第九章浮力第3节物体的浮与沉第3课时 教学课件 --沪科版初中物理八年级下

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第 3 节 物体的浮与沉
第九章 浮 力
第3课时 浮力的综合应用
考点一　浮力的四种计算方法
知识精讲
典 例 分 析
1.称重法测浮力：
2.阿基米德原理：
3.根据物体的状态计算（悬浮或者漂浮）：（平衡力）
4.压力差法：
例1 如图所示，当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的1/3时，弹簧测力计的示数为5.0 N；当物体浸在水中的体积为物体体积的1/2时，弹簧测力计的示数为3.5 N。从弹簧测力计上取下物体将其缓慢地放入水中(容器足够大，水足够多)，则物体静止时受到的浮力为( )
典例剖析
A.9.0 N B.8.5 N
C.8.0 N D.7.5 N
答案：C
【解析】本题考查浮力公式和密度公式的应用，难度较大。根据题意得…①，…②，①②联立组成方程组，解得，，所以物体的密度为，则，物体漂浮，。
例2 小明用同一物体进行了以下实验。实验中，保持物体处于静止状态，弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息，求：（g取10N/kg）
（1）物体的质量；
（2）物体在水中受到的浮力；
（3）某液体的密度。
解：（1）由图可知，物体的重力，
物体的质量；
（2）物体在水中受到的浮力；
（3）物体全部浸没在水中，故，
由,解得，
当物体全部浸没在某液体中时受到的浮力
，
则某液体的密度：。
针对训练
C
练习2 小明同学对一个金属块进行了两次测量：第一次如图甲所示，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2.7 N。第二次如图乙所示，让金属块浸没在盛水的杯子中，这时弹簧测力计的读数为1.7 N。(g取10 N/kg)
解：(1)
(2)因为金属块浸没水中，所以
(3)由
查密度表可知：此金属块是铝。
考点二 浮沉条件的应用
知识精讲
1.比较重力和浮力的关系判断浮沉
（1） 上浮（上浮后最终漂浮）
（2） 下沉]
（3） 悬浮或漂浮
2.根据密度大小比较判断沉浮
（1） 上浮（上浮后最终漂浮）
（2） 下沉
（3） 悬浮
3. 应用
（1）密度计：密度计受到的浮力等于密度计的重力。
（2）潜水艇原理：改变潜水艇的总重力。
（3）热气球原理：改变气袋内气体的密度。
典例剖析
例3 如图所示，气球下面用细线悬挂一石块，它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为，则气球受到的浮力________（选填“”“”或“”）；若水温升高，石块将__________（选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”）。
例4 2019年4月23日，中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行。
（1）两并排行驶的舰艇编队间距较远（如图所示），这是因为若靠得过近，彼此间海水流速会很大，导致压强很______，压力差会使舰艇发生碰撞；
（2）在仪式上，我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅，它是通过减小所受______（选填“重力”或“浮力”）实现上浮的；
（3）901综合补给舰也一起亮相，该舰的满载排水量约为40000t，它满载时所受的浮力约为______N。（g取10N/kg）
【解析】（1）流体的流速越大，流体的压强越小；若两并排行驶的舰艇靠得过近，彼此间海水流速会很大，导致舰艇间的压强很小，向内的压力差会使舰艇发生碰撞，所以两并排行驶的舰艇编队间距较远。
（2）核潜艇是靠改变自身的重力来完成上浮或下潜的；当核潜艇浸没在水中时，排开水的体积不变，浮力不变，减小自身的重力，浮力大于重力，核潜艇上浮到水面接受检阅。
（3）该舰满载时排开水的重力：，由阿基米德原理可得，它满载时所受的浮力：。
答案：（1）小 （2）重力 （3）
针对训练
38
3.8×105
练习2 一物体的质量为90 g、体积为100 。现将它浸没在水中，物体所受的浮力为 N；松手后，物体将会 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)；最终静止时物体排开水的质量为 g。(g取10 N/kg，)
练习3 2018年4月20日，我国自主潜水器“潜龙三号”首次下潜（如图所示）。潜水器在水面下匀速下潜过程中（假定海水的密度不变），受到的浮力 （选填“变大”“不变”或“变小”），潜水器下表面受到的压强 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
1
上浮
90
不变
变大
考点三 利用浮力测密度
知识精讲
1.称重法测密度
用弹簧测力计在空气中称出物体的重力为G；把物体浸没在水中时弹簧测力计的示数为，则物体质量为，物体受到的浮力为，物体体积为 ，物体的密度表达式为。
此法是借助常见液体——水来测密度大于水的物体的密度。
2.测量漂浮物和悬浮物的密度
用量筒测出漂浮物完全浸入水中的体积(用针压法)，再测出其自然漂浮在水面时的排水体积，则物体受到的浮力(排开水的重力)为，物体质量为，由密度计算公式 ，可求物体密度为。
悬浮在水中的物体由于，根据物体悬浮时受到的浮力等于重力，可推得物体的密度跟水的密度相同，即在液体中悬浮的物体的平均密度与排开的液体的密度相同。
典例剖析
例5 小明用弹簧测力计、圆柱体、几个相同的烧杯(分别装有一定量的水和盐水)测量了盐水的密度，其装置和弹簧测力计的示数如图所示。(g取10 N/kg)
