浮力與物體的浮沉條件

./浮力與物體的浮沉條件二.教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：1.浮力的概念2.浮力的計(jì)算3.物體的浮沉條件4.阿基米德原理三.主要知識(shí)點(diǎn)1.浮力的概念：A.定義：浸在液體或者氣體里的物體受到液體或者氣體向上的托力,稱為浮力。B.大小的測量：稱重法即用彈簧測力計(jì)分別測出物體的重力和物體在液體中的測力計(jì)的示數(shù)。即：F?。紾－G’〔F’C.影響因素：〔1液體的密度；〔2被物體排開的液體的體積。與其它因素?zé)o關(guān)。如浸在液體中的深度,物質(zhì)的密度,物體的形狀等等2.阿基米德原理：A.文字表述：浸在液體或者氣體中的物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小等于被物體排開的液體所受到的重力。B.公式表述：F?。紾排＝ρ液gV排C.實(shí)驗(yàn)探究過程：3.浮力的計(jì)算方法A.稱重法：F?。紾－G’〔F’B.阿基米德原理：F?。紾排＝ρ液gV排C.懸浮、漂浮條件：F?。紾物4.物體的浮沉條件當(dāng)物體浸沒在液體中時(shí),它的浮或沉決定于它所受到的浮力和重力的大小關(guān)系。A.當(dāng)F浮>G物時(shí),物體上??；B.當(dāng)F浮<G物時(shí),物體下沉；C.當(dāng)F浮=G物時(shí),物體懸??；當(dāng)物體部分浸在液體中時(shí),若F浮=G物,物體漂浮；5.浮沉條件的應(yīng)用通過改變物體的浮力或者重力來實(shí)現(xiàn)上浮與下沉A.輪船：采用增大排開液體的體積從而增大浮力,來實(shí)現(xiàn)漂浮.對(duì)于同一艘輪船而言,從江駛?cè)牒！不蛘邚暮ｑ側(cè)虢袝r(shí),由于船自身的重力不變,故其所受到的浮力大小不變。但是它浸入江水中的體積與浸入海水中的體積會(huì)有所不同。B.密度計(jì)也是利用這一原理工作的。浸在液體中的體積越大,液體的密度就越小,浸在液體中的體積越小,液體的密度就越大,但是密度計(jì)所受到的浮力不變。C.潛水艇：當(dāng)其浸沒于水中時(shí),所受到的浮力不變,靠改變自身重力來實(shí)現(xiàn)上浮與下沉。露出水面以后所受到的浮力減小。D.魚是利用自身的鰾來改變自身的體積,從而改變所受到的浮力從而實(shí)現(xiàn)了上浮或者下沉的。E.氣球和飛艇：是通過增大或者減小自身的體積,來實(shí)現(xiàn)增大或者減小浮力來工作的。6.利用浮力來測密度的兩種方法。A.漂浮法：當(dāng)物體漂浮在液面上時(shí),物體所受到的浮力等于重力,根據(jù)F?。紾物,即ρ液gV排＝ρ物gV物,則ρ物＝,測出V排和V物即可。B.測力計(jì)法：利用浸沒時(shí),V物＝V排＝；而ρ物＝；而F?。紾－F’,故ρ物＝[典型例題]例1.一個(gè)物體在水面上時(shí)有體積露出水面,則物體的密度是_________分析：這是一個(gè)利用漂浮條件來測物體的密度的典型題目。當(dāng)物體漂浮時(shí),物體所受到的浮力等于物體所受到的重力,即F?。紾物,即ρ液gV排＝ρ物gV物,則ρ物＝。已知露出的體積即可求出V排與V物的比值從而可以求出物體的密度。答案：0.75×103kg/m3。說明：利用漂浮條件來進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用的知識(shí)有很多,也重要,是初二應(yīng)該掌握的重要容。凡是漂浮的情況都可以用ρ物＝,來計(jì)算液體或者固體的密度。例2.小明將一物體掛在彈簧測力計(jì)上,示數(shù)為9.8N,將物體浸沒在某種液體中,示數(shù)為7.8N,請(qǐng)你幫他解答下列問題：〔1物體浸沒在液體中,示數(shù)減小是因?yàn)?減小的示數(shù)是；〔2若直接將物體放入此液體中,則物體將。〔填"漂浮"、"懸浮"或"下沉"分析：這是一個(gè)關(guān)于浮力計(jì)算、及物體浮沉條件的應(yīng)用類的題目,由于浸在液體中的物體受到浮力的作用,故測力計(jì)的示數(shù)減小,在計(jì)算浮力時(shí),由于知道了重力和物體浸沒時(shí)的彈簧測力計(jì)的示數(shù),用稱重法：F?。紾－G’〔F’可得。第2問是關(guān)于物體浮沉條件的,根據(jù)浮沉條件A.當(dāng)F浮>G物時(shí),物體上??；B.當(dāng)F浮<G物時(shí),物體下沉；C.當(dāng)F浮=G物時(shí),物體懸??；不難作出判斷。答案：〔1受到浮力

