1、第第3节物体的浮沉条件及应用节物体的浮沉条件及应用1、理解物体的浮沉条件。、理解物体的浮沉条件。2、理解排水量的概念。、理解排水量的概念。3、知道浮力的应用。初步建立应用科学知、知道浮力的应用。初步建立应用科学知识的意识。识的意识。学习目标学习目标1、物体的沉浮条件及应用。、物体的沉浮条件及应用。2、测浮力的四种方法。、测浮力的四种方法。3、不同浮沉状态下物体密度和液体密度的、不同浮沉状态下物体密度和液体密度的关系。关系。重点难点重点难点 知识点一物体的浮沉条件知识点一物体的浮沉条件课堂导学课堂导学浮沉类型浮沉类型受力关系受力关系合力合力状态状态V排排与与V物物的关系的关系液液与与物物的关系的
2、关系上浮上浮(如图甲如图甲)F浮浮G竖直向上竖直向上 非平衡态非平衡态V排排V物物液液 物物下沉下沉(如图乙如图乙)F浮浮G竖直向下竖直向下 非平衡态非平衡态V排排V物物液液 物物悬浮悬浮(如图丙如图丙)F浮浮G为零为零平衡态平衡态V排排 V物物液液物物漂浮漂浮(如图丁如图丁)F浮浮G为零为零平衡态平衡态V排排 物物(1)物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。下沉时物体正在向下加速运非平衡力作用。下沉时物体正在向下加速运动,结果是沉到液体底部。上浮时物体正在动,结果是沉到液体底部。上浮时物体正在向上加速运动,结果是浮出液面,最后漂浮向上加速运动,
3、结果是浮出液面,最后漂浮在液面。在液面。(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力,漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力,在平衡力的作用下静止不动。但漂浮是物体在平衡力的作用下静止不动。但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。整个物体浸没在液体中。(3)物体下表面与容器底接触沉底:物体下表面与容器底接触沉底:F浮浮GN。例例1如图如图10.32所示,甲、乙两杯盐水的密所示,甲、乙两杯盐水的密度分别为度分别为甲甲、乙乙。同一只鸡蛋先后放入两。同一只鸡蛋
4、先后放入两杯中,在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为杯中,在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲甲;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为F乙乙。可以肯定的是。可以肯定的是()A甲甲乙乙,F甲甲F乙乙B甲甲乙乙,F甲甲F乙乙C甲甲乙乙,F甲甲F乙乙D甲甲乙乙,F甲甲F乙乙B方法指导:方法指导:根据悬浮根据悬浮液液鸡蛋鸡蛋,漂浮,漂浮液液鸡蛋鸡蛋,所以,所以甲甲乙乙;根据悬浮时浮力:;根据悬浮时浮力:F甲甲G鸡蛋鸡蛋,漂浮,漂浮时浮力:时浮力:F乙乙G鸡蛋鸡蛋,所以,所以F甲甲F乙乙。练习练习1.将重为将重为4 N、体积为、体积为6104 m3的物体的物体放入一装有适量水的
5、溢水杯中,溢出水放入一装有适量水的溢水杯中,溢出水300 g,当物体静止时,下列判断正确的是当物体静止时,下列判断正确的是()A物体上浮,物体上浮,F浮浮 6 N B物体悬浮,物体悬浮,F浮浮 4 NC物体漂浮,物体漂浮,F浮浮 4 N D物体沉在水底,物体沉在水底,F浮浮 3 NC练习练习2.将一小木块和一大石块浸没在水中,将一小木块和一大石块浸没在水中,松手后小木块上浮,大石块下沉,比较刚松松手后小木块上浮,大石块下沉,比较刚松手时两者所受的浮力大小手时两者所受的浮力大小()A木块受到的浮力较大木块受到的浮力较大 B石块受到的浮力较大石块受到的浮力较大C两者受到的浮力一样大两者受到的浮力一
6、样大 D条件不足无法比较条件不足无法比较B练习练习3.一小球的重力为一小球的重力为5 N,将它浸没在水中,将它浸没在水中时排开时排开8 N的水,则浮力为的水,则浮力为_N,放开,放开手后,小球将手后,小球将_(选填选填“上浮上浮”“”“下下沉沉”或或“悬浮悬浮”),小球最终静止时所受浮,小球最终静止时所受浮力为力为_N。8上浮上浮5练习练习4.将重为将重为3 N的小球放入装有水的容器中,的小球放入装有水的容器中,静止时的状态如图静止时的状态如图10.33所示,则小球所受所示,则小球所受浮力的大小为浮力的大小为_N。小球的体积为。小球的体积为_ m3;若向水中加入足量的盐,小;若向水中加入足量的
