物体浮沉条件及应用(导学案)

浮力导学案之三 物体的浮沉条件
一：物体的浮沉条件
1.浸没到液体中的物体同时受到两个力的作用： 力和 力，物体的沉浮就取决于这两个力的大小关系。一共有三种受力情况：
①当F浮 G时，上浮（物体处于不平衡状态），逐渐调整浸入液体中的体积，最后漂浮在水面；
②当F浮 G时，下沉（物体处于不平衡状态），最后沉在容器底部；
③当F浮 G时，悬浮或者漂浮（物体处于平衡状态）。
2.对实心的物体而言
①ρ液＞ρ物, 物体 ，最终是 状态
②ρ液=ρ物, 物体
③ρ液＜ρ物, 物体 ，最终是 状态
4、漂浮和悬浮的区别：相同点： ，不同点：
二、浮力的应用
1、轮船。
从浮力的角度看,轮船采用了______法增大浮力,从而使轮船漂浮在水面上。这种办法的好处是:比同体积的实心体重力_____(填“大”或“小”),而且还可以使排开的水____,所以受到的浮力比同体积的实心体受到的浮力_____(填“大”或“小”)。
轮船的大小通常用________来表示.排水量就是轮船_____时排开水的______。如果一艘轮船,它的排水量是1×104t,在密度为1×103kg/m3的河水中航行,根据物体漂浮的条件(F浮=G物),它满载时排开河水的体积是_______m3,如果在密度为1.03×103kg/m3的海水中,所排开的海水的体积比河水的体积____(填“大”或“小”),如果从河流驶入大海,它将_____一些(填“上浮”或“下沉”)。
2、潜水艇两侧有_____,向水舱中冲水时,潜水艇的重力逐渐_____。当潜水艇的重力等于它排开的水重力(即浮力)时,潜水艇可以______在水中,当用压缩空气将水舱内的水排出一部分时,潜水艇的重力_____,从而使重力____浮力,而上浮.所以潜水艇是通过改变_____来实现上浮和下沉的。
3、气球里的气体密度_____空气的密度,这样在它的重力小于它排开的同体积的空气的重力(即浮力),所以能浮在漂浮在空中。当气球里的气体体积减小时,它排开空气的体积减小,所受到的浮力减小,所以可以降到地面上。飞艇内冲入的也是密度较小的气体,也是通过改变自身的体积来改变浮力,从而实现上升和降落。
4、密度计。⑴用途：一种可以直接测量 密度的仪器⑵读数方法：静止时液面所对刻度乘以 的密度⑶刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀，是上 下
⑷工作原理：利用物体漂浮在液面上时 等于 的原理制成的。
三.拓展提升
1.轮船排水量为10000t,⑴在河水中V排= ⑵在海水中V排=
它从河里驶入海里将要 （选填，上浮或下沉）
2.潜水艇靠改变_____________来实现浮沉。
3.把牙膏皮头部剪掉，卷成一团放入水中，因为重力 浮力，所以要 ，若把它做成空心筒状放入水中，牙膏皮的重力 ，但它排开水的体积 ，受到的浮力 ，当浮力 重力时，就浮在水面上了。
4.一个体积为1000cm的空心铁球，其空心部分的体积占整个体积的4/5，用手拿住浸没在水中，（1）求铁球受到的浮力是多少牛？（2）放手后铁球将上浮、悬浮还是下沉？
四、当堂检测
1.饺子是大家喜爱的食品，在水中煮一会儿会浮上来，是因为饺子受热膨胀，体积 ，浮力 (均选填“增大”“减小”或“不变”)；重力 浮力，上浮到水面．
2.停在东海里的小游艇总重2.06×104N，它受到的浮力大小为 N；它排开海水的体积为 m3．当它由东海驶入长江，它受到的浮力大小为 N。(海水的密度为1.03×103kg／m3)
3.气球飘在空中受到 力和 力作用，各力的施力物体分别是 和 。当它在空中匀速上升时，这两个力的关系是 的。
4.潜水员由水面下2 m深处潜入水面下20 m深处的过程中，他受到的压强、浮力变化情况是（ ）
A.压强增大，浮力增大 B.压强增大，浮力不变
C.压强不变，浮力增大 D.压强减小，浮力不变
5.湖底的一个水泡上浮时（不计温度影响） （ ）
A.体积变大 B.体积变小 C.体积不变 D.不好判断
6.一小船上装有大石头,浮在水面上,将石头从船中投入池水中,待池水面静止时,池中的水面高度将( )
A.上升 B.下降 C.不变 D.无法判断
7. 如图所示,甲、乙、丙三球静止在水中,它们
受到的浮力分别是F甲、F乙、F丙,则:
(1)若三球体积相等,则它们的浮力的大小关系是____________.
