分类比较物体“浮浮沉沉”

张艳

【摘  要】  利用物体的浮沉来比较浮力的大小，学会用分类比较浮力大小，要看清给定的条件，根据阿基米德原理、浮沉条件等去比较浮力大小，从而解决问题.

【关键词】  初中物理；浮沉条件；阿基米德原理

对于浮力大小的比较一直是学生感到棘手的问题，特别是这些相似的图无法辨别，不知道如何去解决，很多学生只是不断用不同的方法试着去解决，因此平时要注重培优学生的理解能力、分析推理能力和比较概括能力等，学会解决问题的方法，把相似的问题进行比较，找到实质的解决办法，为了达到这一目的，下面列举一些方法，如，通过比较物体的重力与所受浮力的大小关系来判断物体浮沉，或者通过比较物体密度与液体密度的大小关系来判断物体浮沉，有些浮沉的判断也可以通过物体的体积与排开液体体积进行判断.对于三种判断方法的选取可以灵活应用.而对于给定图示的前提下，我们可以对比分析即可.

1  一悬一浮类

对于此类问题首先要看清物体的等量条件，然后选择相应的比较方法，一般是通过“比重法”“比体积法”及“比密度法”等进行判断.

例1  将同一个新鲜的鸡蛋先后放入密度不同的甲、乙两杯盐水中，静止时的位置如图1所示，两液面相平.则下列说法正确的是（   ）

（A）鸡蛋的密度大于甲杯中盐水的密度. （B）甲杯底部所受液体的压强大.

（C）鸡蛋在乙杯中受到的浮力大. （D）鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力一样大.

答案：（D）.

解析  由图可知鸡蛋在不同液体中分别处于悬浮和漂浮状态，因此所受的浮力都等于重力，由于是同一个鸡蛋，重力不变，因此所受的浮力相等，故选（D）.甲杯中悬浮，说明鸡蛋密度等于盐水密度，乙杯中漂浮，说明鸡蛋密度小于盐水密度，所以甲杯中盐水密度小于乙杯中盐水密度，根据ρ=pgh可知，甲杯底部所受液体压强小于乙杯底部所受液体的压强，故（A）（B）（C）选项不符合题意.

点评  对于相同物体处于不同液体中，若都浮着其浮力是相等的，但是液体的密度是

不同的，漂浮的液体密度比较大.

2  一浮一沉类

对于同一物体不同状态时比较浮力大小，要根据具体实际情況进行判断，若质量相等则可以通过“浮沉条件比较法”进行判断.

例2  小宇周末帮妈妈洗碗时发现，即使同一只碗能漂浮在水上，也能沉入水底，如图2所示.下列说法正确的是（   ）

（A）碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力.

（B）碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力.

（C）碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力.

（D）碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积.

答案：（B）.

解析  （A）选项中，碗沉底时，浮力小于重力，漂浮时浮力等于重力，而碗的重力是不变的，因此沉底时浮力小于漂浮时受到的浮力，故（A）错误；（B）选项中，根据阿基米德原理可知，浮力等于排开液体的重力，故（B）正确；（C）选项中，漂浮时浮力等于重力，故（C）不符合题意；（D）选项中，由于沉底时浮力小于漂浮时受到的浮力，根据阿基米德原理，碗沉底时排开水的体积小于它漂浮时排开水的体积，故（D）不符合题意.

点评  在已知物体质量大小关系时，通过图中给定的浮沉状态，可以通过“比重法”来对浮力大小的比较，其他结合阿基米德原理进行综合的分析判断，因此解题时一定要明确物体的质量是否相同或是否是同一个物体等条件.

3  综合比较类

在浮力比较的问题中，也涉及浮浮沉沉的多种情况，对于这类复杂的问题要选好研究物体一一对比，可以把几种比较方法综合起来使用，但是一定要明确质量相等还是体积相等等特殊条件，然后选择对比对象和相应的比较方法.

例3  如图3所示，小宇把体积相同的A、B两个实心小球放入盛有甲、乙不同液体中，发现两球在甲容器中沉底，在乙液体中一个漂浮，一个沉底，则下列说法错误的是（   ）

（A）在甲液体中小球A对容器底部的压力小于小球B对容器底部的压力.

（B）甲液体的密度小于乙液体的密度.

（C）小球A的质量小于小球B的质量.

（D）小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力.

答案：（D）

解析  对比甲和乙容器中的A球，一个沉底一个漂浮，由于是同一个球，甲液体密度小于A球密度，乙液体密度大于A球密度，故甲液体密度大于乙液体密度，故（B）选项不符合题意；另外可以根据“比重法”进行比较浮力，甲容器中浮力小于重力，乙容器中浮力等于重力，可知小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力，故（D）选项符合题意；在乙容器中，A球漂浮，B球沉底，在同种液体中，所以可知，A球密度小于B球密度，已知体积相同，根据m=ρV可知，小球A的质量小于小球B的质量，故（C）选项不符合题意；小球在容器中受到浮力、重力和支持力，因此对容器底部的压力F=G-F浮，由于GA＜GB，并且两球在甲液体中浮力相等，所以在甲液体中小球A对容器底的压力小于小球B对容器底的压力，故（A）选项不符合题意.故选（D）.

点评  对于多种状态的浮力比较问题，要看清液体的种类、物体的体积及质量等条件，同时根据浮沉条件及利用已知液体密度及排开液体的体积的大小关系，用阿基米德原理进行综合判断.

4  结语

浮力大小的比较，要针对不同的情况和具体需要来选择合适的方法，找到属于哪类，这就需要平时不断梳理、总结，并且要掌握好浮力相关知识.所以在平时教学中做到知识的拓展和应用，采用相应的有效教学方法，去培养学生处理问题的能力，特别注重培养学生应用所学知识方法分类解决问题的能力.