第四节 物体的浮与沉
教材任务驱动
任务一 理解物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体。
1.当浮力 重力时,物体上浮。
2.当浮力 重力时,物体下沉。
3.当浮力 重力时,物体悬浮,最后的状态为漂浮(V排【释疑点】 根据F浮=ρ液gV排和G物=m物g=ρ物gV物分析物体浮沉时,液体密度与物体密度的关系:
当物体浸没在液体中时,V排=V物。
①物体上浮时:F浮>G物,则ρ液>ρ物;
②物体悬浮时:F浮=G物,则ρ液=ρ物;
③物体下沉时:F浮任务二 了解浮沉条件的应用
1.密度计:始终漂浮在液面上,受到的浮力 重力。
2.盐水选种:放入一定浓度盐水中的种子,干瘪、虫蛀的种子 ,饱满的种子 。
3.潜水艇:是靠改变 来实现浮沉的。
4.热气球:通过加热和降温,改变气袋内 来实现升降的。
【释疑点】 密度计刻度上小下大
密度计越靠下,刻度值越大,这是因为在不同的液体中密度计受到的浮力相等。根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g知,液体密度越大,密度计浸入液体中的体积越小,液面对应的示数越大。
典题疑难突破
【考点一】物体的浮沉条件
【典题1】(2024·贵州中考)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而 ;茶叶充分吸水后由于其密度 水的密度而下沉。
【技法点拨】 利用浮沉条件判断浮沉情况及浮力大小
【变式1】(2024·石家庄期中)某一个物体的体积为4×10-3 m3,质量为3.5 kg,现将它完全浸没在水中,则该物体此时受到的浮力是 N;松手以后,该物体将 (选填“不变”“上浮”或“下沉”)。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【考点二】浮沉条件的应用
【典题2】(2024·泸州中考)中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法中正确的是( )
A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时,需要往水舱内注水
D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
【技法点拨】
【变式2】(2024·厦门期中)2024年4月20日,备受瞩目的第二艘国产大型邮轮H1509船正式下坞,H1509船“尺码”更大、设备更先进,排水量达14.19万吨。如图,邮轮满载时受到的浮力为 N,在邮轮的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,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。说明北大西洋海水的密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)印度洋海水的密度。(排水量是满载时排开的水的质量)
【变式3】(2024·牡丹江中考)综合实践活动课上,小江展示了自制的“小潜水艇”。如图甲所示,矿泉水瓶中装有适量的水,将一个未装满水的小玻璃瓶倒扣入矿泉水瓶中,给矿泉水瓶口盖上插有吸管的瓶盖,吸管与瓶盖之间密封且不接触瓶内的水面,小玻璃瓶沉在水底,小江通过吸管将矿泉水瓶中的气体吸出一部分,“小潜水艇”上浮了,如图乙所示。
(1)请分析并解释“小潜水艇”上浮的原因。
(2)再说出一种能让“小潜水艇”上浮的方法。
【规避雷区】
易错点 求解浮力时,忽略物体浮、沉的状态影响
【易错题】将质量为50 g、体积为60 cm3的物体投入足够多的水中,静止时物体受到的浮力大小是 N,若将物体投入足够多的酒精中,静止时物体所受浮力大小是 N。(酒精密度为0.8×103 kg/m3)
【纠错】
1.思路
2.当物体处于漂浮或悬浮时,F浮=G物;当物体上浮或下沉时,F浮=ρ液gV排。第四节 物体的浮与沉
教材任务驱动
任务一 理解物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体。
1.当浮力 大于 重力时,物体上浮。
2.当浮力 小于 重力时,物体下沉。
3.当浮力 等于 重力时,物体悬浮,最后的状态为漂浮(V排【释疑点】 根据F浮=ρ液gV排和G物=m物g=ρ物gV物分析物体浮沉时,液体密度与物体密度的关系:
