第十章 第三节 物体的浮沉条件及应用 学案 2021-2022学年人教版物理八年级下册（有答案）

第三节 物体的浮沉条件及应用
【学习目标】
1、知道物体的浮沉条件
2、会利用物体的浮沉条件解决简单问题
3、知道浮沉条件的应用
【学习重点】知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。
【学习难点】理解改变物体所受的重力与浮力的关系，能增大可利用的浮力。
【自主学习】
知识点1．物体的浮沉条件
1、浸没在液体中的物体，受到的两个力分别是_________和_________。
2、浸在液体中的物体都会受到浮力，但是有的物体要上浮，有的却要下沉，这是为什么？你能画出图中物体所处几种状况下受力的情况吗？
F浮_____G物时，物体上浮，上浮的物体最终要漂浮，物体漂浮时：F浮____G物
F浮________G物时，物体下沉，
F浮________G物时，物体悬浮（根据上图你能说出什么是悬浮吗？）
其中物体处于平衡状态的是_________和_________。处于非平衡状态的是_________和_________ 。
3、利用上浮、悬浮、下沉时F浮和G物的关系推导：
如果ρ物_________ρ液，物体上浮；
如果ρ物_________ρ液，物体下沉；
如果ρ物_________ρ液，物体悬浮。
4、物体上浮过程中：未露出液面时，F浮_________（不变、变大、变小），露出液面后，F浮_________（不变、变大、变小），直到F浮_________G物时，物体漂浮在液面上。
5、如图新鲜的鸡蛋在清水中要下沉，为什么？
你能想办法让它浮上来吗？
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这是通过哪种方法来增大浮力，从而调节浮力和重力关系来实现悬浮的呢？
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知识点2．浮沉条件的应用
1、从浮力的角度看,轮船采用了_______法增大浮力,从而使轮船漂浮在水面上。这种办法的好处是:比同体积的实心体重力______(填“大”或“小”),而且还可以使排开的水_____,所以受到的浮力比同体积的实心体受到的浮力_______(填“大”或“小”)。
2、轮船的大小通常用________来表示。排水量就是轮船________时排开水的_________。如果一艘轮船,它的排水量是1×104t,在密度为1×103kg/m3的河水中航行,根据物体漂浮的条件(F浮=G物),它满载时排开河水的体积是___________m3,如果在密度为1.03×103kg/m3的海水中,所排开的海水的体积比河水的体积______(填“大”或“小”),如果从河流驶入大海,它将_______一些(填“上浮”或“下沉”)。
3、潜水艇两侧有______,向水舱中冲水时,潜水艇的重力逐渐_______,当潜水艇的重力等于它排开的水重力(即浮力)时,潜水艇可以_______在水中,当用压缩空气将水舱内的水排出一部分时,潜水艇的重力_______,从而使重力______浮力,而上浮.所以潜水艇是通过改变______________来实现上浮和下沉的。
4、气球里的气体密度_______空气的密度,这样在它的重力小于它排开的同体积的空气的重力(即浮力),所以能浮在漂浮在空中。当气球里的气体体积减小时,它排开空气的体积减小,所受到的浮力减小,所以可以降到地面上.飞艇内冲入的也是密度较小的气体,也是通过改变自身的体积来改变浮力,从而实现上升和降落。
【典型例题】
1、饺子在水中煮一会儿会漂起来，是因为饺子受热膨胀，体积_______，受到的浮力_______，重力小于浮力，上浮到水面（填“变大”、“变小”或“不变”）。
2、一个质量是60g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时，它受到的浮力是_____N，如果往盐水中注入清水，鸡蛋将_______。（填“下沉”“上浮”或“不动”）（g=10N/kg）。
3、“094型”潜艇是我国自行研制的新一代潜艇，当它从深海中上浮而未露出水面的过程中，它受到海水的（ ）
A．压强减小，浮力不变
B．压强和浮力都不变
C．压强减小，浮力减小
D．压强增大，浮力增大
4、为安全起见，初学游泳者常使用一块泡沫浮板，用双臂把浮板压入水中，借助浮板所受的浮力来辅助游泳。已知泡沫浮板的密度是0.1×103 kg/m3，体积为3 000 cm3。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：
(1)当浮板自由漂浮在水面上时，浮板受到的浮力大小。
(2)当浮板被压没入水中静止时，浮板受到双臂压力的大小。
【反馈检测】
1、将冰块放在浓盐水中，液面位置如图所示，若冰完全熔化，杯中液面高度将( )
A．上升 B．下降 C．不变 D．无法确定
2、把重8 N，边长为0.1 m的正方体物块投入装有足够多水的大容器中，当物块静止时，处于_______(填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态，此时物体所受浮力大小为____N，物块下表面受到水的压强大小为_______Pa。(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
3、小明自制了一支密度计，将其分别放入盛有液体密度为ρ甲和ρ乙的甲、乙两个容器中，静止时，如图所示，从观察到的现象可以判断：ρ甲____ρ乙；若该密度计排开液体的质量分别为m甲、m乙，则m甲____m乙。(均填“＜”“＝”或“＞”)
4、为增强国防知识，某班同学到东海舰队参观某型号潜水艇。潜水艇的舰壳是用高强度的特种钢板制造，最大下潜深度可达350 m，潜水艇的总体积为1.5×103 m3。艇内两侧有水舱，潜水艇侧面如图所示。通过向水舱内充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重，从而实现其下沉或上浮。(已知海水密度为1.03×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：
(1)水舱未充满海水时，潜水艇总重为9.27×106 N，此时漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是多少？
(2)为使潜水艇完全潜入海水中，至少还要向水舱中充入多少吨海水？
参考答案
【典型例题】
1、变大；变大
【解析】根据F浮=ρ液gv排，当V增大时浮力也增大，当浮力大于重力时，物体上浮。
2、0.6 下沉
【解析】：物体悬浮在盐水中，F浮=G得到重力G=mg=0.6N，则浮力为0.6N ，此时ρ物=ρ液；向盐水中加入清水，液体密度减小，ρ物>ρ液,故物体下沉.
3、A
【解析】由题知，潜艇在海水中上升，所处深度h变小，排开海水的体积v排不变，
∵F浮=ρ海水v排g，
∴潜艇受到海水的浮力不变；
∵p=ρgh，
∴潜艇受到海水的压强减小。
4、解：(1)V＝3 000 cm3＝3×10－3 m3，由ρ＝m/V
得m＝ρV＝0.1×103 kg/m3×3×10－3 m3＝0.3 kg，
G＝mg＝0.3 kg×10 N/kg＝3 N，
因为漂浮，所以F浮＝G＝3 N　
(2)因为浸没，所以V排＝V，
F′浮＝G排＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10－3 m3＝30 N，
F压＝F′浮－G＝30 N－3 N＝27 N
【反馈检测】
A
2、漂浮 ；8 ；800
3、＜ ；＝
4、解：(1)潜水艇漂浮，F浮＝G艇＝9.27×106 N，根据阿基米德定律F浮＝G排＝ρ海水V排g，则V排＝＝＝900 m3
(2)潜水艇完全潜入海中，所受浮力F′浮＝G′排＝ρ海水V′排g＝1.03×103 kg/m3×1.5×103 m3×10 N/kg＝1.545×107 N，则至少还要向水舱中充水m海水＝＝＝6.18×14.
【学习小结】
通过这堂课，你有什么收获？你还有什么疑问？请将你的收获和反思记下来。 (
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