7、盐,小球将球将_。(选填选填“上浮上浮”“”“悬浮悬浮”或或“下沉下沉”)(g取取10 N/kg)33104上浮上浮知识点二知识点二 浮沉条件在技术上的应用浮沉条件在技术上的应用(1)轮船。原理:把密度大于水的钢铁制成轮船。原理:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积空心的轮船,使它排开水的体积_,从,从而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水面上。排水量:轮船满载时排开的水的面上。排水量:轮船满载时排开的水的_。(2)潜水艇。原理:潜水艇体积一定,靠水舱潜水艇。原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水、排水来改变自身充水、排水来改变自身_,使,使_小小
8、于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。浮的。增大增大质量质量重力重力重力重力(3)气球和气艇。原理:气球和飞艇体内充有气球和气艇。原理:气球和飞艇体内充有密度密度_空气的气体空气的气体(氢气、氦气、热空氢气、氦气、热空气气),靠改变自身的体积来改变,靠改变自身的体积来改变_的大的大小,实现升降。小,实现升降。小于小于浮力浮力例例2一艘轮船从长江驶入大海后轮船所受一艘轮船从长江驶入大海后轮船所受浮力将浮力将_,轮船排开液体的体积将,轮船排开液体的体积将_。(两空均填两空均填“变大变大”“”“变小变小”或或“不变不变”)在码头将设备卸下后,轮船将在码头将
9、设备卸下后,轮船将_(选填选填“上浮上浮”或或“下沉下沉”)一些。一些。不变不变变小变小上浮上浮方法指导:方法指导:根据阿基米德原理,可得根据阿基米德原理,可得F浮浮G排排m排排g,轮船是漂浮物体,浮力始终等于轮船总重,轮船是漂浮物体,浮力始终等于轮船总重,轮船总重不变,所以受到的浮力不变。根据轮船总重不变,所以受到的浮力不变。根据F浮浮液液gV排排,由于海水的密度大于江水的,由于海水的密度大于江水的密度,所以轮船排开海水的体积小于排开江密度,所以轮船排开海水的体积小于排开江水的体积。轮船卸下货物后,始终漂浮,浮水的体积。轮船卸下货物后,始终漂浮,浮力等于重力,重力减小,浮力变小,轮船排力等于
10、重力,重力减小,浮力变小,轮船排开水的体积变小,船身上浮。开水的体积变小,船身上浮。(关键点:漂关键点:漂浮浮F浮浮G)练习练习5.如图如图10.34所示,一艘货船的排水量所示,一艘货船的排水量为为100 t,该船满载时受到的浮力为,该船满载时受到的浮力为_N,当这艘船从大海驶入江,当这艘船从大海驶入江河,它所受到的浮力将河,它所受到的浮力将_(选填选填“增增大大”“”“变小变小”或或“不变不变”),轮船将,轮船将_(选填选填“上浮上浮”或或“下沉下沉”)一些。一些。9.8105不变不变下沉下沉练习练习6.如图如图10.35,将同一密度计分别放入,将同一密度计分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中
11、,它竖直立在盛有甲、乙两种液体的烧杯中,它竖直立在液体中,如果密度计受到的浮力分别为液体中,如果密度计受到的浮力分别为F甲甲、F乙乙,液体的密度分别为,液体的密度分别为甲甲、乙乙。则。则()A.F甲甲F乙乙,甲甲乙乙 B.F甲甲F乙乙,甲甲乙乙C.F甲甲F乙乙,甲甲乙乙 D.F甲甲F乙乙,甲甲乙乙C练习练习7.近年来,中国为了维护领海主权,在近年来,中国为了维护领海主权,在南海放置浮标以监测水文变化,如图南海放置浮标以监测水文变化,如图10.36,监测发现,从冬季到夏季,海水温度上升,监测发现,从冬季到夏季,海水温度上升,体积膨胀,导致海水密度下降,体积膨胀,导致海水密度下降,(浮标体积浮标体
