浮力的計算方法

初中物理浮力部分內容中，浮力計算既是重點，也是難點。在歷年升學考試中分值占一定比例。很多考生由于解題思路不清，對這部分題型感到束手無策，在考試中更容易失分。如能正確解答浮力計算，有利于培養學生抽象思維能力、創造性能力、動手動腦能力和綜合應用知識的能力。
1. 正確理解浮力中的有關概念
關于浮力內容中的基本概念，能夠正確理解，是解浮力計算題的關鍵。如浮力的定義、浮力的方向以及浮力產生的原因，物體在液體中上浮、下沉、懸浮或在液面上漂浮等。
2. 掌握物體在液體中的浮沉條件
當F浮＞G物（ρ物＜ρ液）時，物體上浮，靜止時物體漂浮在液面上，這時F浮＝G物。
當F浮＝G物（ρ物＝ρ液）時，物體懸浮。
當F浮＜G物（ρ物＞ρ液）時，物體下沉，靜止時物體沉底，這時F浮＝G物－N（支持力）。
物體在液體中懸浮或漂浮在液面上時，二力平衡。
3. 正確理解阿基米德原理
正確理解阿基米德原理是計算浮力的關鍵。
在公式“F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排”中，G排表示被物體排開液體的重力，m排表示被物體排開液體的質量，ρ液表示液體的密度，V排表示被物體排開液體的體積。
當物體全部浸入液體中時，V排＝V物；當物體部分浸入液體中時，V排＜V物。
浮力的大小只與液體的密度、排開液體的體積有關，而與其他因素無關。阿基米德原理適用于所有液體和氣體中。
4. 浮力計算的常用方法
（1）彈簧秤法（F浮＝G物－F讀）
此方法僅適用于用彈簧秤在液體中稱物體重力時受到的浮力。
例1 一個金屬塊掛在彈簧測力計上，在空氣中稱讀數為27 N，把它浸沒在水中稱測力計讀數為17 N，此金屬塊受到的浮力是多少？（g＝10 N/kg）
分析 金屬塊浸沒在水中稱，彈簧測力計的示數比在空氣中稱時示數變小，這是因為金屬塊受到了水的向上浮力作用，所以F浮＝G－F＝27 N－17 N＝10 N
（2）平衡法（F浮＝G物）
此方法僅適用于物體一部分浸沒在液體中處于漂浮狀態，或完全浸沒在液體中處于懸浮狀態時，可根據“F浮＝G物”求浮力。
例2 將質量為800 g的銅塊（體積為2 dm3）放入水中靜止時其所受浮力是多少？
分析 此題沒有明確銅塊是實心還是空心，所以銅塊放入水中的狀態不能確定。但我們可以求銅塊密度：
ρ銅＝m/V＝0.8 kg/2×10-3 m3 ＝ 0.4×103 kg/m3
因為ρ銅＜ρ水，所以銅塊放入水中處于漂浮狀態，即F浮＝G銅
（3）阿基米德原理法（F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排）
此方法適用于所有液體或氣體中。
例3 一塊質量為2.7 kg的實心鋁塊（ρ鋁＝2.7×103 kg/m3）放在足夠多的水中，受到的浮力是多大？
分析 因為ρ鋁＞ρ水，所以鋁塊放在足夠多的水中必然下沉，即
V排＝V物＝2.7 kg/2.7×103 kg/m3 ＝10-3 m3
然后根據阿基米德原理即可求浮力。