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1、八年級科學上冊 水的浮力(三)——物體浮沉條件的應用學案 浙教版
學習目標
1.能用物體浮沉條件解釋、解決實際問題。
2.理解密度計的原理,會用密度計測液體的密度。
3.加強對浮力知識的有關計算。
課堂學習設計
[課前練習]
1.簡述物體浸沒在液體中時物體的浮沉情況。
[答] 對浸沒在液體中的物體來說:
(1)當F浮>G物,物體就上浮,最后處于漂浮狀態(tài);
(2)當F?。紾物,物體懸浮在液體中;
(3)當F浮ρ物
2、,上浮后漂?。?
(2)當ρ液=ρ物,物體懸浮;
(3)當ρ液<ρ物,物體將下沉。
2.浸沒在液體中的某一物體,如果它所處的深度增加,則它受到液體的 ( A )
A.壓強增加,浮力不變 B.壓強增加,浮力增加
C. 壓強不變,浮力增加 D.壓強不變,浮力不變
3.如圖l一28所示,A、B是體積相同的木塊和鐵塊,當同時將它們的繩子剪斷后,在木塊上浮未露出水面和鐵塊下沉未到底部的過程中,以下說法正確的是( D )
A.木塊所受的浮力增大,鐵塊所受的浮力減小
B.木塊所受的浮力減小,鐵塊所受的
3、浮力增大
C. 木塊所受的浮力增大,鐵塊所受的浮力不變
D.木塊所受的浮力不變,鐵塊所受的浮力也不變
4.甲、乙兩只小球的質量、體積都相同,把它們分別浸在A、B兩種不同的液體中,靜止狀態(tài)如圖1—29所示。若它們受到的浮力是F甲與F乙,兩種液體的密度為ρA與ρB,則 ( C )
A.F甲>F乙,ρA>ρB B.F甲ρB D.F甲=F乙,ρA<ρB
[科學探究]
一、實驗
將一塊橡皮泥放在水面上,可觀察到橡皮泥下沉到容器底部 。將橡皮泥捏成
4、碗狀再放在水面上,又可觀察到橡皮泥將 漂浮在水面上 。
1.輪船:用鋼鐵制成空心即可。
其大小通常用排水量表示。排水量是輪船裝滿貨物后排開水的質量,即為輪船滿載時受到水的浮力,排水量可用吃水線來表示。
2.潛水艇。
潛水艇的浮沉原理是靠改變自身重力來實
現(xiàn)的。需下沉時,水艙內(nèi)充水,到G>F??;當G=F浮時,能停在任何位置(懸浮);需上浮時,用壓縮空氣將水排出,到G
5、內(nèi)的魚鰾的體積來改變浮力大小而實現(xiàn)浮沉的。
二、密度計
1.用途:測量液體的密度。
2.工作原理:漂浮原理即F?。紾。
3.刻度值的特點:
(1)上面讀數(shù)小,下面讀數(shù)大;
(2)刻度不均勻,上疏下密。
[典型例題解析]
[例1] 一艘質量為1500噸的輪船,裝上5×103噸貨物后剛好滿載,它此時受到的浮力和輪船的排水量分別是 ( D )
A.1.47×103牛,1500噸 B.3.43×103牛,3500噸
C.4.9×103牛,5000噸 D.6.37×103牛,65
6、00噸
[解析] 輪船漂浮在水面上,它滿載時受到的浮力等于船重加貨物重;排水量是指輪船滿載時所排開水的質量,數(shù)值上等于輪船裝滿貨物時的總質量。
[答] D
[例2] 如圖1—30所示,一只漂浮在水面上的碗中裝有若干石子。現(xiàn)將石子全部投入
水中后,水面將 ( C )
A.保持不變 B.升高一些 C.降低一些 D.都有可能
[解析] 因為碗和碗中的石子原來是漂浮在水面上的,即F浮1=G碗+G石,現(xiàn)將石塊全部投入水中后,所受浮力F浮2=G碗+G浮石,由于ρ石>ρ水,石塊投入水中后要下沉,即F浮石
7、F浮2,根據(jù)阿基米德原理,F(xiàn)浮1=ρ水gV排1,F(xiàn)浮2=ρ水gV排2,因此V排1>V排2,即水面要下降一些。
[答] C
[例3] 用同一支密度計測甲、乙、丙三種液體的密度,如圖1—3l所示,則甲、乙、丙三種液體的密度及密度計在三種液體中所受浮力大小關系如何?
