楊林

在浮力應(yīng)用的復(fù)習(xí)階段，我們可以利用浮力測(cè)物體的密度、判斷物體的沉與浮、驗(yàn)證阿基米德原理等.現(xiàn)將幾種常用求浮力的方法梳理一下：壓力差法F浮=F向上-F向下；稱重法F浮=G-F；狀態(tài)法F浮=G（懸浮或漂g.結(jié)合《2013年哈爾濱市初中升學(xué)考試說(shuō)明》的知識(shí)點(diǎn)考查的具體要求，剖析近三年哈爾濱市浮力中考試題，希望對(duì)大家的浮力應(yīng)用復(fù)習(xí)起到事半功倍的效果.

《2013年哈爾濱市初中升學(xué)考試說(shuō)明》中，關(guān)于浮力知識(shí)內(nèi)容能力層次要求選摘如下：

流體的力現(xiàn)象

【雙向細(xì)目表】

【具體要求】

了解：認(rèn)識(shí)浮力；知道浮力產(chǎn)生的原因.

理解：理解阿基米德原理；理解物體的浮沉條件.

技能：了解阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和方法；會(huì)測(cè)量浮力；能設(shè)計(jì)“探究浮力大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)方案；能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察沉浮現(xiàn)象，并得出物體的沉浮條件；會(huì)自制和使用密度計(jì).

體驗(yàn)：經(jīng)歷探究浮力大小的過(guò)程，體會(huì)研究方法；通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和實(shí)踐活動(dòng)，感知并歸納沉浮條件.

應(yīng)用：能舉出浮力應(yīng)用的實(shí)例；能用阿基米德原理和二力平衡條件進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算；能用物體的沉浮條件解釋生活和生產(chǎn)的有關(guān)現(xiàn)象；能運(yùn)用阿基米德原理解決實(shí)際問(wèn)題.

例1.（2010·哈爾濱）學(xué)習(xí)浮力知識(shí)時(shí)，姜萍知道了阿基米德原理，并知道其數(shù)學(xué)表達(dá)式為F浮=G排.該同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，于是她走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，選擇了大燒杯（或溢水杯）、水、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵塊、小桶、細(xì)線這些器材，進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

（1）用畫簡(jiǎn)圖的方法描述她的實(shí)驗(yàn)過(guò)程；

（2）請(qǐng)為她設(shè)計(jì)出記錄測(cè)量數(shù)據(jù)的表格；

（3）寫出利用測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證的過(guò)程.（測(cè)量數(shù)據(jù)用表格中的物理量表示）

考點(diǎn)：探究浮力大小的實(shí)驗(yàn).

分析：（1）根據(jù)F浮=G排，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出浮力F浮=G-F；測(cè)出排出液體的重力G出，需要測(cè)量四個(gè)量，即鐵塊的重力G、空桶的重力G桶、鐵塊浸沒(méi)水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F、桶與排出水的總重力G總；

（2）根據(jù)（1）中測(cè)量數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)表格；

（3）根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算F浮與G排并進(jìn)行比較.

解答：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：

①測(cè)出鐵塊的重力G

②測(cè)出空桶的重力G桶

③讀出鐵塊浸沒(méi)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F

④測(cè)出小桶與水的總重力G總

故答案為：

（2）根據(jù)（1）中所測(cè)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)表格如下：

故答案為：

（3）根據(jù)（1）中步驟與（2）中數(shù)據(jù)計(jì)算浮力與排開(kāi)水的重力，浮力等于鐵塊重力G減去鐵塊浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，即：F浮=G-F；排開(kāi)水的重力G排等于桶與水的總重力G總減去空桶的重力G桶，即：G排=G總-G桶；比較F浮與G排的大小關(guān)系.

點(diǎn)評(píng)：考查浮力大小等于什么，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量比較多，特別注意測(cè)量小桶的重力應(yīng)放在測(cè)浮力之前，實(shí)際情況中，學(xué)生容易忘記步驟的先后順序，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤差太大.

