1、第3节 物体的浮沉条件及应用学习目标1.知道物体的浮沉条件。2.会对生活中浮力的现象加以解释。3.知道轮船、密度计、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。自主探究学点一:物体的浮沉条件问题 1:浸在液体中的物体都会受到浮力 ,但是有的物体要上浮,有的却要下沉,这是为什么?你能画出图中物体所处几种状况下受力的情况吗?(1)物体上浮:F 浮 G,上浮的物体最终要漂浮; (2)物体下沉:F 浮 G; (3)物体悬浮:F 浮 G。 问题 2:利用物体上浮、悬浮、下沉时 ,受到的浮力 F 浮
2、和重力 G 的关系推导:物体上浮: 物 液 ; 物体下沉: 物 液 ; 物体悬浮: 物 液 。 问题 3:物体上浮过程中:未露出液面时,F 浮 (填“ 不变 ”“变大”或“变小”),露出液面后 F 浮 (填“ 不变” “变大”或“变小” ),直到 F 浮 G 时,物体漂浮在液面上。 归纳总结:1.物体的浮沉条件:(1)物体上浮,F 浮 G 物 , 物 液 ; (2)物体悬浮,F
3、 浮 G 物 , 物 液 ; (3)物体下沉,F 浮 G 物 , 物 液 。 2.比较漂浮与悬浮的异同:(1)共同点:在平衡力的作用下静止不动,浮力 重力; (2)不同点:漂浮是物体 浸入液体中,悬浮是物体 浸没在液体中,而且 关系不同。 学点二:浮力的利用活动体验:探究改变物体浮沉状态的方法 :请利用桌上器材 (气球、铁钉、注射器、纸杯等)改变两烧杯中物体的浮沉状态。展示成果:(1)把牙膏皮做成船型(空心)
4、,就能浮在水面上,而且还能装载小西红柿.(2)铁块放在纸杯里或吹大的气球里,就能浮在水面上。(3)在烧杯里加适量的盐,鸡蛋会浮起来。(4)在泡沫上穿几颗钉子,泡沫就沉下去了。引导总结:改变物体浮沉状态的方法 :(1)改变浮力:改变 V 排 、改变 液 ;(2)改变重力;(3)同时改变浮力和重力。现象释疑:为什么汤圆刚入锅时沉底 ,煮熟了就浮到水面上了?自主学习:阅读课本 P58P59 的相关内容 ,了解轮船、潜水艇、气球和汽艇的工作原理。以问求答:(1)漂浮在水面的牙膏皮,可以把它看成一个小船,说出轮船的工作原理是什么 ?(2)轮船还有一个运载能力的问题,实际是用什么来衡量船的运载能力的 ?(
5、3)由潜水艇你想到什么动物,你能说说鱼是通过什么方式来实现浮沉的吗 ?(4)要使充了氦气并已升到空中的气球落回地面,可采用什么办法 ?(5)要使热气球落回地面,可采用什么办法?归纳总结:1.轮船的工作原理:采用“空心”的办法,增大 的体积,增大可以利用的 ,使轮船漂浮在水面上。 2.潜水艇的工作原理:潜水艇的上浮、下潜和悬浮 ,靠改变 来实现的。 3.气球和汽艇的工作原理:气球里的气体密度 空气的密度时,受到的浮力 重力,气球可以漂浮在空中。 课堂
6、检测1.如图所示,海面上航行着两艘相同的轮船甲、乙,甲船空载,乙船满载。那么( )A.甲船所受浮力比重力大B.乙船所受浮力比重力小C.甲船所受浮力比乙船大D.乙船所受浮力比甲船大2.鱼体内有一器官叫鱼鳔,鱼在水中可以自由地沉浮,就是靠改变鱼鳔的体积来实现的。当一只鱼在水中沉浮时,你认为它主要是改变( )A.所受的重力 B.所受的浮力C.水的密度 D.无法确定3.把重为 8N、棱长为 0.1m 的正方体物块投入水中,当物块静止时,下列说法正确的是(g取 10N/kg)( )A.物块在水中处于悬浮状态 B.物块所受的浮力为 10NC.物块下表面所受水的压强为
7、800Pa D.物块下表面所受水的压强为1000Pa4.某同学制作了如图所示的潜艇模型,下列说法错误的是( )A.潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的B.向内推注射器活塞,水会被压入试管中 ,可实现潜艇下沉C.向外拉注射器活塞,试管内水量适当时 ,可实现潜艇悬浮D.潜艇模型的试管上绕些铁丝 ,可保持试管稳定5.在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝,把它放到甲、乙、丙三种密度不同的液体中,木棍浸入液体里的情况如图所示,则木棍在三种液体里受到的浮力 F 的大小及三种液体密度 之间的关系,正确的是 ( )A.F 甲 >F 乙 >F 丙 甲 &
