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2014年春八年级物理下册 10.5 物体的浮与沉学案二

发布时间:2014-02-25 13:51:24  

10.5 物体的浮与沉

【目标】

1.通过物体的浮沉现象的研究,知道物体的浮沉条件。

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 【重点】理解物体的浮沉条件和改变物体浮沉的方法

【难点】灵活利用浮力知识解决实际问题

【问题1】物体的浮沉条件

〖思考〗阅读课本P95第一段内容,提出问题:物体的浮与沉是由什么因素决定? 〖活动1〗怎样使物体上浮或下沉

⑴将如下物品:橡皮泥、空的有盖塑料小瓶、生鸡蛋、硬币、泡沫塑料等浸没在水中后松开手,它们将如何运动?

上浮的物体有: 下沉的物体有:

⑵思考:用怎样的方法可以使原来沉下去的物体浮上来,使浮在水面上的物体 沉下去呢?(还能提供的器材有:盐、注射器)

①橡皮泥: 。从受力角度看,此方法中改变的力是 。是怎样改变的? 。

②塑料小瓶: 。此方法中改变的力是 。

③生鸡蛋: 。此方法中改变的力是 。是怎样改变的? 。

⑶结论:可见改变物体的 力和 力的关系就可以改变物体的浮与沉。 〖总结1〗

〖自学〗P96信息快递,了解漂浮和悬浮的概念。

(1)漂浮: 。 (2)悬浮: 。 〖活动2〗探究物体的浮沉条件 ⑴问题:在物体上浮和下沉时,重力和浮力之间会存在怎样的关系呢?即物体的浮沉条件是什么?

⑵议一议:

①怎样测量物体所受的重力? 。

②怎样利用所给的器材和配重物使小瓶上浮、下沉和漂浮。 在小瓶中分别装入不同的配重物就可使小瓶上浮、下沉和漂浮。

③怎样利用所给的量筒测量和计算物体上浮、下沉和漂浮时受到的浮力? 答:a.在量筒中倒入适量的水,记下水面到达的刻度V1。

1

b.将小瓶放入水中利用配重物使其处于上浮、下沉或漂浮状态,再记下 V2。

c.则V排= ,F浮= 。

d.对于上浮时要使小瓶保持浸没状态,可用一根针将瓶子按入水中。

⑶将所得到的数据填写在下表中。(填写表格中所缺部分) ⑷如果物体在浸没时浮力和重力相等,物体即不上浮也不下沉,可以停在液体内任何深度的地方,人们把这种状态叫 。

〖结论〗则物体的浮沉条件可以归纳为:

当物体浸没时: ①如果F浮﹤G,则物体 。 ②如果F浮﹥G,则物体 。 ③如果F浮=G,则物体 。

当物体部分浸入时,④如果F浮=G,则物体 。

〖思考〗判断物体浮沉的另一种方法 对实心的物体而言,根据重力和浮力的关系我们还可以推导出另一种判断浮沉的方法。 .........

根据阿基米德原理可得:F浮=ρ液V排g , 又因为G=mg=ρ物V物g 对于浸没的物体而言:V排=V物

① 若 ,则F浮<G,物体下沉。

② 若ρ液=ρ物,则F浮=G,物体悬浮在液体中任何深度的地方。 ③ 若 ,则F浮>G,物体上浮。 ④上浮稳定后处于漂浮状态,这时F浮=G 〖思考〗悬浮和漂浮有什么异同?

2

答:(1)相同之处: 物体受到的浮力都等于物体受到的重力. 即F浮 G物

(2)不同之处:

① 排液体积不同:悬浮时,对实心物体而言,V排 V物;漂浮时,V排 V物. ② 密度不同:对实心物体而言,悬浮时, ?物 ?液; 漂浮时?物 ?液.

