人教版物理八年级浮力物体的沉浮条件及应用
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第十章浮力第三节物体的浮沉条件及应用知识点及练习本节知识点:物体的浮沉条件及应用⑴前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
⑵说明:①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为2/3ρ。
分析:F浮=G 则:ρ液V排g =ρ物Vg ρ物=(V排/V)·ρ物=2/3ρ液③悬浮与漂浮的比较相同:F浮=G 不同:悬浮ρ液=ρ物;V排=V物漂浮ρ液>ρ物;V排<V物④判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。
⑤物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为:ρ物=Gρ/(G-F)。
⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。
漂浮问题“五规律”:一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;二:同一物体在不同液体里,所受浮力相同;三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;即:V排:V物=ρ物:ρ液五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
练习一、单选题1.农村常用盐水选种,它的依据是下列物理量中的哪一个物理量的不同而区分种子的优劣()A.形状B.密度C.体积D.质量2.如图所示,一个中学生佩戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上。
该同学受到水的浮力大小符合实际的是()A.50N B.150NC.500N D.5000N3.将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的()A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等C.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差不等D.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差相等4.同一支密度计分别放在甲、乙两种不同的液体中,静止后如图所示,密度计受到的浮力分别为F甲、F乙,液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,则()A.F甲=F乙,ρ甲>ρ乙B.F甲=F乙,ρ甲<ρ乙C.F甲<F乙,ρ甲=ρ乙D.F甲>F乙,ρ甲=ρ乙5.悬浮在水中的潜水艇能够上浮,是通过下列哪种方法来实验的?()A.减小浮力B.增大浮力C.减小自身重力D.增加自身重力6.将一枚鸡蛋放入均匀盐水溶液中,静止时如图所示。
日期:________ 班级:__________ 姓名:________________☆课堂笔记☆§10-3物体的浮沉条件及其应用一、物体的浮沉条件1.比较浮力与重力的大小关系判断浮沉:下沉:______;悬浮:______;上浮:______;漂浮:______。
2.比较实心物体密度与液体密度的大小关系判断浮沉:下沉:______;悬浮:______;上浮:______;漂浮:______。
讨论:(1)用比较浮力与重力的关系判断浮沉时,______与______情况相同。
用比较密度关系判断浮沉时,______和______的情况相同。
(2)______和______受非平衡力,______和______时受平衡力。
沉底时重力、______、______三力平衡,沉底并底部密合时重力、______、______三力平衡。
(3)______时可以停留在液体任何深度处,______是上浮过程的最终状态,______是下沉过程的最终状态。
二、浮力的应用1.轮船:(1)原理:利用______工作。
钢铁密度大于液体密度,将钢铁制为成______,增大__________的体积,以增大___________。
(2)排水量(m排):轮船按照设计要求,______时______的质量。
(3)载重线(吃水线):轮船船舷外一道线,标志着轮船____________,超过这道线船就会沉没。
注意:①______和______物体的质量等于其排开水的质量,即m=m排。
②曹冲称象利用了______条件和___________研究方法。
2.潜水艇:原理是通过______吸水和排水方式,改变_________实现下潜和上浮。
3.气球和飞艇:原理是内部充有______空气密度的气体,改变______________,利用_________实现升空。
4.密度计(1)用途:测量_____密度(2)原理:利用______条件工作。
三、物体的浮沉条件及应用
1.浸在液体中物体的浮沉条件
(1)物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。
下沉的结果是沉到液体底部,上浮的
结果是浮出液面,最后漂浮在液面。
(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力。
但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入
(3)液体中。
悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。
2.应用
(1)轮船
①原理:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积增大,从而来增大它所受的浮
力,故轮船能漂浮在水面上。
②排水量:轮船满载时排开的水的质量。
m
排=m
船
+m
满载时的货物
(2)潜水艇
