关于浮力的计算

初中物理教学中，浮力的计算既是重点又是难点。在多年的教学实践中，我总结了浮力问题的计算方法和解题技巧，在此跟大家交流一下。

一、浮力的计算方法

（1）平衡法：当物体受到浮力等力的作用处于平衡状态时，根据物体受力情况，利用力的平衡来计算浮力的方法。

这种方法可计算任何力，但物体必须处于平衡状态，并且具体问题具体分析，画出受力图，没有固定公式。

例如，在图1中，弹簧测力计吊着物体浸入液体中，处于平衡状态，物体受浮力F浮，弹簧测力计拉力F拉，物体重力G，则F浮=G-F拉。又如，在图2中，物体漂浮或悬浮时，F浮=G。

（2）压力法：浮力是由于液体（或气体）对物体向上和向下的压力差产生的，算出压力差就求出了浮力。

如图3所示，在密度为P的液体中，正立着一个柱形物体，上下底面积均为S，上下底距液面深度分别为h2和h1，上下底受液体压力分别为F2和F1。则液体对柱形物体产生的浮力F浮=F1-F2，其中F1=Pgh1S， F2=Pgh2S。浮力的方向总是竖直向上的。

这种方法适用于计算柱形物体正立于液体中的浮力，一般不常用。由浮力产生的原因可知，柱形物体与容器底密切结合时，柱形物体不受液体的浮力。

（3）公式法：根据阿基米德原理，浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。由此可总结以下公式计算浮力。

如图4所示，溢水杯中装满密度为P液的液体，物块浸入液体中，排出的液体流入烧杯。物块的体积V物，浸入液体中体积V浸，露出液面体积V露，物块受液体浮力F浮。排入烧杯中液体重力G排，质量m排，体积V排。可得浮力公式为：F浮=G排或F浮=m排g或F浮=p液gV排。注意V排=V浸，浸没时，V排=V物，未浸没时V排=V物-V露。

这种方法适用于计算液体和气体的浮力。物体在空气中的浮力公式为：F浮=P空gV物。

二、浮力的解题技巧

（1）一般题型解题技巧：求解浮力问题时，首先要弄清物体在液体中的浮沉情况，可利用浮沉条件确定，其次要选择恰当的计算方法，一般选用公式法或平衡法。使用F浮=P液gV排时，一定要同时考虑P液和V排。

例1.物体重力4N，体积0.6dm3，投入足量水中静止，求浮力？

错解：不分析物体的浮沉情况，盲目使用公式法。得：

F浮=p水gV排=103kg/m3×10N/kg×0.6×10-3m3=6N.

正解：物体浸没时，

F浮= p水gV排=103kg/m3×10N/kg×0.6×10-3m3=6N.

G=4N< F浮=6N

物体静止时漂浮在水面。

静止时浮力，F浮=G=4N

答：物体静止时，所受浮力为4N.

例2.同一小球投入甲、乙、丙三杯液体中，分别漂浮、悬浮和下沉，如图5所示。请比较小球受到的浮力F甲、F乙、F丙的大小？

错解：使用F浮=P液gV排，认为P液均相等，只考虑V排甲P液丙，用公式法不能得出答案。

正解：由平衡法可知，F甲=G， F乙=G， F丙=G-F支，同一小球G相同，所以， F甲=F乙>F丙。

（2）特殊题型解题技巧：有些特殊题型，需要把平衡法和公式法综合运用，通过列方程求解。并且常常把物体重力用G物= P物gV物来表示。

例3.一木块投入水中静止时，露出水面体积为总体积的，求木块的密度？

分析：木块漂浮，V露=V木，则V排=（1-）V木。

解：木块漂浮水面，G木=F浮

则，P木gV木= P水g（1-）V木

P木=（1-）P水

=（1-）×103kg/m3

=0.6×103kg/m3

答：木块密度为0.6×103kg/m3。