8、gt; 乙 > 丙 B.F 甲 乙 > 丙 D.F 甲 =F 乙 =F 丙 甲 2.(1)等于 (2)部分 全部 密度学点二:浮力的利用1.排开水 浮力 2.自身的重力 3.小于 大于课堂检测1.D 解析:两艘轮船都处于漂浮状态,浮力都等于各自的重力,但乙船满载,总重力较大。2.B 解析:当鱼鳔的体积改变时,鱼排开水的体积也改变了 ,水的密度不变,所以是改变了鱼受到的浮力。3.C 解析:假设正方体物块完全浸入水中,此时受到的浮力是 F 浮 = 水 gV 排=1.0103kg/m310N/kg(0.1m)3=10N,G=8N,F 浮 >G,所以物块要上
9、浮,最后漂浮于水面上,当物块静止时,F 浮 '=G=8N,因此 A、B 两项错误; 由 F 浮 '=8N,可算出 V 排=0.008m3,h= =0.8m,p= 水 gh=1.0103kg/m310N/kg0.8m=800Pa。0.00830.0124.B 解析:潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的 ,结合这个特点来对此题的模型进行分析。A 项 ,当潜艇模型浸没在水中时, 排开水的体积不变,所受浮力不变,因此模型的上浮和下沉是通过改变潜艇的重力来实现的,故 A 项正确,但不符合题意;B 项,现在潜艇模型浸没于水中,向内推注射器活塞,水会被压出试管,此时模型的自重减
10、小,模型上浮,故 B 项错,符合题意;C 项,向外拉注射器活塞 ,试管内水增加,试管内水量适当时,潜艇可能悬浮,故 C 项正确,但不符合题意 ;D 项,为了保持试管稳定,潜艇模型的试管上绕些铁丝,故 D 项正确,但不符合题意。5.C 解析:影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积 ,物体漂浮时浮力等于自身重力。因为木棍漂浮,所以 F 浮 =G,所以在三种液体中受到的浮力相等,所以 F 浮 =液 gV 排 ,V 排丙 >V 排乙 >V 排甲 ,所以 丙 < 乙 < 甲 。6.答案:0.6 下沉解析:鸡蛋悬浮在盐水中,F 浮 =G=mg=0.06kg10N/kg=
11、0.6N,如果往盐水中注入清水,盐水密度变小,根据公式 F 浮 = 液 gV 排 可知,鸡蛋所受浮力变小,鸡蛋将下沉。7.答案:等于 减小解析:因为航母漂浮,所以它受到的浮力等于它的总重力 ;战机从航母上起飞后 ,航母的总重力减小,根据漂浮物体的重力等于自身重力,所以浮力将减小,由阿基米德原理可知,排开水的体积会减小。8.答案:小于 增大解析:由题图可知,投入瓶中的小石块沉底 ,根据物体的浮沉条件可知小石块受到的浮力小于其重力;由公式 p=gh 可知 ,水面上升过程中 h 增大,故水对瓶底的压强增大。9.答案:500 1000解析:= =500kg/m3;物体处于漂浮状态 ,受到的浮力等于其重
12、力 ,所以 F 浮=1000.23=G=mg=100kg10N/kg=1000N。10.答案:1 密度 下沉解析:在水中石块受到的浮力 F 浮 1=G-F1=3N-2N=1N,在盐水中石块受到的浮力 F 浮2=G-F2=3N-1.8N=1.2N,由题图可以看出,石块在两种液体中都是完全浸没的,所以排开液体的体积一样,而浮力不同,所以是由于液体密度不同造成的,由于石块的重力大于在液体中受到的浮力,所以剪断绳子石块会下沉。11.答案:600 0.06解析:物体漂浮在水面上,F 浮 =G 物 =10kg10N/kg+500N=600N;由浮力公式 F 浮 = 液 gV排 可得,600N=1.010 3kg/m310N/kgV 排 ,得出此时排开水的体积为 0.06m3。12.答案:(1)0.4N (2)1 .6N(3)用钢铁造的船是空心的,增大了排开水的体积,从而增大了浮力。解析:(1)橡皮泥的密度大于水的密度,橡皮泥直接放入水中会下沉V 排 = =410-5m3,泥 = 0.061.5103/3F 浮 = 水 gV 排 =1.0103kg/m310N/kg410-5m3=0.4N。(2)G 总 =G 物 +G 船 =0.1kg10N/kg+0.06kg10N/kg=1.6N,小船漂浮,F 浮 =G 总 =1.6N。(3)用钢铁造的船是空心的,增大了排开水的体积,从而增大了浮力。
