学会归纳 巧主沉浮.doc

学会归纳 巧主沉浮 贵州省 湄潭县 天城中学 田 杰 邮编：564102 联系电话浮力是研究物体在液体或气体中的受力情况，受液体的密度和物体在液体中排开的体积的影响。由于物体在液体中同时受到向上的浮力和向下的重力的作用，因此，对物体在液体中所处的状态与受到的浮力和重力关系的分析，是有关浮力问题的重要方面。要正确理解和掌握物体所受的浮力与其他物理量的关系，除了要重视观察和实验，勤于思考，着重理解，还要善于归纳和总结，使知识系统化，同时，教会学生善于归纳和总结的能力，掌握获得知识的途径，是教学中的一个重要内容，对培养学生的创新思维能力和提高学生的整体素质都具有重要的意义。 一、学会归纳，把相关的关系公式化。在浮力的教学中，把浮力与重力以及实验数据之间的关系用公式的形式体现出来，会显得更具体明确，并可以直接应用于相关的运算。具体包括以下几个方面： 1、由浮力产生的原因：物体在液体（或气体）中受到的浮力是由物体上下底面受到的压力差产生的。由此可得： （表示物体的下底面受到液体向上的压力，表示物体的上底面受到液体向下的压力）。 2、根据把物体放在空气中称量（空气对物体的浮力忽略不计）和放入液体中称量研究浮力可得： （G表示物体在空气中称量时弹簧秤的读数，也就是物体的重力，表示将物体放入液体中后弹簧秤的读数）。 3、根据阿基米德原理可得： 即（表示物体所放入的液体的密度，g表示重力和质量的比值， 表示物体在液体中排开的液体的体积，也就是物体浸没在液体中的体积）。 4、根据物体处于漂浮或悬浮时浮力和重力是一对平衡力可得： （表示物体的重力） 正确理解上述各表达式或公式的物理意义以及公式中每一个字母的含义，可加深对浮力的认识，对理解浮力的特点以及浮力与其他相关物理量的关系也就显得简单多了。在掌握和理解各公式的意义的同时，还要善于把各个公式通个“浮力”把它们联系起来，有助于解答一些彼此相关的综合性问题。 例1、将物体挂在弹簧秤下，在空气中称量时弹簧秤的读数是2.45N，把它浸没在水中称量时弹簧秤的读数是1.47N，求这个物体在水中受到的浮力和物体的密度各是多少？ 分析：求浮力可用公式2：来计算，求密度需要知道物体的质量和体积。由重力可以求出物体的质量，由第一步求出的浮力，利用公式3：在已知液体密度和所受浮力时可以求出物体排开的液体的体积，由于物体是浸没在液体中的，因此有物体的体积等于物体排开的液体的体积，从而可以求出物体的密度。 解： 由可得 由可得 ∵ ∴ 由上面的例子可知，在实际应用中并不总是单一的对某一知识点的简单应用，而是将多个知识点综合在一起应用。因此，对知识点进行归纳和总结，正确理解和掌握各个公式的物理意义，是必备的基础，同时，加强对各个公式之间相互联系的正确识别，是加深对知识的理解和应用，增强解题技巧，提高技能的重要途径。 二、挖掘内在联系，将相互关系具体化。一个物体浸没在液体中，将会出现悬浮、漂浮和下沉三种现象。是什么原因呢？ 1、从力与运动的关系来看，物体悬浮时，它受到的重力和浮力是一对平衡力，因此有：，即。因为悬浮时，物体全部没入水中，有，由等式的性质可得，因此有物体悬浮时的条件是：物体的密度等于液体的密度。 2、物体漂浮时，仍处于平衡状态，仍有，即浮力等于重力，仍有，因为漂浮的物体只有一部分体积没入液体中，因此有，结合上式，由不等式的性质可以得到。即物体漂浮的原因是：物体密度小于液体的密度。由还可以得到一个重要的关系： 。即漂浮的物体浸没在液体中的体积（即排开的液体的体积）与物体体积之比，等于物体密度与液体密度之比。也可以说物体密度与液体密度之比，等于物体浸没在液体的体积（即排开的液体的体积）与物体体积之比。这一关系也就是密度计的原理。 3、物体在液体中下沉是由于它受到的浮力小于自身的重力，即物体在液体中有。浸没在液体中的物体有，因此由上式可以得到。即浸没在液体中的物体下沉的条件是：物体的密度大于液体的密度。 另一方面，由和还可以得到另一个重要的关系：由，由，再由可得：==，即下沉的物体受到的浮力与重力的比，等于液体的密度与物体的密度之比。在课文中谈到的潜水艇就是通过向压缩窗中充水或排出压缩窗中的水来改变艇身的密度，实现在水中漂浮、悬浮、或下沉的。 在正确认识物体在液体中的沉浮现象与物体的密度和液体的密度之间的关系的基础上，就可以根据物体的沉浮情况判定物体与液体之间的密度关系，也可以根据物体和液体之间的密度关系判定物体在液体中的沉浮情况。同时，正确掌握漂浮物体没入液体的体积与密度之间的关系以及下沉物体受到的浮力和重力与密度之间的关系，是解答相关问题的有效途径。 例2、把一个正方体木块放入水中，露出水面的体积是总体积的，若把这一木块放入密度为的酒精中，则露出液面的体积和浸入在液体