例2.（2011·哈爾濱）邊長(zhǎng)為4cm、密度為2×103kg/m3的立方體橡皮泥塊，放在足夠多的水中，沉入水底；當(dāng)把它捏成一只小船時(shí)，便能漂浮在水面上.以下計(jì)算結(jié)果正

確的是（）（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）

A.橡皮泥塊的質(zhì)量是12.8g

B.橡皮泥塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力是1.28N

C.橡皮泥小船漂浮時(shí)受到的浮力是0.64N

D.橡皮泥小船漂浮時(shí)排開(kāi)水的體積是1.28×10-4m3

考點(diǎn)：阿基米德原理；密度公式的應(yīng)用；重力的計(jì)算；物體的浮沉條件及其應(yīng)用.

專題：計(jì)算題.

分析：A.知道立方體橡皮泥的邊長(zhǎng)，計(jì)算體積，又知道橡皮泥的密度，利用密度公式求橡皮泥的質(zhì)量；

B.求出了橡皮泥的體積，也就知道浸沒(méi)時(shí)橡皮泥的排開(kāi)水的體積，根據(jù)阿基米德原理求受到水的浮力；

C.再利用重力公式求橡皮泥的重，因?yàn)橄鹌つ嘈〈?，根?jù)漂浮條件求橡皮泥小船受到的浮力；

D.求出了橡皮泥小船受到的浮力，再根據(jù)阿基米德原理求排開(kāi)水的體積.

解答：A.立方體橡皮泥的體積：V=4cm×4cm×4cm=64cm3=6.4×10-5m3，橡皮泥的質(zhì)量：m =ρV =2×103kg/m3×6.4×10-5m3= 0.128kg=128g，故A錯(cuò)；

B.∵橡皮泥塊浸沒(méi)在水中，∴排開(kāi)水的體積：V排=V=6.4×10-5m3，受到水的浮力：F

浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×6.4×10-5m3×10N/kg=0.64N，故B錯(cuò)；

C.橡皮泥的重：G=mg=0.128kg×10N/ kg=1.28N，∵橡皮泥小船漂浮，∴橡皮泥小船受到的浮力：F浮′=G=1.28N，故C錯(cuò)；

D.∵F浮′=ρ水V排′g，∴橡皮泥小船排開(kāi)103kg/m3×10N/kg）=1.28×10-4m3，故D正確.

故選D.

點(diǎn)評(píng)：本題是一個(gè)選擇題，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)綜合計(jì)算題，最好的做法就是將選項(xiàng)中的每一個(gè)量計(jì)算出來(lái)進(jìn)行判斷.本題的關(guān)鍵一是掌握兩種浮力的計(jì)算方法（阿基米德原理、漂浮條件），二是利用好“F浮V排”（知道浮力求排開(kāi)水的體積，知道排開(kāi)水的體積求浮力）.

例3.（2012·哈爾濱）某同學(xué)制作了如圖所示的潛水艇模型，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.潛艇模型是通過(guò)改變潛艇的重力實(shí)現(xiàn)沉浮的

B.向內(nèi)推注射器活塞，水會(huì)被壓入試管中，可實(shí)現(xiàn)潛艇下沉

C.向外拉注射器活塞，試管內(nèi)水量適當(dāng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)潛艇懸浮

D.潛艇模型的試管上繞些鐵絲，可保持試管穩(wěn)定

考點(diǎn)：物體的浮沉條件及其應(yīng)用.

專題：實(shí)驗(yàn)題.

分析：潛水艇是通過(guò)改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)下潛、懸浮和上浮的，結(jié)合這個(gè)特點(diǎn)來(lái)對(duì)此題的模型進(jìn)行分析.

解答：A.當(dāng)潛艇模型浸沒(méi)在水中時(shí)，排開(kāi)水的體積不變，所受浮力不變，因此模型的上浮和下沉是通過(guò)改變潛艇的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，故A正確，但不符合題意；

B.現(xiàn)在潛艇模型處于懸浮，向內(nèi)推注射器活塞，水會(huì)被壓出試管，此時(shí)模型的自重減小，模型上浮，故B錯(cuò)，符合題意；

C.向外拉注射器活塞，試管內(nèi)水增加，試管內(nèi)水量適當(dāng)時(shí)，潛艇可能懸浮，故C正確，但不符合題意；

D.為了保持試管穩(wěn)定，潛艇模型的試管上繞些鐵絲，故D正確，但不符合題意；

故選B.

點(diǎn)評(píng)：潛水艇就是利用排水和蓄水改變自重，從而實(shí)現(xiàn)上浮或下潛的，通過(guò)本題要認(rèn)真體會(huì).