浅谈“浮力”计算题解题法的教学研究

曾宏江

【摘要】  浮力是日常生活中常见的一种力学现象，同时浮力的物理教学内容也占据了初中物理力学知识的大部分篇幅，并且浮力这部分的内容也是历年各省中考的热点问题，关于浮力的计算也成为了初中物理的重难点内容。学生在遇到浮力相关的问题时，由于概念模糊，基础不扎实，解题思路混乱，对于浮力类型的物理题目难以下手。浮力知识虽然繁杂，公式较多，但是只要掌握了基本的解题技巧和方法，浮力计算题对于学生来说也就是小菜一碟。

【关键词】  “浮力”计算 解题教学 初中物理

【中图分类号】  G633.7               【文献标识码】  A     【文章编号】  1992-7711（2019）01-245-01

初中物理当中有许许多多和浮力相关的问题，浮力的产生与物体本身也有关系，这些看上去好像没有一定的确定性和规律性，因此学生在面对浮力类型的物理问题时往往是无从下手，及时硬着头皮去解决该物理问题，有时也难以得到正确的答案，尤其是把浮力与其他物理知识夹杂在一起进行考察时，学生更是望而生畏。因此，本文将结合浮力教学内容以及浮力计算题的解题方法和经验展开教学探讨。

一、夯实浮力基础知识

掌握牢固的基础知识往往是解题制胜的关键，在解决浮力这部分计算题时，学生首先应该明确浮力的概念是什么，以及产生浮力的条件，以及浮力中最重要的阿基米德原理。

1.何为浮力

应用知识的前提是要了解知识，要想从容的应对浮力物理计算题，学生首先应该明确浮力到底是如何定义的。同时学生应该根据定义，清楚的认识到浮力的方向是向上的，其次学生还应该了解浮力的产生原因等相关问题。

2.把握物体在液体中的状态

学生要学会根据浮力大小与物体本身重力的关系，来判断物体在液体中的状态，这样有助于浮力计算题的解答。当物体受到的浮力大于物体重力时，物体上浮，最后漂浮在液面上，这时物体的浮力等于物体的重力;当物体的浮力与物体重力相等时，物体处于悬浮状态，此时物体完全浸没在液体中;当物体受到的浮力比其自身的重力小时，物体必定沉在液体当中。根据两力的大小关系判断出物体的浮沉状态，这对于之后的习题解答有很大的帮助。

3.掌握阿基米德原理

它适用于一般浮力计算分析，因此学生应牢牢掌握这一部分的知识和内容，这对解决浮力问题有很大帮助。通过大量实验，我们发现浸入液体中的物体的浮力等于它所排开的液体重力的大小。这就是所谓的阿基米德原理。F浮=G排=m排g=ρ液gV排，其中m排表示的是排开液体的质量，ρ液表示液体密度，V排表示的是排开液体的体积，学生要把这些符号的概念牢牢把握，这样在习题练习中才不会混淆概念，其次学生要正确的学习阿基米德原理。

二、浮力计算的有效方法

1.二力平衡法

（物体的浮力等于物体的重力）浮力计算题中最基础的一种类型是利用二力平衡的方法进行求解，这种方法一般适用于已知物体漂浮在液体之上，或者说物体完全浸没在液体中但是仍然处于悬浮状态，这样的类型題目即可根据二力平衡法进行求解。例如，某一质量为800g，体积为2dm3的铁球在水中静止，那么试问这个铁球受到的浮力是多少呢？（其中g = 10N/kg）。我们根据题目首先进行分析，这里没有明确给出铁球静止时的状态究竟是沉在水中还是悬浮在水中，因此我们就需要计算这个铁球的密度，倘若这个铁球的密度比水小，那么说明这个铁球是空心的，一定是漂浮在水的表面，经过计算我们得出，这个铁球的密度为0.4kg/m3，远小于水的密度，所以我们可以利用二力平衡法，根据漂浮在水中的物体的浮力与其重力相等直接计算得出其所受的浮力是8N。

2.阿基米德原理法

根据上述所提到的阿基米德原理可得，该原理适用于所有液体或气体中的情况，应用更为普遍。例如一个铝制玩具的质量为m=2.7kg，铝=2.7×10kg/m，将其放在一个大的水缸中，试求其受到的浮力是多少？根据题目分析我们可知铝的密度大于水的密度，放在水缸中必定是处于下沉状态，那么根据我们对阿基米德原理的理解，就可以判断出这个铝制玩具排开水的体积与这个玩具本身的体积相等，因此接下来我们需要计算出排开水的体积，根据公式v=m/，我们很快可以计算出其体积大小，从而带入到阿基米德原理公式中即可求得该玩具所受的浮力大小。

3.示数差法

这种计算浮力的方法大多适用于弹簧测力计在液体中的情况，因此也可以称作弹簧测力计法。例如，一个金属物体挂在一个弹簧测力计上，正常空气中测量数据是14N，将其浸在水中所测得的读数是5N，问这个金属物体受到的浮力是多少呢？通过分析我们可以判断出，在水中测量时物体的重力之所以下降，是因为在液体中一部分浮力抵消了重力的作用，那么减少的这部分重力自然就是物体所受浮力的大小，那么即可得出物体所受浮力的大小为9N。

4.规则法

另外在进行浮力计算习题时，学生要牢牢记住浮力问题的五大规则。第一个规则是物体漂浮在液体中时，物体的重力与物体所受的浮力的大小相等;第二个规则是同一个物体漂浮在不同的液体环境中，其受到的浮力大小是一样的;第三个规则是同一个物体漂浮在不同的液体中，在密度大的液体中浸泡的体积较小;第四个规则是倘若物体处于漂浮状态，其浸入体积与其物体总体积的所占比例等于物体的密度与液体密度的所占比例;第五个规则是倘若要将处于漂浮状态的物体全部浸入到液体中，那么所需施加的向下的外力与物体重力之和与物体的浮力相当。学生倘若可以牢牢把握这几点重要规则，那么对于浮力计算问题会有很大的帮助。

经过以上的总结，我相信读者一定开始觉得浮力其实也并没有想象中的那么难，因此教师在教学浮力计算这部分内容时，可以参考以上所给出的一些技巧方法，当然，在实际浮力计算问题中，一些综合类型的问题仅仅靠单一的解题方法是无法得出结果的，这就需要学生灵活应用上述的解题方法结合起来，从而高效正确的解决浮力计算问题。

[ 参  考  文  献 ]

[1]许晶.由形到质——关于浮力计算题解题方法的探究， 新课程 2016.

[2]邵敏.分析浮力计算的典型例题，考试周刊，2015.