[解析] 密度計是根據(jù)漂浮原理制成的,物體漂浮時,所受浮力等于物體的重力。圖1—31中用的是同一支密度計,故密度計在甲、乙、丙三種液體中所受浮力大小都相等。 由于F?。溅岩篻V排,當F浮一定時,ρ液與V排成反比。 圖中易看出,密度計排開液體體積在甲液體中最大,丙液體中最小,則有ρ甲<ρ乙<ρ丙
8、。
[答] 略
[例4] 如圖1—32所示,一木塊上面放著一實心鐵塊A,木塊頂部剛好與水面相平,在同樣的木塊下掛另一鐵塊B,木塊也剛好全部浸在水中,則A、B兩鐵塊的體積比是多少?(ρ鐵=7.8×103千克/米3,ρ水=1.0×103千克/米3)
[解析] 可以先以A為研究對象,A受重力GA和木塊對它的支持力N,由二力平衡條件
求出N。根據(jù)物體間力的作用是相互的,可求出鐵塊A對木塊的壓力N'。再以左邊木塊為
研究對象,木塊受重力G、浮力F和壓力N',由阿基米德原理和物體的平衡條件求出木塊的重力G。又以右邊木塊為研究對象,木塊受重力G、浮力F和繩子的拉力
9、T,由阿基米德原理和平衡條件求出繩子的拉力T。又以B為研究對象,鐵塊B受重力GB、浮力FB、繩子的拉力T',最后可求出。
N=F—G=GA=ρ鐵gVA
T=F—G=GB—FB=ρ鐵gVB—ρ水gVB
所以==
[答] 略
[思考和討論]
上題還能用其他方法來求解嗎?請寫出你的解法。
[課內(nèi)練習]
1.潛水艇完全潛入水中,再繼續(xù)下潛時
( A )
A.浮力不變,壓強變大 B.浮力變大,壓強變大
C.浮力不變,壓強不變 D.浮力不變,壓強變小
2.某輪船的最大排水量是2×104噸,若輪船自身質量是3×103噸,那么這輪船
10、最多可裝 1.7×104 噸貨物。
3.一艘輪船從長江駛入東海,輪船受到的浮力 不變 排出液體的體積 變小 。
4.一實心物體放到水中受到浮力為9牛,將該物體放入密度為0.8×103千克/米3的酒精中,受到浮力為8牛,則實心物體的密度大小范圍為 ( B )
A.ρ物>1.0×103千克/米3 B.0.8×103千克/米3<ρ物<1.0×103千克/米3
C.ρ物<0.8×103千克/米3 D.無法確定
[課時小結]
重點:1.密度計原理及使用。
2.輪船、潛水艇的原理。
難點:將
11、輪船及密度計應用到實際問題中去。
課外同步訓練
[基礎過關]
1.密度計是測量 液體密度 的儀器。把它放在密度較大的液體中時,它排開的液體體積則 較小 (填“較大”或“較小”)。
2.有一個圓柱形容器恰能盛滿9.8牛的水,現(xiàn)往該容器中盛滿密度為ρ液的液體,并放入一個物塊,物塊受到的浮力為F浮,則下列判斷中錯誤的是 ( C )
A.若ρ液>ρ水,則F浮可能大于9.8牛
B.若ρ液>ρ水,則F浮可能小于9.8牛
C.若ρ液<ρ水,則F浮可能大于9.8牛
D.若ρ液<ρ水,則F浮一定小于9.8牛
3.
12、如圖l一33所示是用同一密度計測定甲、乙兩種不同液體的密度的實驗裝置,下列說法中正確的是 ( B )
A.甲液體對密度計的浮力大些 B.甲、乙兩液體對密度計的浮力相等
C.甲液體的密度大于乙液體的密度 D.甲液體的密度等于乙液體的密度
4.一種液體的密度隨深度而增加,它的變化規(guī)律是ρ=ρ0+kh,式中ρ0、k是常數(shù),h表示深度。設深度足夠,有一只密度為ρ',的實心小球投入此液體中,且ρ'>ρ0,則下列判斷中正確的是 ( D )
A.小球將一沉到底,不再運動
B.小球將漂浮在液面上,不能下沉
C.小球經(jīng)過一段
13、運動過程,最終懸浮在深h=處
D.小球經(jīng)過一段運動過程,最終懸浮在深h=處
5.如圖1—34,容器中水面上漂浮著一只空碗,水底沉著一只土豆。若將土豆取出放入碗中(碗仍能漂浮在水面),則水面高度將 ( B )
A.下降 B.上升 C.不變 D.條件不足,難以判斷
6.有木球、鐵球和銅球(ρ木<ρ鐵<ρ銅)靜止在水中時的位置,如圖1—35所示,則可以確定肯定是空心的是 ( B )
A.木球 B.鐵球 C. 銅球 D.都是空心
[深化提高]
7.均勻的正方體木塊放入水中處于漂浮
14、狀態(tài),現(xiàn)將露出水面部分切去,則剩余部分木塊將 ( A )
A.將上浮一點 B.將下沉一點 C. 仍不動 D.無法判斷
8.一木塊浮在密度為ρ的液體中,此時受到的浮力大小為F,若將該木塊投入到密度為2ρ的液體中,穩(wěn)定后,木塊受到的浮力大小又為 ( B )
A.2F B.F C. D.無法判斷
9.一只燒杯中裝有水,水面上漂浮著一塊冰塊,當冰塊熔化后,燒杯中的水面將如何變化?(ρ冰=0.9×103千克/米3)
[解] 冰塊熔化前處于漂浮狀態(tài),則有:
F浮=G冰,即ρ水gV排=ρ冰gV冰
所以V排=V冰
當冰塊熔化以后,由于密度變大,體積將減小,但質量不變。有:
V冰==V冰=V排
即:冰熔化為水的這部分體積剛好等于原來冰塊排開水的體積,所以冰在熔化前后,杯中水面將不發(fā)生變化。