，并以一类空心物体制造的方式缩减物体的实际密度，从而让物体在水上运行作业，在轮船航行以及载重、潜水艇上浮下潜运行、航空运输中飞艇载重等方面均得到了广泛的应用，不仅从根本上提升了货物的载重量，还在很大程度上节约了燃油，降低了碳排放量，对我国物理科学以及资源能源可持续发展有着极其重要的促进作用。除此之外，初中物理浮力知识还能够运用在密度计当中，由于密度计就是通过物体漂浮特点展开设计创作的一种计量，普遍把密度计竖直放置在液体中，再根据密度计上的刻度线，由上到下进行读数，这一过程中密度计由上到下，其对应的液体密度也就不断增加。

2初中物理中浮力应用的综合性问题研究

2.1 部分物体沉浸在液体中的浮力综合性问题探究

就部分物体沉浸在液体中的浮力综合性问题探究而言，把部分物体沉浸在液体里，仔细观察其变化情况，主要依据部分物体沉浸在液体中变化的特征进行研究，比如物体本身向下的重力和液体向上的浮力数值相等，则能够通过G排=F浮这一公式来表示，这就表明一旦部分物体沉浸在液体中，就能够借助这一公式对具体物理问题进行计算。比如，如图一，在一个大烧杯里盛有部分液体，再让一支小烧杯漂浮在大烧杯的液体表面，并在小烧杯中放置一个实心球，此时大烧杯液体上升高度h，把实心球拿出放置在大烧杯中后，液体高度下降h1，求实心球的密度大小。

图一

这是一道典型的部分物体沉浸在液体中的浮力综合性问题，因此，通过公式G排=F浮可知m物g=ρ液g V排，因此ρ液V物=ρ液V排。假设大烧杯底面积是S，实心球密度为ρ球，体积是V球o那么依据给出的题干可以计算得出：

在实心球放置在小烧杯之前，ρ小烧杯V小烧杯=ρ液V排； （1）

当小烧杯中放置实心球之后G小烧杯+G球=ρ液g（V排+Sh） （2）

再依据密度公式ρ球=m球/V球（3）

把（1）（2）（3）式子联合计算即可得出ρ球=液

2.2 全部物体沉浸在液体中的浮力综合性问题探究

就全部物体浸入液体中所呈现出的浮力综合性问题，主要是物体会受到三个作用力的影响，分别是竖直向下的本身重力、竖直向上的液体浮力以及竖直向下的另外一个力。其中，可以将竖直向下的本身重力设成G，竖直向上的液体浮力设成F浮，竖直向上的另外一个力设成T。实际全部物体浸入液体的过程中，就竖直向上的另外一个力T，不仅可能是吊线过程中对物体造成的拉力，还可能是烧杯底端对物体造成的一个支撑力，但如果物体漂浮在液体表面，那么此时这个竖直向上的另外一个力T可以看成是0。就上述三种作用力而言，可以推理得出三者的关系为G=F浮+T，对于这一物理浮力综合性问题探究而言，不仅要求学生能够全面把握全部物体浸入液体中排开液体体积在内的相关问题，还要能够依据物体自身受力情况解答问题，因此，实际物理课堂教学过程中，授课教师一定要学生全面理解物体完全进入在液体中排开液体的体积V排和物体自身体积V物相等；与此同时，由于F浮=ρ液g V排；G物=ρ物g V物，所以F浮/ρ液=G物/ρ物。举个具体的例题来说，圆锥自身重力是G，漂浮在水中时承受着水给它向上的压力，这一压力看做F，其向下壓力F1和F的关系是：。

A.F>F1B.F>F1

C.F>F1D.无法判断

根据题中条件对物体受力情况进行分析，物体竖直方向有三个作用力，分别是竖直向下的本身重力、竖直向下的液体压力以及竖直向上的液体压力。其中，竖直向下的力、竖直向上的浮力是上表面和下表面受力合力。由于题目中明确给出“漂浮在水中时承受着水给它向上的压力，”，根据这个给出的条件则可以利用平衡等式明确G+F1=F，加上圆锥自身有重力，因此，F>F1，故选择A。

结束语

综上所述，初中物理浮力应用的综合性问题主要包含部分物体沉浸在液体中的浮力综合性问题和全部物体沉浸在液体中的浮力综合性问题两种。基于新课标教育教学改革背景下，现代初中物理教师要想确保学生能够全面理解并掌握初中物理浮力应用综合性问题，实际课堂教学中务必要重视物理实验对学生逻辑思维能力的发散作用，积极利用物理实验的直观性和形象性帮助学生理解和记忆，以便学生能够熟练掌握物体漂浮普遍存在的两种平衡形式，从而把握好问题的根本，从而强化初中生物理基础，培养其运用所学处理实际问题。

参考文献

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