第2課時(shí) 浮沉條件的應(yīng)用

第2課時(shí)

浮沉條件的應(yīng)用第十章浮力R·八年級下冊課前自學(xué)準(zhǔn)備課標(biāo)要求學(xué)習(xí)目標(biāo)01知道通過改變物體受到的重力或者浮力控制物體的浮沉。02知道潛水艇、輪船、密度計(jì)等浮沉條件的應(yīng)用。03運(yùn)用物體的浮沉條件解釋生產(chǎn)生活的一些現(xiàn)象。課堂教學(xué)展示情境導(dǎo)入人類從遠(yuǎn)古時(shí)代就開始利用浮力了，最初可能是抱住或騎在一段樹干上順?biāo)?。后來人們發(fā)明了船，它能承載更多的人和物。據(jù)記載，1405年鄭和下西洋時(shí)乘坐的木船長約為147m，是當(dāng)時(shí)世界上最大的木船。浮力的應(yīng)用知識點(diǎn)課堂教學(xué)展示進(jìn)行新課橡皮泥的密度比水大，它在水中會下沉，根據(jù)阿基米德原理，怎樣使它能漂浮在水面上，并能承載重物呢？想想做做想一想：輪船是鋼鐵制成的，鋼鐵的密度遠(yuǎn)大于水的密度，為什么可以漂浮在水面上，還能承載那么多貨物呢?把橡皮泥捏成瓢狀放在水面,雖然它所受的重力沒有改變，但是排開的水的體積變大，因而受到較大的浮力，所以能漂浮在水面上，并能承載重物。輪船就是根據(jù)這個(gè)原理制造的。橡皮泥小船輪船工作原理：利用空心的方法，增大可以利用到的浮力，漂?。‵浮=G）在水面上。排水量（m排）：輪船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量。所以，m排=m船+m貨因?yàn)檩喆。篎浮=G，F(xiàn)浮=m排g輪船的滿載排水量思考：輪船從河里駛?cè)牒＠?，浮力大小_____，排開液體的體積______（選填“變大”“變小”或“不變”），輪船________一些（選填“浮起來”或“沉下去”）。不變變小浮起來例1

如圖是中國自主研制的目前全球最大的集裝箱船“鑫福103”輪。該船的排水量是30萬噸，能夠一次性搭載24萬噸的貨物。該船正在舟山海域進(jìn)行試航，此海域的海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg。下列說法正確的是（）A.該船所受浮力的方向是豎直向下的B.該船滿載時(shí)受到的浮力為3×108NC.搭載24萬噸的貨物時(shí)，該船排開海水的體積

增加2.4×103m3D.如果該船駛?cè)牒Ｋ芏雀蟮暮Ｓ?，船身?/p>

上浮一些D潛水艇工作原理：靠改變自身重力上浮和下潛。排出水，潛艇受到的重力減小，G＜F浮，潛艇上浮注入水，潛艇受到的重力增大，G＞F浮，潛艇下沉浸沒在水中時(shí)，V排不變，故F浮不變潛水艇的浮沉例2

如圖為同一艘潛水艇在水中上浮和下潛時(shí)的情景，其中潛水艇正在水中上浮的是圖____(選填“甲”或“乙”，下空同)，正在水中下潛的是圖_____。這兩種情景中，潛水艇所受的浮力分別為

F甲、F乙，則F甲____(選填“>”“=”或“<”)F乙。甲乙=氣球和飛艇工作原理：氣球和飛艇靠充入或排出密度較小的氣體來實(shí)現(xiàn)升降。

F浮=ρ空氣gV排，G=ρ氣gV+G殼。當(dāng)F?。綠時(shí)，氣球(飛艇)可升上天空；要使氣球(飛艇)降回地面，可以放出一部分氣體，使其浮力小于自身重力。對于熱氣球，加熱時(shí)內(nèi)部空氣膨脹，一部分空氣排出，球內(nèi)空氣密度減小，使浮力大于重力而上升；停止加熱，熱空氣冷卻使重力大于浮力而落地。例3

圖甲是“中國天眼”中氣球懸吊著維護(hù)人員作業(yè)的情景。小雯利用氣球和重物進(jìn)行模擬，如圖乙。充氣前，氣球A與重物B的總質(zhì)量為0.109kg，充入適量氦氣過程中，A體積變大，其所受浮力______

