八年級科學(xué)上冊 水的浮力(二)——物體浮沉條件學(xué)案 浙教版

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1、八年級科學(xué)上冊 水的浮力(二)——物體浮沉條件學(xué)案 浙教版 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.鞏固浮力的概念和阿基米德原理。 2.能用力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系推導(dǎo)出物體在液體中浮沉的條件。 3.會(huì)應(yīng)用浮沉條件分析一些實(shí)例。 課堂學(xué)習(xí)設(shè)計(jì) [課前練習(xí)] 1.浸沒在液體中的物體，它在液體中的深度越深，受到的浮力 ( C ) A.越大 B.越小 C.不變 D.都有可能 2.兩只完全相同的燒杯，一只裝滿水，另一只也裝滿水，但水面上漂浮著一塊木塊，如果將它們同時(shí)放在一臺(tái)已調(diào)平的天平左右兩盤上，則 ( A ) A.天平平衡

2、 B.天平不平衡，有木塊的一邊輕 C.天平不平衡，有木塊的一邊重 D.因不知木塊重，所以無法判斷天平是否能平衡 3.有一金屬球，在空氣中稱時(shí)彈簧秤示數(shù)為14.7牛，浸沒在水中稱時(shí)彈簧秤示數(shù)為4.9牛，已知金屬的密度是3×103千克／米3，通過計(jì)算判斷該金屬球是空心的還是實(shí)心的。 [解] m球＝＝＝1.5千克 V實(shí)＝＝＝5×10-4米3 F球＝G—G＇＝14.7?！?.9牛＝9.8牛 F?。溅阉甮V排 V排＝V球 V球＝＝＝10-3米3 因?yàn)閂球>V實(shí) 所以此金屬球是實(shí)心的。 [科學(xué)探究] 一、實(shí)驗(yàn) 將裝有不同質(zhì)量的沙的乒乓球

3、放入水中，觀察現(xiàn)象，可以觀察到 三只球在水中所處狀態(tài)(深度)不同 。 二、物體浮沉條件 1.設(shè)想一物體浸沒于液體中，如圖1—25所示，對浸沒在液體中的物體進(jìn)行受力分析可能出現(xiàn)三種不同情況: (1)當(dāng)F浮>G時(shí)，根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，可知物體將 上浮 ，當(dāng)部分體積露出液面時(shí)，排開體積減小，受到浮力減小，最后F?。紾，物體處于 漂浮 狀態(tài)。 (2)當(dāng)F浮＝G時(shí)，由于物體受平衡力作用，物體處于 懸浮 狀態(tài)，此時(shí)物體可以停留在液體內(nèi)部任一位置。 (3)當(dāng)F浮

4、力作用靜止。 2.對于實(shí)心物體來說，當(dāng)物體全部浸沒在液體內(nèi)部時(shí)，有V排＝V物，由于F浮＝ρ液gV排，G物=ρ物gV物。則: (1)ρ液>ρ物時(shí)，上浮，最后漂??； (2)ρ液＝ρ物時(shí)，懸?。? (3)ρ液<ρ物時(shí)，下沉。 3.物體的浮沉是一個(gè)非常常見的現(xiàn)象，生活中有大量事件都可以用物體浮沉的條件作出合理的解釋。 閱讀p.24有關(guān)內(nèi)容，然后要求同學(xué)討論p.24的三幅圖如何用物體浮沉條件來解釋。 4.物體漂浮在液面上的條件: F?。紾物，V排ρ物，V排

5、例題解析] [例1] 有一體積是2分米3、密度是0.6×103千克／米3的木塊，用繩子將它拴在水池底部的鉤子上，如圖1—26所示。如果繩子斷了，木塊就上浮到水面。問: (1)木塊在上浮過程(未露出水面)中，受到浮力的大小是否會(huì)發(fā)生變化? (2)木塊漂浮在水面時(shí)露出液面的體積多大? [解析] 由于ρ木<ρ水，根據(jù)物體浮沉條件可知，當(dāng)繩子斷了時(shí)，木塊受到的浮力F浮>G木。 (1)木塊在上浮過程中，當(dāng)木塊尚未露出水面時(shí)，由排開液體受到的重力大小不變，故受到浮力大小將不發(fā)生改變。 (2)木塊受到的重力。G木＝m木g＝ρ木gV木＝0.6

6、×103千克／米3× 9.8牛／千克× 2×10-3米3＝11.8牛 由于木塊最后處于漂浮狀態(tài)，則有F＇浮＝ρ水gV排＝G木 所以V排＝＝＝1.2×10-3米3 所以V露＝V木—V排＝0.8×10-3米3＝0.8分米3 [答] 略 [例2] 現(xiàn)有甲、乙兩種實(shí)心物體，已知ρ甲＝1.2×103千克／米3，ρ乙＝0.8×103千克／米3，ρ水＝1.0×103千克／米3。 (1)當(dāng)取相同質(zhì)量的甲、乙兩種固體，投入到水中，甲和乙兩物體所受浮力之比F甲:F乙是多少? (2)當(dāng)取相同體積的甲、乙兩種固體，投入到水中，則甲和乙兩物體所受浮力之比