原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水或排水来改变自身重力,使重力小于、大于或等于浮力来实现
上浮、下潜或悬浮的。
(3)气球和气艇
原理:气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气),
通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积,从而改变所受浮力大小。
3.浮力大小的计算方法:①称量法:F
浮=G-F
拉
;②压力差法:F
浮
=F
向上
-F
向下
;
③阿基米德原理法:F
浮=G
排
=m
排
g=ρ
液
gV
排
;④平衡法:F
浮
=G
物
(悬
浮或漂浮)。
第3节物体的浮沉条件及应用第2课时浮力的应用【教学目标】一、知识与技能1.知道轮船、潜水艇、热气球、飞艇、密度计的工作原理.2.通过浮沉条件的实际应用,了解物理知识在生产、生活和社会中的应用.二、过程与方法1.通过观察、分析,了解轮船是怎样浮在水面的,了解潜水艇怎样实现上浮、下沉的.2.通过收集、交流关于浮力应用的资料,了解浮力应用的社会价值.三、情感、态度与价值观1.初步认识科学技术对社会发展的影响.2.初步建立应用科学知识的意识.【教学重点】轮船、潜水艇、热气球的工作原理.【教学难点】密度计的工作原理和浮力的应用.【教具准备】多媒体课件、密度计、烧杯、水、食盐、两个铁罐子、沙子、小塑料管、潜水艇模型、热气球模型等.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.【新课引入】教师用多媒体给学生展示以下情景图片:①轮船漂浮在水面上;②潜水艇悬浮在水中;③节日放飞的气球升到空中;④鱼儿在水中自由地游动.师以上这些情景图片中,都是浮沉条件在我们生活中的应用,它们到底和浮力有怎样的关系呢?下面我们就一起来探究吧.【进行新课】知识1 轮船和潜水艇1.轮船教师演示实验:两个外形相同的铁罐子,一个空心,一个装满沙;同时按入水中,松手后实心的下沉,空心的上浮最终漂浮.教师提问:(用多媒体展示)思考题:(1)铁的密度大于水的密度,空心的铁罐子为什么能漂浮呢?(2)要想让实心的铁罐子也漂浮,可以怎么办呢?(3)大家是如何调节铁罐子的浮沉的呢?学生回答:(1)可能是F浮>G物,因为它是空心的,所以能上浮,最终能漂浮.(2)把沙取出来,变成空心的.(3)F浮不变,挖空使G物变小,当F浮>G物,铁罐子自然就浮起来了.师回答正确,很好!上述实验告诉我们采用“空心”的办法,不仅可以增大漂浮物体可利用的浮力,还可以使下沉的物体变得上浮或漂浮.这个方法早就得到了应用——轮船.教师用多媒体播放课件“轮船”,并讲解.轮船(多媒体课件)工作原理:空心法,即把密度比水大的钢材制成空心的,使它能排开更多的水,增大可利用的浮力,从而漂浮在水面上,这是浮沉条件的应用.同一艘轮船,不论在海里航行,还是在河里航行,F浮均等于G,所以F浮不变,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排知,由于海水和河水的密度不同,所以V排不同,ρ液大则V排小,ρ液小则V排大,因此轮船在海水里比在河水里浸入的体积小.轮船的大小通常用排水量表示,排水量即轮船满载货物时排开水的质量.如果将上述质量转换成重力也就是船满载后受到水的浮力(即船受到的最大浮力).排水量=船自身质量+满载时货物的质量,即m排=m船+m货.板书:1.轮船采用把物体制成“空心”的方法来增大浮力,使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮.2.排水量:满载时,船排开的水的质量(m排=m船+m货).教师提问:(用多媒体展示)思考题:(1)轮船从河水驶入海里,它的重力变不变?它受到的浮力变大、变小还是不变?(2)它排开的水的质量变不变?(3)它排开的水的体积变不变?(4)它是下沉一些,还是上浮一些?(提示:同一条船在河里和海里时,所受浮力相同,但它排开的河水和海水的体积不同.因此,它的吃水深度不同.)学生回答:(1)重力不变;浮力不变,因为始终漂浮;(2)质量不变,因为浮力不变.(3)体积变小,因为海水密度大于河水密度,即ρ海水>ρ水,所以V排海水<V排河水;(4)上浮一些,因为V排变小了.2.潜水艇师潜水艇能潜入水下航行,进行侦查和袭击,是一种很重要的军事舰艇.它是怎么工作的呢?好,下面请大家分组进行实验——制作潜水艇.师我们用打点滴用的小塑料管来模拟潜水艇.请同学们利用和塑料管连接的细管给塑料管吹气或吸气.观察到的现象:吸气时,水逐渐进入管中,管子下沉;吹气时,管中的水被排出,管子上浮.教师提问:(用多媒体展示)思考题:(1)小塑料管浸没在水中所受F浮是否变化?(2)那它是怎样上浮或下沉的呢?学生回答:(1)由于塑料管形变很小,V排基本不变,所以可以认为F浮不变.(2)吹气时,水从管子中排出,重力变小,F浮>G物,所以上浮;吸气时,水进入管子,重力变大,F浮<G物,所以下沉.教师(用多媒体展示潜水艇模型)介绍潜水艇:潜水艇两侧有水舱,当往水舱中充水时,潜水艇加重,就逐渐潜入水中;当水舱充水使艇重等于同体积水重时,潜水艇就可悬浮在水中;当压缩空气使水舱中的水排出一部分时,潜水艇变轻,就可上浮了.板书:1.潜水艇原理:靠改变自身重力来实现在水中的浮沉.2.潜水艇浸没在水下不同深度所受浮力相同,因为排开水的体积不变,始终等于潜水艇的体积.例题1 (用多媒体展示)一艘轮船的排水量是10000t,它满载货物时的总质量是t,该船满载货物时受到水的浮力是N.若该船从大海驶入内河,船的重力大小(选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),受到的浮力大小,由于河水密度比海水密度小,所以它排开水的体积,因此轮船要(选填“上浮一些”或“下沉一些”).(g取10N/㎏)解析:轮船满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=10000×103kg×10N/kg=1×108N,∵轮船漂浮,∴F浮=G=mg=m排g;=10000t;∴船满载货物时的总质量:m=m排当船从大海驶入内河,船自重不变,∵船漂浮,∴船受到的浮力不变;∵F浮=ρ水V排g,ρ河水<ρ海水,∴排开河水的体积大于排开海水的体积,船将下沉一些.