【初三物理】浮力的前世今生

　　说道浮力你第一个会想起什么？经过了初三学习的你可能会说是阿基米德原理公式，亦或是浮沉条件，等等这些你在课堂上学到的科学结论。但是这恰恰磨灭了物理的魅力。物理源自生活且用于生活，单单用一些简单的字母符号去描绘，那是数学。身为一名物理老师，在教导学生对于书面知识的离截之余，更应该去教导学生在日常生活中，这些知识是否有用武之地。脱离于现实生活之外的物理是不存在的。


　　帆船为何能漂洋过海，潜艇如何起起伏伏，曹冲称象的原理究竟是什么，泰坦尼克号沉默的幕后黑手究竟何人？所有的答案都是：浮力。


　　首先让我们从大家最为熟悉的阿基米德发现浮力开始说起


　　关于浮力原理，有这样一个美丽的传说，据说，在一次，希耶隆二世制造了一顶金王冠，但是，他总是怀疑金匠偷了他的金，在王冠中掺了银。于是，他请来阿基米德鉴定，条件是不许弄坏王冠。当时，人们并不知道不同的物质有不同


　　的比重，阿基米德冥思苦想了好多天，也没有好的办法。有一天，他去洗澡，刚躺进盛满温


　　水的浴盆时，水便漫溢出来，而他则感到自己的身体在微微上浮。


　　于是他忽然想到，相同重量的物体，由于体积的不同，排出的水量也不同。他不再洗澡，从浴盆中跳出来，一丝不挂地从大街上跑回家。当他的仆人气喘吁吁地追回家时，阿基米德已经在作实验；他把王冠放到盛满水的盆中，量出溢出的水，又把同样重量的纯金放到盛满水的盆中，但溢出的水比刚才溢出的少，于是，他得出金匠在王冠中掺了银子。由此，他发现了浮力原理，并在名著《论浮体》记载了这个原理，人们今天称之为阿基米德原理。


　　小学老师都这么教的，


　　我们也就是这样记住了，


　　阿基米德--称皇冠--洗澡--发现浮力原理。


　　可是，等到学习中学物理时，


　　我才知道什么是浮力原理：浸在液体里的物体受到竖直


　　向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力的大小。


　　在称皇冠这个故事当中，阿基米德其实只证明了一件事，即相同材质、相同重量的物体所排开水的体积相同，并不能证明它所受到的浮力等于它所排开水的重量，用这个故事根本不能说明阿基米德原理的内容！


　　其实这个故事还有下文，那个工匠被国王斩首，而阿基米德也得到了国王的嘉奖。


　　若干年后，有一个老妇人前来找阿基米德，老妇人拿出一个黄金的圆球，并请求阿基米德帮忙测试她请人做的这个金球是否被别人偷取了黄金！确定原始总量和金球没有差别后，阿基米德便用以前的排水法测试体积，结果发现按照阿基米德的理论，该金球被惨进了其他成分！就当阿基米德当众公布结果时，老妇人却气愤得将金球一切为二，出人意料，金球是空心的！老妇人是那个工匠的母亲，为了昭雪自己的儿子，她用了数年的时间设法证明阿基米德是错误的。而结果确实被她办到了，阿基米德疏忽了皇冠上的无数金饰件中有许多是空心的，而其结果也直接导致了阿基米德这个方法的狭隘性！


　　此后经过长时间的实验，得出了阿基米德原理的公式：


　　F_浮=G_排=ρ_液gV_排


　　该公式表明了物体排开液体所受的重力即为物体所受到的浮力。因此物体所受到的重力不仅仅与其材料即密度有关，还与其自身的体积有关。此处也正是阿基米德当初没有考虑到的，才导致了冤案的产生。


　　根据阿基米德原理的公式，此后推导出来了浮沉条件。我们发现，当物体的密度小于液体的密度时，物体能够漂浮于水面之上，这是浮沉条件里的一点。悬浮和下沉也能根据阿基米德原理得出。当人们发现了如何使物体漂浮的条件之后，人们的生活发生了天翻地覆的变化。海上工具被发明，人们开始能够更好地航行于大海之上。之后为了增加船的牢度，由钢铁代替木质的船开始出现。直到万吨油轮的出现，人类的航海之路变得越发顺利。之前所提到的乒乓球正是因为其密度小小于水而只能处于漂浮的状态，潜艇则通过排进水来调节自身的密度使得船体本身能够自由上下浮。而我们非常熟悉的泰坦尼克号，之所以会沉默，是因为海水进入后，使得船的整体密度趋向直至超过了海水密度，最终由于浮沉条件中，当物体密度大于液体密度，物体将下沉的原理，长眠于大海。


　　关于浮力在生活中的应用还有很多，数不胜数的例子无一不告诉我们。物理来源于生活并且可以被应用于生活，学好物理不仅能使你在学业分数上得到长足进步，也能使你更加贴近并且热爱生活。

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