7、F＇甲:F＇乙是多少? [解析] 解此類題目的關(guān)鍵在于先根據(jù)物體和液體的密度大小判斷物體靜止時(shí)所處的狀態(tài)，即是沉在容器底還是懸浮或漂浮，然后再根據(jù)具體所處狀態(tài)和物體浮沉條件進(jìn)行解答。 因?yàn)棣鸭?ρ水，所以甲物體放入水中應(yīng)是下沉的。 ρ乙<ρ水，乙物體放入水中則應(yīng)處于漂浮狀態(tài)。 (1)設(shè)m甲＝m乙＝m F甲＝ρ水gV甲＝ρ水g·＝ F乙＝G乙＝m乙g＝mg ＝＝＝ (2)設(shè)V甲＝V乙＝V F＇甲＝ρ水gV甲＝ρ水gV F＇乙＝G＇乙＝V乙ρ乙g＝Vρ乙g 所以＝＝＝ [答] 略 [課內(nèi)練習(xí)] 1.一只實(shí)心球浸沒在水中

8、，則實(shí)心球 ( D ) A.一定下沉 B.一定上浮 C.一定懸浮 D.都有可能 2.一只實(shí)心球恰好能懸浮于酒精中(ρ酒精＝0.8×103千克／米3)，把此球浸沒于水中，則 ( B ) A. 一定下沉 D.一定上浮 C.懸浮 D.都有可能 3.一塊馬鈴薯恰好能懸浮在某一濃度的鹽水中，如果將這塊馬鈴薯切成大小不等的兩塊，仍放到這一鹽水中，則 ( D ) A. 大的一塊下沉，小的一塊漂浮 B.兩塊都下沉 C.兩塊都上浮 D.兩塊都懸浮 4.某物體的質(zhì)量為100克

9、，當(dāng)把它放進(jìn)盛滿水的容器中時(shí)，溢出50毫升的水，則此物體 ( B ) A.浮在水面上 B.沉到容器底部 C.懸浮在水中 D.無法判斷 [課時(shí)小結(jié)] 重點(diǎn):1.能用力和運(yùn)動(dòng)的知識(shí)來分析物體的浮沉條件。 2.對實(shí)心物體能用物體密度和液體密度大小來分析判斷物體的浮沉情況。 3.能用物體浮沉條件來分析解決一些實(shí)際問題。 難點(diǎn):能用物體浮沉條件分析和解題。 課外同步訓(xùn)練 [基礎(chǔ)過關(guān)] 1.放在水中的一只雞蛋，由于雞蛋受到的 重 力大于 浮 力，雞蛋下沉。如果要使雞蛋能浮起來，可以 在水中加

10、一些鹽 ，從而增加 液體密度 。 2.測定人體血液的密度，常采取在幾支試管內(nèi)分別裝入密度不同的硫酸溶液，再向每支試管中滴入一滴血液。若血液在其中一試管內(nèi)懸浮，則說明血液的密度就等于該試管內(nèi)硫酸銅溶液的密度(每支試管內(nèi)硫酸銅溶液的密度是已知的)。這是為什么? [解] 可以將血滴看成實(shí)心物體，根據(jù)物體的浮沉條件可知，處于懸浮狀態(tài)下的實(shí)心物體，物體的密度恰好等于液體的密度，故可以觀察血滴在哪支試管內(nèi)懸浮，則血液密度恰好等于該溶液的密度。 3.等重的實(shí)心銅塊和鉛塊，它們的質(zhì)量之比是 1:1 ，體積之比為 113:89 。投入水中，受到的浮力之比是 113

11、:89 ；投入水銀中，受到的浮力之比是 1:1 。(ρ銅＝8.9×103千克／米3，ρ鉛＝11.3×103千克／米3) 4.一木塊浮在密度為ρ的液體中，受到的浮力為F，若將它投入到密度為2ρ的另一液體中，穩(wěn)定后，木塊受到浮力F＇，則F和F＇的關(guān)系為 ( B ) A.F＇＝2F B.F＇＝F C.F

12、 6.質(zhì)量為270克的鋁球懸浮于水中，求: (1)球受到的浮力應(yīng)是多少；(2)球的體積應(yīng)是多少；(3)球中間空心部分的體積是多少。 (ρ鋁=2.7×103千克／米3 g＝10牛／千克) [解] (1)由于鋁球懸浮在水中 所以F?。絤鉛g＝0.27千克×10牛／千克=2.7牛 (2)V球＝V排 F浮=ρ水gV排=ρ水gV球 V球＝＝ ＝2.7×10-4米3 (3)V實(shí)＝＝＝10-4米3 所以V空＝V球—V實(shí)＝1.7×10-4米3 7.如圖1—27所示，一根彈簧原長15厘米，其下端固定在容器底部，上端連接一個(gè)邊長為4厘米的正方體實(shí)心木塊，向容器里注水，當(dāng)水深達(dá)到18厘米時(shí)，木塊一半浸入水中；當(dāng)水深達(dá)到22厘米時(shí)，木塊上表面正好與水面相平，求木塊的密度。 [解] 解此題關(guān)鍵是:①分析彈簧伸長的長度；②彈簧伸長的長度和所受拉力成正比；③受力分析。 當(dāng)木塊有一半浸沒時(shí):F1＝ρ水gV—ρ木gV △＝1厘米 當(dāng)木塊剛好全浸沒時(shí)，F(xiàn)2＝ρ水gV—ρ木gV △＝3厘米 ＝＝＝＝ 所以ρ木＝ρ水＝0.25×103千克／米3