2N

〔2下沉說明：對(duì)于物體浮沉問題的兩種判斷方法：一是受力分析法,即A.當(dāng)F浮>G物時(shí),物體上??；B.當(dāng)F浮<G物時(shí),物體下沉；C.當(dāng)F浮=G物時(shí),物體懸??；二是密度分析法,即當(dāng)ρ液>ρ物時(shí),物體將上浮至漂?。划?dāng)ρ液=ρ物時(shí),物體將懸浮,ρ液<ρ物時(shí),物體將下沉至沉底。計(jì)算浮力的公式有：A.稱重法：F?。紾－G’〔F’B.阿基米德原理：F浮＝G排＝ρ液gV排C.懸浮、漂浮條件：F浮＝G物在不同的問題情境中,應(yīng)該選擇不同的公式靈活運(yùn)用。例3.潛水艇在海水中航行時(shí),排水量是8×106牛；在海面上航行時(shí)排水量為6.5×106牛。求：〔1潛水艇在海面上航行時(shí),在水面上體積是多大？〔2要充入多少海水潛水艇才能潛入海中？〔ρ海水=1.03×103千克／米3分析：這是一個(gè)運(yùn)用漂浮條件來進(jìn)行計(jì)算的題目,在新課程下,我們對(duì)于浮力的計(jì)算已經(jīng)不會(huì)出現(xiàn)繁難的計(jì)算,但是漂浮情況是一種特別重要的題型,而且計(jì)算并不難,在解題過程中能體現(xiàn)出物理學(xué)的解題思想如差值法等,另外對(duì)于潛水艇而言它的工作原理要注意：浸沒時(shí)是利用改變自身的重力〔向水倉中充放水來上浮和下潛的。在計(jì)算第一問時(shí),根據(jù)排水量來計(jì)算排開水的體積,兩次體積之差就是在海面上航行時(shí)在水面的體積,V排＝。要充入水的質(zhì)量應(yīng)該等于兩次排開水的質(zhì)量之差。答案：〔1145.6米3〔21.5×106牛說明：在這個(gè)題目中所涉及到的是浮力與排水量的關(guān)系,船的排水量是指船排開水的質(zhì)量。而船漂浮時(shí),由于浮力等于重力,即船的質(zhì)量等于被排開水的質(zhì)量。例4.某固體全部滑入水中時(shí),水對(duì)它的浮力是它重量的,求：該固體密度是多少？分析：這個(gè)題目中物體全部浸沒在水中因此它排開水的體積等于自身的體積,利用體積相等從而找到了解決問題的辦法。即V物＝V排,即從而得出ρ物＝答案：ρ物＝＝6×103kg/m3說明：求密度的問題,有多種變式,漂浮時(shí),ρ物＝,物體浸沒時(shí),可以用彈簧測力計(jì)時(shí),ρ物＝,本題中利用體積相等,從而利用浮力的相關(guān)公式來進(jìn)行解決問題。[模擬試題]〔答題時(shí)間：80分鐘一、填空題1.液體對(duì)浸在液體里的物體向上和向下的________,就是液體對(duì)物體的浮力浮力的方向總是________的。2.物體漂浮在液面上的條件是________。3.一木塊,從水里浮上水面,在未露出水面之前受到的浮力________.〔填變大、變小和不變這是因?yàn)開_______。4.浸入液體中的物體同時(shí)受到重力和浮力的作用,當(dāng)浮力大于重力,物體________,當(dāng)浮力小于重力,物體________,當(dāng)浮力等于重力,物體________或________。5.浮力的大小跟兩個(gè)因素有關(guān),這兩個(gè)因素是________。6.甲、乙兩個(gè)實(shí)心球體積為V,它們的密度和水密度的關(guān)系式：ρ甲＞ρ水＞ρ水.若將兩球放入水中,待它們靜止后,則甲球受到的浮力為________,乙球受到的浮力為________,________球受到的浮力大。7.