(選填“變大”“變小”或“不變”)；當(dāng)A的體積為_____m3

時(shí)，B對地面的壓力恰好為零。(B所受的浮力忽略不計(jì)，ρ空氣=1.29kg/m3

，ρ氦氣=0.2kg/m3

，g取10N/kg)變大0.1密度計(jì)用途測量液體密度構(gòu)造密度計(jì)是一根上部標(biāo)有刻度、形狀特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡內(nèi)封裝入金屬顆粒作為配重工作原理物體漂浮時(shí)所受浮力等于重力、阿基米德原理使用方法將密度計(jì)放入待測液體中，當(dāng)密度計(jì)靜止時(shí)，讀出液面對應(yīng)的刻度值即是液體的密度密度計(jì)在液體中呈豎直漂浮狀態(tài)，所以F浮=G，即浮力大小不變。根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，ρ液越大，V排越小，露出液面的體積越大，所以密度計(jì)上的刻度值上小下大?？潭忍攸c(diǎn)：上小下大，刻度不均勻?yàn)槭裁疵芏扔?jì)上的刻度值上小下大呢？例4

物理興趣小組的同學(xué)制作了一個(gè)簡易密度計(jì)，分別放入盛有不同液體的兩個(gè)燒杯中，靜止時(shí)液面相平，如圖所示。密度計(jì)在液體中受到浮力F甲____F乙，液體對杯底的壓強(qiáng)p甲____p乙。(均選填“<”“=”或“>”)=＜課后反饋總結(jié)隨堂練習(xí)1.一個(gè)木塊的體積為200cm3，密度為0.8×103kg/m3，把它浸沒在水中后由靜止釋放，這個(gè)木塊為什么不能懸浮在水中？木塊最終漂浮在水面上時(shí)，浸在水中的體積是多少？【選自教材P76練習(xí)與應(yīng)用】解：物體懸浮在液體中的條件是物體的密度等于液體的密度，而木塊的密度小于水的密度，所以它不能懸浮在水中，最終會漂浮在水面上。漂浮時(shí)，F(xiàn)浮=G木，即ρ水gV排=ρ木gV木，所以木塊浸在水中的體積2.排水量為1000t的輪船在河水中航行，滿載時(shí)船及所裝貨物總共有多重？所受河水的浮力是多少？如果河水密度為1×103kg/m3

，船排開河水的體積是多少？g取10N/kg。解：滿載時(shí)船及所裝貨物的總重G=mg=1000×103kg×10N/kg=1×107N。輪船漂浮在水面上，所受浮力等于輪船和貨物受到的總重力，即F浮=G=1×107N.由F浮=ρ液gV排得，船排開河水的體積3.體積為120cm3、重1.8N的一塊固體，在密度為1.1×103kg/m3

的鹽水中為什么會下沉？當(dāng)這塊固體浸沒在鹽水中靜止時(shí)，容器底部對它的支持力是多少？g取10N/kg。解：固體浸沒在鹽水中時(shí)受到的浮力F浮=ρ鹽gV排=1.1×103kg/m3×10N/kg×120×10-6m3=1.32N，因?yàn)楣腆w受到的浮力小于重力，所以固體會下沉，當(dāng)固體靜止在容器底部時(shí)，固體因受到浮力、容器底部給固體向上的支持力與固體重力而平衡，所以容器底部對固體的支持力F支=G-F浮=1.8N-1.32N=0.48N。4.一個(gè)飛艇充入氣體后的質(zhì)量是1.5t，體積為1500m3。當(dāng)飛艇懸浮在空中時(shí)，它裝了多少貨物？空氣的密度取1.29kg/m3。g取10N/kg。解：飛艇受到的浮力F浮=ρ氣gV排=1.29kg/m3×10N/kg×1500m3=19350N，飛艇的重力G艇=m艇g=1.5×103kg×10N/kg=15000N，飛艇懸浮時(shí)F浮=G物+G艇，則G物=F浮-G艇=19350N-15000N=4350N，即飛艇懸浮在空中時(shí)所裝貨物的質(zhì)量為435kg。5.如圖所示的自制簡易密度計(jì)是把吸管的下端密閉并纏繞一段銅絲做成的。將其放入盛有不同液體的兩個(gè)燒杯中，它會豎直立在液體中。由觀察到的現(xiàn)象判斷甲、乙哪杯液體的密度大，說出你的理由。甲乙5.乙圖杯中液體的密度大，因?yàn)橥幻芏扔?jì)在兩種不同的液體中都處于漂浮狀態(tài)，所受浮力都等于密度計(jì)的重力，即受到的