答案:10000 1×108不变不变变大下沉一些.例题2 (用多媒体展示)潜水艇浸没在水中,在它下潜的过程中,关于它受到的重力和浮力的说法正确的是()A.重力不变,浮力不变B.重力变大,浮力变小C.重力变大,浮力不变D.重力变小,浮力变大解析:潜水艇下潜时让水进入载水舱,从而增大了自身的重力;而由于潜水艇排开水的体积不变,故所受浮力不变;当重力大于浮力时,潜水艇就会下沉.答案:C知识点2 气球和飞艇教师播放课件,演示教材P59页《想想做做》——“做一个塑料袋热气球”的实验,并提出问题:用电吹风向袋内吹热空气后袋内空气密度怎样变化?学生思考、回答:气体密度变小.师为什么热气球和飞艇会飞起来呢?生:热气球和飞艇内的气体密度小于外面的空气的密度,受到的浮力大于自身的重力.师回答正确.板书:热气球和飞艇的原理:ρ气球<ρ空气,使它受到的F浮>G物而升空.师请大家讨论:要使充了氦气、升到空中的气球落回地面,你们能想出什么办法?要使热气球落回地面,又有什么办法?学生思考、讨论:氦气球可以放气,热气球可以停止加热.例题3 (用多媒体展示)如图是高空中的一只热气球,以下有关它的说法正确的是()A.为使静止的热气球下降,必须继续给热气球中的空气加热B.为使静止的热气球下降,只需把热气球上的物体抛掉一部分C.正在匀速下降的热气球,假如有一物体从热气球上掉下,热气球将立即上升D.正在匀速下降的热气球,假如有一物体从热气球上掉下,热气球将先下降后上升解析:静止的热气球处于平衡状态,受到的重力和浮力是一对平衡力,故两者大小相等.通过对气球加热,使气球内的空气膨胀、体积增大,从而使所受的浮力增大.此时浮力大于重力,所以气球上浮而不是下降;当把气球上的物体扔掉一部分,气球的重力减小,小于浮力,所以气球上浮而不是下降.故A、B均错误.正在匀速下降的热气球处于平衡状态,受到的重力和浮力是一对平衡力,所以两者大小相等.假如有一物体从热气球上掉下,此时重力小于浮力,但由于惯性,气球不会立即上升,而是先下降后上升.故C错误,D正确.答案:D知识点3 密度计师我们在前面学习了用天平、量筒可以测量液体的密度,能否设计一个仪器直接测量出液体的密度呢?学生思考.教师用多媒体播放课件“密度计”,并向学生展示密度计,介绍它的构造、原理等.密度计(多媒体课件)用途:它是用于测定液体密度的仪器;构造:它是一根上部标有刻度,形状特殊的玻璃管,管下部的玻璃泡内封装入小铅丸或汞(如图所示);原理:它是根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成的,密度计在任何液体里都是呈漂浮状态,所受浮力大小不变,都等于它的重力.根据浮力公式F浮=ρ浮gV排,液体密度较大的时候,密度计露出部分多,反之就少,所以密度计上的刻度数是上面较小而下面较大,密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数.如“1.8”表示该液体密度是1.8×103kg/m3.教师将密度计放入清水、盐水中,引导学生观察,并请几位学生读出数值判断哪个是清水杯、盐水杯.学生读数,立即判断出清水杯和盐水杯.师请大家仔细观察密度计的刻度值的标注方法,它是按从上到下还是从下到上的方向标注?生:下面大,上面小.师你能说说这种标注的道理吗?学生思考,教师引导学生分析,完成下列思考题.(用多媒体展示)思考题:(1)漂浮在液面上的密度计,所受浮力F浮、重力G关系;(2)根据阿基米德原理,F浮= ;(3)排开液体的体积V排= ;(4)密度计的横截面积S可以看作是一定的,因此,浸入液体的深度h浸入= .答案:(1)F浮=G (2)ρ液V排g (3)h浸入S(4)G/(ρ液Sg)=m/(ρ液S)教师总结:由于密度计的质量m、横截面积S一定,故密度计浸入液体中的深度h浸入与液体的密度ρ液成反比.即液体的密度越大,浸入的深度越小;液体的密度越小,浸入的深度越大.所以,密度计的刻度值从上向下标注,即上小下大.板书:1.用密度计测量液体密度时,密度计处于漂浮状态,则F浮=G密.2.密度计的刻度值是按上小下大的顺序标注.3.密度计浸入液体的深度越小,说明液体密度越大,浸入深度越大,说明液体密度越小.例题4 (用多媒体展示)如图所示,把一个自制的密度计分别放入三种不同的液体中,则下列判断正确的是()A.这个密度计在丙液体中受到的浮力较大B.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大C.甲液体的密度较大D.丙液体的密度最小解析:密度计在液体中处于漂浮状态F浮=G密,则A、B错,由于密度计浸入液体的深度越小,说明液体密度越大,则ρ乙>ρ甲>ρ丙,则C错,D正确.答案:D【教师结束语】通过这节课的学习,我们知道了浮力在日常生产、生活中的广泛应用.如盐水选种、轮船、潜水艇、热气球\,密度计等,还进一步熟悉了它们的工作原理.好,谢谢大家!课后作业完成本课时对应练习.在本节教学过程中,充分利用学生已有的浮力初步知识和生活经验作为课程资源进行整合,做到在实验(演示实验、学生动手实验)的基础上,对现象的观察进行分析、思考,找出原因,得出结论.这种实验探究教学能激发学生的探究知识欲望,调动学生的学习主动性、积极性,帮助学生获取新知识,真正体现学生是学习的主体,教师是教学的组织者、引导者.另外,在突破难点上,采取将大问题化解成几个小问题,以提纲的形式,引导学生分析、推理、概括,这样既降低了学生学习的难度,同时让学生尝试到获取新知识的轻松、喜悦.。
人教版八年级物理下册10.3物体的浮沉条件及应用课时练含答案一、填空题1.小明要探究物体的浮沉条件,他用手将质量为150g,体积为160cm3的苹果浸没在水中,松手后苹果将(选填:“上浮”、“下沉”或“悬浮”),最后静止时,苹果受到的浮力是N。