(2)若三球质量相等,则它们的浮力的大小关系是___________.
(3)三球的密度大小关系是__________.
3.在盛着水的缸中放有一质量为500g的木块,木块浮在水面上静止不动,该木块所受的浮力为_____N,合力为____.若木块露出水面的体积占总体积的2/5,则它的密度为______kg/m3
《浮力》复习导学案
一、【自主学习】
1、一切浸在____或_____中的物体，都受到液体或气体对它向_____托的力，这个力叫浮力。浮力方向总是______的。浮力施力物体是液体或气体。
2、阿基米德原理：浸在液体中的物体受到浮力的大小等于________________________；公式：F浮=____=____= 由此可知影响物体所受浮力大小的因素是 和
3、计算浮力方法有：
⑴公式法：F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排。
⑵称量法：F浮=G-F(G是物体受到重力，F 是物体浸入液体中弹簧秤的读数)
⑶漂浮、悬浮（注意这两者的异同）：F浮=G
⑷成因法：F浮 = F向上– F向下 （上下表面的压力差）
二、【课堂导学】
考点一：浮力的三要素
例题1：画出浸没到水中下沉的物体A所受力的示意图
例题2：据图中提供信息石块受到的浮力F浮= N，石块排开水所受的重力G排=_ _N
（2）由此得出的结论是：_ ___。（3）甲乙丙丁的实验顺序：
【变式1】两个物体分别挂在弹簧测力计上，将它们同时浸没到水中，发现两个弹簧测力计的示数的减小值相同。由此可以判断（??? ）
A.两物体受的浮力一定相同 B.两个物体一定是等重的
C.浸在水中时，弹簧测力计示数是相同的 D.两个物体一定处在液体中相同深度
【变式2】将一重为80N的物体放入一盛满水的溢水杯中，从杯中溢出了30N的水，则物体受到的浮力是（ ）
A.80N B.30N C.50N D.110N
【变式3】把一个质量为60g,体积为100cm3的物体，轻轻的放入盛满水的烧杯中，当物体静止时，溢出水的质量m1= g,当把此物体放入盛满酒精的烧杯中，物体静止时，溢出的酒精质量为m2 m1(填“大于”“等于”“小于”，烧杯足够大)
【例3】在物理实验操作考查中，小雨抽测的实验题目是“探究浮力的大小”。他的实验操作步骤如图所示，实验过程如下：
A、用细线将橡皮挂在弹簧测力计下，测出橡皮的_________；
B、将水倒入溢水杯中；
C、将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中，让溢出的水全部流入小桶中，同时_______
D、将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数；
E、记录、分析实验数据，得出实验结论；
请根据小雨的实验过程回答下面问题：
(1)指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤：__________ _____
(2)指出上面实验操作中的一处错误：_____________
(3)若用漂浮在水面的木块代替橡皮做此实验，则与上述操作不同的一个步骤 __（填字母）
考点二：浮力的影响因素
例题4：张明在探究物体所受浮力大小与哪些因素有关时，先后进行了几组实验，实验过程分别如下图所示。请你仔细观察各图，接着完成以下的实验要求：
⑴由图 可知，物体浸没到水，盐水和煤油中时，所受的浮力分别是 、 、
由此可知物体所受的浮力大小与 有关。
⑵由图 可知，当液体的密度相同时，由此可知物体所受的浮力大小与 有关，同时也可知物体在浸没到液体中之前，物体受到的浮力大小与物体浸在液体中的深度有关， 越大，物体受到的浮力越大。
⑶由图 可知，物体浸没到液体中之后，物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关
【变式1】用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面