当物体浸没在液体中时,V排=V物。
①物体上浮时:F浮>G物,则ρ液>ρ物;
②物体悬浮时:F浮=G物,则ρ液=ρ物;
③物体下沉时:F浮任务二 了解浮沉条件的应用
1.密度计:始终漂浮在液面上,受到的浮力 等于 重力。
2.盐水选种:放入一定浓度盐水中的种子,干瘪、虫蛀的种子 上浮 ,饱满的种子 下沉 。
3.潜水艇:是靠改变 自身重力 来实现浮沉的。
4.热气球:通过加热和降温,改变气袋内 气体的密度 来实现升降的。
【释疑点】 密度计刻度上小下大
密度计越靠下,刻度值越大,这是因为在不同的液体中密度计受到的浮力相等。根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g知,液体密度越大,密度计浸入液体中的体积越小,液面对应的示数越大。
典题疑难突破
【考点一】物体的浮沉条件
【典题1】(2024·贵州中考)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而 上浮 ;茶叶充分吸水后由于其密度 大于 水的密度而下沉。
【技法点拨】 利用浮沉条件判断浮沉情况及浮力大小
【变式1】(2024·石家庄期中)某一个物体的体积为4×10-3 m3,质量为3.5 kg,现将它完全浸没在水中,则该物体此时受到的浮力是 40 N;松手以后,该物体将 上浮 (选填“不变”“上浮”或“下沉”)。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【考点二】浮沉条件的应用
【典题2】(2024·泸州中考)中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法中正确的是(C)
A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时,需要往水舱内注水
D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
【技法点拨】
【变式2】(2024·厦门期中)2024年4月20日,备受瞩目的第二艘国产大型邮轮H1509船正式下坞,H1509船“尺码”更大、设备更先进,排水量达14.19万吨。如图,邮轮满载时受到的浮力为 1.419×109 N,在邮轮的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,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。说明北大西洋海水的密度 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)印度洋海水的密度。(排水量是满载时排开的水的质量)
【变式3】(2024·牡丹江中考)综合实践活动课上,小江展示了自制的“小潜水艇”。如图甲所示,矿泉水瓶中装有适量的水,将一个未装满水的小玻璃瓶倒扣入矿泉水瓶中,给矿泉水瓶口盖上插有吸管的瓶盖,吸管与瓶盖之间密封且不接触瓶内的水面,小玻璃瓶沉在水底,小江通过吸管将矿泉水瓶中的气体吸出一部分,“小潜水艇”上浮了,如图乙所示。
(1)请分析并解释“小潜水艇”上浮的原因。
(2)再说出一种能让“小潜水艇”上浮的方法。
答:(1)用吸管吸取瓶内部分气体后,矿泉水瓶内液面上方气体减少,瓶内气压变小,导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差,也就产生向下的压力差,将小玻璃瓶内的部分水排出。根据F浮=ρ液gV排可知,小玻璃瓶内气体体积增大,浮力变大,小玻璃瓶和瓶内气体总重力不变,小玻璃瓶和瓶内气体受到的浮力大于其总重力,力可以改变物体的运动状态,小玻璃瓶上浮。
(2)将另一吸管的管口贴靠在瓶中吸管的上端,沿水平方向吹气。
【规避雷区】
易错点 求解浮力时,忽略物体浮、沉的状态影响
【易错题】将质量为50 g、体积为60 cm3的物体投入足够多的水中,静止时物体受到的浮力大小是 0.5 N,若将物体投入足够多的酒精中,静止时物体所受浮力大小是 0.48 N。(酒精密度为0.8×103 kg/m3)
【纠错】
1.思路
2.当物体处于漂浮或悬浮时,F浮=G物;当物体上浮或下沉时,F浮=ρ液gV排。
课堂反馈,请使用“5分钟随堂练”P15
训练升级,请使用“课时过程性评价”P103
训练升级,请使用“重难强化练”
P105、P107、P110、P112
