第六节 物体的浮沉条件 导学案
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第六节 物体的浮沉条件
一、明确目标：
1、理解物体的漂浮、悬浮、下沉时浮力与重力的关系。
2、熟练掌握轮船、潜艇等所涉及的浮力知识的应用。
二、自主预习：
1．浸没在液体中的物体，当物体的重力____浮力时，物体下沉；当物体的重力____浮力时，物体上浮；当物体的重力____浮力时，物体悬浮；
2. 物体在液体中时可能出现的三种状态： 、 、 。
三、合作探究：
探究活动一：物体的浮沉条件
1．阅读P80观察与思考下列问题：
浸没在水中的物体都受到竖直向上的浮力作用，为什么铁块会下沉，木块会上浮？
学生交流得出浮沉条件：
① 当物体的重力____浮力时，物体下沉；② 当物体的重力____浮力时，物体上浮；
③ 当物体的重力____浮力时，物体漂浮；
2．推导物体密度、液体密度与物体浮沉的关系：
对于浸没液体中的实心物体：
① 当 时必有浮力 重力，物体在液体中下沉;
② 当 时必有浮力 重力，物体在液体中上浮;
③ 当 时必有浮力 重力，物体在液体中悬浮;
探究活动二：物体浮沉条件的应用
甲 乙 丙
1、关于轮船的浮力知识：
（1）、轮船的大小通常用 表示，若一只船的排水量为5×104t，则它在河水中受到的浮力为 ，轮船的重量为 ，轮船的质量为
①排水量 排水的质量 轮船的总质量
②漂浮的物体：F浮= G排=G物，即m物=m排
（2）、轮船在码头装载货物的过程中，船和货的总重力 ，所以浮力 。（变化）
在海洋中行驶的航母，当航母上的飞机起飞后，航母所受的浮力
（3）、轮船从东平河驶入太平洋，始终处于 状态，所以所受的浮力 。但是轮船会 一点（上浮or下沉）。
2、关于潜水艇的浮力知识：
如图乙所示，潜水艇是利用调节 来实现上浮和下沉的。
（1）、当潜水艇悬浮在水中时，F浮 G 物；
（2）、如果潜水艇需要上浮，则水仓内的水被 ，此时F浮 G 物；
（3）、若潜水艇需要下沉，则向水仓内 ，此时F浮 G 物；
（4）、潜水艇从水下逐渐浮出水面的过程中，浮力的变化情况是
（5）、潜水艇从漂浮逐渐下潜到水下的过程中，浮力的变化情况是
3、关于飞艇或热气球的浮力知识：
如图丙所示，热气球里充的是密度 空气密度的气体，热气球浸没在 中，他受到的浮力施力物体是 ，热气球受到的浮力 （“遵循”或“不遵循”）阿基米德原理。求热气球浮力的计算公式为 。
四、当堂反馈：
1、关于物体在液体中受到的浮力，下列说法正确的是 （ ）
A．漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大 B．物体的密度越大，受到的浮力越小
C．物体排开水的体积越大，受到的浮力越大 D．浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
2、游玩海底世界时，小华观察到的鱼吐出气泡上升情景。气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体的压强变化情况是 （ ）
A.浮力、压强均变小 B.浮力、压强均变大
C.浮力变大，压强变小 D.浮力、压强均不变
3、把重为I0N的物体缓慢放人装满水的溢水杯中，当物体静止后，测得溢出的水重为8N，则此时物体所处的状态及受到的浮力大小为 （ ）
A．漂浮 F浮=8N B．悬浮 F浮=10N
C．沉底 F浮=8N D．沉底 F浮=10N
4、如图所示，将重为2N的木块放入烧杯中，静止时木块所受浮力的大小为 N，木块排开水的体积为 m3；放入木块后，烧杯底部受到水的压强 （变大、变小或不变）
5、在盛有水的容器中放入一个60g的新鲜鸡蛋，鸡蛋下沉到容器底部，此时浮力 重力；当向水中慢慢加盐并轻轻搅拌，鸡蛋会上浮并静止在液面上，它所受的浮力
是 N。
五、拓展提升：
1、一个实心物体，放在水中静止时，有2/5 的体积露出水面，则该物体的密度是________kg／m3。
2、有一个木块，把它浸在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出10g水，若把它浸在盛满酒精的溢水杯中，会从杯中溢出______g酒精（酒精密度是0.8×103kg/m3，水的密度是1.0×l03kg/m3，木块的密度是0.5×103kg/m3）
3、如图10-4所示，把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中，甲杯中溢出的液体质量是40g，乙杯中溢出的液体质量是50g，则：小球质量是________g，甲、乙两杯中液体的密度之比ρ甲 ：ρ乙 ________4 ：5（选填“＞”“=”或“＜”＝）