2.弹簧测力计下悬挂一物体,当物体1的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N,当物3体1的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,2则该物体静止时所受浮力是N,该物体的密度为kg/m3。
(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)3.取一只小塑料袋(重力忽略小计),袋内装满水,用细线把袋口扎紧(要求袋内不留空气),用弹簧测力计测量水的重力如图所示,水的重力为N.将这袋水逐渐浸入水中,弹簧测力计读数逐渐变小,表明水袋所受浮力的大小随排开水的体积增大而. 当水袋全部浸没水中时,弹簧测力计的读数为零,这时塑料袋排开水的体积为m³.(g=10N/kg)4.一打捞公司,从涪江河打捞如图甲所示的圆柱形物体,钢丝绳匀速竖直提起该物体所承受的拉力F随物体下表面距水面深度h的变化关系如图乙所示,则该物体浸没时所受到的浮力是N;物体上表面刚露出水面时,下底面所受到水的压强是Pa;该圆柱体的底面积是m2.(g=10N/kg)5.水平升降台面上有一个足够深、底面积为40cm2的柱形容器,容器中水深20cm则水对容器底部的压强为Pa,现将底面积为10cm2、高20cm 的圆柱体A悬挂在用绳固定的轻质弹簧测力计下端,使A 浸入水中,稳定后,A 的下表面距水面4cm,弹簧测力计的示数为0.8N,则物块的密度为kg/m3,如图所示,然后使升降台上升7cm,再次稳定后,A 所受的浮力为N(已知弹簧受到的拉力每减小1N,弹簧的长度就缩短1cm)(取g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)6.如图所示,桌面上有甲、乙两个相同的容器,有体积相等的实心木球和实心铜球,容器中分别装有等质量的水和酒精,水、酒精、木球和铜球的密度关系为ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铜,将木球放入水中,铜球放入酒精中(无液体溢出),静止时,甲、乙两容器对桌面的压强分别为p1和p2,木球和铜球所受浮力分别为F1和F2,则p1p2,F1F2(选填“大于”、“等于”或“小于”).二、选择题7.测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值.图甲和图乙的容器中是同一个密度计放入盛有不同液体的两个量筒中,由图中现象可以判断()A.密度计在甲量筒液体中受到的浮力较大B.密度计在乙量筒液体中受到的浮力较大C.甲量筒中液体的密度较大D.乙量筒中液体的密度较大8.一空心球,截面积如图所示,球的总体积为V,空心部分的体积是球总体积的1,当将此4的体积露出水面,若将球的空心部分注满水,然后使其浸没水中,静止球投入水中时,有14释放后,球将()A.上浮B.下沉C.悬浮D.漂浮9.一圆柱体挂在弹簧测力计下,从水面上方某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图已给出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图象,已知ρ水=1.0×103kg/m3,(忽略液面变化).则下列说法中正确的是()A.圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压强为700PaB.圆柱体的重力为12NC.圆柱体的体积为6×10﹣4m3D.圆柱体的密度为1.2×103kg/m310.甲、乙是两个底面积相同的圆柱体,漂浮在水面上的情况如图,若它们浸入水中的深度相同,由此可知它们受到的浮力F,重力G和密度ρ的关系()A.F甲=F乙,G甲=G乙,ρ甲=ρ乙B.F甲>F乙,G甲>G乙,ρ甲>ρ乙C.F甲=F乙,G甲=G乙,ρ甲<ρ乙D.F甲<F乙,G甲<G乙,ρ甲=ρ乙11.有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N.把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是()A.5N B.7N C.14N D.12N 12.如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。
第3节物体的浮沉条件及应用第1课时物体的浮沉条件知识梳理:物体的浮沉条件(1)比较物体重力G物与浮力F浮上浮:当F浮G物时,物体上浮,并最终漂浮在水面上,此时F′浮=G物.悬浮:当F浮G物时,物体受力平衡,可以悬浮在液体内任何地方.下沉:当F浮G物时,物体下沉,直至到达液体底部,受到容器的支持力作用,停留在容器底.(2)比较物体的密度ρ物与液体密度ρ液漂浮:ρ物ρ液.悬浮:ρ物ρ液.下沉:ρ物ρ液.注意:在讨论或计算浮力时,应先根据物体的浮沉条件判断浮沉情况,确定物体排开液体的体积,再根据阿基米德原理求解.练习:1.冲泡茶叶时,一开始茶叶漂在水面上,过一段时间后又沉入水底.下列对茶叶的分析正确的是()A.茶叶漂浮时,重力小于浮力B.茶叶沉底时,重力大于浮力C.茶叶下沉时,重力小于浮力D.茶叶上浮时,重力等于浮力2.在一个装满水的容器中,放入一质量为20 g的物块,从容器中溢出15 g的水,则该物块在水中的浮沉情况应该是()A.下沉B.上浮C.漂浮D.悬浮3.用手将一重为5 N的物体全部压入水中,物体排开的水重8 N,此时物体所受到的浮力为N;放手后物体将_(填“上浮”“下沉”或“悬浮”) ,待物体静止时所受到浮力为N.4.一个小球悬浮在容器内的盐水中,如果不断往容器中加水,则该球将(ρ盐水>ρ水)()A.上浮至水面B.下沉至水底C.仍然悬浮D.先下沉后上浮5.为了延长水果的存放时间,果农先将水果浸没到自己配制的保鲜液中.再用保鲜纸包住就能存放比较长的时间.若将同一个苹果先后放入甲、乙两个容器的保鲜液中静止后苹果的浮沉情况如图所示,则甲乙两容器中保鲜液的密度大小比较正确的是()A.甲中的大B.乙中的大C.一样大D.条件不够,不能比较6.如图所示,A、B两物体静止在水中,下列判断正确的是()A.两物体受到的浮力一定相等B.两物体的密度不等,A物体的密度大C.两物体的密度不等,B物体的密度大D.