【问题2】典型例题

例1.将体积木球和铁球同时浸没于水中后放手,根据它们在水里的浮沉现象,定性画出它们受到的另一个力的示意图。

例2. 质量为200g的物体,浸入盛满水的容器中,溢出120g的水,则此物体将( )

A、浮在水面上 B、悬浮在水中 C、沉在容器的底部 D无法判定

例3. 如图所示,容器的下半部分是水,上半部分是食用油,把一只水果投入其中时,水果恰好是悬浮在液体的图中位置,由此可知它们的密度关系是( )

A、ρ油<ρ水=ρ果 B、ρ水>ρ果>ρ油 C、ρ果>ρ水=ρ油 D、ρ水>ρ油>ρ果

例3图 例4图 例5图

例4.有甲、乙、丙三个材料不同的小球,质量相同,放入容器中静止时,如图所示,则 球受到的浮力最小, 球的密度最小。

例5. 如图所示,甲、乙是将相同的木块分别放人两种不同液体中的情形,由图可知;

(1) 木块在两种液体中受到的浮力相比较:F甲 F乙。 (选填 “>”、“=”或“<”)

(2)两种液体的密度相比较:ρ甲 ρ乙。

33例6. 密度为0.6×10kg/m,边长为l0cm的正方形木块,静止在水面上,(g取l0N/kg)

求:

(1)木块所受的重力;

(2)木块受到的浮力;

(3)在木块上表面至少要加多大的力才能使木块全部浸入水中。

3

1.一个鸡蛋沉没在一杯清水中,将下列添加物(足量)分别加入杯内的水中经搅拌后,最终能使鸡蛋浮起来的是 ( )

A、水 B、食盐 C、酒精 D、食用油

2.如图所示,将一个质量为8g的小木块缓慢放入一个盛有适量水的烧杯,漂浮在水面上,待木块静止时,烧杯中溢出水6g,则被木块排开的水的质量为( )

A、8g B 、6g C、 2g D 、3g

3.小明星期天给家里的金鱼缸换水,他刚把鱼缸装满水时,不小心将一个质量为20g的小物块掉入鱼缸中,此时从鱼缸中溢出水14g,则小物块在鱼缸中将会( )

A、上浮 B、下沉 C、悬浮 D、无法判断

4.一密度均匀的实心物体悬浮在某一种液体中,若将此物体分成大小不等两块,那么

( )

A、大块将上浮,小块将下沉 B.大块将下沉,小块将下沉将上浮

C、两块都悬浮 D.两块都上浮 5.如图所示,浸没在水中的物体,当F浮>G物时,物体在水中将 ,最终物体将 在水面处,此时F浮 G物,当F浮=G物时物体在水中将 ,当F浮<G物时,物体将 。最终物体将 。

第5题图 第6题图 第7题图

6.将体积相同的三个实心小球,分别放入盛有水的A、B、C三个容器中,静止后的位置如图所示,若三个小球所受的浮力分别用FA、FB、FC表示,则它们的大小关系是_____;___容器中的小球密度最大.

7.如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力___________乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”),________杯中水面升高得多。

8.一个质量为100g的小铁球,投入到一个盛有适量水银的容器中,待小球静止时,小球受到的浮力为 N,小球的自身的重力 (填“大于”、“小于”或“等于”)小球受到水银对它的浮力。(g取l0N/kg)

9.有一木块,放入水中静止后,有

(1)求木块的密度?

(2)若将它放入另一种液体中时,有

10.如图,将边长为a的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,设水的密度为1的体积露在水面上, 43的体积浸入液体中,求液体的密度?. 5

4

ρ水,木块静止时,从杯中溢出水的质量为m 。根据以上条件,求出五个与木块有关的物理量(木块面积、体积除外)。

【目标】

1.通过物体的浮沉现象的研究,知道物体的浮沉条件。

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 【重点】理解物体的浮沉条件和改变物体浮沉的方法 【难点】灵活利用浮力知识解决实际问题

【问题1】物体浮沉条件的应用 〖应用1〗判断物体浮沉:

练习1.如图所示,把一个苹果放入浓盐水中,苹果处于漂浮 状态。如果把水面以上的部分切去,则余下的部分 ( )

A.沉入水底 B.仍然漂浮 C.刚好悬浮 D.无法判断

〖应用2〗控制物体浮沉:查阅分析下列物体是如何改变自己的浮沉状态的。

5

1.轮船

信息1:轮船是漂浮的,浮力和重力始终相等,所以当轮船从江里驶入大海,所受的浮力不变,但由于海水的密度大于江水的密度,所以船身要上浮一些.

信息2:轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量.

