第十章 浮力 学案（无答案6课时）
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第十章 浮力
第1节 浮力 第2节 阿基米德原理 学案(第1课时) P48
学习目标1.知道水中的物体受到浮力的作用.2.会用称重法求解物体受到的浮力.3.理解阿基米德原理.4.会用阿基米德原理计算物体受到的浮力.
自学指导1
1.称重法测量物体受到的浮力:(1)用弹簧测力计测出物体所受的重力G;(2)把物体浸入液体中,记下此时弹簧测力计的示数F示;(3)物体受到的浮力F浮=G-F示
2.用溢水杯探究浮力的大小:(1)测出物体所受的重力G;(2)把物体浸入液体,测出物体所受的浮力,并且收集物体所排开的液体;(3)测出被排开的液体所受的重力.
次数 物体重力G 物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F示 物体受到的浮力F浮 小桶重G1 排开的水和桶的总重G2 排开的水重G排
1
2
发现规律:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于____________________________.用公式表示为F浮=_______=__________.其中被排开液体的体积等于物体浸没在液体中的体积
典型例题
1.称重法求解浮力.
例1.一个金属球在空气中称时,弹簧测力计的读数为14.7N,浸没在水中称时,弹簧测力计的读数为4.9N,求金属球浸没在水中时所受浮力的大小
针对练习1
1.一个1N的钩码,挂在弹簧测力计钩上,当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是0.87N,这个钩码受到的浮力是_________N.
2.弹簧测力计下挂着一个铁球,静止时弹簧测力计的示数是21.9N,把铁球浸没在水中时,铁球受到浮力是4.9N,则此时弹簧测力计的示数为______N.
3.(选作)一个铁球挂在弹簧测力计挂钩上,静止时弹簧测力计的示数为30N,当把铁球浸没在水中时,弹簧测力计的示数是24N,此时铁球受到的浮力是_____N;当把铁球的一半没入水中时,弹簧测力计的示数是________N.
2.阿基米德原理法---利用F浮=G排求解浮力.
例2. 一个重为2.5N的物体,放入盛满水的杯中,从杯中溢出0.5N的水,则物体受到水的浮力为________N.
针对练习21.质量为0.3kg的物体全部浸没在盛满水的容器中,溢出的水是100g,那么物体所受到的浮力是______N.(g=10N/Kg)
2.(选做)一个物体的质量为0.5kg,放入盛有水的容器(中水未满),溢出水0.1kg,则物体受到的浮力为( )
A 小于1N B 等于1N C 大于1N D 无法确定
自学指导2
阅读课本P49的例题,看课本上是怎样解答浮力问题的,重点看一下解题过程,理解每一个解题步骤.看完后合上课本,自己解答下列例题.
3.阿基米德原理法-----利用公式F浮=ρ液gV排计算浮力.
例3.边长为10cm的一个立方体铜块,浸没在水中,受到的浮力是多少 如果立方体铜块处于更深的位置,浮力又是多少 如果把这个铜块压扁再让它浸没在水中,所受的浮力会不会发生变化 如果把它浸没在酒精中,它受到的浮力变大还是变小
从这个例题中我们可以得出:物体浸没在液体中受到的浮力只与____________和________有关.与物体的__________和物体在液体中的_________无关.
4.运用公式F浮=ρ液gV排分析浮力的变化.
例4.水球运动员把漂在水面上的水球慢慢压入水下0.5m的过程中,水球受到的浮力变化情况是( )
A 逐渐增大 B 逐渐减小 C 始终不变 D 先增大后不变
思路引导:运动员把水球慢慢压入水下的过程中,水球在水中的体积逐渐______,排开水的体积逐渐______,所以水球受到的浮力逐渐_______,当水球全部浸入水中后,排开水的体积不再改变,所以受到的浮力_______.故选_____.
针对练习3
1.一个物体的体积为60cm3,当其体积的一半浸没在水中时,受到的浮力是_________N;当其全部浸没在水中时,所受到的浮力是________N.
2.一个铁球先后浸没在盐水、水、酒精中,受到的浮力分别是F1、F2、F3,则三者的大小关系是_______________.
3.一个圆柱形物体悬浮在密度为1.2×103kg/m3的盐水中,已知圆柱体的横截面积为10cm2,高为15cm,物体上表面到液面的距离为5cm,物体受到的浮力多大 (g=10N/kg)
4.质量为5.4kg的实心铝球,若将它浸没在水中,则铝球受到的浮力是多大 (g=10N/kg)
(ρ铝=2.7×103kg/m3)
第十章 第1节 浮力 第2节 阿基米德原理 (第二课时) P49
1.浸没在水中的乒乓球露出水面之前,受到的浮力( )
A 不变 B 变小 C 变大 D 先变小后变大
2.关于物体受到水的浮力,下面说法中正确的是( )
A 漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B 没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
C 物体排开水的体积越大受到的浮力越大
D 物体的密度越大受到的浮力越小
3.跳水运动员离开跳台后,从接触水面到全部浸入水中,他受到的浮力将_______;在他全部浸入水中下沉的过程中,受到的浮力将________.