4、甲、乙是两个体积相同而材料不同的实心球，它们静止在某种液体中的情况如图10-5所示，那么两球所受的浮力F甲 F乙，两球的密度ρ甲 ρ乙（填“大于”“小于”或“等于”）
5、如图10-6所示，同一物体浸在甲液体中悬浮（图a），浸在乙液体中
漂浮（图b）。比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小，及两种液体
的密度ρ甲和ρ乙的大小，可以确定正确的是（ ）
A、F甲 = F乙，ρ甲 = ρ乙 B、F甲 = F乙，ρ甲 ＜ ρ乙
C、F甲 ＜ F乙，ρ甲 = ρ乙 D、F甲 ＞ F乙，ρ甲 ＞ ρ乙
6、在远洋轮船的船舷上，都漆着五条“吃水线”，又称“载重线”，如图10-7所示、其中标有W的是北大西洋载重线，标有S的是印度洋载重线、当船从北大西洋驶向印度洋时，轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度和的关系，有（ ）
A、浮力增大，＝ B、浮力减小，＝
C、浮力不变，＞ D、浮力不变，＜
7、两实心球a、b的密度之比为4∶3，体积之比为1∶2，放入水中静止后所受浮力之比为2∶3，则可能是（ ）
A、两球均沉入水底 B、两球均漂浮在水面上
C、a球下沉，b球漂浮 D、a球漂浮，b球下沉
8、如图10-8所示，一块0℃的冰放在盛有0℃的水的容器中，已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力，则当冰完全熔化为0℃的水后，容器中水面的位置将（ ）
A、上升 B、下降
C、保持不变 D、水面的升或降决定于冰和容器内水的体积
9、三个完全相同的实心铜球，分别在如图10-9所示的水、盐水、水银三种液体中静止，所受浮力分别为F甲、F乙、F丙，下面判断正确的是（ ）
A、F甲= F乙＞F丙 B、F甲＜F乙＜F丙
C、F甲= F乙＜F丙 D、F丙＜F甲＜F乙
10、明同学为了测量鸡蛋的密度，他将鸡蛋放入盛有浓盐水的烧杯中时，发现鸡蛋漂浮在浓盐水的液面上。当他再往杯中加入适量水，使鸡蛋恰可以悬浮在盐水中，此时用密度计测得盐水的密度为1.05×103kg/m3。再继续加水，鸡蛋下沉到杯的底部（如图所示），此时杯中盐水的深度为10cm，密度为1.03×103kg/m3。已知鸡蛋的体积为40cm3，请解答下列问题：（g=10N/kg）
（1）此鸡蛋的密度为多大？
（2）请在图中画出鸡蛋下沉到烧杯底部时所受力的示意图；
（3）试求鸡蛋下沉后盐水对杯底的压强p；
（4）试求鸡蛋下沉后所受浮力。
六、课后检测：
1、为了测出普通玻璃的密度，小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶、一个量筒和适量的水。做了如下实验：
（1）在量筒内倒入50cm3的水；
（2）让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上（如图甲所示），此时水面与80cm3刻线相平；
（3）让小瓶口朝下沉没水中（如图乙所示），这时水面与62cm3刻线相平．则根据以上测出的数据可知：小瓶漂浮在水面时，它排开水的体积＝_______；制造小瓶的玻璃的密度＝________。
2、一艘排水量为3000t的轮船漂浮在东平河面，求：
（1）轮船的螺旋桨旋转时，轮船前行，这是利用了力的作用是
（2中轮船排开水的质量是 Kg
（3）轮船受到的浮力是多大？
（4）轮船排开水的体积是多大？
（5）当这艘船驶入太平洋后，它所受到的浮力 （变大、变小or不变）
3、某型号的潜水艇的最大下潜深度可达300m，潜水艇的总体积为1. 0×103m3，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．（海水密度按1 ×103 kg/m3, g取10N/kg)
(1)潜水艇潜到最大深度时所受到海水的压强是多大？
（2）水舱未充海水时，潜水艇总质量为9 ×105 Kg,此时，漂浮在海面的潜水艇受到的浮力是多大？潜水艇排开海水的体积是多少？
（3）当潜水艇完全潜人海水中，所受海水的浮力是多大？
4、小明用实验测量粗细均匀竹棍的横截面积。他用短细线在竹棍的下端系一小石块，然后将它们放到水中，竹棍竖直立在水中，水面距竹棍上端16.8cm；再将系石块的竹棍放到煤油中，竹棍竖直立在煤油中，煤油的液面距竹棍上端9.8cm，两次实验中石块都不跟容器底接触。已知竹棍长40cm，质量是24g，石块的质量是18g，煤油的密度是水的密度的4∕5。由上述所给条件求：
（1）细竹棍的横截面积。
（2）石块的密度。