练习2.在远洋轮船的船舷上,都漆着五条"吃水线",又称"载重线",

如图所示.其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线,

当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋ρ1与印

度洋的海水密度ρ2的关系有( )

A.浮力增大, ρ1=ρ2 B.浮力减小, ρ1=ρ2

C.浮力不变, ρ1>ρ2 D.浮力不变, ρ1<ρ2

(2)气球:信息:孔明灯、热气球、氢气球等球内气体密度必须比外部空气体密度小到一定程度时才上升。

(3)潜水艇:阅读课本P97的内容,了解潜水艇的浮沉原理。

练习3.潜水艇的潜水和上浮是靠改变____ __来实现的,气球和飞艇都是利用_____ _____来实现升空的,球壳内必须充满了密度____ ____空气密度的的气体(选填“大于”、“等于”或“小于”)。

练习4.用塑料瓶、透明胶带、螺母、麦管(或塑料管)、容器和水

等,按图制作了一只潜水艇模型.为使潜水艇下沉,则必须从进排气管

处 (吹气/吸气),潜水艇在下沉的过程中所受到水的压强 (减

小/不变 /增大)

〖应用3〗物质密度测量:密度计

信息:密度计是测定液体密度的仪器,它是利用物体漂浮条件工作的,它是一个密封的............

玻璃管,其下端装有铅粒,上端有刻度.把它放在待测的液体中时,它漂浮在液面上,液面所对的刻度值就是待测液体的密度值。

练习4. 小明将一支密度计分别放入两种不同的液体中,如图所示,若两种液体的密度分别ρ甲、ρ乙,静止时密度计所受浮力分别为F甲、F乙,则 ( )

A.ρ甲>ρ乙 F甲=F乙

B.ρ甲<ρ乙 F甲>F乙

C.ρ乙>ρ甲 F甲<F乙

D.ρ乙>ρ甲 F甲=F乙

练习5.在装有液体的甲、乙两烧杯中,同时放入两个完全相同的物体,如图所示,当物体静止后两烧杯内液面恰好相平。若液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是P甲,、P乙,液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙,则对它们的判断正确的是( )

A.P甲>P乙,F甲=F乙 B.P甲=P乙,F甲>F乙

C.P甲=P乙,F甲<F乙 D.P甲<P乙,F甲=F乙

【问题2】归纳总结

(1)怎样正确理解物体的浮沉条件?

答 (1)物体的浮沉取决于它受到的重力和浮力的大小.

(2)当F浮>G物 上浮; 当F浮<G物 下沉; 当F浮=G物 悬浮或漂浮

(3)比较实心物体的密度与液体密度的大小,也可以判断物体的浮沉.

当?物<?液 上浮直至漂浮; 当?物>?液 下沉; 当?物=?液 悬浮

(4)应用: 潜水艇、飞艇、气球等是物体浮沉条件的实际应用.

(5)物体的漂浮条件

① 物体漂浮在液面的条件:

漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体受到的重

6

即F浮=G物;

② 应用: 轮船. 密度计

(2)计算浮力有哪些方法?

答: (1) 利用称重法求浮力, 即F浮=G-F?

(2)利用阿基米德原理求浮力, 即F浮=G排液=?液gV排

(3)利用物体的浮沉条件求浮力, 即F浮=G物(悬浮或漂浮)

1.600年前,我国明代航海学家郑和从南京开始下西洋的壮举,郑和使用的名为“宝船”的大帆船从长江驶入海洋时,若船上载重不变,则船所受的浮力 ,排开水的体积 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。 一艘轮船满载时的排水量为

772×10kg,轮船自重为5×10N,这艘轮船满载时受到的浮力为______ ____N,最多能装_______ ___kg的货物。

342.潜水艇的体积为100 m,质量为0.7×10 kg,当它充水潜入海中时,受到的浮力大

小是 N;当它排出水舱中的水浮在海面上时,潜水艇受到的浮力大小是 N。

-433.一个物体的体积是5×10m,如果这个物体重4N,那么,它浸没在水中将

(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。它静止在水中时浮力大小是 N。

24.一平底水泥船(截面可近似看作长方形)截面积为10m,空载时船的吃水深度为0.2m,

满载时吃水深度为0.8m。这艘船的自重为 N,最多能装货物的重为 N。(g取10N/kg)

5.氢气球、热气球和飞艇能从地面上浮到空中,这是因为氢气球、热气球以及飞艇中气的密度比空气 ,它们所排开空气的重力 它们本身的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。春天播种季节农民常用盐水浸泡法选种。在浓度适宜的盐水中,饱满的种子沉在底部,是因为 ;干瘪、虫蛀的种子浮在液面上,是因