密度計(jì)是用來測量________的儀器,它是利用________的條件工作的。8.體積相同的木塊和冰塊,都浮在水面上,木塊受到的浮力________冰塊受到的浮力,木塊排開水的體積________冰塊排開水的體積。9.質(zhì)量相等的銅塊和鐵塊,它們受到的重力之比為________；投入水銀中,受到的浮力之比為________。10.浮力的施力物體是________,浮力的方向是________的,浮力和大小跟________和________有關(guān)。11.一塊冰浮在水面上,它浸入水中的體積是冰的體積的________倍?！拨阉?0.9×103千克/米312.一塊鐵和一塊鋁,在水中稱一樣重,若在密度比水大的液體中稱則________重。13.潛水艇是靠改變________來實(shí)現(xiàn)其沉浮的.氣球、飛艇的主要組成部分是________,在這里面裝著________比空氣小的氣體,當(dāng)氣球或飛艇受到的浮力________氣球、飛艇自重加載重時(shí),氣球,飛艇就能上升。14.浸沒在液體中的物體,如果物體密度________液體的密度,物體就上浮,如果物體密度________液體的密度,物體就下沉,如果物體密度________液體密度,物體就懸浮。15、如圖1,燈籠氣體的密度_________〔填"大于"、"小于"或"等于"空氣密度,導(dǎo)致燈籠受到的大于燈籠的重力,所以燈籠才上升。16、如圖2所示,將兩塊相同的橡皮泥做成實(shí)心球形和碗形,分別放入相同的甲、乙兩杯水中,靜止時(shí)甲杯中橡皮泥所受的浮力乙杯中橡皮泥所受的浮力〔選填"大于"、"小于"或"等于",杯中水面升高得多。17.漂浮在水面上的冰塊熔化后液面________,若冰塊中含有鐵塊,冰熔化后液面________；若冰塊中含有木塊,冰熔化后液面________；若冰塊中含有煤油,冰熔化后液面________；若冰塊中含有空氣泡,冰熔化后液面________。18.浸沒在水中的木塊,它受到水的浮力________于它的重力,所以木塊上浮.當(dāng)它露出水面并繼續(xù)上浮時(shí),它的排水體積________,它受到的浮力________。當(dāng)它靜止在水面上的時(shí)候,木塊受到的浮力________于它受到的重力。19.冰川是由于雪長期重壓而形成的冰雪混合體,它沿地面向低處慢慢移動(dòng),當(dāng)?shù)竭_(dá)海邊時(shí)發(fā)生折斷、崩塌,落入海洋形成冰山,冰山落入海洋后處于狀態(tài)〔選填"漂浮"、"懸浮"或"沉入海底",若某一冰山的體積為V,位于海面下的體積為V1則V1：V=?！拨驯?0.9×103kg／m3、ρ海水=1.03×l03二、選擇題1.有質(zhì)量相同的一鐵塊和一木塊放入水中靜止后,鐵塊下沉木塊漂浮,則它們所受浮力的關(guān)系是〔A.木塊受的浮力大B.鐵塊受的浮力大C.受的浮力相等D.無法判斷2.把一個(gè)錐體浸沒水中〔如圖3所示,分底面朝下和底面朝上兩種浸法.問兩種情況下錐體受到水的壓力差的大小是〔A.底面朝下大B.底面朝上大C.兩種一樣大D.一樣大,都是零3.密度均勻的實(shí)心物體懸浮在液體中,若將此物體截成大小不相等的兩塊后,仍放入該液體中,則〔A.大塊的物體下沉,小塊的物體上浮B.大塊的物體下沉,小塊的物體懸浮C.大小兩塊物體都懸浮D.大小兩塊物體都上浮4.一鐵塊和一鋁塊在水中稱一樣重,若在鹽水中稱,則〔A.鐵塊比鋁塊重B.鐵塊和鋁塊一樣重C.鋁塊比鐵塊重D.無法判定5.一個(gè)金屬球先后浸沒在盛有水、煤油的容器中,它所受到的浮力分別為F1和F2,則〔A.F1＞F2B.F1＜F2

