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专题:物体浮沉条件的计算
八年级物理下册 人教版
10.3 物体的浮沉条件及应用
课时划分说明:本节内容是人教版教科书八年级物理下册第十章第三节《物体的浮沉条件及其应用》的延伸内容,教材中涉及到的有关浮沉条件的计算题较少,但者其实是浮力学习的重点,所以有必要对此进行针对性的教学,特设计一个物体浮沉条件的计算专题,进行训练,本课时为1个课时。
课时计划
学习目标
1. 掌握判断浮沉条件的两种方法,以及求解浮力的四种方法。
2.学会分析情景,排除干扰,从问题入手,寻找关键公式求解。
重点
判断物体沉浮状态。
难点
判断物体沉浮状态进行相关计算。
1
2
3
(1)判断浮沉方法(2)计算浮力方法
复习要点
做题思路
与方法
课堂小结
(1)求浮力
(2)求密度
经典例题
目录
F支
复习要点:(1)判断浮沉方法
当F浮 G, ρ液 ρ物,物体上浮,
最终 , F浮 = 。
当F浮 G, ρ液 ρ物,物体悬浮。
当F浮 G, ρ液 ρ物,物体下沉,
最终 ,F浮 = 。
1
>
>
漂浮
G
=
=
<
<
沉底
G - F支
悬浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
F浮
G
漂浮
沉底
F浮
G
G
称重法:
压力差法:
平衡法:
阿基米德法:
1
F浮= G - F拉
复习要点:(2)计算浮力方法
F浮= F向上-F向下
F浮= G (漂浮、悬浮)
F浮= G排 = ρ液gV排
经典例题(1)判断浮沉状态,计算浮力
例题1:体积是20cm3的实心铝块,放入水中,静止时受到的浮力是多少?
(ρ水=1g/cm3,ρ铝=2.7g/cm3,g取10N/kg)
2
方法一:
比较ρ液与ρ物
解:已知ρ水=1g/cm3,ρ铝=2.7g/cm3
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N
ρ水<ρ铝,铝块沉底
答:静止时受到的浮力为0.2N。
铝块浸没,V排=V=20cm3=2×10-5m3
由 ,得m=ρ铝V=2.7g/cm3×20cm3=54g=0.054kg
经典例题(1)判断浮沉状态,计算浮力
例题1:体积是20cm3的实心铝块,放入水中,静止时受到的浮力是多少?
(ρ水=1g/cm3,ρ铝=2.7g/cm3,g取10N/kg)
2
方法二:
假设物体浸没,比较F浮与G
解:假设铝块浸没,V排=V=20cm3=2×10-5m3,
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N
G=mg=0.054kg×10N/kg=0.54N
F浮答:静止时受到的浮力为0.2N。
拓展:
物体受到底面的支持力是多少?
F支=G-F浮
=0.54N-0.2N
=0.34N
小试牛刀
变式1:体积是25cm3的铝块质量为15g,放入水中,静止时受到的浮力是多少?(g取10N/kg)
解题思路:计算物体密度,比较ρ液与ρ物判断浮沉状态,
再选择合适的方法计算浮力
解:已知m=15g,V=25cm3
F浮=G=mg=0.015kg×10N/kg=0.15N
ρ水>ρ,铝块上浮
答:静止时受到的浮力为0.15N。
铝块最终漂浮,
拓展:
此铝块露出部分的体积是多少?
V露 =V-V排
漂浮
V排 =
若将此铝块放入盐水中,它将_____(上浮/下沉)一些。
上浮
V露
V排
V
2
例题2:边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时。有2/5的体积露出水面,如图甲所示。(g =10 N/kg ,ρ水=1×103kg/m3),求:
(1)图甲中木块受的浮力大小 (2)木块的密度
经典例题(2)根据浮沉状态,计算密度
解题思路:
(1)已知V排,用阿基米德原理
(2)已知V,用 ,关键求m:
G=F浮
漂浮
F浮= ρ液gV排
阿基米德
F浮
G
2
例题2:边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时。有2/5的体积露出水面,如图甲所示。(g =10 N/kg ,ρ水=1×103kg/m3),求:
(1)图甲中木块受的浮力大小 (2)木块的密度
经典例题(2)根据浮沉状态,计算密度
解:(1)V排= V= ×(0.1m)3=6×10-4m3,
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N
答:木块受到的浮力为6N。
(2)已知物体漂浮,G=F浮=6N
由G=mg,得
答:木块的密度为0.6×103kg/m3。
F浮
G
例题2:将木块从水中取出,放人另一种液体中,并在木块表面上放一重2N的石块静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。
(g =10 N/kg ,ρ水=1×103kg/m3),求:
(3)图乙中液体的密度
2
解题思路:
图乙中,由阿基米德原理得
漂浮
F浮'=G总=G石+G
木块刚好完全浸没
V排'=V
F浮'
G总
经典例题(2)根据浮沉状态,计算密度
例题2:将木块从水中取出,放人另一种液体中,并在木块表面上放一重2N的石块静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。
(g =10 N/kg ,ρ水=1×103kg/m3),求:
(3)图乙中液体的密度
2
由F浮=ρ液gV排,得:
答:图乙中液体得密度为0.8×103kg/m3。
解:图乙中,木块和石头整体漂浮,
F浮'=G总=G石+G=2N+6N=8N
木块刚好完全浸没,V排'=V=(0.1m)3
经典例题(2)根据浮沉状态,计算密度
F浮'
G总
例题2:将木块从水中取出,放人另一种液体中,并在木块表面上放一重2N的石块静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。
(g =10 N/kg ,ρ水=1×103kg/m3),求:
(4)图乙中木块下表面受到液体的压强
2
解题思路1:
图乙中,ρ液与h已知,用p=ρ液gh
解:p=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10 N/kg×0.1m=800Pa
答:图乙中木块下表面受到液体得压强为800Pa。
解题思路2:
图乙中,G总已知,物体漂浮,用
解:图乙物体漂浮,
经典例题(2)根据浮沉状态,计算密度
课堂小结:物体浮沉条件的计算
3
先判断浮沉状态,再选择合适方法求浮力
方法1:计算物体密度,比较ρ液与ρ物
方法2:假设物体浸没,比较F浮与G
一、计算浮力:
物体一般处于漂浮状态,可求物体密度和液体密度
二、计算密度:
1.求物体密度用 ,关键求出m,也就是求G,漂浮,有F浮=G
2.液体密度用 ,关键求出F浮,漂浮,有F浮=G