两物体的重力不等,B物体的重力大7.油漂浮在静止的水面上,说明油的密度_ _(填“大于”“等于”或“小于”)水的密度.一实心物体刚好能悬浮在水中,将该物体放入足够多的油中时,物体将(填“漂浮”“悬浮”或“下沉”).8.把重5 N、体积为6×10-4 m3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是()A.物体漂浮,F浮=6 NB.物体悬浮,F浮=5 NC.物体漂浮,F浮=5 ND.物体沉在水底,F浮=6 N9.饺子在古代被称为“娇耳”,是我国传统美食之一,饺子刚下锅时沉在水底,排开水的体积为V1;煮熟后会漂浮在水面上,排开水的体积为V2,此时受到的浮力为F,重力为G.下列关系正确的是()A.F=G V1>V2 B.F>G V1>V2C.F>G V1<V2 D.F=G V1<V210.如图所示,a、b是两种物质质量与体积的关系图象,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中.松手稳定后()A.乙漂浮,乙受到的浮力小B.甲漂浮,甲受到的浮力大C.乙沉底,甲受到的浮力大D.甲沉底,乙受到的浮力大11.将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中,鸡蛋漂浮,然后逐渐向杯中加入清水,当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水,如图所示,下列图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是()12.新旧两只鸡蛋放入水中的状态如图所示.两只鸡蛋的体积分别是V A、V B,质量分别是m A、m B,两只鸡蛋受到的浮力分别为:F A=_ ,F B=(已知水的密度为ρ).13.如图所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,此时小球所受的浮力(填“大于”“小于”或“等于”)小球的重力,剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力(填“变大”“变小”或“不变”,下同),水对烧杯底部的压强.14.小美用手把一个重为0.4 N,体积是2.7×10-5 m3的玩具球完全浸没到水中,玩具球受到的浮力是N,放手后玩具球将(填“上浮”“下沉”或“悬浮”).(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3) 15.如图所示,请画出热气球在竖直方向加速上升时的受力示意图(忽略空气阻力).16.一个不规则的实心物体,质量为55 g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.05 kg的水.然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止.求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)(1)物体在纯水中所受的浮力.(2)物体的体积.(3)物体悬浮时盐水的密度.17.蓝莓被誉作“水果皇后”.蓝莓果实中含有丰富的花青素、鞣花酸及多种微量元素,具有明目、抗癌、预防动脉硬化等作用.如图所示是麻江蓝莓果实图片,小明同学将几颗蓝莓放到水中,发现每颗蓝莓有110的体积露出水面,则蓝莓的密度是kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3)第2课时物体浮沉条件的应用知识梳理:1.轮船漂浮原理:采用“空心”的办法增大浮力.排水量:指轮船满载货物时的质量.说明:轮船漂浮在水面上,F浮G.2.潜水艇浮沉原理:潜水艇是通过,从而实现上浮和下潜的.说明:当潜水艇在水面下潜行时,它受到的浮力不变.3.气球和飞艇浮沉原理:内充气体的密度外部空气的密度.4.密度计原理:它利用了漂浮原理,G密度计=F浮=ρ液V排g,即ρ液大,V排就小,密度计露出部分就大,所以大的刻度值在下面,小的刻度值在上面.练习:1.中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304 m、舰宽70.5 m,满载时排水量达67 500 t.(1)它满载时,船所受的重力为N,所受的浮力为N.(g取10 N/kg)(2)当舰载机着舰后,航空母舰受到的浮力将(填“不变”“变小”或“变大”).2.某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标,有时要上浮或下潜,但都未露出水面.若该潜水艇下潜时所受的重力为G1,浮力为F1,上浮时所受的重力为G2,浮力为F2,下列对力之间大小关系的判断,正确的是()A.F1=F2,G1>G2B.F1=F2,G1=G2C.F1<F2,G1=G2D.F1>G1,F2<G23.2017年5月30日,“蛟龙”号载人潜水器在世界最深处的马里亚纳海沟下潜,最大潜深6 699 m.在同一深度,液体向各个方向的压强大小(填“相同”或“不同”),潜水器在海面以下下潜过程中浮力(填“变大”“不变”或“变小”),下潜到水下6 000 m时,受到海水的压强为Pa(海水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg).4.如图所示是体育、娱乐活动用的热气球,球内充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气.要使已经升空的热气球上升或下降,下列说法正确的是()A.继续对热空气加热可以使热气球上升B.继续对热空气加热可以使热气球下降C.停止对热空气加热可以使热气球上升D.热气球停在空中静止不动时,球内空气的密度与球外空气的密度一样大5.把两个完全相同的密度计分别放入盛有不同液体的甲、乙两个烧杯中,静止时的状态如图.甲、乙两杯中液体的密度ρ甲_ ρ乙. 密度计在两杯中所受浮力F甲F乙.(填“大于”“等于”或“小于”)6.