4.一个物体受到的重力是10N,将其全部浸没在水中时,所排开的水受到的重力为20N,此时它受到的浮力是_______N.
5.不同材料制成的相同体积的三个小球,放入同种液体中,最后静止时如图所示,则它们受到的浮力的大小关系是( ) www. ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )
A F甲=F乙=F丙 B F甲6.(选作)用弹簧测力计测得一石块重5N,将石块全部浸没在水中,测力计的示数为3N,则物体受到的浮力为______N,石块排开水的体积为________m3,石块的体积为_________m3,石块的密度是_________kg/m3;若将这个石块浸没在密度为0.8×103kg/m3的液体中,它受到的浮力是_______N,此时弹簧测力计的读数是_______N.(g=10N/kg)
第3节 物体的浮沉条件及的应用学案(第1课时) P57
学习目标
1.理解物体浮沉的条件.2.会判断物体的浮沉..
知识回顾
1.浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它________________________.这就是著名的阿基米德原理.用公式表示为F浮=_______=__________.
2.当物体浸没在液体中时,它排开液体的体积等于_________________.即V排=V物
3.当物体漂浮在液面上时,它排开液体的体积等于_________________________.
【自学指导】当把物体浸没在液体中时,物体受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用,如图甲所示,是物体浸没在液体中时的受力情况.
当F浮>G物时,物体受到非平衡力的作用,物体上浮,会露出液面一部分体积,最终漂浮在液面上,如图乙所示.漂浮时:F浮=G物
当F浮=G物时,这两个力相互抵消,物体保持原来的静止状态,会悬浮在原来的位置,如图丙所示.悬浮时:F浮=G物
当F浮另外:物体的重力G物可表示为:G物=ρ物gV物,排开液体的重力G排可表示为G排=ρ液gV排,又因F浮=G排,所以F浮=ρ液gV排,当物体浸没在液体中时,V物=V排,所以:
当F浮>G物时,即ρ液gV排>ρ物gV物,可得出ρ液>ρ物时,物体上浮,最终漂浮在液面上.
当F浮=G物时,即ρ液gV排=ρ物gV物,可得出ρ液=ρ物时,物体悬浮在液体中.
当F浮总结以上可以归纳得出物体浮沉的条件是:浸没在液体中的物体,(1)若G物F浮或ρ物>ρ液,物体下沉.
典型例题
例1.煮饺子时你会发现这样的现象:把包好的饺子放入锅中,饺子会沉到底部,但过一会饺子会全部浮到水面上来,请你利用浮力的知识解释这一现象.
例2.一个物体的质量是6kg,体积是0.01m3,若将它全部浸没入水中,放手后物体的将会怎样运动 最后处于什么状态 (用两种方法解答此题)
第3节 物体的浮沉条件及的应用学案(第2课时) P57
学习目标
1.了解轮船能够浮在液面的道理.2.理解排水量的概念.3.知道潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理.
知识回顾
(1)当G物___F浮或ρ物___ρ液时,物体上浮.(2)当G物____F浮或ρ物___ρ液时,物体悬浮.(3)当G物____F浮或ρ物____ρ液时,物体下沉.
【自学指导】阅读课本P50—52的内容,并回答下列问题:
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”).
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”).
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.
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ww w.xk b1. com ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )
例1.潜水艇在海水里匀速上浮过程中(未露出水面),下面说法中正确的是( )
A 浮力变大,重力小于浮力 B 浮力不变,重力小于浮力
C 浮力不变,重力等于浮力 D 浮力和重力同时变小,但浮力和重力始终相等
例2.一艘轮船满载时排开水的质量是2×107kg,船的自重是7×107N,它最多能装多少千克的货物 当它满载时,它浸入水中的体积是多少立方米 .(g=10N/kg)
针对练习
轮船的排水量是指轮船所排开水的质量.一艘轮船空载时排水为2600t,满载时排水量为5800t.则轮船自身的质量多大 该轮船最多能装货物的质量是多少千克
拓展：漂浮和悬浮条件的应用
知识回顾
物体漂浮或悬浮在液体中时,它受到的浮力F浮、重力G物以及排开液体的重力G排之间的关系是:F浮____G排_____G物.
典型例题
例1.质量是50g的物体漂浮在水面上,则它受到的重力是____N,它受到的浮力是_____N.
例2.如图所示,甲、乙、丙三球静止在水中,它们受到的浮力分别是F甲、F乙、F丙,则:
(1)若三球体积相等,则它们的浮力的大小关系是_______________.
