摘" 要：文章通過詳細(xì)分析浮力在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研究等領(lǐng)域的具體實(shí)例，揭示浮力原理的實(shí)際價(jià)值和廣泛應(yīng)用.同時(shí)結(jié)合相關(guān)物理規(guī)律，對浮力的應(yīng)用進(jìn)行深入剖析，以幫助學(xué)生更好地理解和掌握這一知識點(diǎn)，培養(yǎng)其運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力.

關(guān)鍵詞：初中；物理；浮力

中圖分類號：G632""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A""" 文章編號：1008-0333（2025）05-0074-03

收稿日期：2024-11-15

作者簡介：劉東東，本科，一級教師，從事初中物理教學(xué)研究.

浮力作為初中物理力學(xué)部分的重要內(nèi)容，不僅在理論上具有重要意義，而且在實(shí)際生活和生產(chǎn)中也有著廣泛的應(yīng)用.

1" 密度計(jì)原理

例1" 某興趣小組制作了一個(gè)微型密度計(jì)，在圓木棒的一端纏繞一些銅絲，將其放入不同的液體中，它會豎直立在液體中，已知圓木棒的橫截面積為0.5 cm2.

（1）小組同學(xué)用天平測出了密度計(jì)的質(zhì)量為10 g，將密度計(jì)放入水中并處于漂浮狀態(tài)，如圖1所示，在木棒上用記號筆標(biāo)出水面的位置，這就是水的密度刻度“1 g/cm3”，此時(shí)密度計(jì)受到的浮力為N，它在水面以下的體積為cm3.

（2）假設(shè)該密度計(jì)漂浮于密度為0.8 g/cm3的某液體中，密度計(jì)在該液體液面以下的體積為cm3，在距離“1 g/cm3”刻度線cm的位置標(biāo)刻“0.8 g/cm3”刻度線.

（3）用同樣的方法可以標(biāo)刻其他刻度，如圖2所示，微型密度計(jì)的刻度（單位：g/cm3）標(biāo)刻正確的是.（填標(biāo)號）

解析" "（1）密度計(jì)漂浮處于平衡狀態(tài)，即F浮=G=mg=10×10-3 kg×10 N/kg=0.01 N，

在水面以下的體積V排=F浮ρ水g=0.01 N1×103 kg/m3×10 N/kg=1 cm3.

（2）當(dāng)ρ液=0.8 g/cm3=0.8×103 kg/m3時(shí)，密度計(jì)在該液體液面以下的體積V=F浮ρ液g=0.01 N0.8×103 kg/m3×10 N/kg=1.25 cm3.

在水和某液體中排開液體的體積差為V0=V-V排=0.25 cm3，

即兩者在密度計(jì)上的刻度距離為

h=V0S=0.5 cm.

（3）密度計(jì)在某液體中與在水中浮力相等，根據(jù)阿基米德原理有ρ液gSh=ρ水gSH，即ρ液=ρ水Hh.由此可知，液體的密度與浸在水中的深度成反比，故密度計(jì)刻度是從上到下依次增大，且隨著液體密度增大，排開液體體積變小，越往下刻度間隔越小，故ACD錯(cuò)誤，B正確.

點(diǎn)評" 由本例第（3）問可知ρ液=ρ水Hh，液體的密度與浸在水中的深度成反比，所以密度計(jì)刻度是從上到下依次均勻增大，根據(jù)這個(gè)原理制成了密度計(jì)，也就是說液體密度計(jì)是根據(jù)浮力原理制成的測量液體密度的儀器.

2" 鹽水選種原理

例2 ""如圖3所示，關(guān)于物體浮沉條件的應(yīng)用，下列說法正確的是（nbsp; ）.

A.圖甲所示，次種所受浮力一定比良種大

B.圖乙所示，潛水艇通過改變自身重力來實(shí)現(xiàn)浮沉

C.圖丙所示，航母從海洋駛?cè)腴L江的過程中，浮力變小

D.圖丁所示，孔明燈利用內(nèi)部氣體密度大于空氣密度來實(shí)現(xiàn)升空

解析 ""次種漂浮，受到的浮力等于重力，良種沉底，受到的浮力小于重力，二者重力大小未知，所以無法比較浮力大小，故A錯(cuò)誤；潛水艇通過往水倉注水或者往外排水改變自身重力來實(shí)現(xiàn)浮沉，故B正確；航母從海洋駛?cè)腴L江的過程中，始終漂浮，浮力等于重力，重力不變，則浮力不變，故C錯(cuò)誤；當(dāng)孔明燈內(nèi)部空氣密度比外部空氣的密度小到一定程度時(shí)，孔明燈受到的浮力大于自身的重力，孔明燈才上升，故D錯(cuò)誤.

點(diǎn)評" 本例A選項(xiàng)中，因?yàn)榇畏N密度小，良種密度大，調(diào)節(jié)鹽水的密度可實(shí)現(xiàn)將次種與良種分開，達(dá)到選種的目的.工業(yè)上運(yùn)用在選礦過程中，就是利用不同礦物質(zhì)在水中受到浮力的差異，將有用礦物與雜質(zhì)分離，密度較小的礦物顆粒在水中.

3" 輪船原理

例3" 如圖4所示為中國新一代通用型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦169號（武漢艦），它的排水量約為7×103t，驅(qū)逐艦滿載時(shí)，受到的浮力是 N；在水面下3 m深處，船體受到的海水的壓強(qiáng)是Pa.（g取10 N/kg，海水的密度近似取1.0×103 kg/m3）

解析" 驅(qū)逐艦滿載時(shí)，受到的浮力是F浮=m排g=7×103×103 kg×10 N/kg=7×107 N.在水面下3 m深處，船體受到的海水的壓強(qiáng)是p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3 m=3×104" Pa［1］.