12、积始终保持不变始终保持不变)则则()A浮力变大,露出体积变大浮力变大,露出体积变大B浮力不变,露出体积变小浮力不变,露出体积变小C浮力变小,露出体积变小浮力变小,露出体积变小D浮力不变,露出体积变大浮力不变,露出体积变大B1小宏与同学们去游览桂林两江四湖,登小宏与同学们去游览桂林两江四湖,登上游船后,船会下沉一些,那么上游船后,船会下沉一些,那么()A船的重力将减小船的重力将减小 B水对船的浮力将减小水对船的浮力将减小C水对船的浮力将增大水对船的浮力将增大 D水对船的浮力将保持不变水对船的浮力将保持不变课堂达标课堂达标C2.如图如图10.37所示,潜水艇悬浮在水中时,所示,潜水艇悬浮在水中时,
13、下列说法错误的是下列说法错误的是()A要使潜水艇下沉,应向水舱充水要使潜水艇下沉,应向水舱充水B要使潜水艇上浮,应从水舱向外排水要使潜水艇上浮,应从水舱向外排水C当潜水艇悬浮在水中时,潜水艇总重等当潜水艇悬浮在水中时,潜水艇总重等于同体积的水重于同体积的水重D潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的来实现浮沉的D3在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的烧杯中,它度计,将其放入盛有不同液体的烧杯中,它会竖直立在液体中,由观察到的现象可以判会竖直立在液体中,由观察到的现象可以判断,下列烧杯中的液体密度
14、最大的是断,下列烧杯中的液体密度最大的是()C4(2020南充南充)某次军事演习中,执行深海某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中。要使潜水艇下作业的潜水艇悬浮在海水中。要使潜水艇下潜,应对水舱潜,应对水舱_(选填选填“注水注水”或或“排水排水”),在下潜过程中,海水对潜水艇,在下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差上下表面的压力差_(选填选填“变变大大”“”“变小变小”或或“不变不变”)。注水注水 不变不变5(2020锦州锦州)“海斗号海斗号”是我国自主研制是我国自主研制的无人潜水器,当它悬停在海面下的无人潜水器,当它悬停在海面下3 000 m深处时,受到海水的压强为深处时,受到
15、海水的压强为_Pa。“山东舰山东舰”是我国第一艘自主研制的航空母是我国第一艘自主研制的航空母舰,当舰载机全部起飞后,舰,当舰载机全部起飞后,“山东舰山东舰”受到受到的浮力将的浮力将_(选填选填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”)。(海水密度取海水密度取1.0103 kg/m3,g取取10 N/kg)3107减小减小6“钻石公主号钻石公主号”游轮因新冠肺炎进入公游轮因新冠肺炎进入公众视野,其排水量为众视野,其排水量为116 000吨,则其满载时吨,则其满载时受到的浮力为受到的浮力为_N,“钻石公主号钻石公主号”从中国香港驶往日本横滨的过程中从中国香港驶往日本横滨的过程中(途中未途中未停
16、靠停靠),受到的浮力,受到的浮力_(选填选填“变变大大”“”“变小变小”或或“不变不变”),停靠在日本横,停靠在日本横滨的滨的“钻石公主号钻石公主号”邮轮上第一批新型冠状邮轮上第一批新型冠状病毒检测呈阴性的乘客陆续下船后船底受到病毒检测呈阴性的乘客陆续下船后船底受到水的压强水的压强_。(选填选填“变大变大”“”“变小变小”或或“不变不变”)(g取取10 N/kg)1.16109不变不变变小变小7把重把重10 N,密度为,密度为0.9103 kg/m3的实心的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于物体投入水中。当物体静止时,物体处于 _(选填选填“漂浮漂浮”“”“悬浮悬浮”或或“沉底沉底”)状
17、态,物体所受浮力为状态,物体所受浮力为 _N,排开水的,排开水的体积是体积是 _m3。(g取取10 N/kg)漂浮漂浮1011038“蛟龙号蛟龙号”完成第完成第20次下潜任务后,逐次下潜任务后,逐渐浮出水面,当排开水的质量为渐浮出水面,当排开水的质量为2 000 t时,时,所受海水的浮力是所受海水的浮力是_N;在;在“蛟龙号蛟龙号”浮出水面的过程中,浮力将浮出水面的过程中,浮力将_。(选选填填“变大变大”“”“变小变小”或或“不变不变”)(海水海水1.0103 kg/m3)2107变小变小9将质量为将质量为3 kg的木块放在盛有水的容器的木块放在盛有水的容器中,木块漂浮时有的体积浸入水中,中,
