浮力教学中应注意的几个问题

浮力教学中应注意的几个问题

莲花乡真武小学何龙

[内容提要]：在初中物理浮力部分教学中，让学生清楚浮力概念和阿基米德原理中关健词语“浸在”的含义是物体的下表面一定要全部和液体接触时方可使用公式直接进行计算；认识影响浮力大小的几个因素是与液体的密度有关，与物体排开液体的体积有关，与物体本身的材料、体积、形状无关，与物体所处的深度、这一物体是否上浮、下沉无关；决定物体浮沉的条件是物体的重力和它所受到的浮力；掌握基本的计算方法，对学好浮力部分知识有一定的帮助。

关健词：浸在含义影响浮力因素浮沉条件

初中物理力学部分中的浮力是重点和难点，它综合应用了前面已学过的力、重力、密度和二力平衡等知识，虽然学生在小学科学和生活经验中已认识到并形成了“浮在水中的物体受到浮力”的概念，但对浮力产生的原因、阿基米德原理及物体浮沉条件的认识存在若干错误。我在教学中根据学生实际情况认识到要讲清以下几个问题。

一、弄清浮力概念与阿基米德原理中“浸在”的含义

我在教学中先做以下实验：

1、将乒乓球分别放在桌面上和放在盛水的烧杯中，分析其静止时受力情况；

2、将一铁块挂在弹簧秤下记录其读数，然后分别部分放入、全部放入水杯中观察其读数变化不同，说明它受到的浮力不同；

3、带有活塞的盛水瓶子正放、倒放时，分析活塞受力情况。让学生在直观的实验中了解到“浸在液体中的物体”存在以下四种情况：

A、物体的上表面露在液体外部，其余大部分和液体接触，是物体漂浮情形（部分浸入）。

B、物体的所有外表面都和液体接触，这是物体完全浸在液体中（全浸）。

C、物体的一侧表面与容器壁接触，其间无液体存在。

以上三种情况都可以应用阿基米德原理进行计算。

D、物体的下表面完全和液体接触，其间无液体存在，此时物体只受到压力，而所受浮力为零，这种情况不能应用阿基米德原理进行计算。

通过分析研究，在阿基米德原理中“浸在”的含义应是物体的下表面一定要全部和液体接触时方可使用公式直接进行计算。

二、认识影响浮力大小的几个因素

学生在学习中很容易混淆浮力和物体浮沉条件，如“体积相同的铁块和木块同时浸入水中，木

块会上浮，铁块会下沉”，他们会得出“木块受到的浮力大，而铜块受到的浮力小”的结论；学生也会认为“物体处在液体中越深，受到浮力越大”。其实这是不对的，为了让学生正确认识浮力由什么决定，我在教学中用实验来回答。

将体积相同的同一铁块挂在弹簧秤下，分别浸没在水和煤油中，弹簧秤的示数不同，说明它所受浮力不同。

将体积相同的铁块、铜块挂在弹簧秤下，分别浸没在水中，弹簧秤的示数差相同，说明它所受浮力相同。

将同一铁块挂在弹簧秤下，浸在水中，让铁块没入水中体积不同，发现弹簧秤的示数不一样，说明其所受浮力不同；而将铁块浸没在水中不同深度，弹簧秤示数不变，说明其所受浮力相同。

通过以上实验，我让学生认识到阿基米德原理所说的“浸在液体中的物体所受的浮力等于被物体排开液体所受的重力”可以理解为：

浮力的大小与液体的密度有关；

浮力的大小与物体排开液体的体积有关；

浮力的大小与物体本身的材料、体积、形状无关；

浮力的大小与物体所处的深度、这一物体是否上浮、下沉无关。

例如：浸在水中的铁球和木块，铁球下沉，木块漂浮，它们体积虽然不同，如果浸在水中的体积相同，液体都是水，它们排开水的重力相等，由阿基米德原理，F浮=G排水知道浮力相等，而物体的材料、体积、形状都不相同，由此得出物体受到的浮力仅由排开液体的重力决定便好理解了。

三、认识决定物体浮沉的条件。

在讲到“物体的浮沉”时，我向学生提出问题，“两个不同的物体浸没在水中，当撤去外力后，哪个下沉，哪个上浮？”

甲同学说：重者下沉，轻者上浮。

乙同学说：受浮力大者上浮，受浮力小者下沉。

我对两们同学的回答不作结论，做了两个实验。

将一大木块和一小钢针浸没在水中（G木＞G针）松手后实验现象：“重者上浮，轻者下沉”。

将一石块和一木块浸没于水中（V石＞V木），提问：哪个受浮力大，多数同学说“石块受到时浮力大”，这时将石块和木块松开，观察到的现象是与乙同学的说法相反。

我引导学生讨论，物体在水中受到重力和浮力两个都是在竖直方向的力的作用，根据力是改变物体运动状态的原因和二力合成知识，物体在液体中是向上还是向下运动由物体的重力和浮力的大小共同决定的。例如潜水艇在水中时，由于体积是固定的，浮力不变，而重力由水舱吸入的水量来

决定，这样就靠改变自身的重力来实现浮沉的，准确的说是由重力和浮力共同实现的。由此师生共同总结出物体的浮沉条件是：（开始状态为物体浸没在液体中）：

1.当物体重力小于浮力时，物体就上浮，当物体上浮到最终时，浮力又等于重力，物体处于漂浮。

2.当物体重力等于浮力时，物体就悬浮。

3.当物体重力大于浮力时，物体就下沉，当物体下沉到最终时，浮力应等于重力减去底部的支持力。

四、理解并记住浮力的基本计算公式：

1.浮力产生的原因：F浮=F下—F上

2.浮力的测定：F=G-G i

3.阿基米德原理：F=G=ρgV

在实际应用中，学生拿到题目不知如何下手，我与学生一道分析题目，找有用的条件解题，再让学生思考：“为什么这样做？这里的关键点在哪里？每个量之间的联系点在什么地方？题的突破口在什么地方？”通过这些训练可让学生知道解题时该从什么地方入手。

例题：木块能漂浮在煤油中，将此木块放入盛满煤油的容器里，溢出的煤油重6牛，将此木块放入盛满水的容器里，有2/5露出水面。

（1）木块放入水中时，溢出的水重是多少牛？

（2）此木块的密度是多少？

（3）若将一个与木块体积相同的砖块与此木块连接，则它们能一起悬浮于水中，求砖块的体积和密度？

分析：（1）因同一物体在不同液体中漂浮时，排开液体的重力相等。

（2）木块在水中漂浮时它受到的浮力与它受到的重力相等，可依据木块的密度和水的密度关系求木块的密度。

（3）因砖块和木块体积相同，木块的重力和它在水中漂浮时溢出水的重力相等。由悬浮条件可知砖块和木块的平均密度等于水的密度，砖块和木块体积相同，平均密度就是它们密度的平均值。

解（1）木块在煤油中和在水中漂浮时溢出的液体重力相等：

G排水=G排油=G水=6牛

（2）木块排开水的体积V排=3V木/5

漂浮时有：ρ木g V木=ρ水g V木3/5