(2)若三球质量相等,则它们的浮力的大小关系是_______________.
(3)三球的密度大小关系是________________.
例3.把重5N,体积为6×10-4m3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是( )
A 物体漂浮,F浮=6N B 物体悬浮,F浮=5N
C 物体漂浮,F浮=5N D 物体沉在水底,F浮=6N
例4.一木块漂浮在水面上,露出水面的体积是总体积的3/5,则木块的密度是多少
例5.有一体积为103cm3的木块,质量是0.6kg,放入水中后漂浮在水面上,求木块受到的浮力和木块露出水面的体积.
课后巩固1.在盛着水的缸中放有一质量为500g的木块,木块浮在水面上静止不动,该木块所受的浮力为_______N,合力为_______.若木块露出水面的体积占总体积的2/5,则它的密度为________kg/m3
2.一艘轮船的排水量为1×104t,则它在河水中航行时,排开水的体积是__________m3,受到的浮力是_________N,当它从河中驶入海中时,要______一些(填“上浮”或“下沉”),它在海中航行时受到的浮力是__________N.
3.如图所示,甲、乙、丙、丁是4个形状,体积相同而材料不同的球体,图中表示它们在水中静止时的情况,如果它们所受的浮力分别是F甲、F乙、F丙和F丁,则它们的关系正确的是( )
A F甲>F丁 B F甲F丙 D F乙>F丁
4.有一个形状不规则的金属块,在空气中用弹簧测力计称得重4N,把它全部浸入水中称重为3.5N,求:(1)金属块受到的浮力;(2)这块金属块的体积;(3)这块金属块的密度.
提升：浮力的计算方法学案
学习目标
1.熟悉四种常用的计算浮力的方法.2.会根据题意选择适当的方法计算浮力.
典型例题
一、浮力产生的原因-----压力差法:F浮=_____________,其中压力F=______;压强P=_________.如果物体漂浮在液面上,此时F向下=0,所以F浮=_______.
例1.边长为10cm的立方体,浸没在水中,物体上表面与液面平行,且液体表面到物体上表面的距离为5cm,如图所示,求:物体受到的浮力.
二、称重法:F浮=___________,其中G是________________,F示是_________________.
例2.将一物体挂在弹簧测力计挂钩上,示数为70N,将物体浸没入水中时,测力计示数为68N,则物体在水中受到的浮力是多少 物体的体积是多少
三、阿基米德原理法:F浮=______=_____________.
例3.边长为10cm的立方体木块,漂浮在水中,物体上表面与液面平行,且物体上表面到液体表面的距离为5cm,如图所示,求:物体受到的浮力.
四、悬浮或漂浮条件法:F浮=_____或ρ液gV排=___________.
例4.一个物体质量是1kg,漂浮在水面上时,露出水面的体积是总体积的1/5,则物体受到的浮力是多少 物体的密度又是多少
课后巩固1.如图所示,边长为0.1m的立方体物体浸没在水中,它的每个正方形表面积是多少 如果它的下表面处的深度为20cm,则下表面处的压强为多少 下表面受到的压力是多少 上表面处的压强是多少 上表面受到的压力是多少 物体受到的浮力是多少牛
2.弹簧测力计下吊着重力为15N的金属块,当金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为10N,则水对金属块的浮力是_________N,金属块排开水的体积是________m3,金属块的体积是__________m3
3.一个球重5N,体积是0.6×10-3m3,浸没在水中,则它所受到的浮力大小为_______N,若它能自由运动,则它在水中将_______(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)
4.如图所示,水面上的木块,它浸没在水中部分的体积为50cm3,它在水面上的部分是25cm3,求:(1)木块受到的浮力多大 (2)木块的质量是多少 (3)木块的密度多大
5.铁的密度是7.9×103kg/m3,水银的密度是13.6×103kg/m3,把一边长为10cm的实心立方体铁块放入水中,则铁块在水中受到的浮力为多少,如果把此铁块放到水银中,浮力又是多少
1.（2012 上海市）水平地面上有一个质量为1千克、底面积为1×10-2米2的薄壁圆柱形容器，容器内盛有质量为4千克的水。
① 求水的体积V。
② 求容器对地面的压强p。
③ 现将一物块浸没在水中，水未溢出，若容器对地面压强的增加量等于水对容器底部压强的增加量，则该物块的密度为 千克/米3。
2.（2012 黑龙江鸡西）据《人民日报》悉，2012年6月3日，远洋科学考察船“向阳红09”，在搭载“蛟龙”号潜水器和数十名科学工作者后，驶向太平洋的马里亚纳海沟，挑战7000m的深潜记录。（海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3，g=10N/kg ）求：
（1）“蛟龙”号潜水器的质量约为2.2×104kg，它受到的重力大约是多少牛顿？
（2）若“蛟龙”号下潜到7000m深度，它将受到海水的压强是多少帕斯卡？
3.（2012山东日照）我国首台自主设计、自主集成的“蛟龙”号载人潜水器，设计最大下潜深度为7000米。已顺利完成5000米级海试主要任务。（海水密度取1×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）若“蛟龙”号以0.6m/s的平均速度下潜100min时，下潜深度是多少？