如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球后只有氢气气球升上空中,若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空,则下列说法中正确的是()A.F氢>F空B.F氢=F空C.F氢<F空D.条件不足,无法比较7.一艘轮船从大海中行驶入江河中时(不计燃料损失),下列说法正确的是()A.轮船的排水量变大B.轮船所受的浮力变小C.轮船所受的浮力变大D.轮船排开水的体积变大8.水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体,将一支密度计分别放入这两种不同液体中,静止后的情形如图所示,两液面相平.则下列判断正确的是()A.甲液体的密度比乙液体的密度小B.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强大C.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大D.密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小9.海权握,国则兴,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程.下列对此潜艇分析正确的是()A.上浮过程中所受浮力逐渐变大B.悬浮和漂浮时所受的浮力相等C.漂浮时排开的海水所受的重力最小D.漂浮时潜艇底部所受海水的压强最大10.一艘轮船的排水量是50 000吨,当它满载在长江内河航行时,排开水的体积是m3.一艘潜水艇从长江内河潜行(潜行:指潜水艇浸没)到海洋时,潜水艇受到的浮力_ (填“变大”“不变”或“变小”).(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ海水=1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)11.如图所示是国产航母效果图,中国国产航母2018年试水,国产航母全长315 m,最大宽度为75 m,排水量约为5×104t,是常规动力型航母,是中国自行设计建造的新型航母.(海水的密度近似为1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)问:(1)满载时,该航母受到的浮力是多少?(2)若舰底某处距海面10 m,则该处受到海水的压强是多少?(3)质量为350 t的歼-20飞离航母后,航母排开水的体积减小多少?12.半潜船通过压水舱的吸水和排水,实现其上浮和半潜(甲板潜入水中).现有一艘半潜船,前去执行运输一艘受损船舶的任务.如图甲所示,当该半潜船不装货物时排开水的体积为4×104 m3,则半潜船的质量为_ _ kg.如图乙所示,当压水舱吸水时实现半潜.如图丙所示,将质量为4.7×104t的受损船舶移动到半潜船甲板上方后,半潜船通过排水上浮,当半潜船浸入海水中的体积为9×104m3时,甲板完全露出水面,则此时半潜船中剩余水的体积为m3.(ρ海水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)参考答案:第1课时物体的浮沉条件知识梳理:物体的浮沉条件(1)比较物体重力G物与浮力F浮上浮:当F浮__>__G物时,物体上浮,并最终漂浮在水面上,此时F′浮=G物.悬浮:当F浮__=__G物时,物体受力平衡,可以悬浮在液体内任何地方.下沉:当F浮__<__G物时,物体下沉,直至到达液体底部,受到容器的支持力作用,停留在容器底.(2)比较物体的密度ρ物与液体密度ρ液漂浮:ρ物__<__ρ液.悬浮:ρ物__=__ρ液.下沉:ρ物__>__ρ液.注意:在讨论或计算浮力时,应先根据物体的浮沉条件判断浮沉情况,确定物体排开液体的体积,再根据阿基米德原理求解.练习:1.冲泡茶叶时,一开始茶叶漂在水面上,过一段时间后又沉入水底.下列对茶叶的分析正确的是(B)A.茶叶漂浮时,重力小于浮力B.茶叶沉底时,重力大于浮力C.茶叶下沉时,重力小于浮力D.茶叶上浮时,重力等于浮力2.在一个装满水的容器中,放入一质量为20 g的物块,从容器中溢出15 g的水,则该物块在水中的浮沉情况应该是(A)A.下沉B.上浮C.漂浮D.悬浮3.(2020·毕节赫章县期末)用手将一重为5 N的物体全部压入水中,物体排开的水重8 N,此时物体所受到的浮力为__8__N;放手后物体将__上浮__(填“上浮”“下沉”或“悬浮”) ,待物体静止时所受到浮力为__5__N.4.一个小球悬浮在容器内的盐水中,如果不断往容器中加水,则该球将(ρ盐水>ρ水)(B)A.上浮至水面B.下沉至水底C.仍然悬浮D.先下沉后上浮5.为了延长水果的存放时间,果农先将水果浸没到自己配制的保鲜液中.再用保鲜纸包住就能存放比较长的时间.若将同一个苹果先后放入甲、乙两个容器的保鲜液中静止后苹果的浮沉情况如图所示,则甲乙两容器中保鲜液的密度大小比较正确的是(A)A.甲中的大B.乙中的大C.一样大D.条件不够,不能比较6.如图所示,A、B两物体静止在水中,下列判断正确的是(C)A.两物体受到的浮力一定相等B.两物体的密度不等,A物体的密度大C.两物体的密度不等,B物体的密度大D.两物体的重力不等,B物体的重力大7.油漂浮在静止的水面上,说明油的密度__小于__(填“大于”“等于”或“小于”)水的密度.一实心物体刚好能悬浮在水中,将该物体放入足够多的油中时,物体将__下沉__(填“漂浮”“悬浮”或“下沉”).8.把重5 N、体积为6×10-4 m3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是(C) A.物体漂浮,F浮=6 NB.物体悬浮,F浮=5 NC.物体漂浮,F浮=5 ND.物体沉在水底,F浮=6 N9.饺子在古代被称为“娇耳”,是我国传统美食之一,饺子刚下锅时沉在水底,排开水的体积为V1;煮熟后会漂浮在水面上,排开水的体积为V2,此时受到的浮力为F,重力为G.下列关系正确的是(D) A.F=G V1>V2B.F>G V1>V2C.F>G V1<V2D.F=G V1<V210.