張常紅
《浮力》一章內(nèi)容一直是教學(xué)的難點(diǎn),特別是浮力計(jì)算題。由于涉及的知識(shí)點(diǎn)較多、知識(shí)較靈活、解題步驟多、還涉及密度和體積單位換算、學(xué)生計(jì)算能力弱等原因,許多學(xué)生都不會(huì)解浮力計(jì)算題。為幫助學(xué)生突破浮力計(jì)算題,本文通過(guò)物體的排液體積與物體自身體積的比例關(guān)系,將物體的浮力與重力用比值方法來(lái)簡(jiǎn)化,換一種思路去解決浮力問(wèn)題。
浮力公式:F浮=G排=m排g=ρ液v排g 重力公式:G物=m物g=ρ物v物g
補(bǔ)充:利用該比值法時(shí),要充分注意題目所給的v排和v物、F浮和G物的條件關(guān)系。若物體浸沒(méi)液體中,v排=v物,該比值式可簡(jiǎn)化為。若物體漂浮液體中,F(xiàn)浮=G物,該比值式可簡(jiǎn)化為
通過(guò)這個(gè)比值法來(lái)求解浮力計(jì)算題,優(yōu)點(diǎn)有:通過(guò)比值可以約掉一些量,不用計(jì)算體積,不用單位換算,減少解題的步驟,因此減少了計(jì)算題的難度。下面列舉幾例加以說(shuō)明。
例1:將重10N密度為2500kg/m3的石塊浸沒(méi)水中,求石塊所受的浮力。(此題類似于人教版八年級(jí)下冊(cè)教材55面例題)2.若將此石塊的一半浸在密度為800kg/m3的煤油中,求浮力。
常規(guī)解法步驟(即課本中解題步驟):1.求石塊質(zhì)量;2.求石塊體積;3.利用浸沒(méi)條件得出v排;4.利用浮力公式計(jì)算出浮力。
用比值方法:
2.因?yàn)関排=0.5v石,所以F′浮=1.6N
說(shuō)明:不用計(jì)算體積,計(jì)算量很小,很簡(jiǎn)潔。
例2:地質(zhì)勘探人員在野外勘探中發(fā)現(xiàn)一處地礦,用錘子敲下一塊礦石。通過(guò)利用隨身攜帶的彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)該礦石的密度,同時(shí)測(cè)量從地礦里冒出的一種液體的密度來(lái)初步判斷物質(zhì)的種類。礦石的重力為7.8N,將該礦石全部浸入水中后示數(shù)為6.5N,將該礦石全部浸入待測(cè)液體中示數(shù)為6.8N,測(cè)出礦石和液體的密度為多少?
例3:體積為10dm3的木塊,當(dāng)它漂浮在水面上時(shí),有2/5的體積露出水面。1.求木塊的重力、浮力和密度。2.若該木塊漂浮在另一種液體中時(shí),有一半的體積浸在液面下,求該液體的密度。
木塊重力F浮=G木=m木g=ρ木v木g=600kg/m3×0.01m3×10N/kg=60N
例4:用彈簧測(cè)力計(jì)豎直掛一物體,當(dāng)物體浸入水中1/3體積時(shí),測(cè)力計(jì)示數(shù)為4N。當(dāng)物體浸入水中1/2體積時(shí),測(cè)力計(jì)示數(shù)為1N。求:取下該物體放入水中,物體靜止時(shí),受到的浮力是多少?補(bǔ)充求:物體密度、物體體積、物體露出體積與總體積之比等。
聯(lián)合求解出G物=10N ρ物=555kg/m3<ρ水所以 F浮=G物=10N