C.F1=F2D.條件不足無法判斷6.甲、乙兩個(gè)相同的燒杯,甲中裝滿杯水,乙中裝半杯水.把兩個(gè)體積相同的木塊輕輕放入杯中,木塊浮在水面上,則杯底所受的壓力〔A.甲增大、乙增大B.甲增大、乙不變C.甲不變、乙不變D.甲不變、乙增大7.下面幾種說確的是〔A.能夠在水中漂浮的蠟塊,在鹽水中也能漂浮B.體積相同的木塊和石塊一起放入水中,木球漂浮,石塊下沉,它們最后所受的浮力相等C.浮力的大小與物體的物重?zé)o關(guān)D.輪船在河水中航行和在海水中航行受到的浮力不一樣大8.乒乓球、實(shí)心木球、實(shí)心鐵球三者體積相同,把它們分別放到水槽里,靜止不動(dòng)時(shí),三球所受的浮力〔A.乒乓球所受浮力最大B.木球所受浮力最大C.鐵球所受浮力最大D.三球所受浮力相等9.下列物理知識(shí)的應(yīng)用事例中,敘述錯(cuò)誤的是〔A.用同一密度計(jì)測量不同液體的密度時(shí),密度計(jì)所受浮力不同B.潛水艇是靠改變自身所受重力來實(shí)現(xiàn)其浮沉的C.氣球上升是因?yàn)闅馇蚶锍涞氖敲芏刃∮诳諝獾臍怏wD.農(nóng)民常用濃度適宜的鹽水把飽滿結(jié)實(shí)的種子選出來10.如圖4為一根表面涂蠟,一端繞著適量鐵絲的木棍豎直浮于水面的情況.若將其露出水面的部分切去,則剩余的部分一定會(huì)〔A.下沉B.上浮C.懸浮在水中不動(dòng)D.以上情況均有可能11.兩個(gè)完全相同的燒杯,一杯裝滿水,另一杯也裝滿水,但水面上漂著一塊木塊.把這兩杯水同時(shí)放在天平兩邊則〔A.天平仍然平衡B.浮有木塊的那一邊重C.浮有木塊的那一邊輕D.無法判斷12.把三個(gè)完全相同的長方體木塊的側(cè)面畫三條等分線,分別放在三個(gè)容器中浮于液面.從圖5可知,三種液體的密度之比ρA∶ρB∶ρC是〔A.2∶3∶1B.2∶1∶3

C.3∶2∶6D.1∶1∶113.一個(gè)人劃一條船在池中打撈石塊,當(dāng)他把池中石塊全部撈到船上后,池中的水面與打撈前相比較〔A.水面上升B.水面下降

C.水面保持不變D.不能確定14.下面關(guān)于浮沉條件的論述正確的是〔A.密度等于水的實(shí)心球可以浮在水面上,也可以懸浮在水面下B.密度大于水的物體能浮在水面上,物體一定是空心的C.浮在液面上的物體所受的浮力大于物重D.浮在液面上的物體,其組成材料的密度一定小于液體的密度15.如圖6所示的A,B,C是三個(gè)體積相同的金屬塊,浸沒在同一種液體里,A的底部與容器底部緊密相接觸,則〔A.A,B,C三金屬塊所受浮力相等B.A在液體中最深,受浮力最?。籆在液體中最淺,受浮力最大C.B,C受浮力相同,A不受浮力D.A在液體中最深,受到浮力最大16.物體在液體中勻速上浮過程中〔A.浮力大于物體重力B.浮力等于物體重力C.浮力小于物體重力D.無法確定17.一艘核潛艇從海面下40米潛到海面下90A.壓強(qiáng)要增大,可浮力不變B.壓強(qiáng)、浮力都保持不變C.壓強(qiáng)要增大,但浮力要減小D.壓強(qiáng)、浮力都要減小18.一個(gè)木塊〔ρ木=0.6×103千克／米3和一塊石蠟〔ρ=0.9×103千克／米3的質(zhì)量相同,把木塊放在鹽水中,石蠟放在水中,比較它們受到的浮力大小〔A.木塊受到鹽水的浮力大B.石蠟受到水的浮力大C.木塊受到鹽水的浮力等于石蠟受到水的浮力D.由于浮體的物質(zhì)不同,液體也不同,因此無法判斷誰受到的浮力大19.如圖7所示,木塊下面用細(xì)繩吊一塊鐵懸浮在水中,若細(xì)繩斷了,待木塊重新靜止,并且鐵塊下落到容器底部后,水對(duì)容器底的壓力和壓強(qiáng)〔A.都變大B.都不變

