初中物理阿基米德应用方法研究

常成

摘要：初中物理中，阿基米德原理是一个常用的定律。阿基米德在很多提醒中如浮力大小、液体密度等中都能应用，因此阿基米德是中考的常考点之一。阿基米德原理应用时只要掌握公式原理，便能在各类题型中应用，求解不同题型。文章对阿基米德几种应用方法进行了简单概述。

关键词：初中物理；阿基米德；应用方法

阿基米德原理是古希腊学者阿基米德提出的，原理内容为：沉浸在液体中的物体会受到一个竖直向上且大小和排开液体的重力相同的浮力。用公式表示即为 。其中 代表物体沉浸液体的密度； 是物体沉浸液体的体积大小。如果物体全部沉浸在液体中，则 ；如果物体只有部分沉浸于液体中，则 。

阿基米德原理在初中物理中应用较为广泛。但在应用阿基米德原理时应注意如下几个方面的问题：

第一，阿基米德注意对浮力的三要素即方向、大小、受力点进行了阐述。第二物体沉浸时的情况主要包括全部沉浸和部分沉浸两种；第三 是物体排开液体时所受到的重力大小， 则表示物体所受到的浮力和物体排开液体时受到的重力大小相同；第四 代表的是被物体排液体的体积，如果物体全部沉浸在液体中，则 ；若物体只有部分沉浸则 ；第五物体浮力大小主要受液体密度、排开液体体积大小两个因素的影响，不会受到物体形状、密度等因素的影响。最后，阿基米德原理对气体的物体浮力也可以应用。

了解了阿基米德的注意点后，如下对阿基米德原理的应用方法进行了简单分析。

一、应用阿基米德原理求浮力大小

浮力是初中物理中的一个重要知识点。浮力知识考察时，基本以求浮力大小的题型为主。阿基米德原理中，物体沉浸在液体中会受到向上浮力的作用，浮力大小和物体排开水体液的重力大小相同。根据原理内容，在求物体浮力大小的题目中可以采用阿基米德原理。在运用阿基米德原理求解浮力时，根据作者经验，应充分理解物体在液体中的沉浸状态，不同沉浸状态下物体浮力和物体的重力是不同的。当物体悬浮于液体时， ；当物体做出上浮运动成为浮漂时则 ；当物体在液体中下沉时，则 。掌握到物体重力和浮力的这层关系后，在应用阿基米德原理求解浮力问题时便能迎刃而解。

例1：有密度为 、体积为 的木块，将木块浮漂在水面上，求解（1）木块重力大小；（2）木块浮力大小。

解析：该题求解时可运用阿基米德原理的公式 。木块全部沉浸水中时， ，木块部分沉浸时 。在理解这一原理后，可首先对木块的重力进行求解。

。题中表明木块漂浮在水面上，则说明 ，因此木块浮力大小和木块重力大小一样，都为 。

例2：将质量为 的铁块放置水中，求铁块所受浮力大小。（ ）。

解析：铁块放置水中，由于铁块较重，置水中后会很快下沉，根据阿基米德原理可知 。即铁块体积和铁块排开水的体积大小相同，因此可首先求出铁块体积得出铁块排开水的体积，在运用 求出浮力大小。已知铁块质量和密度，则 ，则 。求出铁块排水体积后，可求出铁块浮力大小，即 。

以上两题同样是求解浮力大小，但木块和铁块质量不同，放置于水中后在水中漂浮状态也不同。因此运用阿基米德原理进行浮力大小求解时，应重视木块和铁块在水中的状态，以状态为基础进行分析求出浮力大小。

二、应用阿基米德原理求解物体密度大小

密度是单位体积的质量。不同物体，密度各不相同。如水的密度大，油的密度小。通过密度大小可以了解物体特性。初中物理中求解物体密度也是重要的知识点，是经常出现的一类题型。在求解该类题时，可运用阿基米德原理求解。

例3：某石块在空气中用弹簧测力计测得石块重量为 ，将之沉浸在水中测出重量为 。将石块沉浸到另外一种液体中，弹簧测力计读数为 ，求另外一种液体的密度。

解析：求解该题时可利用阿基米德原理。空气中测量石块重量为 ，水中测量重量为 ，由此可得出石块在水中的浮力大小为 。根据 ， 。石块放置另外一种液体中后，所受浮力大小为 。根据 ，则可求出另外一种液体的密度为 。

三、应用阿基米德原理判断物体是否存在空心

例4：一铝球重量为 ，将之沉浸在装满水的容器中，有 的水從容器中溢出，求（1）铝球浮力大小；（2）铝球是否为空心。（其中 ）

解析：求解该题时可运用阿基米德原理。铝球沉浸到容器中溢出的水即为铝球排出水的重力，根据阿基米德公式可求出铝球浮力大小，即铝球浮力大小为： ，

判断铝球是否是空心时，首先假设铝球为实心，则根据重量和密度求出铝球体积大小。

，而铝球所受浮力大小为0.001m3，铝球体积远远小于浮力大小，则假设不成立，由此可判断出铝球为空心。

除了以上三种应用外，在判断液面升降问题、物体空心体积问题中阿基米德应用也较多。但不管在哪种应用中，都是围绕阿基米德基本公式展开的。只要能充分理解阿基米德公式则很多题型便会迎刃而解。

参考文献：

[1]李建东.阿基米德原理的应用[J].魅力中国，2013 （31）：141.

[2]樊卫东.阿基米德原理在升降系统中的应用[J].云南教育（中学教师），2015（3）：37-38.