點(diǎn)評" 輪船之所以能浮在水面上，是因?yàn)檩喆男螤钤O(shè)計(jì)使其排開大量的水，而受到向上浮力的作用，足夠大的浮力作用來支撐輪船及其所載貨物的重量.輪船所載貨物的重量越大，排開水的體積就越大，浮力越大，依然保持浮力大小等于重力的大小.

4" 潛水艇原理

例4 ""如圖5是“尋夢”學(xué)習(xí)小組制作的潛水艇模型，通過膠管從燒瓶中吸氣或向燒瓶中吹氣，就可使燒瓶下沉或上浮，下列分析正確的是（" ）.

A.若向燒瓶吸氣，則“潛水艇”所受的浮力逐漸變小

B.若向燒瓶吸氣，則“潛水艇”排開水的重力保持不變

C.若向燒瓶吹氣，則“潛水艇”頂部受到水的壓強(qiáng)保持不變

D.若向燒瓶吹氣，則“潛水艇”總重力不變

解析 ""若使用膠管向燒瓶內(nèi)吸氣，瓶內(nèi)氣壓減小，大氣壓將燒瓶外的水壓入燒瓶內(nèi)，水進(jìn)入燒瓶中自重增大，但V排不變.由公式F浮=ρ水gV排可知，在水的密度不變時(shí)，“潛水艇”所受的浮力不變；由阿基米德原理可知“潛水艇”排開水的重力等于“潛水艇”受到的浮力，所以“潛水艇”排開水的重力保持不變，故A錯(cuò)誤，B正確.使用膠管向燒瓶內(nèi)吹氣時(shí)，瓶內(nèi)氣壓增大，將燒瓶內(nèi)的水?dāng)D出，使燒瓶的總重力減小，“潛水艇”排開的水的體積不變.由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，“潛水艇”所受的浮力不變，此時(shí)“潛水艇”所受浮力將大于“潛水艇”的總重力，所以“潛水艇”將上浮，頂部到水面的深度越來越小，根據(jù)p=ρgh可知，頂部受到水的壓強(qiáng)變小，故C、D錯(cuò)誤.

點(diǎn)評" 當(dāng)“潛水艇”下潛到某一位置時(shí)，“潛水艇”排開水的重力等于“潛水艇”受到的浮力.在本例的裝置中，向燒瓶吹氣，瓶內(nèi)氣壓增大，將燒瓶內(nèi)的水?dāng)D出，使燒瓶的總重力減小，“潛水艇”排開的水的體積不變，所受的浮力不變，“潛水艇”將上??；向燒瓶吸氣，則“潛水艇”將下潛.

5" 氣球原理

例5 ""圖6為“自制滴管”，通過吸管可以將水從甲杯移到乙杯中.每次為圖6" 自制滴管了盡可能多取一些水，以下兩個(gè)操作：①手指把管中孔堵住；②吸管插到水中，先后正確的排序應(yīng)該是（填寫序號）.

如圖7所示，在a、b、c、d、e五個(gè)實(shí)驗(yàn)中，與該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的物理知識一樣的是兩個(gè)（填寫字母）；還有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)（填寫字母）應(yīng)用的物理知識一樣，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了.

解析 ""通過吸管可以將水從甲杯移到乙杯中，利用了大氣壓強(qiáng)的知識，需要先將吸管插到水中，然后手指把管中孔堵住，此時(shí)在大氣壓的作用下，水不會掉下來，因此正確的排序應(yīng)該是②①.

a.實(shí)驗(yàn)用吸管吸飲料利用了大氣壓的作用；

b.熱氣球升空利用的是熱空氣的密度小，此時(shí)重力小于浮力，所以熱氣球升空；

c.覆杯實(shí)驗(yàn)說明了大氣壓強(qiáng)的存在；

d.實(shí)驗(yàn)向懸掛的氣球一側(cè)吹氣觀察氣球飄向，說明在流體中流速越大的位置壓強(qiáng)越??；

e.實(shí)驗(yàn)從倒置的漏斗口向下吹氣觀察乒乓球是否落下，說明在流體中流速越大的位置壓強(qiáng)越小.

故與該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的物理知識一樣的是a、c，d、e兩個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的物理知識一樣，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了在流體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越小.

點(diǎn)評" 本例實(shí)驗(yàn)b中，利用熱空氣的密度小，重力小于浮力，所以熱氣球會向上運(yùn)動.

6" 結(jié)束語

浮力作為初中物理中的重要概念，在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中都有著廣泛而重要的應(yīng)用.通過對浮力應(yīng)用實(shí)例的分析，學(xué)生不僅加深了對浮力原理的理解，而且體會到了物理知識在解決實(shí)際問題中的巨大作用［2］.在未來的學(xué)習(xí)和研究中，應(yīng)進(jìn)一步探索浮力的應(yīng)用，不斷創(chuàng)新和改進(jìn)相關(guān)技術(shù)，以更好地服務(wù)于人類的生產(chǎn)和生活.

參考文獻(xiàn)：［1］

韓傳波.以學(xué)定教下的初中物理教學(xué)模式探索：以“浮力”教學(xué)為例［J］.中學(xué)物理教學(xué)參考，2022，51（03）：11-12.

［2］ 任軍文.“兩步法”在初中物理浮力解題中的應(yīng)用［J］.數(shù)理化解題研究，2023（32）：107-109.

［責(zé)任編輯：李" 璟］