（八下）第三节物体的沉浮条件及应用（解析版）（导学案2）

skybamboo · 发表于 9 小时前

第三节物体的沉浮条件及应用
三口中学黄世华

教学目标

理解物体的浮沉条件。

浮沉条件应用。（重难点）

教学过程

知识点一
物体的浮沉条件
上浮、悬浮、下沉的物体，物体密度与液体密度间有什么关系？
实心物体浸没在液体中，只受重力和浮力。

讨论
一个悬浮在水中的实心均匀物体，把它切成大小不同的两块后，大块将怎样？小块将怎样？
答案：大小不同的两块物体都将悬浮，因为物体悬浮在水中，说明物体密度等于水的密度，切成大小不同的两块后，构成物体的材料不变，密度不变，也就是说，大小不同的两块物体密度跟原来物体密度相同，等于水的密度。
知识点二
浮沉条件应用
1、如何改变物体的浮沉情况？
①物体的浮沉情况是由物体受到的浮力和重力决定，当浮力大于重力时，物体上浮；当浮力小于重力时，物体下沉；当浮力等于重力时，物体悬浮。
②要改变物体的浮沉情况，有三种方法：一是只改变物体的重力；二是只改变物体的浮力；三是同时改变浮力和重力。
2、轮船是利用空心的道理
①轮船做成空心，以增大轮船排开水的体积，以增大轮船受到的浮力，轮船漂浮在水面上，它受到的浮力等于它受到的重力。
②轮船的排水量：轮船满载货物时排开水的质量。
思考