为 。

6.海水密度大干河水密度,在以下情况中,有下画线的物体所受浮力不发生改变的是

( )

A. 河中的木筏漂流人海 B.海面下的潜水艇从大江中驶入大海

C. 海面下的潜水艇逐渐露出水面 D. 给停泊在海港内的油轮输入原油

7.一个木块与一个空心钢球质量相等,均漂浮在水面上,比较它们浸在水中的体积

( )

A. 木块大 B. 钢球大 C. 一样大 D.无法比较大小

8. 鱼体内有一器官叫鱼瓢,鱼在水中可以自由地沉浮,就是靠改变鱼瓢的体积来实现的.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

9.在亚洲的西部,离地中海不远的地方有一个内陆湖,叫做死海,死海里没有一条鱼,它的名字由此而来。为什么没有鱼呢?因为死海的水太咸了,每百千克海水中含盐二十千克以上,它所产生的浮力比淡水高出近三成。因此,当人入水后可自然漂起,且水不没腹.根据以上内容,你认为死海的密度可能是 ( )。

3333 A.1.0×10kg/m B.0.8×10kg/m

3333

C.1.3×10kg/m D.7×10kg/m

7

10.在一个装满水的容器中,放入一个质量为20g的物体,从容器中溢出15g的水,则该物体在水中的浮沉情况和水对容器底部的压强是 ( )

A.下沉,压强不变 B.上浮,压强不变

C.漂浮,压强减小 D.悬浮,压强增大

11.如图气球下面挂个小石子,悬浮在水中,轻轻触碰气球,则气球受到的浮力将( )

A.变大 B.变小 C.不变 D.上述三种情况都有可能

312.把重5N、体积为0.6dm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.物体上浮,F浮= 6N B.物体悬浮,F浮= 5N

C.物体漂浮,F浮= 5N D.物体沉在水底,F浮= 6N

13. 小军同学在探究“浮力的大小等于什么”时,用弹簧秤、塑料块、烧杯、小桶等进行

实验操作测量,如图a、b、c是其中的三个步骤示意图,还差一个步骤图d,才能完成探究任务,则d是 的。设四个图中弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3、F4。由四个图中 _两个图的弹簧秤的读数可以求出塑料块受到的浮力;被排开液体的重力为_ ;如果关系式_ _成立,就可以得到著名的阿基米德原理。

14.在学习了浮力的有关知识后,甲、乙两同学对“物体的上浮或下沉与哪些因素有关”进行了探究。他们各自将一根新鲜萝卜浸没在水中,松手后,发现萝卜要上浮直至漂浮在水面上(如图1所示)。为了使漂浮的萝卜沉下去,两同学分别进行了实验:

甲将一根铁钉全部插入萝卜中(如图2所示),将萝卜浸没水中松手,发现萝卜沉入水底。乙也用同样的铁钉,但只将其一半插入萝卜中(如图3所示),将萝卜浸没水中松手,发现萝卜 叶沉入水底。请回答下列问题:

(1)从物体受力的角度看,他们在萝卜中插入铁钉是为了改变 的大小。

(2)结合两位同学的实验目的、过程及现象,可以得出的结论是 。

(3)虽然两同学的实验结果基本一致,但老师认为甲同学的方法更科学。你认为老师这样评价的主要理由是 。

15. 2010年4月,墨西哥湾的海底石油开采平台发生火灾,泄漏的石油造石油公司和科学家对泄露量上发生争论.小明认为应先测量石油密度才能估算,他设计了如图所示的装

2置.在底面积为200cm杯子内盛有适量石油,放入一个质量是75g,边长是5cm的正方体物

块,有3/4的体积浸没在石油中,此时杯子的总质量为500 g。(g =10N/kg)

求:(1) 杯子对桌面的压强?

(2)物块受到的浮力是多少?

(3)石油的密度是多少?

8

15.小明自制土密度计(如图所示)并测定盐水的密度。

实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。 实验步骤:

①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计。

②用刻度尺测出竹筷的长度L。

③把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出水面上竹筷的长度h1。

④ 。 请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:

(1)竹筷一端缠上铅丝,是为了 。

(2)密度计是利用 条件工作的。被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积 (选填“越小”或“越大”)。

(3)被测盐水的密度表达式:ρ盐水= (不计铅丝体积)

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