一个典型浮力问题的结论及其应用论文_赵连文

赵连文 甘肃省白银市靖远县大芦中学 730618

浮力是八年级物理教材中最具有综合性质的一章内容,其难度大、综合性强,并涵盖了八年级物理大部分知识。而且浮力这部分内容趣味性强,对启迪学生智慧、激发学生潜能、调动学习积极性有很大的帮助。现择一例:在静水池塘中有一只载着石头的船,若将石头全部抛入水中,问池塘中的水位升高还是降低?

这个问题看起来很难,其实解答并不很难。解答如下:

如下图,船是浮在水面上的,它处于平衡状态,

即有:F浮=G船+G石

V排ρ水g= G船+G石

V排=+  ①

这样解答显得很繁琐,有些同学不易懂得,从而影响到学习积极性,适得其反。像这样的问题通常是以选择题或判断题出现的,对做选择题也不必动这样大的干戈。若在考试中遇到这样的问题,如此分析势必浪费很多时间,从而影响考试成绩。

这一问题可以这样简单化:

对于船来说,虽然前后浸入水的深度不同,但它始终漂浮在水面上,因此受到的浮力和重力没有改变,进而得知它对水位的升降没有直接关系,并不是改变问题的根本。我们要抓住这一点不变的因素,排除它对该问题的干扰。这里起决定作用的物体是石头。之前石头载在船上受到的浮力等于它本身受到的重力(这个力是通过船间接受到的)。当石头沉在水底时,它受到的浮力就变小了。根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到液体的浮力等于它排开液体的重力,受到的浮力越大,排开液体的体积就越大。石头沉在水底要比在船上排开水的体积要小,因此,水位会降低。

现在我们将石头换成密度小于水的木头,也较为显然,木头在船上受到的浮力等于木头自重,投在水中,木头排开水浮在水面上,浮力仍等于自重。浮力没有变化,排开水的体积也没有变化,水位也不会变化。

根据上面的情况,可得到一个很有用的结论:

ρ物>ρ水,物体抛入水中,水面的高度下降。

ρ物≤ρ水,物体抛入水中,水面的高度不变。

下面举几个例子:

1.水槽中装有清水,有一个装有盐水的烧杯浮在水面上,若烧杯翻倒在水槽中,水位将( )。

A.升高B.不变

C.降低D.无法判断

解析:本题要通过推导寻找答案很麻烦,如果用我们得出的以上结论就很容易了。烧杯和盐水的密度都大于清水的,所以烧杯翻倒在水槽中,其水位肯定会下降。

例:烧杯中装满清水,一块冰漂浮在水面上,温度升高时冰块熔化,问冰块完全熔化后,不考虑温度影响,烧杯内的水会( )。

A.溢出 B.刚满

C.水面下降 D.无法判断

论文作者:赵连文

论文发表刊物:《教育学文摘》2016年2月总第183期

论文发表时间:2016/4/13

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