C.都變小

D.壓力不變,壓強(qiáng)變小20、一塊軟木塞質(zhì)量為0.01千克,浮在水面上,只有部分浸沒在水中,那么在軟木塞上還可以載質(zhì)量為多少的砝碼,軟木塞才能恰好浸沒在水中〔A.0.04千克B.0.03千克

C.0.02千克

D.0.01千克21、看到圖8所示的圖片,愛動(dòng)腦筋的小明同學(xué)突發(fā)奇想：假如某一天地球?qū)λ形矬w的引力明顯增大,還能在同樣的環(huán)境中發(fā)生如此愜意的事情嗎？經(jīng)過認(rèn)真的思考,他作出了下列幾種猜想,你認(rèn)為其中正確的是〔A、人的質(zhì)量將明顯的增大,人將沉入海里B、人的質(zhì)量將明顯增大,人仍能浮在海中看書C、人受到的重力將明顯增大,人將沉入海里D、人受到的重力將明顯增大,人仍能浮在海中看書22、如圖9所示,打撈江底的沉船,下面采取的措施不合理的是〔A、使沉船與水底淤泥盡量分離

B、使用費(fèi)力的機(jī)械把沉船拉起來C、清除船體中的泥沙,使船變輕D、將浮筒與船綁在一起,再排出浮筒的水23、如圖10所示,將一只玩具青蛙放入水中,它能漂浮于水面；把它放入另一種液體中,它卻沉入底部,則在這兩種情況下這只玩具青蛙受到的浮力大小相比較〔

A.水中受到的浮力較大

B.在液體中受到的浮力較大

C.受到的力一樣大

D.無法比較浮力大小三、做圖與實(shí)驗(yàn)題用圖11中所示的裝置研究石塊受到浮力的大小。A中能夠測出________。B中能夠測出________。C中能夠測出________。D中能夠測出________?！?由________和________〔填字母序號(hào)能夠計(jì)算出浮力的大小?！?為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,B和D兩步驟中應(yīng)先做________〔填字母序號(hào)〔4實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________。四、計(jì)算題1.有一玻璃塊,在空氣中稱,重為0.215牛；放在水中稱,重為0.147牛；放在酒精中稱,重為0.167牛。求玻璃和酒精的密度。2.甲、乙兩個(gè)實(shí)心物體浸沒在同一液體中,已知m甲=m乙,ρ甲=3ρ乙,則兩種物體受到的浮力F甲：F乙是多少？若發(fā)現(xiàn)乙物體在該液體中上浮,當(dāng)靜止后露出的體積為,則是多少？3.重9牛的鐵球,體積為1分米3,放入水中后浮力多大？4.軟木塊的體積是500厘米3,漂浮在水面上,在它上面放一個(gè)0.35千克的物體,軟木塊會(huì)不會(huì)下沉？〔ρ木=0.2×103千克／米35.將一木塊放入水中,它露出水面部分的體積是24厘米3,將露出水面部分截去后再放入水中,它露出水面部分的體積為16厘米3,求木塊總體積和它的密度各是多少。6.一個(gè)重2牛的物體,掛在彈簧秤鉤上。物體浸沒在水中時(shí)彈簧秤的示數(shù)是0.87牛,這個(gè)物體受到水的浮力是多少牛？7.潛水艇在海水中航行時(shí),排水量是8×106牛；在海面上航行時(shí)排水量為6.5×106牛。求：〔1潛水艇在海面上航行時(shí),在水面上的體積是多大？〔2要充入多少海水潛水艇才能潛入海中？〔ρ海水=1.03×105千克／米38.一個(gè)可以靜止在水中任意深度的空心銅球,它的空心部分的體積和實(shí)心部分的體積之比是多少？〔銅的密度為8.9×103千克／米39.如下圖所示,木塊的質(zhì)量為9千克,漂浮在水面上。若在木塊上面放一金屬塊,金屬塊的質(zhì)量為910、某固體全部沒入水中,水對(duì)它的浮力是它重量的,求該固體密度是多少。[試題答案]一、填空題1.壓力差豎直向上2.浮力等于重力3.不變物體排開水的體積不變4.上浮下沉懸浮漂浮5.液體密度物體排開液體的體積6.ρ水gVρ乙gV甲7.液體密度物體漂浮在液面上8.小于小于9