浙教版科学八上 3.浮沉条件的应用 暑假讲义（无答案）

第三讲 浮沉条件的应用
知识与技能：知道物体的浮沉条件，会根据物体的浮沉条件判断物体的浮沉；
习惯与方法：复习运动和力的关系，养成连接旧知识和新知识的习惯；
思维与素养：运用物体的浮沉条件，解决生活中的一些现象。
分析一个方向上的力和运动的关系？
当我们往水中不断加盐时，鸡蛋处于什么水中的什么位置？是否会发生变化？
浸入水中的鸡蛋受到什么力？
为什么不同密度的盐水中鸡蛋所处的位置不一样？
在液体中，物体的浮沉取决于什么呢？
知识点一、物体的浮与沉
1、通过前面的活动，我们发现：物体的沉与浮取决于 和 的相对大小。
两个过程
上浮： F浮＞G 下沉： F浮＜G
三个状态
漂浮：F浮 = G 沉底：F浮 ＜ G 悬浮：F浮 = G
2、物体密度与液体密度的关系
1任务：将不同材料的乒乓球和铁块同时浸没在水中后松手，你观察到什么现象？
1现象：铁块 水底，而乒乓球先 最终 在水面。
1说明：物体的浮沉还与其自身的 有关。
1证明：实心物体密度与液体密度的比较得出物体浮沉与密度的关系。
浮力：F浮＝ρ液gV排；
重力：G ＝ρ物g V物；
物体浸没时：V排 = V物
根据浮沉条件进行比较
F浮＞ G 上浮： ρ液＞ ρ物 上浮的结果：
F浮= G 悬浮： ρ液 = ρ物
F浮＜ G 下沉： ρ液＜ ρ物 下沉的结果：
3、浮沉条件的讨论
（1）上浮和下沉是不平衡态；
悬浮和漂浮是平衡（静止）态
（2）上浮、下沉和悬浮：V排=V物；漂浮：V排＜V物
（3）空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平均密度ρ物与液体密度ρ液比较
4、总结：
知识点二、浮沉条件的应用
生活中用到浮力的例子
轮船
（1）工作原理：将钢铁做制成空心的轮船，可以排开更多的水，漂浮在水面上。
（2）排水量（m排）：轮船满载时排开水的质量：
F浮= m排g 而 F浮=G ∴ m船+m货= m排
（3）载重线：船舶在允许的最大载重情况时水面位置的水平线。
潜水艇
模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶内打气，将瓶内的水排出，瓶向上浮起。
工作原理：靠 上浮和下潜。
气球和飞艇
内部充有小于空气密度的气体
工作原理：靠 升空
密度计
工作原理：利用物体 在液面上时浮力等于重力的原理制成的。根据阿基米德原理，ρ液大时，V排小，即露出水面部分多，因此刻度值上小下大，刻度间隔不均匀，上疏下密。数值为待测液的ρ相对于ρ水的倍数。
精熟讲授①如图所示，将苹果放在水中，静止后会漂浮在水面上。若将苹果露出水面的部分切掉，余下部分重新放入水中，则余下苹果将（　　）
A．漂浮 B．悬浮 C．下沉 D．无法确定
高效演练1-1如下图所示，四个相同的容器内水面一样高，a容器内只有水，b容器内有木块漂浮在水面上，c容器内漂浮着一块冰块，d容器中悬浮着一个空心球。则下列四种说法正确的一组是（ ）
① 每个容器的总质量都相等
② b容器中再倒入酒精后，木块在液面下的体积减小
③ c容器中冰块熔化后水面高度升高
④ d容器中再倒入酒精后，小球将下沉
A．③④ B．①④ C．①② D．②④
精熟讲授② 把密度为0.6×103kg/m3、重为12N的物块放入水中，当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别是（ ）
A．漂浮，F浮＞12N B．漂浮，F浮=12N C．沉底，F浮＜12N D．沉底，F浮=12N
高效演练2-1将一底面积为0.01m2的长方体木块用细拴在一个空容器的底部，然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平，如图甲所示，在此整个过程中，木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示，则下列说法不正确的是（ ）
A．木块所受到的最大浮力为15N
B．木块重力为9N
C．细线对木块的最大拉力为6N
D．木块刚刚漂浮时其底部受到水的压强为1500Pa
精熟讲授①在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁 丝，把它放到甲乙丙三种密度不同的液体中，木棍浸入液体里的情况如图所示，则木棍在三种 液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度ρ之间的关系，正确的是（　　）
A．F甲＞F乙＞F丙 ρ甲＞ρ乙＞ρ丙
B．F甲＜F乙＜F丙 ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
C．F甲=F乙=F丙 ρ甲＞ρ乙＞ρ丙
D．F甲=F乙=F丙 ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
