解决浮力问题的方法拓展探究

陈德朝

摘 要：浮力问题是初中物理教材的重点难点，通过下面方法拓展探究，可以激发学生的学习兴趣，增强学生的分析归纳及解决问题能力的提升。

关键词：解决;浮力问题方法;拓展探究

浮力问题是初中物理教材重点难点，综合能力强，同时也是中考的热点难点，学生不易理解和掌握，得分率较低。为拓展学生的知识面，培养学生解决问题能力，学生常掌握的方法;称重法，压力差法，阿基米德原理，平衡法求浮力，本人将这些方法延伸拓展，与大家共勉。

一平衡法拓展探究

物体处于漂浮和悬浮时;F浮=G二者区别漂浮V排

例1;冰块漂浮在不同的液面，若冰完全熔化，液面是怎样变化？（上升、下降、不变）。如图1

剖析;比较冰块排开水的体积V排和冰块      （图一）

完全熔化成水后的体积V后 的大小。

（1）若液体为水，

液面是怎样变化？

∵冰块处于漂浮，∴F浮 =G冰 又∵F浮 =ρ水gV排  G冰=m冰g

∴ V排=m冰/ρ水①冰完全熔化水积后的体积V后=m水/ρ水②

∵m冰=m水③  ∴V排=V后       故变水面不变。

拓展;（2）若液体密度大于水的密度（如盐水）（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。继续拓展;（3）若液体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 称重法求浮力与数学平面坐标系问题拓展探究

例;如图2实心圆柱体挂在弹簧测力计下缓慢浸入装有水的杯子，杯子很高，已知杯子底面积为100cm2

此时圆柱体浸入水中的图像，纵坐标表示

弹簧测力计的示数，横坐标表示浸入水中

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

1.求物体完全浸没水中受到的浮力及

一半浸入水中受到的浮力。

2.画 F浮—h的图像。

3.求出圆柱体的密度。

4.物体完全浸入水中，  问水对容器底的压强增大了多少。

解析： A点 F读=G物   B点物体刚好浸没水中，∴AB段物体浸入水中

F读 减小  F浮增大。又∵BC段物体完全浸入水中F读最小，

∴F浮最大且不变。

1.A点 G物=12N    B点物体完全浸入水中  F读=4N ，∴ F浮=G-F读=12N-4N=8N 。 若物体一半浸入水中受到的浮力 F=1/2F浮=4N 。

2.

3.物体的质量：m物=G物/g=12N/10（N/kg）=1.2Kg

F浮=ρ水gV排     ∵浸没 ∴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.圆柱体的体积等于水面上升的体积      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

点拨：（1）图像中的特殊点A和B进行分析，然后采用称重法求F浮，即：F浮=G=F读及阿基米德原理F浮 =ρ液gV排理解。

（2）利用F读—h的关系导出F浮—h的关系的图像，培养学生识图能力和作图能力。

（3）利用题干的要求求物体密度及压强等综合问题，有利于培养学生分析推理归纳的能力。

通过上述方法的拓展探究，以浮力知识为载体，貫穿整个初中物理力学的有关计算，注重各章节及数学中图像内容衔接，提升学生解决综合问题的能力;同时结合生活事例，把物理教学内容生活化，让学生接触社会生活，丰富和充实物理知识，引导学生多思维、多分析、多推理、多总结，将复杂问题简单化，激发学习物理兴趣，体现从生活走向物理，再从物理走向社会的新理念。

参考文献 ：

（ 试题研究）