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2019-2020年八年級(jí)科學(xué)上冊(cè) 水的浮力(三)——物體浮沉條件的應(yīng)用學(xué)案 浙教版
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.能用物體浮沉條件解釋、解決實(shí)際問(wèn)題。
2.理解密度計(jì)的原理，會(huì)用密度計(jì)測(cè)液體的密度。
3.加強(qiáng)對(duì)浮力知識(shí)的有關(guān)計(jì)算。
課堂學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)
[課前練習(xí)]
1.簡(jiǎn)述物體浸沒(méi)在液體中時(shí)物體的浮沉情況。
[答] 對(duì)浸沒(méi)在液體中的物體來(lái)說(shuō):
(1)當(dāng)F浮>G物，物體就上浮，最后處于漂浮狀態(tài)；
(2)當(dāng)F?。紾物，物體懸浮在液體中；
(3)當(dāng)F浮
ρ物，上浮后漂浮；
(2)當(dāng)ρ液＝ρ物，物體懸??；
(3)當(dāng)ρ液<ρ物，物體將下沉。
2.浸沒(méi)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(qiáng)增加，浮力不變 B.壓強(qiáng)增加，浮力增加
C. 壓強(qiáng)不變，浮力增加 D.壓強(qiáng)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(dāng)同時(shí)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(guò)程中，以下說(shuō)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(zhì)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?fàn)顟B(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(xué)探究]
一、實(shí)驗(yàn)
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(kāi)水的質(zhì)量，即為輪船滿載時(shí)受到水的浮力，排水量可用吃水線來(lái)表示。
2.潛水艇。
潛水艇的浮沉原理是靠改變自身重力來(lái)實(shí)
現(xiàn)的。需下沉?xí)r，水艙內(nèi)充水，到G>F?。划?dāng)G=F浮時(shí)，能停在任何位置(懸浮)；需上浮時(shí)，用壓縮空氣將水排出，到Gρ水，石塊投入水中后要下沉，即F浮石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(jì)測(cè)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(jì)在三種液體中所受浮力大小關(guān)系如何?
[解析] 密度計(jì)是根據(jù)漂浮原理制成的，物體漂浮時(shí)，所受浮力等于物體的重力。圖1—31中用的是同一支密度計(jì)，故密度計(jì)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(dāng)F浮一定時(shí)，ρ液與V排成反比。 圖中易看出，密度計(jì)排開(kāi)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。
[答] 略
[例4] 如圖1—32所示，一木塊上面放著一實(shí)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＝7.8103千克／米3，ρ水＝1.0103千克／米3)
[解析] 可以先以A為研究對(duì)象，A受重力GA和木塊對(duì)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(duì)木塊的壓力N＇。再以左邊木塊為
研究對(duì)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(duì)象，木塊受重力G、浮力F和繩子的拉力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(duì)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(lái)求解嗎?請(qǐng)寫(xiě)出你的解法。
[課內(nèi)練習(xí)]
1.潛水艇完全潛入水中，再繼續(xù)下潛時(shí)
( A )
A.浮力不變，壓強(qiáng)變大 B.浮力變大，壓強(qiáng)變大
C.浮力不變，壓強(qiáng)不變 D.浮力不變，壓強(qiáng)變小
2.某輪船的最大排水量是2104噸，若輪船自身質(zhì)量是3103噸，那么這輪船最多可裝 1.7104 噸貨物。
3.一艘輪船從長(zhǎng)江駛?cè)霒|海，輪船受到的浮力 不變 排出液體的體積 變小 。
4.一實(shí)心物體放到水中受到浮力為9牛，將該物體放入密度為0.8103千克／米3的酒精中，受到浮力為8牛，則實(shí)心物體的密度大小范圍為 ( B )
A.ρ物>1.0103千克／米3 B.0.8103千克／米3<ρ物<1.0103千克／米3
C.ρ物<0.8103千克／米3 D.無(wú)法確定
[課時(shí)小結(jié)]
重點(diǎn):1.密度計(jì)原理及使用。
2.輪船、潛水艇的原理。
難點(diǎn):將輪船及密度計(jì)應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中去。
課外同步訓(xùn)練
[基礎(chǔ)過(guò)關(guān)]
1.密度計(jì)是測(cè)量 液體密度 的儀器。把它放在密度較大的液體中時(shí)，它排開(kāi)的液體體積則 較小 (填“較大”或“較小”)。
2.有一個(gè)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(gè)物塊，物塊受到的浮力為F浮，則下列判斷中錯(cuò)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.如圖l一33所示是用同一密度計(jì)測(cè)定甲、乙兩種不同液體的密度的實(shí)驗(yàn)裝置，下列說(shuō)法中正確的是 ( B )
A.甲液體對(duì)密度計(jì)的浮力大些 B.甲、乙兩液體對(duì)密度計(jì)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(shè)深度足夠，有一只密度為ρ＇，的實(shí)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?qū)⒁怀恋降祝辉龠\(yùn)動(dòng)
B.小球?qū)⑵≡谝好嫔?，不能下?
C.小球經(jīng)過(guò)一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程，最終懸浮在深h＝處
D.小球經(jīng)過(guò)一段運(yùn)動(dòng)過(guò)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(shí)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(diǎn) B.將下沉一點(diǎn) C. 仍不動(dòng) D.無(wú)法判斷
8.一木塊浮在密度為ρ的液體中，此時(shí)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(wú)法判斷
9.一只燒杯中裝有水，水面上漂浮著一塊冰塊，當(dāng)冰塊熔化后，燒杯中的水面將如何變化?(ρ冰＝0.9103千克／米3)
[解] 冰塊熔化前處于漂浮狀態(tài)，則有:
F?。紾冰，即ρ水gV排＝ρ冰gV冰
所以V排＝V冰
當(dāng)冰塊熔化以后，由于密度變大，體積將減小，但質(zhì)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(lái)冰塊排開(kāi)水的體積，所以冰在熔化前后，杯中水面將不發(fā)生變化。
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