高效演练1-1 小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”（如图），他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封，用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮．下列说法正确的是（ ）
A．“浮沉子”是靠改变浮力大小来实现浮沉的
B．无论怎样挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”不可能悬浮在水中
C．“浮沉子”上浮时，小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D．“浮沉子”下沉时，所受重力小于它受到的浮力
精熟讲授②
（1）轮船的大小常用排水量来表示，所排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。一艘轮船自身的质量为0.7万吨，它的排水量为1.8万吨，则它最多可运载_______吨的货物。
（2）在江河湖海游泳的人上岸时，在由深水区域走向浅水区域的过程中，人的脚越来越疼，因为_____________________________________。
高效演练2-1如图1所示，一个边长为10cm的立方体木块，下面用一段细线与木块相连，细线另一端固定在容器底（容器足够高）。现向容器中慢慢加水，如图2所示。若细线中的拉力用F表示，容器中水的深度用h表示，则图3表示拉力F随深度h变化的关系图像，求：
（1）图像中的A点对应木块在水中的位置是处于什么状态？
（2）该木块浸没在水中所受的浮力为多少牛？
（3）该木块的密度为多少？
精熟讲授① 如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，此时木块A刚好完全浸没在水中，接着打开阀门B，缓慢放水，直至木块A完全离开水面时，再关闭阀门B，这个过程中，弹簧弹力F与木块露出水面的体积V的关系如图乙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3，ρ木=0.7×103kg/m3，木块体积为V0，不计弹簧所受浮力，则下列说法正确的是( )
A．C点弹簧处于原长
B．CD段弹簧被压缩
C．D点的横坐标d值为0.3V0
D．点C与点E的纵坐标c、e的绝对值之比为2：3
高效演练1-1 将四个形状不同、高度均为L的实心金属块，用细线拉着，匀速缓慢地放入水深为L的盛水容器中，直至容器底部，此时水未溢出。四个实验中与左下图所描绘的浮力大小F与金属块浸入水中深度h的关系一致的是（ ）
A． B． C． D．
精熟讲授②将一方形木块放入盛水容器中时，木块的体积的浸入水中，此时木块排开水重是3N，则木块的密度是________，再在木块上放一铁块，刚好使木块全部浸入水中，如图所示，则放在木块上的铁块重为________N.
高效演练2-1 甲、乙物体的密度相同，甲的体积是乙的2倍，将它们叠放在水槽里的水中，水面恰好与甲的上表面相平，如图所示，现将乙物体取下，当甲物体静止时，甲物体将（ ）
A．沉在水槽的底部
B．悬浮在原位置
C．漂浮，水下部分高度与甲的高度之比为1:2
D．漂浮，露出水面部分的体积与甲的体积之比为1:3
精熟讲授③ “蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3 ，空载时质量约为22吨，最大荷载240千克。
（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？（海水密度取1.0×103千克/米3 ，g 取10 牛/千克）
高效演练3-1为了增加学生的国防知识，同学到东海舰队参观某型号潜水艇。潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造，最大下潜深度可达350m。潜水艇的总体积为1.5×103 m3，艇内两侧有水舱，潜水艇截面如图所示。通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重，从而使其下沉或上浮（海水密度为1.03×103kg/m3）。
（1）水舱未充海水时，潜水艇总重力为9.27×106N，此时，漂浮在海面上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， 至少应向水舱充入海水的重力是多少？
（3）潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造的原因是什么？
如图甲所示，用弹簧 秤悬挂一物体，保持静止；当物体浸没在水中静止时弹簧测力计的 示数如图乙所示．（g=10N/kg）求：
（1）物体的质量m；
（2）物体浸没在水中受到的浮力F浮；
（3）物体浸没时排开水的体积V和物体的密度ρ．
（4）若用细线悬挂一个体积不变的木球（ρ木=0.5g/cm3）使二者悬 浮，如图丙所示．则木球的体积至少多大？