质疑与反思：
图10-4
图10-5
图10-6
图10-7
图10-8
图10-9
一、明确目标：
1、理解物体的漂浮、悬浮、下沉时浮力与重力的关系。
2、熟练掌握轮船、潜艇等所涉及的浮力知识的应用。
二、自主预习：
1．浸没在液体中的物体，当物体的重力____浮力时，物体下沉；当物体的重力____浮力时，物体上浮；当物体的重力____浮力时，物体悬浮；
2. 物体在液体中时可能出现的三种状态： 、 、 。
三、合作探究：
探究活动一：物体的浮沉条件
1．阅读P80观察与思考下列问题：
浸没在水中的物体都受到竖直向上的浮力作用，为什么铁块会下沉，木块会上浮？
学生交流得出浮沉条件：
① 当物体的重力____浮力时，物体下沉；② 当物体的重力____浮力时，物体上浮；
③ 当物体的重力____浮力时，物体漂浮；
2．推导物体密度、液体密度与物体浮沉的关系：
对于浸没液体中的实心物体：
① 当 时必有浮力 重力，物体在液体中下沉;
② 当 时必有浮力 重力，物体在液体中上浮;
③ 当 时必有浮力 重力，物体在液体中悬浮;
探究活动二：物体浮沉条件的应用
甲 乙 丙
1、关于轮船的浮力知识：
（1）、轮船的大小通常用 表示，若一只船的排水量为5×104t，则它在河水中受到的浮力为 ，轮船的重量为 ，轮船的质量为
①排水量 排水的质量 轮船的总质量
②漂浮的物体：F浮= G排=G物，即m物=m排
（2）、轮船在码头装载货物的过程中，船和货的总重力 ，所以浮力 。（变化）
在海洋中行驶的航母，当航母上的飞机起飞后，航母所受的浮力
（3）、轮船从东平河驶入太平洋，始终处于 状态，所以所受的浮力 。但是轮船会 一点（上浮or下沉）。
2、关于潜水艇的浮力知识：
如图乙所示，潜水艇是利用调节 来实现上浮和下沉的。
（1）、当潜水艇悬浮在水中时，F浮 G 物；
（2）、如果潜水艇需要上浮，则水仓内的水被 ，此时F浮 G 物；
（3）、若潜水艇需要下沉，则向水仓内 ，此时F浮 G 物；
（4）、潜水艇从水下逐渐浮出水面的过程中，浮力的变化情况是
（5）、潜水艇从漂浮逐渐下潜到水下的过程中，浮力的变化情况是
3、关于飞艇或热气球的浮力知识：
如图丙所示，热气球里充的是密度 空气密度的气体，热气球浸没在 中，他受到的浮力施力物体是 ，热气球受到的浮力 （“遵循”或“不遵循”）阿基米德原理。求热气球浮力的计算公式为 。
四、当堂反馈：
1、关于物体在液体中受到的浮力，下列说法正确的是 （ ）
A．漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大 B．物体的密度越大，受到的浮力越小
C．物体排开水的体积越大，受到的浮力越大 D．浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
2、游玩海底世界时，小华观察到的鱼吐出气泡上升情景。气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体的压强变化情况是 （ ）
A.浮力、压强均变小 B.浮力、压强均变大
C.浮力变大，压强变小 D.浮力、压强均不变
3、把重为I0N的物体缓慢放人装满水的溢水杯中，当物体静止后，测得溢出的水重为8N，则此时物体所处的状态及受到的浮力大小为 （ ）
A．漂浮 F浮=8N B．悬浮 F浮=10N
C．沉底 F浮=8N D．沉底 F浮=10N
4、如图所示，将重为2N的木块放入烧杯中，静止时木块所受浮力的大小为 N，木块排开水的体积为 m3；放入木块后，烧杯底部受到水的压强 （变大、变小或不变）
5、在盛有水的容器中放入一个60g的新鲜鸡蛋，鸡蛋下沉到容器底部，此时浮力 重力；当向水中慢慢加盐并轻轻搅拌，鸡蛋会上浮并静止在液面上，它所受的浮力
是 N。
五、拓展提升：
1、一个实心物体，放在水中静止时，有2/5 的体积露出水面，则该物体的密度是________kg／m3。
2、有一个木块，把它浸在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出10g水，若把它浸在盛满酒精的溢水杯中，会从杯中溢出______g酒精（酒精密度是0.8×103kg/m3，水的密度是1.0×l03kg/m3，木块的密度是0.5×103kg/m3）
3、如图10-4所示，把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中，甲杯中溢出的液体质量是40g，乙杯中溢出的液体质量是50g，则：小球质量是________g，甲、乙两杯中液体的密度之比ρ甲 ：ρ乙 ________4 ：5（选填“＞”“=”或“＜”＝）