(1)由图甲和图丁可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力是________N，圆柱体的体积是________。
(2)利用图示实验数据计算出盐水的密度是。
【解析】 (1)由图甲、丁所示实验可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力：。由得圆柱体的体积：
(2)由图甲、戊所示实验可知，圆柱体浸没在盐水中所受浮力：。根据阿基米德原理，，则盐水的密度：
答案：（1）4　　（2）
例6 下面是张超同学利用量筒和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析，图是整个实验的操作情景，请完成下列填空。
(1)在量筒中装适量的水，读出水面对应的刻度值＝________。
(2)把橡皮泥捏成碗状，小心放入量筒使之漂浮在水面上，读出此时水面对应的刻度值，根据漂浮条件可求出橡皮泥的质量：m＝________。
(3)再把橡皮泥团成球放入量筒使之沉入水底，读出此时水面对应的刻度值。
(4)利用密度计算公式可计算出橡皮泥的密度为________。
【解析】(1)量筒每一个大格代表10 mL，每一个小格代表1 mL，水面对应的刻度值。
(2)橡皮泥漂浮在水面时对应的刻度值，橡皮泥漂浮在水面上，排开水的体积为，橡皮泥漂浮在水面上，受到的重力等于排开水的重力，所以橡皮泥的质量等于排开水的质量，故。
(4)把橡皮泥团成球浸没在水中，水面对应的刻度值为。橡皮泥的体积为，所以橡皮泥的密度为。
答案：(1)50 mL (2)10 g (4)
针对训练
练习1 如图所示是物体浸入水中前后弹簧测力计的示数。由此可知水对物体的浮力是 N，物体的密度是。
1
练习2 小婷利用刻度尺、小铁钉、圆柱形容器和适量的水测量一个小木块的密度。如图所示的三个图是小婷正确测量过程的示意图，图中、、分别是圆柱形容器中水面所对应的深度。已知水的密度为，请利用图中测量出的物理量和写出小木块密度的表达式：。
浮力的四种计算方法
浮力的综合应用
浮沉条件的应用
利用浮力测密度
课 堂 小 结
课 堂 检 测
1.如图所示，放在水平桌面上的三个完全相同的容器内，装有适量的水，将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内，待正方体静止后，三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是（ ）
A.物体受到的浮力大小关系为
B.三个物体的密度大小关系为
C.容器底部受到水的压力大小关系为
D.容器对桌面的压强大小关系为
D
2. 如图所示，装有水的容器静止放在水平桌面上，正方体物块M悬浮在水中，其上表面与水面平行，则下列说法中正确的是（　　）
A.M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力
B.M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小
C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力
D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力
B
3. “远征号”潜水艇在南海执行任务，根据任务的要求，潜水艇需要在不同深度处悬浮，若海水密度保持不变，则下列说法错误的是（ ）
A.潜水艇排开海水的体积相等
B.潜水艇所受的重力大小不相等
C.潜水艇所受的浮力大小相等
D.潜水艇所受的浮力与重力大小相等
B
4.将一枚重为0.5N的鸡蛋放入一杯均匀盐水中，静止时如图所示。然后向杯子里加入一些清水，则（ ）
A.鸡蛋会下沉
B.鸡蛋的重力增加
C.鸡蛋所受浮力变大
D.鸡蛋所受浮力为0.5N
A
5. (多选)一个质量为80g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶，内装10cm高的水密封后放在水平地面上，如图甲所示，再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中，静止后，瓶内、瓶外液面的高度差如图乙和图丙所示（，，瓶壁厚度忽略不计）。下列说法正确的是（ ）
A.玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液体中受到的浮力
B.玻璃瓶底的面积为
C.未知液体的密度为
D.玻璃瓶在水中受到的浮力为4.8N
CD
6.为测出某小玻璃瓶的密度，小华同学利用该小玻璃瓶、一个量筒和适量的水，做了如下实验：
(1)在量筒内倒入的水；
(2)如图甲所示，让小瓶口朝上(瓶内无水)漂浮在量筒内的水面上；
(3)如图乙所示，再让小瓶口朝下(让量筒里的水充满瓶内)沉没水中；
(4)计算玻璃瓶的密度为ρ＝ 。
7.将密度为、体积为V的冰块放入盛有适量水的圆柱形容器中（无水溢出），冰块静止时露出水面的体积＝ V，当冰块完全熔化后（总质量不变）容器中的水面将 （选填“升高”“降低”或“不变”）。
不变
8. 如图所示，一个装有水的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中的水深h＝20cm。某同学将一个实心物体挂在弹簧测力计上，在空气中称得物体的重力G＝7.9N，再将物体缓慢浸没在容器的水中，物体静止时与容器没有接触，且容器中的水没有溢出，弹簧测力计的示数F＝6.9N。(g取10N/kg)求:
(1)物体放入水中之前，容器底部受到水的压强；
(2)物体浸没时受到水的浮力；
(3)物体的密度。
再见