物理教学的任务 生动的禾雀花
Jan 31

浮力的方向到底是怎样的?

教学教研

寒假过了一个星期了,天天在家带儿子,一时也不得闲,别提看看专业书了。小家伙有时挺捣蛋,我就很抓狂,感觉超郁闷。这“寒假作业”真难搞啊。说到寒假作业,我就想起了《三体》里面的魏成。今天和老婆一起带儿子在公园瞎转,身体累得要死,脑子里面闲得发慌,于是我就按魏成的做法,自己在空荡荡的脑子里面建立了个模型:一辆小车上面有一个斜面,斜面上有一个水杯,水杯里面有水,水里面浮一个小球,他们一起水平加速前进,试分析小球的受力。在脑子里面画了一下,发现无关细节太多,于是又简化了一下,如下:

一个小球悬浮在一杯水里,它们一起水平向左加速前进,试分析小球的受力。

按照受力分析的步骤(先画场力,再画外力,然后是弹力,最后摩擦力),小球肯定受到重力,方向肯定是竖直向下。也肯定受到浮力。浮力的方向呢?向上!竖直向上还是垂直于水面向上?

按照我的记忆,教材上是含含糊糊地说向上。至于教辅书,那一定是“竖直向上”的。但是如果是“竖直向上”的话,什么力使小球产生加速度?

按浮力产生的机理分析一下该题浮力的方向。由于液面不是水平的,所以对于浸没在水中的那部分物体而言,表面上同一水平位置上的左右两点水深不同,从而受到水的压力大小也不同,于是水对物体的合力(即浮力)方向不可能是竖直向上。在这里,应该是垂直于水面向上的。

想着,觉得有点不对劲:这和所见的教辅完全不同。是我错了么?又分析了一遍,又在脑子里面把实验做了一次,所有的都没问题啊。

回家后,翻了一下书,教材上的确是含含糊糊地说“向上”,而教师用书上则说“通过对浮在水面物体的浮力的分析中可以得知,物体受到的浮力的方向是垂直于水面向上的。” 说得轻巧,它有举液面不水平的例子么?不过他的想法是对的,如果液面不水平的话,物体不处于平衡状态,牵涉的知识点就太多了,不如回避。

各位同行,大家在说这个知识点的时候,建议也是按教材的说法——“向上”。虽然“垂直于水面向上”更准确,但是太啰嗦。虽然中考出的水面一定是水平的,“竖直向上”貌似也不会失分,但是它有科学性错误。不过万幸的是,浮力产生机理不再是考试范围,中考浮力的方向也仅限于液面水平的情况。

发布:刘小明 | 浏览:
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    1. silsnow Says:

      这个问题如果不平衡的话在初中教学里面对于孩子来说确实复杂了,不过如果在竞赛中出现也不奇怪……

      我觉得如果真的有需要给竞赛生和高中生解释这个问题,可以把在初中物理里面用手托鸡蛋的例子再来类比浮力和手的支持力,应该还算容易理解,支持力总是垂直于接触面的嘛~