（2）当“蛟龙”号排开海水的体积为30m3时，受到的浮力多大？
（3）当“蛟龙”号下潜至5000m深度时，其壳体受到海水的压强多大？
6.（2012 天津市）高压锅是生活中一种密闭的加热容器．锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制．如图所示，某高压锅锅体的内底面积为S，侧壁竖直，出气孔横截面积为S0，限压阀质量为m0，限压锅顶部面积为St（已知大气压强p0）
（1）写出液体沸点与气压的关系；
（2）求使用高压锅时锅内气体的最大压强；
（3）为保证使用安全，不可随意增加限压锅质量．如果限压阀的质量增加m，请计算锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少。
7.（2012 江苏泰州）小明同学对一个金属块进行了两次测量：第一次如图11（甲）所示，用细线系住金属块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的读数为2．7N．第二次如图（乙）所示，让金属块浸没在盛水的杯于中，这时弹簧测力计的读数为1.7N.(g取10N/kg)
(l)求金属块在水中受到的浮力。(2)求金属块的体积；
(3>通过进一步计算，结合下表所列的“某些金属的密度”，说明金属
块是何种金属。
8.（2012 湖北黄冈）2011年8月我国自主研制的深海探测器——“蛟龙号”(如图7所示)在太平洋海域成功完成5000m深海探测。2012年6月它将再赴马里亚纳海沟挑战7000m深海探测(不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×103kg／m3，g取10N／kg)。
(1)若“蛟龙号”能承受的最大压强是7.2×107Pa，则它能下潜的最大深度是多少 (不考虑大气压)
(2)“蛟龙号”上一面积为50cm2的观测窗口：在上述两种深度的探测中承受的压力增加了多少
(3)“蛟龙号”完成任务后．漂浮在海面上，由起重装置将其匀速竖直吊离水面，起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图8所示，图中P2＝2P1。起吊过程中“蛟龙号”总质量为22吨，求t1时刻“蛟龙号”的排水体积(不考虑水的阻力)。
9.（2012 贵州铜仁）一潜水艇潜入水下150m深处时，求：（1）处于水下150m深度处一个面积为2.4m2的舱盖上所受海水的压强和压力各是多大？（2）如果这个潜水艇受到的浮力是7×107N，求潜水艇的体积是多少？（为计算方便，取海水密度为1.0×103kg/m3、g=10N/kg）
11.(2012南宁)30．图是某课外科技小组的同学设计的厕所自动冲水装置的示意图，它在自来水管持续供给的较小量的水储备到一定量后，自动开启放水阀门，冲洗厕所．实心圆柱体浮体A的质量为5.6kg，高为0.18m，阀门B的面积为7.5×10-3m2；连接A、B的是体积和质量都不计的硬杆，长为0.16m．当浮体A露出水面的高度只有0.02m时，阀门B恰好被打开，水箱中的水通过排水管开始排出．已知水的密度为1×103kg/m3，不计阀门B的质量和厚度．当水箱开始排水时，求：
（1）浮体A受到的重力；
（2）水对阀门B的压强和压力；
（3）浮体A受到的浮力；
（4）浮体A的密度．
12.（2012孝感）学完“浮力”知识后，小芳同学进行了相关的实践活动．（p水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）她选取一质量为750g、体积为1250cm3长方体木块，让它漂浮在水面上，如图甲所示，求木块受到的浮力．
（2）取来规格相同由合金材料制成的螺母若干，每只螺母质量为50g，将螺母逐个放置在漂浮的木块上．问：放多少只螺母时，木块刚好浸没在水中？
（3）她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验，弹簧测力计静止时的示数为0.4N，求合金材料的密度．
13.（2012昆明）PP-R管又叫三型聚丙烯管，具有重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长(可达50年以上)等特点，现在家庭装修中大量使用PP-R管替代了过去使用的铸铁管。然而，一些不法厂家在生产过程中超量加入碳酸钙，严重影响了PP-R管的质量。在中央电视台十频道“我爱发明”栏目中，一位发明者经过反复计算、试验，研究出了一种快速鉴别优劣PP-R管的方法：他截取质量都是M=60kg、不同厂家生产的PP-R管，在每根管子上都用轻质细线悬挂相同的实心金属配重(如图15)，然后分别将它们都浸没水中后放手，结果优质管浮到水面上，劣质管沉到水底。那么：
(1)金属配重的质量(设为m)大小范围满足什么条件时，就能使优质的PP-R管浮到水面上，劣质的沉到水底
(2)根据上述计算结果说明，金属配重质量满足什么条件时，所有管子都沉到水底；满足什么条件时所有管子都浮到水面上。(金属配重的密度ρ=7.Og／cm3，若优质管的密度ρ优=0.92g／cm3，劣质管的密度满足0.95g／cm3<ρ劣<1g／cm3，计算结果保留两位有效数字)
第1节 浮力 第2节 阿基米德原理 学案(第1课时) P48
学习目标1.知道水中的物体受到浮力的作用.2.会用称重法求解物体受到的浮力.3.理解阿基米德原理.4.会用阿基米德原理计算物体受到的浮力.