18、木块漂浮时有的体积浸入水中,g取取10 N/kg,求:,求:(1)木块受到的浮力。木块受到的浮力。(2)木块的密度。木块的密度。(3)木块的体积。木块的体积。解:解:(1)木块漂浮木块漂浮F浮浮G物物m物物g3 kg10 N/kg30 N(2)由题意知,由题意知,V排排 V物物,由由F浮浮G排排m排排g水水V排排g及及G物物物物V物物g有有物物 水水 1.0103 kg/m3 0.6103 kg/m335VV排排物物35(3)答:略答:略33333kg=5 10 m0.6 10 kg/mmV 物物物物物物10在水平桌面上,有两个相同圆柱形容器,在水平桌面上,有两个相同圆柱形容器,内盛相等质量的
19、盐水,将同一鸡蛋分别放入内盛相等质量的盐水,将同一鸡蛋分别放入其中,鸡蛋静止时如图其中,鸡蛋静止时如图10.39所示。鸡蛋在所示。鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为甲、乙两杯中所受浮力分别为F1和和F2,盐水,盐水对容器底部压强分别为对容器底部压强分别为p1和和p2。则。则()AF1 F2、p1 p2 BF1 F2、p1 p2 CF1 F2、p1 p2 DF1 F2、p1 p2课堂提升课堂提升D11三个相同容器内分别盛满不同的液体,三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图小球静止后的状态如图10.310所示
20、,以下判所示,以下判断正确的是断正确的是()A液体的密度关系是液体的密度关系是甲甲丙丙乙乙B液体对容器底部的压强关系是液体对容器底部的压强关系是p甲甲p乙乙p丙丙C容器对桌面的压强关系是容器对桌面的压强关系是p甲甲p乙乙p丙丙D小球受到的浮力大小关系是小球受到的浮力大小关系是F乙乙F丙丙F甲甲答案:答案:D12如图如图10.311所示,放在水平桌面上的三所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度内,待正方体静止后,三个容器内水面高
21、度相同。下列说法正确的是相同。下列说法正确的是()A三个物体的密度大小关系是三个物体的密度大小关系是ABCB容器底部受到水的压强大小关系为容器底部受到水的压强大小关系为p甲甲p乙乙p丙丙C容器对桌面的压力大小关系为容器对桌面的压力大小关系为F甲甲F乙乙F丙丙D物体受到的浮力大小关系为物体受到的浮力大小关系为FAFBFC答案:答案:C13(2019鄂州鄂州)用弹簧测力计悬挂一实心物用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图块,物块下表面与水面刚好接触,如图10.312甲所示。由此处匀速下放物块,直至甲所示。由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放浸没于水中并继续匀速下放(
22、物块始终未与物块始终未与容器接触容器接触)。物块下放过程中,弹簧测力计。物块下放过程中,弹簧测力计示数示数F与物块下表面浸入水中的深度与物块下表面浸入水中的深度h的关系的关系如图如图10.312乙所示。求:乙所示。求:(1)物块完全浸没在水中受到的浮力;物块完全浸没在水中受到的浮力;(2)物块的密度;物块的密度;解:解:(1)由图象可知,由图象可知,GF最大最大8 N,F示示4 N受到的浮力受到的浮力F浮浮GF示示8 N4 N4 N(2)由由F浮浮水水gV排排得物块的体积得物块的体积VV排排 4104m3物块的质量:物块的质量:m 0.8 kg物物 2103 kg/m3答:略答:略 34N1 10 kg 10N/kgF 浮浮水水g gN10N/kgGg 430.8kg4 10 mmV 课堂小结课堂小结谢谢谢谢
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