4、甲、乙是两个体积相同而材料不同的实心球，它们静止在某种液体中的情况如图10-5所示，那么两球所受的浮力F甲 F乙，两球的密度ρ甲 ρ乙（填“大于”“小于”或“等于”）
5、如图10-6所示，同一物体浸在甲液体中悬浮（图a），浸在乙液体中
漂浮（图b）。比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小，及两种液体
的密度ρ甲和ρ乙的大小，可以确定正确的是（ ）
A、F甲 = F乙，ρ甲 = ρ乙 B、F甲 = F乙，ρ甲 ＜ ρ乙
C、F甲 ＜ F乙，ρ甲 = ρ乙 D、F甲 ＞ F乙，ρ甲 ＞ ρ乙
6、在远洋轮船的船舷上，都漆着五条“吃水线”，又称“载重线”，如图10-7所示、其中标有W的是北大西洋载重线，标有S的是印度洋载重线、当船从北大西洋驶向印度洋时，轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度和的关系，有（ ）
A、浮力增大，＝ B、浮力减小，＝
C、浮力不变，＞ D、浮力不变，＜
7、两实心球a、b的密度之比为4∶3，体积之比为1∶2，放入水中静止后所受浮力之比为2∶3，则可能是（ ）
A、两球均沉入水底 B、两球均漂浮在水面上
C、a球下沉，b球漂浮 D、a球漂浮，b球下沉
8、如图10-8所示，一块0℃的冰放在盛有0℃的水的容器中，已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力，则当冰完全熔化为0℃的水后，容器中水面的位置将（ ）
A、上升 B、下降
C、保持不变 D、水面的升或降决定于冰和容器内水的体积
9、三个完全相同的实心铜球，分别在如图10-9所示的水、盐水、水银三种液体中静止，所受浮力分别为F甲、F乙、F丙，下面判断正确的是（ ）
A、F甲= F乙＞F丙 B、F甲＜F乙＜F丙
C、F甲= F乙＜F丙 D、F丙＜F甲＜F乙
10、明同学为了测量鸡蛋的密度，他将鸡蛋放入盛有浓盐水的烧杯中时，发现鸡蛋漂浮在浓盐水的液面上。当他再往杯中加入适量水，使鸡蛋恰可以悬浮在盐水中，此时用密度计测得盐水的密度为1.05×103kg/m3。再继续加水，鸡蛋下沉到杯的底部（如图所示），此时杯中盐水的深度为10cm，密度为1.03×103kg/m3。已知鸡蛋的体积为40cm3，请解答下列问题：（g=10N/kg）
（1）此鸡蛋的密度为多大？
（2）请在图中画出鸡蛋下沉到烧杯底部时所受力的示意图；
（3）试求鸡蛋下沉后盐水对杯底的压强p；
（4）试求鸡蛋下沉后所受浮力。
六、课后检测：
1、为了测出普通玻璃的密度，小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶、一个量筒和适量的水。做了如下实验：
（1）在量筒内倒入50cm3的水；
（2）让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上（如图甲所示），此时水面与80cm3刻线相平；
（3）让小瓶口朝下沉没水中（如图乙所示），这时水面与62cm3刻线相平．则根据以上测出的数据可知：小瓶漂浮在水面时，它排开水的体积＝_______；制造小瓶的玻璃的密度＝________。
2、一艘排水量为3000t的轮船漂浮在东平河面，求：
（1）轮船的螺旋桨旋转时，轮船前行，这是利用了力的作用是
（2中轮船排开水的质量是 Kg
（3）轮船受到的浮力是多大？
（4）轮船排开水的体积是多大？
（5）当这艘船驶入太平洋后，它所受到的浮力 （变大、变小or不变）
3、某型号的潜水艇的最大下潜深度可达300m，潜水艇的总体积为1. 0×103m3，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．（海水密度按1 ×103 kg/m3, g取10N/kg)
(1)潜水艇潜到最大深度时所受到海水的压强是多大？
（2）水舱未充海水时，潜水艇总质量为9 ×105 Kg,此时，漂浮在海面的潜水艇受到的浮力是多大？潜水艇排开海水的体积是多少？
（3）当潜水艇完全潜人海水中，所受海水的浮力是多大？
4、小明用实验测量粗细均匀竹棍的横截面积。他用短细线在竹棍的下端系一小石块，然后将它们放到水中，竹棍竖直立在水中，水面距竹棍上端16.8cm；再将系石块的竹棍放到煤油中，竹棍竖直立在煤油中，煤油的液面距竹棍上端9.8cm，两次实验中石块都不跟容器底接触。已知竹棍长40cm，质量是24g，石块的质量是18g，煤油的密度是水的密度的4∕5。由上述所给条件求：
（1）细竹棍的横截面积。
（2）石块的密度。
质疑与反思：
图10-4
图10-5
图10-6
图10-7
图10-8
图10-9