为什么排水量表示此船满载时，货物质量和船身质量之和？
因为轮船漂浮 F浮=G
所以 m排g=m船g+m货g
m排=m船+m货

3、潜水艇的原理：靠改变自身重力来实现上浮和下潜的。
潜水艇排水，重力减小，重力小于浮力，潜水艇上浮；潜水艇充水，重力增大，重力大于浮力，潜水艇下沉。

4、气球和飞艇是利用空气浮力升上天空的
讨论

如图，向水中加盐，鸡蛋未露出液面前，受的浮力大小怎样变化？重力大小又怎么变化？
答案：根据公式F浮=V排ρ液g，向水中加盐，鸡蛋未露出液面前V排不变，ρ液增大，浮力F浮增大；重力大小始终不变。
练习
1、如果轮船从河里驶进大海，G 不变  ，
F浮不变  ，（填“变大”“变小”“不变”），是上浮一点，还是下沉一点上浮一点。
2、密度计是测量液体密度的仪器，将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值，同一支密度计在甲、乙液体中静止时如图，请判断密度计在甲、乙液体中受的浮力大小关系，以及甲、乙液体的密度大小关系？
F甲 = F乙；ρ甲﹤ ρ乙
3、一木块漂浮在水面上，有四分之一的体积露出水面，求该木块的密度。
解：因为木块漂浮F浮=G
　　　　Vρ水ｇ＝Ｖρ物ｇ
　　　　　ρ物＝　ρ水
　　　ρ物＝ 0.75×103㎏／ｍ3　
课时同步检测
基础检测
1、如图所示，将一支质量为150g、体积为1.8×10-4m3的物体，用手将其浸没在水中时，物体受到的浮力为1.8N，物体受到的重力为1.5N，松手后物体将  上浮  （选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），待其静止后，杯底受到水的压强将  增大。（选填“不变”、“增大”或“减小”）（g取10N/kg）
【解析】物体受到的浮力:F浮= V排ρ液g=1.8×10-4m3×1.0×103kg/ m3×10N/kg=1.8N
物体受到的重力: G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N
因为浸没时F浮>G，所以松手后物体将上浮，静止后漂浮，由于物体排开水的体积减小，水的深度将增大，根据P=ρgh，水的密度不变，水深度增加，所以杯底受到水的压强将增大。
2、潜水艇是靠改变__  自身重力 __来实现下潜和上浮的。
【解析】潜水艇充水，重力增大，重力大于浮力，潜水艇下沉；潜水艇排水，重力减小，重力小于浮力，潜水艇上浮。所以潜水艇是靠改变自身重力来实现下潜和上浮的。
3、三个实心球甲、乙、丙体积相等，在液体中静止时的位置如图所示，则甲球浮力等于重力；乙球浮力等于重力；丙球浮力等于重力。三个球的浮力比较，丙球受到的浮力最大。
【解析】根据F浮= V排ρ液g，三个球比较，丙球排开液体体积最大，液体密度相同，所以丙球受到的浮力最大。
4、一质量均匀的物体漂浮于某种液体中，若将该物体截成大小不等的两部分，则（ C  ）
A．大的下沉，小的上浮       B．大、小两部分都下沉
C．大、小两部分都漂浮          D．大、小两部分仍悬浮
【解析】物体漂浮，说明物体密度小于液体密度，该物体截成大小不等的两部分，物体密度不变，大、小两部分的密度都小于液体密度，所以大、小两部分都漂浮。故该选C
5、如图所示是中国航母“瓦良格”号训练时的图片．当飞机飞回航母后（  B　）
A．航母将浮起一些，所受浮力减小
B．航母将沉下一些，所受浮力增大
C．航母将沉下一些，所受浮力减小
D．航母始终漂浮，所受浮力不变
【解析】航母在水中始终漂浮，F浮=G ，当飞机飞回航母后重力增大，浮力就增大；再根据F浮=V排ρ液g  ，ρ液不变，而浮力增大，所以V排就增大，也就是说，航母将沉下一些，所受浮力增大。故该选B
6、有一木块漂浮在水面上，若在水中加一些食盐，静止时，则它受到的浮力将（  C  ）
A．变大         B．变小          C．不变   D．无法判断
【解析】木块漂浮，F浮=G ，在水中加一些食盐，木块重力不变，浮力就不变，只是ρ液变大了，V排将减小，木块会上浮一些。故该选C
7、（2017•金昌）下列关于浮力说法正确的是（　B　）
A．轮船从长江驶人东海，吃水深度将变大
B．悬浮在液体中的物体所受的浮力大小等于物体的重力
C．放人水中的石子会沉在杯子底部是因为石子在水中不受浮力
D．潜水艇漂浮在水面时浮力大于重力，下沉时浮力小于重力
【解析】A错误，轮船从长江驶人东海，轮船一直漂浮，F浮=G ，重力不变，浮力就不变，再根据F浮=V排ρ液g ，ρ液变大，而浮力不变，所以V排就减小，也就是说，吃水深度将变小；B正确；C错误，放人水中的石子会沉在杯子底部是因为石子在水中受到的浮力小于受到的重力；D错误，潜水艇漂浮在水面时，是浮力等于重力。故该选B
8、将体积300厘米3、质量为178克的空心铜放入水中，铜球静止时受到的浮力是多大?(g=10
N/kg)
【解析】铜球浸没时受浮力：F浮= V排ρ液g=300×10-6m3×1.0×103kg/ m3×10N/kg=3N
铜球受到的重力: G=mg=0.178kg×10N/kg=1.78N
因为浸没时F浮>G，所以铜球静止后漂浮，F浮=G=1.78N
能力拓展检测
1、如图，重为5牛的小球漂浮在液面上，用力的示意图
画出它受到的浮力F浮。
【解析】漂浮，浮力大小:F浮=G =5N ，浮力方向：竖直向上，作用点取：重心
2、孔明灯在空气中能上升，是因为它受的浮力大于重力，上升过程中灯罩内的气体密度小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）灯罩外的空气密度。
【解析】上升:F浮>G，即V排ρ空g>Vρ内g+G自，所以ρ空>ρ内+G自
3、质量为0.1kg的物体，放入盛满水的容器中，溢出了0.08kg的水，则此物体在水中的状态是 (  A )
A．下沉             B．悬浮
C．漂浮             D．无法判断
【解析】物体受到的重力：G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
物体受到的浮力：F浮=G排 =0.08kg×10N/kg=0.8N
因为G > F浮，物体下沉。故该选A
4、如图，将某物体分别放在甲、乙两种液体中静止，它两次所受的浮力的大小关系( B )
A．F甲>F乙       B．F甲 = F乙
C．F甲<F乙       D．无法确定
【解析】两次都漂浮：F浮=G，放甲、乙两种状态，重力不变，浮力就不变，即F甲 = F乙。故该选B
5、两个相同的薄壁塑料瓶（质量忽略不计）内分别装入体积相等、密度为ρ甲和ρ乙的两种液体后密封，再把它们放入两个装有水的容器中，处于如图状态。下列判断正确的是（ C ）
A．ρ甲＜ρ乙
B．ρ甲=ρ乙
C．ρ甲＞ρ乙
D．无法判断
【解析】F浮=V排ρ液g  ，ρ液是水的密度不变，而甲的V排大，所以甲受的浮力大，再根据漂浮：F浮=G，甲受的浮力大，甲受的总重力就大，而重力G =vρg，装入的液体体积相等，而甲瓶的重力大，因此甲液体密度就大，即ρ甲＞ρ乙。故该选C
6、潜水艇潜在水下航行,当它下潜的深度增加时,比较它所受到的水的压力和浮力关系是（  B  ）
A.压力越大,浮力越大    B.压力越大,浮力不变
C.压力不变,浮力越大    D.压力不变,浮力不变
【解析】F=PS=ρghS  ，潜水艇下潜的深度增加时,水的密度ρ不变，受力面积s不变，深度h增大，所以潜水艇受到水的压力增大；再根据F浮=V排ρ液g ，下潜的深度增加，ρ液是水的密度不变，排开水的体积是潜水艇总体积， V排也不变，所以潜水艇受到的浮力不变。故该选B
7、如图所示，体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.8N的作用下完全浸没在水中，木块底面到水面的距离为0.5m，容器底面积为200cm2，（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，绳子的体积不计），求：(1)木块底面受到水的压强；(2)木块此时受到的浮力；(3)剪断绳子后，木块静止时受到的浮力和排开水的体积；(4)剪断绳子后，水对容器底的压强减小了多少？
【解析】(1)木块底面受到水的压强：
P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa
(2)木块此时受到的浮力：
F浮=V排ρ水g=200×10-6m3×1.0×103kg/m3×10N/kg=2N
又因为F浮=G+F
即2N=G+0.8N
所以G=1.2N
(3)剪断绳子后，由于木块受到的浮力大于重力，木块上浮，静止时漂浮
所以木块静止时受到的浮力：F浮= G=1.2N
木块排开水的体积：V排=F浮/ρ水g=1.2N/（1.0×103kg/m3×10N/kg）=1.2×10-4m3
(4)剪断绳子后，木块露出水面的体积：V露=2×10-4m3-1.2×10-4m3=0.8×10-4m3
此时容器水面降低的深度：h= V露/S=0.8×10-4m3/(200×10-4m2) =0.004m
所以剪断绳子后，水对容器底减小的压强：
△P=ρg△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.004m 0=40Pa

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