善归纳、破难“浮”

浮力是同学们学习力学以来真正意义上的一个效果力，是前面几章知识的综合应用，也是学习研究物理问题的方法的进一步提高，因此是力学的重点。由于涉及到二力平衡和三力平衡的问题，加之概念多，容易混淆，造成了许多同学望“浮”兴叹。下面笔者就同学们在学习浮力的过程中常见的难点和容易混淆的概念展开讨论。

一、从运动和力的角度解决物体的浮沉问题

要学好浮力的基本概念，并且还能灵活地应用浮力来解题，必须要处理好静态和动态问题，学生才能从运动和力的关系的角度来处理浮力的有关问题。属于静态的概念有漂浮、悬浮、沉底，用受力平衡来分析。属于动态的概念有上浮、下沉，从力改变物体运动状态的角度去理解。笔者总结了以上概念及其外延，并绘制图表如下：

利用图表形象地学习了关于浮力的几个基本概念中的联系和区别，在同学们的脑海中形成了一个清晰的思路。

二、分类讨论浮力的计算问题

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,因此不少学生反映:浮力定律好背,浮力习题难解,特别是碰到有沉浮过程的复杂题,更是束手无策。下面笔者总结了解决浮力计算题的几种方法。

1、排液法（阿基米德原理法）：F浮=G排=m排g=ρ液gV排，此方法普遍适用于所有液体或气体。

【例一】三个体积相同、由不同材料制成的球体放入同一种液体中，最后静止时如图所示

它们所受浮力大小的关系是（ ）

A．F甲=F乙=F丙

B．F甲

C．F甲

D．F甲=F乙

解析：本题中相同的量为物体的体积和液体的密度，由图容易得知三个小球排开液体的体积关系为V甲

2、平衡法：F浮=G物，此方法仅适用于物体在液体中悬浮或在液面上漂浮。

【例二】质量相等的甲、乙、丙三个小球放入同一种液体中，最后静止时如图所示，它们的浮力大小关系是（ ）

A．F甲=F乙=F丙

B．F甲

C．F甲=F乙

D．F甲=F乙>F丙

解析：本题中相同的量为物体的质量和液体的密度，容易得知物体的重力相等。因此根据平衡法判断，F甲=G，F乙=G，F丙=G-FN，所以F甲=F乙>F丙，即D选项正确。

3、称重法（也叫弹簧秤法）：F浮=G物―F读，此方法仅适用于用弹簧秤在液体中称物体重力时受到的浮力。

【例三】一个金属球在空气中称时，弹簧秤的读数为14.7N，浸没在水中称时，弹簧秤的读数为4.9N。求：

（1）金属球浸没在水中时所受到的浮力是多少？

（2）金属球的体积是多少？

（3）金属球的密度是多少？

解析：金属块浸没在水中称，弹簧测力计的示数比在空气中称时示数变小，这是因为金属块受到了水的向上的浮力作用，F浮=G物-F读=14.7N-4.9N=9.8N。根据F浮＝ρ液gv排求出v排＝F浮/ρ液g=9.8N/1.0×103/m3×9.8N/=10-3m3, v物=v排=10-3m3，m=G/g=14.7N/9.8N/Kg=1.5Kg

4、压力差法：F浮=F向上―F向下，此方法仅适用于形状规则的物体沉没在液体中是受到的浮力。

【例四】如图所示，一个半径为r，质量为m的半球，放在容器内，半球的底面与容器底部紧密接触，容器内装有密度为ρ的液体，液面高为H，已知球的体积公式V＝3/4×πr3，球表面积公式为S球=4πr2，圆面积公式为S圆＝πr2，则由于液体重力产生的对半球表面向下的压力为____________

解析：根据浮力的产生原因F浮=F向上-F向下，液体的重力产生的对半球表面向下的压力，F向下=F向上-F浮。设想半球下表面不与容器底紧密接合，则它会受到浮力，由阿基米德原理有F浮=ρ液gV排=ρ液g×12×43πr3=23πρgr3，由液体压强公式，半球下表面受到竖直向上的压力F向上=ρgHS圆=πρgHr2。故半球表面受到液体向下的压力F向下=F向上-F浮=πρgr2（H-23r）。

总之，无论采用哪种方法，首先得要进行题意分析，透彻理解已知量与未知量以及它们之间的相互关系，做到心中有数，然后找出其中一种切实可行的方法和技巧进行计算。