自学指导1
1.称重法测量物体受到的浮力:(1)用弹簧测力计测出物体所受的重力G;(2)把物体浸入液体中,记下此时弹簧测力计的示数F示;(3)物体受到的浮力F浮=G-F示
2.用溢水杯探究浮力的大小:(1)测出物体所受的重力G;(2)把物体浸入液体,测出物体所受的浮力,并且收集物体所排开的液体;(3)测出被排开的液体所受的重力.
次数 物体重力G 物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F示 物体受到的浮力F浮 小桶重G1 排开的水和桶的总重G2 排开的水重G排
1
2
发现规律:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于____________________________.用公式表示为F浮=_______=__________.其中被排开液体的体积等于物体浸没在液体中的体积
典型例题
1.称重法求解浮力.
例1.一个金属球在空气中称时,弹簧测力计的读数为14.7N,浸没在水中称时,弹簧测力计的读数为4.9N,求金属球浸没在水中时所受浮力的大小
针对练习1
1.一个1N的钩码,挂在弹簧测力计钩上,当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是0.87N,这个钩码受到的浮力是_________N.
2.弹簧测力计下挂着一个铁球,静止时弹簧测力计的示数是21.9N,把铁球浸没在水中时,铁球受到浮力是4.9N,则此时弹簧测力计的示数为______N.
3.(选作)一个铁球挂在弹簧测力计挂钩上,静止时弹簧测力计的示数为30N,当把铁球浸没在水中时,弹簧测力计的示数是24N,此时铁球受到的浮力是_____N;当把铁球的一半没入水中时,弹簧测力计的示数是________N.
2.阿基米德原理法---利用F浮=G排求解浮力.
例2. 一个重为2.5N的物体,放入盛满水的杯中,从杯中溢出0.5N的水,则物体受到水的浮力为________N.
针对练习21.质量为0.3kg的物体全部浸没在盛满水的容器中,溢出的水是100g,那么物体所受到的浮力是______N.(g=10N/Kg)
2.(选做)一个物体的质量为0.5kg,放入盛有水的容器(中水未满),溢出水0.1kg,则物体受到的浮力为( )
A 小于1N B 等于1N C 大于1N D 无法确定
自学指导2
阅读课本P49的例题,看课本上是怎样解答浮力问题的,重点看一下解题过程,理解每一个解题步骤.看完后合上课本,自己解答下列例题.
3.阿基米德原理法-----利用公式F浮=ρ液gV排计算浮力.
例3.边长为10cm的一个立方体铜块,浸没在水中,受到的浮力是多少 如果立方体铜块处于更深的位置,浮力又是多少 如果把这个铜块压扁再让它浸没在水中,所受的浮力会不会发生变化 如果把它浸没在酒精中,它受到的浮力变大还是变小
从这个例题中我们可以得出:物体浸没在液体中受到的浮力只与____________和________有关.与物体的__________和物体在液体中的_________无关.
4.运用公式F浮=ρ液gV排分析浮力的变化.
例4.水球运动员把漂在水面上的水球慢慢压入水下0.5m的过程中,水球受到的浮力变化情况是( )
A 逐渐增大 B 逐渐减小 C 始终不变 D 先增大后不变
思路引导:运动员把水球慢慢压入水下的过程中,水球在水中的体积逐渐______,排开水的体积逐渐______,所以水球受到的浮力逐渐_______,当水球全部浸入水中后,排开水的体积不再改变,所以受到的浮力_______.故选_____.
针对练习3
1.一个物体的体积为60cm3,当其体积的一半浸没在水中时,受到的浮力是_________N;当其全部浸没在水中时,所受到的浮力是________N.
2.一个铁球先后浸没在盐水、水、酒精中,受到的浮力分别是F1、F2、F3,则三者的大小关系是_______________.
