浮力公式的应用

浮力公式的应用

教师：熊孟禄浮力这一章是八年级学生感到最难学的章节之一，牵扯的公式较多，学生不会根据实际问题选择正确的公式来计算。对物体的正确受力分析，单位换算，特别是面积和体积单位的换算,学生都会感到较困难。针对这些我谈谈我个人的一点看发。

根据已掌握的如质量、密度、重量、体积、压力、压强、拉力等，可归纳出计算浮力的四种方式：

一、压力差法：F浮=F向上- F向下

根据浮力产生的原因，液体对物体向上和向下的压力差就是液体对物体的浮力，即F浮=F向上- F向下。浮体受到的浮力等于物体的下表面受到液体向上的压力减去物体上表面受到向下的压力，即F浮=P·S=ρ液g（h向上－h向下）S（ h向上为物体下表面在液面下的深度，h向下为物体上表面在液面下的深度）。此公式易判断一个物体是否受浮力，

如：一个正方体紧贴在容器内的底部，即与容器底部之间完全密封，现往容器中加水，测物体所受浮力如何变化？（如果学生理解浮力产生的原因及压力差法的公式，就不难知道此物体所收浮力无任何变化，一直为零。）

二、称重差法：F浮=G – F拉

根据力的平衡原则，从物体在空气中的重量减去物体在液体中对弹簧秤的拉力，即得出浮力F浮=G - F拉。

三、原理法：F浮=G排=ρ液gV排

1.此处ρ液表示物体所浸的液体的密度，决不是浸在液体中物体的密度；V排表示物体所排开的液体（或气体）的体积，它不一定等于物体的体积V。因为物体有漂浮、悬浮和浸没几种情况，只有当物体全部浸没在液体（或气体）中时，物体所排开的液体（或气体）的

体积才等于物体本身的体积，即V排=V物。假如物体是漂浮的，那

么V排就小于物体的体积V，V排＜V物，这时V排+V露=V物。

所以，在写浮力公式时应在F、ρ、V等字母的右下角一定用汉字注明，例如，区别开ρ液与ρ物；V物、V露与V排；G物、G液与G

排的意义。

2．从公式F浮=ρ液gV排可以看出浮力的大小只跟液体的密度，物体排开这种液体的体积这两个因素有关。跟这个物体的密度、体积、形状、重量，以及这个物体在液体中是否运动等因素无关。若这个物

体完全没入液体中时，它所受浮力的大小不受深度变化的影响。

3．在应用F浮=ρ液gV排液公式时，各物理量一般采用国际单位。密度ρ的单位是千克/米3，g＝9.8牛顿/千克，体积V的单位是“米3”。浮力的单位是“牛顿”。

4．计算浮力的大小时，无论物体的外形是有规则的，还是不规

则的；无论物体是实心的还是空心的；也无论物体在液体中的状态怎样，它所受浮力的大小都可以通过计算排开液体的重量得到。

5．阿基米德定律及其计算式，也适用于气体。因为在大气里的

物体，它所排开大气的体积就等于它本身的体积，即V排=V物。因

为大气的密度是不均匀的，随着高度的增加，则空气逐渐稀薄，密度

减小，在计算时应考虑ρ气的变化。

四、平衡力法

A.物体漂浮时：F浮=G物（m排=m物）

B.物体悬浮时：F浮=G物（m排=m物）

C.上浮物体受压静止时：F浮= G物+ F压

D.下沉物体受拉静止时：F浮= G物– F拉

例：有一块木块漂浮在水面上，它有1/4的体积露出水面，则它的密度为kg/m³。当一质量为0.5kg的水鸟停在木块上时，木块

刚好完全浸没在水中，则该木块的体积为

m³

思路分析：（1）题目未知木块的质量和体积，无法直接用密度公式ρ=m／v来求解，因此要从已知的条件入手分析；已知：“木块漂浮在水面上”、“有1/ 4的体积露出水面”，那么可联想到物体的浮沉条件和浮力公式两个知识点；首先由木块漂浮，可得到G=F浮，即：ρ木块gV=ρ水gV排；而根据第二个已知条件，可得出木块的体积V与其浸入水中的体积V排之间的关系，将其代入上面的等式中，即可得到ρ木块、ρ水之间的比例关系，由此得解．（2）水鸟“停在”木块块上，说明此时木块处于静止状态，受平衡力的作用；那么在竖直方向上，水鸟的重力与木块块的重力之和恰好等于木块完全浸没时受到的浮力，可以此等量关系，列式求出木块的体积。

解：根据题意得

（1）ρ木块gV =mg=G=F浮=ρ水gV排

即ρ木块gV=ρ水g（1－1/ 4）v

故ρ木块=（1－1/ 4）ρ水=0.75×103 kg/m³。

（2）上浮物体受压静止时：F浮= G物+ F压

ρ水gV排=ρ木块gV + mg

(ρ水－ρ木块) gV= mg

故V= m／(ρ水－ρ木块)=0.5 kg /(1.0x103

kg/m³－0.75×103 kg/m³)

=2×10-3 m³.