如图所示,a、b是两种物质质量与体积的关系图象,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中.松手稳定后(A)A.乙漂浮,乙受到的浮力小B.甲漂浮,甲受到的浮力大C.乙沉底,甲受到的浮力大D.甲沉底,乙受到的浮力大11.将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中,鸡蛋漂浮,然后逐渐向杯中加入清水,当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水,如图所示,下列图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是(C)12.新旧两只鸡蛋放入水中的状态如图所示.两只鸡蛋的体积分别是V A、V B,质量分别是m A、m B,两只鸡蛋受到的浮力分别为:F A=__m A g__,F B=__ρV B g__(已知水的密度为ρ).13.如图所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,此时小球所受的浮力__大于__(填“大于”“小于”或“等于”)小球的重力,剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力__变小__(填“变大”“变小”或“不变”,下同),水对烧杯底部的压强__变小__.14.小美用手把一个重为0.4 N,体积是2.7×10-5 m3的玩具球完全浸没到水中,玩具球受到的浮力是__0.27__N,放手后玩具球将__下沉__(填“上浮”“下沉”或“悬浮”).(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3) 15.如图所示,请画出热气球在竖直方向加速上升时的受力示意图(忽略空气阻力).解:16.一个不规则的实心物体,质量为55 g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.05 kg的水.然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止.求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)(1)物体在纯水中所受的浮力.(2)物体的体积.(3)物体悬浮时盐水的密度.解:(1)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开的水的重力:F浮=G排=mg=0.05 kg×10 N/kg=0.5 N(2)根据F浮=ρ液gV排可得,物体排开的水的体积:V 排=F 浮ρ水g =0.5 N 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg=5×10-5 m 3 浸没时物体的体积: V 物=V 排=5×10-5 m 3(3)因为物体悬浮在盐水中,所以盐水的密度:ρ盐水=ρ物=m 物V 物=0.055 kg5×10-5 m3=1.1×103 kg/m 3 17.蓝莓被誉作“水果皇后”.蓝莓果实中含有丰富的花青素、鞣花酸及多种微量元素,具有明目、抗癌、预防动脉硬化等作用.如图所示是麻江蓝莓果实图片,小明同学将几颗蓝莓放到水中,发现每颗蓝莓有110的体积露出水面,则蓝莓的密度是__0.9×103__kg/m 3.(ρ水=1.0×103 kg/m 3)第2课时物体浮沉条件的应用知识梳理:1.轮船漂浮原理:采用“空心”的办法增大浮力.排水量:指轮船满载货物时__排开水__的质量.说明:轮船漂浮在水面上,F浮__=__G.2.潜水艇浮沉原理:潜水艇是通过__改变自身的重力__,从而实现上浮和下潜的.说明:当潜水艇在水面下潜行时,它受到的浮力不变.3.气球和飞艇浮沉原理:内充气体的密度__小于__外部空气的密度.4.密度计原理:它利用了漂浮原理,G密度计=F浮=ρ液V排g,即ρ液大,V排就小,密度计露出部分就大,所以大的刻度值在下面,小的刻度值在上面.练习:1.中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304 m、舰宽70.5 m,满载时排水量达67 500 t.(1)它满载时,船所受的重力为__6.75×108__N,所受的浮力为__6.75×108__N.(g取10 N/kg)(2)当舰载机着舰后,航空母舰受到的浮力将__变大__(填“不变”“变小”或“变大”).2.某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标,有时要上浮或下潜,但都未露出水面.若该潜水艇下潜时所受的重力为G1,浮力为F1,上浮时所受的重力为G2,浮力为F2,下列对力之间大小关系的判断,正确的是(A) A.F1=F2,G1>G2B.F1=F2,G1=G2C.F1<F2,G1=G2D.F1>G1,F2<G23.2017年5月30日,“蛟龙”号载人潜水器在世界最深处的马里亚纳海沟下潜,最大潜深6 699 m.在同一深度,液体向各个方向的压强大小__相同__(填“相同”或“不同”),潜水器在海面以下下潜过程中浮力__不变__(填“变大”“不变”或“变小”),下潜到水下6 000 m时,受到海水的压强为__6×107__Pa(海水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg).4.如图所示是体育、娱乐活动用的热气球,球内充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气.要使已经升空的热气球上升或下降,下列说法正确的是(A)A.继续对热空气加热可以使热气球上升B.继续对热空气加热可以使热气球下降C.停止对热空气加热可以使热气球上升D.热气球停在空中静止不动时,球内空气的密度与球外空气的密度一样大5.把两个完全相同的密度计分别放入盛有不同液体的甲、乙两个烧杯中,静止时的状态如图.甲、乙两杯中液体的密度ρ甲__小于__ρ乙. 密度计在两杯中所受浮力F甲__等于__F乙.