3.一个圆柱形物体悬浮在密度为1.2×103kg/m3的盐水中,已知圆柱体的横截面积为10cm2,高为15cm,物体上表面到液面的距离为5cm,物体受到的浮力多大 (g=10N/kg)
4.质量为5.4kg的实心铝球,若将它浸没在水中,则铝球受到的浮力是多大 (g=10N/kg)
(ρ铝=2.7×103kg/m3)
第十章 第1节 浮力 第2节 阿基米德原理 (第二课时) P49
1.浸没在水中的乒乓球露出水面之前,受到的浮力( )
A 不变 B 变小 C 变大 D 先变小后变大
2.关于物体受到水的浮力,下面说法中正确的是( )
A 漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B 没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
C 物体排开水的体积越大受到的浮力越大
D 物体的密度越大受到的浮力越小
3.跳水运动员离开跳台后,从接触水面到全部浸入水中,他受到的浮力将_______;在他全部浸入水中下沉的过程中,受到的浮力将________.
4.一个物体受到的重力是10N,将其全部浸没在水中时,所排开的水受到的重力为20N,此时它受到的浮力是_______N.
5.不同材料制成的相同体积的三个小球,放入同种液体中,最后静止时如图所示,则它们受到的浮力的大小关系是( ) www. ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )
A F甲=F乙=F丙 B F甲
第3节 物体的浮沉条件及的应用学案(第1课时) P57
学习目标
1.理解物体浮沉的条件.2.会判断物体的浮沉..
知识回顾
1.浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它________________________.这就是著名的阿基米德原理.用公式表示为F浮=_______=__________.
2.当物体浸没在液体中时,它排开液体的体积等于_________________.即V排=V物
3.当物体漂浮在液面上时,它排开液体的体积等于_________________________.
【自学指导】当把物体浸没在液体中时,物体受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用,如图甲所示,是物体浸没在液体中时的受力情况.
当F浮>G物时,物体受到非平衡力的作用,物体上浮,会露出液面一部分体积,最终漂浮在液面上,如图乙所示.漂浮时:F浮=G物
当F浮=G物时,这两个力相互抵消,物体保持原来的静止状态,会悬浮在原来的位置,如图丙所示.悬浮时:F浮=G物
当F浮
当F浮>G物时,即ρ液gV排>ρ物gV物,可得出ρ液>ρ物时,物体上浮,最终漂浮在液面上.
当F浮=G物时,即ρ液gV排=ρ物gV物,可得出ρ液=ρ物时,物体悬浮在液体中.
当F浮
典型例题
例1.煮饺子时你会发现这样的现象:把包好的饺子放入锅中,饺子会沉到底部,但过一会饺子会全部浮到水面上来,请你利用浮力的知识解释这一现象.
例2.一个物体的质量是6kg,体积是0.01m3,若将它全部浸没入水中,放手后物体的将会怎样运动 最后处于什么状态 (用两种方法解答此题)
第3节 物体的浮沉条件及的应用学案(第2课时) P57
学习目标
1.了解轮船能够浮在液面的道理.2.理解排水量的概念.3.知道潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理.
知识回顾
(1)当G物___F浮或ρ物___ρ液时,物体上浮.(2)当G物____F浮或ρ物___ρ液时,物体悬浮.(3)当G物____F浮或ρ物____ρ液时,物体下沉.
【自学指导】阅读课本P50—52的内容,并回答下列问题:
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”).
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”).
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.
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ww w.xk b1. com ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )
例1.潜水艇在海水里匀速上浮过程中(未露出水面),下面说法中正确的是( )
A 浮力变大,重力小于浮力 B 浮力不变,重力小于浮力
C 浮力不变,重力等于浮力 D 浮力和重力同时变小,但浮力和重力始终相等
例2.一艘轮船满载时排开水的质量是2×107kg,船的自重是7×107N,它最多能装多少千克的货物 当它满载时,它浸入水中的体积是多少立方米 .(g=10N/kg)
针对练习
轮船的排水量是指轮船所排开水的质量.一艘轮船空载时排水为2600t,满载时排水量为5800t.则轮船自身的质量多大 该轮船最多能装货物的质量是多少千克
拓展：漂浮和悬浮条件的应用
知识回顾
物体漂浮或悬浮在液体中时,它受到的浮力F浮、重力G物以及排开液体的重力G排之间的关系是:F浮____G排_____G物.
典型例题
例1.质量是50g的物体漂浮在水面上,则它受到的重力是____N,它受到的浮力是_____N.
例2.如图所示,甲、乙、丙三球静止在水中,它们受到的浮力分别是F甲、F乙、F丙,则:
(1)若三球体积相等,则它们的浮力的大小关系是_______________.
(2)若三球质量相等,则它们的浮力的大小关系是_______________.
(3)三球的密度大小关系是________________.
例3.把重5N,体积为6×10-4m3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是( )
A 物体漂浮,F浮=6N B 物体悬浮,F浮=5N
C 物体漂浮,F浮=5N D 物体沉在水底,F浮=6N
例4.一木块漂浮在水面上,露出水面的体积是总体积的3/5,则木块的密度是多少
例5.有一体积为103cm3的木块,质量是0.6kg,放入水中后漂浮在水面上,求木块受到的浮力和木块露出水面的体积.
