初中物理解题技巧——怎样解浮力问题(3)

溢水杯、小桶、弹簧测力计、物体、细线。

① 用弹簧测力计测出空小桶重力G_桶

② 测出物体重力G_物

③ 将溢水杯装满液体，把物体缓慢浸入溢水杯，让液体流入小桶；

④ 测出小桶与排开液体的总重力G_总

⑤ 计算G_排=G_总-G_桶，对比称重法浮力F_浮=G_浮-F_示，验证F_浮=G_排

注意事项：

• 溢水杯必须预先装满液体

• 物体不能触碰容器底、壁

• 物体缓慢浸入，防止液体溅出

浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力。

F_浮=G_排=ρ_液GV_排

物理量及单位

• ρ_液：液体密度，单位kg/m³

• V_排：物体排开液体的体积，单位m³

• g：常量，一般取10 N/kg（题目若指定9.8 N/kg则按题目）

• F_浮：浮力，单位\N

液体、气体；漂浮、悬浮、上浮、下沉、沉底等场景

V_排是被物体排开的液体体积，不是物体自身体积。

1. 部分浸入：V_排＜V_物，V_排等于浸入液体内部那部分物体的体积；

2. 完全浸没：V_排=V_物，物体全部浸入，排开体积等于物体自身体积。

拓展：溢水杯场景。若溢水杯已经装满液体，溢出液体体积 =V_排；若溢水杯未装满，溢出液体体积小于V_排，不能用溢出水体积直接当作排开体积。

误区 1：阿基米德原理只适用于沉底的物体。

正解：漂浮、悬浮、沉底所有场景全部适用，是浮力通用公式。

误区 2：排开液体的体积等于物体的体积。

正解：只有完全浸没时二者相等；部分浸入时排开体积小于物体体积。

误区 3：G_排等于物体的重力。

正解：排开液体重力不等于物体重力；只有漂浮、悬浮状态下，浮力等于物体重力，此时G_排=G_物，下沉、沉底时不成立。

误区 4：物体浸入越深，V_排就越大。

正解：未浸没时，浸入越深V_排越大；完全浸没后，继续下沉，V_排不变，浮力不变。

误区 5：物体质量越大，浮力一定越大。

正解：浮力大小看ρ_液与V_排，和物体质量无直接关系

阿基米德万能式，浮等于排液重力； 

排液体积看浸入，单位换算要仔细； 

溢杯装满才相等，漂浮悬浮才等物重。

1、物体浸入水中，排开水的重力为 6N，物体受到的浮力是多少？

【解析】

根据阿基米德原理，F_浮=G_排=6N

【答案】

答：物体受到的浮力为6N

2、体积为5×10^-4m³的金属块完全浸没在水中，求浮力大小。（g=10N/kg）

【解析】

完全浸没，V_排=V_物

【答案】

解：V_排=V_物=5×10^-4m³

F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5×10^-4m³=5 N

答：浮力大小为5N

3、一个边长为 0.1m 的正方体木块，漂浮在水面上，有一半体积浸入水中，求木块受到的浮力。

【解析】

浸入一半则V_排=正方体体积的一半

【答案】

正方体体积V_物=(0.1m)³=10^-3m³

浸入一半则V_排=5×10^-4m³

F_浮=ρ_水GV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5×10^-4m³=5 N

答：木块受到的浮力大小为5N

4、将一重 10N 的金属块缓慢浸入装满水的溢水杯，测得溢出的水重 3N，求金属块受到浮力。

【解析】

溢水杯装满水，F_浮=G_排=G_溢

【答案】

解：溢水杯装满水，G_排=G_溢=3 N

由阿基米德原理F_浮=G_排=3 N

答：金属块受到的浮力为3 N

物体的浮沉条件

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