(填“大于”“等于”或“小于”)6.如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球后只有氢气气球升上空中,若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空,则下列说法中正确的是(B)A.F氢>F空B.F氢=F空C.F氢<F空D.条件不足,无法比较7.一艘轮船从大海中行驶入江河中时(不计燃料损失),下列说法正确的是(D)A.轮船的排水量变大B.轮船所受的浮力变小C.轮船所受的浮力变大D.轮船排开水的体积变大8.水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体,将一支密度计分别放入这两种不同液体中,静止后的情形如图所示,两液面相平.则下列判断正确的是(B)A.甲液体的密度比乙液体的密度小B.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强大C.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大D.密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小甲乙9.海权握,国则兴,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程.下列对此潜艇分析正确的是(C)A.上浮过程中所受浮力逐渐变大B.悬浮和漂浮时所受的浮力相等C.漂浮时排开的海水所受的重力最小D.漂浮时潜艇底部所受海水的压强最大10.一艘轮船的排水量是50 000吨,当它满载在长江内河航行时,排开水的体积是__5×104__m3.一艘潜水艇从长江内河潜行(潜行:指潜水艇浸没)到海洋时,潜水艇受到的浮力__变大__(填“变大”“不变”或“变小”).(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ海水=1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)11.如图所示是国产航母效果图,中国国产航母2018年试水,国产航母全长315 m,最大宽度为75 m,排水量约为5×104t,是常规动力型航母,是中国自行设计建造的新型航母.(海水的密度近似为1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)问:(1)满载时,该航母受到的浮力是多少?(2)若舰底某处距海面10 m,则该处受到海水的压强是多少?(3)质量为350 t的歼-20飞离航母后,航母排开水的体积减小多少?解:(1)当满载时,该航母受到海水的浮力:F浮=G排=mg=5×104×103 kg×10 N/kg=5×108 N(2)若舰底某处距海面10 m,则该处受到海水的压强:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 m=1×105 Pa(3)因为航母漂浮在水面上,则F浮=G当歼-20飞离航母后,航母仍漂浮,浮力仍等于重力,所以减小的浮力等于歼-20的重力,即ΔF 浮=G 机=m 机g根据F 浮=ρ液gV 排可得排开水减小的体积:ΔV 排=ΔF 浮ρ海水g =m 机g ρ海水g =m 机ρ海水=350×103 kg 1.0×103 kg/m 3=350 m 312.半潜船通过压水舱的吸水和排水,实现其上浮和半潜(甲板潜入水中).现有一艘半潜船,前去执行运输一艘受损船舶的任务.如图甲所示,当该半潜船不装货物时排开水的体积为4×104 m 3,则半潜船的质量为__4×107__ kg.如图乙所示,当压水舱吸水时实现半潜.如图丙所示,将质量为4.7×104 t 的受损船舶移动到半潜船甲板上方后,半潜船通过排水上浮,当半潜船浸入海水中的体积为9×104m 3时,甲板完全露出水面,则此时半潜船中剩余水的体积为__3_000__m 3.(ρ海水=1.0×103 kg/m 3,g 取10 N/kg)。
第3节物体的浮沉条件及应用第1课时物体的浮沉条件知识与技能1.知道物体的浮沉条件,了解轮船是怎样浮在水面上的。
2.了解浮沉的各种现象,规范描述各种浮沉状态的语言。
3.理解物体的浮沉条件是二力平衡知识的具体应用,结合阿基米德原理掌握浮力问题的解决方法。
过程与方法通过物体的浮沉现象的实验研究,培养学生思维能力和实验研究能力。
情感、态度与价值观1.通过浮力知识应用实例培养学生理论联系实际的良好学风,激发兴趣和提高学生的思维方法。
2.初步建立应用科学知识的意识。
教学重点浮沉条件和密度大的物体实现漂浮的方法。
教学难点综合利用二力平衡的知识探究浮沉条件。
教具准备乒乓球、沙、装有水的水槽、多媒体课件等。
一、情景引入实验1:将小木块、乒乓球、小铁块浸没在水中,小木块、乒乓球上浮,小铁块下沉。
实验2:将牙膏皮放入水中下沉,将牙膏皮折成小盒子,牙膏皮漂浮在水面上。
同时多媒体展示图片:人在死海中悠闲地戏水、飞艇在空中自由地上升、下降。
引导:对于刚才的实验,还有上面展示的两幅图片,请思考问题:为什么有的物体会上浮?为什么有的物体会下沉?物体的浮与沉取决于什么条件?这节课我们通过实验进行相关探究,引出课题:物体的浮沉条件。
二、新课教学探究点:物体的浮沉条件1.漂浮、悬浮和下沉演示实验:将三个乒乓球浸没水中(一个充满沙;一个中空;一个有部分沙,用蜡封住),松手后出现什么现象?引导:首先指明这些现象可以描述为“漂浮”“下沉”“悬浮”,规范物理语言,然后要求学生进行受力分析,利用二力平衡的知识解决问题。
提出问题:浸入水中的物体受到哪几个力的作用?它们的施力物体分别是谁?交流讨论:一个物体在受到两个或两个以上力的作用时,它的运动状态由这些力共同决定。
(1)F浮=G时,它受到平衡力的作用,将处于什么状态?(2)F浮>G时,它受到非平衡力的作用,将处于什么状态?(3)F浮<G时,它受到非平衡力的作用,将处于什么状态?思考问题:下沉的物体最终处于什么状态?为什么?那么上浮的物体最终又处于什么状态?2.物体的浮沉条件学生活动:分析讨论,得出浮沉条件。