课后巩固1.在盛着水的缸中放有一质量为500g的木块,木块浮在水面上静止不动,该木块所受的浮力为_______N,合力为_______.若木块露出水面的体积占总体积的2/5,则它的密度为________kg/m3
2.一艘轮船的排水量为1×104t,则它在河水中航行时,排开水的体积是__________m3,受到的浮力是_________N,当它从河中驶入海中时,要______一些(填“上浮”或“下沉”),它在海中航行时受到的浮力是__________N.
3.如图所示,甲、乙、丙、丁是4个形状,体积相同而材料不同的球体,图中表示它们在水中静止时的情况,如果它们所受的浮力分别是F甲、F乙、F丙和F丁,则它们的关系正确的是( )
A F甲>F丁 B F甲
4.有一个形状不规则的金属块,在空气中用弹簧测力计称得重4N,把它全部浸入水中称重为3.5N,求:(1)金属块受到的浮力;(2)这块金属块的体积;(3)这块金属块的密度.
提升：浮力的计算方法学案
学习目标
1.熟悉四种常用的计算浮力的方法.2.会根据题意选择适当的方法计算浮力.
典型例题
一、浮力产生的原因-----压力差法:F浮=_____________,其中压力F=______;压强P=_________.如果物体漂浮在液面上,此时F向下=0,所以F浮=_______.
例1.边长为10cm的立方体,浸没在水中,物体上表面与液面平行,且液体表面到物体上表面的距离为5cm,如图所示,求:物体受到的浮力.
二、称重法:F浮=___________,其中G是________________,F示是_________________.
例2.将一物体挂在弹簧测力计挂钩上,示数为70N,将物体浸没入水中时,测力计示数为68N,则物体在水中受到的浮力是多少 物体的体积是多少
三、阿基米德原理法:F浮=______=_____________.
例3.边长为10cm的立方体木块,漂浮在水中,物体上表面与液面平行,且物体上表面到液体表面的距离为5cm,如图所示,求:物体受到的浮力.
四、悬浮或漂浮条件法:F浮=_____或ρ液gV排=___________.
例4.一个物体质量是1kg,漂浮在水面上时,露出水面的体积是总体积的1/5,则物体受到的浮力是多少 物体的密度又是多少
课后巩固1.如图所示,边长为0.1m的立方体物体浸没在水中,它的每个正方形表面积是多少 如果它的下表面处的深度为20cm,则下表面处的压强为多少 下表面受到的压力是多少 上表面处的压强是多少 上表面受到的压力是多少 物体受到的浮力是多少牛
2.弹簧测力计下吊着重力为15N的金属块,当金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为10N,则水对金属块的浮力是_________N,金属块排开水的体积是________m3,金属块的体积是__________m3
3.一个球重5N,体积是0.6×10-3m3,浸没在水中,则它所受到的浮力大小为_______N,若它能自由运动,则它在水中将_______(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)
4.如图所示,水面上的木块,它浸没在水中部分的体积为50cm3,它在水面上的部分是25cm3,求:(1)木块受到的浮力多大 (2)木块的质量是多少 (3)木块的密度多大
5.铁的密度是7.9×103kg/m3,水银的密度是13.6×103kg/m3,把一边长为10cm的实心立方体铁块放入水中,则铁块在水中受到的浮力为多少,如果把此铁块放到水银中,浮力又是多少
1.（2012 上海市）水平地面上有一个质量为1千克、底面积为1×10-2米2的薄壁圆柱形容器，容器内盛有质量为4千克的水。
① 求水的体积V。
② 求容器对地面的压强p。
③ 现将一物块浸没在水中，水未溢出，若容器对地面压强的增加量等于水对容器底部压强的增加量，则该物块的密度为 千克/米3。
2.（2012 黑龙江鸡西）据《人民日报》悉，2012年6月3日，远洋科学考察船“向阳红09”，在搭载“蛟龙”号潜水器和数十名科学工作者后，驶向太平洋的马里亚纳海沟，挑战7000m的深潜记录。（海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3，g=10N/kg ）求：
（1）“蛟龙”号潜水器的质量约为2.2×104kg，它受到的重力大约是多少牛顿？
（2）若“蛟龙”号下潜到7000m深度，它将受到海水的压强是多少帕斯卡？
3.（2012山东日照）我国首台自主设计、自主集成的“蛟龙”号载人潜水器，设计最大下潜深度为7000米。已顺利完成5000米级海试主要任务。（海水密度取1×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）若“蛟龙”号以0.6m/s的平均速度下潜100min时，下潜深度是多少？
（2）当“蛟龙”号排开海水的体积为30m3时，受到的浮力多大？
（3）当“蛟龙”号下潜至5000m深度时，其壳体受到海水的压强多大？
