浅析浮力的计算方法及其应用

【关键词】 物理教学；浮力；浸入；浸没；计算方法

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A

【文章编号】 1004―0463（2016）04―0124―01

浮力知识对初学者来说，要掌握好可不是件容易的事，特别是对浮力的计算，有相当一部分同学觉得困难重重，究其原因就是没有吃透教材内容及没有掌握计算浮力的方法，下面笔者就谈个人的一点看法.

一、理解概念，打下基础

浸入液体或气体中的物体受到液体或气体对它竖直向上拖的力，这个力叫浮力.“浸入”包含两方面的意义：一是物体全部浸入，即浸没或没入，此时排开液体的体积等于物体体积，即V排= V物；二是物体部分浸入，此时排开液体体积小于物体体积，即V排

二、吃透教材内容，归纳计算方法

以人教版八年级物理下册为例，浮力知识在第十章，分三节内容，分别为“浮力”、“阿基米德原理”、“物体浮沉的条件及应用”，每一节内容包含哪些计算方法呢？下面逐一分析.

1. 称重法.在第一节中，教材第50页图10.1-2是一个测量铝块浸入水中时所受浮力的演示实验装置图.其中甲图为弹簧测力计在空气中测得铝块的重力，即物重，用G表示；乙图为铝块浸入水中时弹簧测力计读数，即视重，用G/表示.教材中有这样一段表述：从以上实验可以看到，铝块浸入水中时，弹簧测力计的示数变小了，这说明浸入水中的铝块受到浮力的作用，弹簧测力计示数的减小值，就是浮力的大小.用自己的语言表述为：用弹簧测力计分别测出物体在空气中和在水中时的读数G和G/，两者读数之差就等于浮力，于是可得到计算浮力的公式

F浮=G-G/

2. 压力差法.同样是第一节，教材第50页图10.1-3分析浮力产生的原因时.物块上表面受到水对它的压力为F1，下表面受到水对它的压力为F2.教材中有这样一段表述：液体对长方体向上的压力F2大于液体对它向下的压力F1.浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，这就是浮力产生的原因.换句话说，液体对物体上下表面的压力差就是浮力，于是有F浮=F2-F1.

3. 阿基米德原理法.在教材第二节中，通过对第54页图10.2-2的演示并对实验数据的分析以及大量实验结果表明，浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体所受的重力.这就是阿基米德原理，用公式表示就是F浮=G排=ρ液V排g.

4. 平衡法.在教材第三节，对物体的浮沉条件的三种状态（图10.3-1）都可以找到相应的计算方法（物体浸没在液体中）.

①物体漂浮时.当浮力大于重力时，物体上浮，但最后将漂浮，物体保持平衡状态，此时物体受到的浮力将等于其重力，即有F浮=G，物体排开液体的体积小于物体的体积，即V排

②物体悬浮时.当浮力等于重力时，物体受力平衡，可以悬浮在液体内任何位置.由二力平衡知识可知，F浮=G，此时的隐含条件是物体排开液体的体积等于物体的体积，即V排=V物.

③物体沉底时.当浮力小于重力时，物体将下沉，最后将沉入容器底部保持平衡状态.此时物体受到重力G、浮力F浮及容器底对它的支持力N三个力的作用，于是有F浮+N=G，即F浮=G-N.

以上4种计算浮力的方法都在教材中可以找到，但是，教材中没有全部给出计算浮力公式，这就要求教师在授课时带领学生一起归纳总结，并用公式的形式表示出来，以便学生吃透教材，掌握计算方法.

三、掌握方法，灵活运用

在以上四种计算方法中，并不是每一道题都能全部用上，一般来说是一道题用一种方法，但也有一些题要用上两种甚至两种以上的方法，要具体问题具体分析.

例1 弹簧测力计的挂钩上挂着一个重量为1N的钩码，当钩码进入水中，弹簧测力计的示数为0.87N，这个钩码受到的浮力有多大？

解析：题中告诉了钩码的重力G=1N，且知道了钩码浸入水中时弹簧测力计的读数为0.87N，即视重为G/=0.87N，因此此题适用称重法，故有F浮=G-G/=1N-0.87N=0.13N.

例2 如下图所示，体积为V=200cm3的木块在绳子的拉力F=0.8N的作用下完全浸没在水中，g=10N/kg， ρ水=1.0×103kg/m3，绳子重力不计，求：

（1）木块此时受到的浮力.

（2）木块的重力.

解析（1）由阿基米德原理法可得F浮=G排=ρ液V排g=ρ液V物g=1.0×103kg/m3×200×10-6m3×10N/kg=1N

（2）物块在拉力作用下保持平衡状态，由平衡条件可知：G+F=F浮，所以G=F浮- F=1N-0.8N=0.2N.