6.（2012 天津市）高压锅是生活中一种密闭的加热容器．锅盖中央有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制．如图所示，某高压锅锅体的内底面积为S，侧壁竖直，出气孔横截面积为S0，限压阀质量为m0，限压锅顶部面积为St（已知大气压强p0）
（1）写出液体沸点与气压的关系；
（2）求使用高压锅时锅内气体的最大压强；
（3）为保证使用安全，不可随意增加限压锅质量．如果限压阀的质量增加m，请计算锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少。
7.（2012 江苏泰州）小明同学对一个金属块进行了两次测量：第一次如图11（甲）所示，用细线系住金属块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的读数为2．7N．第二次如图（乙）所示，让金属块浸没在盛水的杯于中，这时弹簧测力计的读数为1.7N.(g取10N/kg)
(l)求金属块在水中受到的浮力。(2)求金属块的体积；
(3>通过进一步计算，结合下表所列的“某些金属的密度”，说明金属
块是何种金属。
8.（2012 湖北黄冈）2011年8月我国自主研制的深海探测器——“蛟龙号”(如图7所示)在太平洋海域成功完成5000m深海探测。2012年6月它将再赴马里亚纳海沟挑战7000m深海探测(不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×103kg／m3，g取10N／kg)。
(1)若“蛟龙号”能承受的最大压强是7.2×107Pa，则它能下潜的最大深度是多少 (不考虑大气压)
(2)“蛟龙号”上一面积为50cm2的观测窗口：在上述两种深度的探测中承受的压力增加了多少
(3)“蛟龙号”完成任务后．漂浮在海面上，由起重装置将其匀速竖直吊离水面，起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图8所示，图中P2＝2P1。起吊过程中“蛟龙号”总质量为22吨，求t1时刻“蛟龙号”的排水体积(不考虑水的阻力)。
9.（2012 贵州铜仁）一潜水艇潜入水下150m深处时，求：（1）处于水下150m深度处一个面积为2.4m2的舱盖上所受海水的压强和压力各是多大？（2）如果这个潜水艇受到的浮力是7×107N，求潜水艇的体积是多少？（为计算方便，取海水密度为1.0×103kg/m3、g=10N/kg）
11.(2012南宁)30．图是某课外科技小组的同学设计的厕所自动冲水装置的示意图，它在自来水管持续供给的较小量的水储备到一定量后，自动开启放水阀门，冲洗厕所．实心圆柱体浮体A的质量为5.6kg，高为0.18m，阀门B的面积为7.5×10-3m2；连接A、B的是体积和质量都不计的硬杆，长为0.16m．当浮体A露出水面的高度只有0.02m时，阀门B恰好被打开，水箱中的水通过排水管开始排出．已知水的密度为1×103kg/m3，不计阀门B的质量和厚度．当水箱开始排水时，求：
（1）浮体A受到的重力；
（2）水对阀门B的压强和压力；
（3）浮体A受到的浮力；
（4）浮体A的密度．
12.（2012孝感）学完“浮力”知识后，小芳同学进行了相关的实践活动．（p水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）她选取一质量为750g、体积为1250cm3长方体木块，让它漂浮在水面上，如图甲所示，求木块受到的浮力．
（2）取来规格相同由合金材料制成的螺母若干，每只螺母质量为50g，将螺母逐个放置在漂浮的木块上．问：放多少只螺母时，木块刚好浸没在水中？
（3）她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验，弹簧测力计静止时的示数为0.4N，求合金材料的密度．
13.（2012昆明）PP-R管又叫三型聚丙烯管，具有重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长(可达50年以上)等特点，现在家庭装修中大量使用PP-R管替代了过去使用的铸铁管。然而，一些不法厂家在生产过程中超量加入碳酸钙，严重影响了PP-R管的质量。在中央电视台十频道“我爱发明”栏目中，一位发明者经过反复计算、试验，研究出了一种快速鉴别优劣PP-R管的方法：他截取质量都是M=60kg、不同厂家生产的PP-R管，在每根管子上都用轻质细线悬挂相同的实心金属配重(如图15)，然后分别将它们都浸没水中后放手，结果优质管浮到水面上，劣质管沉到水底。那么：
(1)金属配重的质量(设为m)大小范围满足什么条件时，就能使优质的PP-R管浮到水面上，劣质的沉到水底
(2)根据上述计算结果说明，金属配重质量满足什么条件时，所有管子都沉到水底；满足什么条件时所有管子都浮到水面上。(金属配重的密度ρ=7.Og／cm3，若优质管的密度ρ优=0.92g／cm3，劣质管的密度满足0.95g／cm3<ρ劣<1g／cm3，计算结果保留两位有效数字)