接触(未浸入水)如图甲，然后将其逐渐浸入水中，如图乙是弹簧测力计示数随圓柱体逐渐浸入水中的深度变化情况，求：
(1)圆柱体受的最大浮力 (2)圆柱体的密度
【变式2】下列说法中正确的是（ ）
A、物体浸没在水中越深，受到的浮力越大 B、密度较大的物体在水中受到的浮力大 C、重的物体受到的浮力小 D、同体积的铁块和木块浸没在水中受到的浮力一样大
【变式3】下列情形中，浮力增大的是（ ）
A、游泳者从海水中走上沙滩 B、轮船从长江驶入大海
C、海面下的潜艇在下潜 D、“微山湖”号补给舰在码头装载货物
考点三：判断物体的浮沉
例题5： 把一个质量为90g、体积为100cm3的物块，轻放入盛有水的烧杯中，当物块静止时，物体在水中 ，受的浮力大小为 N。
【变式1】当把此物块轻放人盛满酒精的烧杯中，物块静止时，物体在酒精 受的浮力大小为 N，溢出酒精的质量为 g（ρ酒精=0.8×103kg/m3，烧杯足够大．）
【变式2】小竹将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中，当物体静止时，溢水杯中溢出了100cm3的水，则物体（　　）（g取10N/kg）
A．漂浮在水面上 B．悬浮在水中 C．沉在溢水杯底部 D．受到1.2N的浮力
【变式3】如图所示，把一个苹果放入浓盐水中，苹果处于漂浮状态，如果把苹果水面以上的部分切去，余下部分苹果放回原浓盐水中，它将（ ）
A．仍然漂浮 B．刚好悬浮 C．沉入水底 D．无法判断
考点四：比较物体所受的浮力大小
1．图5所示，体积相等的三个小球静止在水中，关于它们受到的浮力大小FA、FB、F c的大小关系是
2．如图所示，悬挂着的金属球A依次浸没在清水和浓盐水则A球两次所受浮力相比较是（ ）
A、两次的浮力一样大　　　B、浸没在盐水里受的浮力较大
C、浸没在清水里受的浮力较大　　D、条件不足，无法判断
3、将同一正方体物体先后放入a、b、c三种液体中，物体静止时如图所示，关于它们受到的浮力大小FA、FB、F c的大小关系是
4、如图所示，把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中，它们所受到的浮力分别为F甲和F乙，则F甲 F乙；若两液体深度相同，则两液体对容器底部的压强关系是P甲 P乙（选填“＜”、“=”或“＞”）。
5、质量相等的木块和铁块,浸没于水中时所受的浮力为( )
A木块大 B铁块大 C相等 D无法比较
考点五：浮力的计算及综合应用
1、体积是100cm3的铁块，重7.6N，它的密度是多少？当它全部浸没在水中时，受到的浮力是多大?这时候如果把铁块挂在弹簧秤上,弹簧秤的读数是多少?
2、一物块停在水中时，露出水面的体积为6×10-6m3，它的总体积为8×10-6m3，求物块在水中所受的浮力为多大？
3、弹簧测力计下挂一个密度大于水的物块，如图5甲所示。水平桌面上的容器中盛有适量的水，将物块浸没在水中，如图5乙所示，则物块浸没在水中后（???? ）
A、弹簧测测力计的示数变小
B、水对容器底的压强变大
C、桌面受到的压力不变
D、桌面受到的压强变大
4、某同学利用量筒和水来测量小瓷酒杯的密度，右图是实验中的三个情景.据此求出小酒杯的密度为_
分析：小瓷酒杯漂浮时排开水的体积是 ，排开水的质量是 ，所受的浮力是 ，小瓷酒杯的质量是 。小瓷酒杯的体积是 ，密度是
5、把一个实心小蜡块轻轻放入盛满酒精的溢水杯中，溢出酒精的质量是3.2g，若把该蜡块再轻轻放入盛满水的溢水杯中，则溢出水的质量是
（ρ蜡=0.9×103kg/m3 ， ρ酒精=0.8×103kg/m3）
6、（2011年中考·陕西省卷）某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置，它的底部较重，可以竖直漂浮在水面，总质量为0.21kg、底面积为3×10-3m2。不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线，如图甲.请解答下列问题：（g取10N/kg）
⑴不放物体时，该装置所受的浮力是多大？
⑵如图乙所示，在该装置中放入一个体积为1.5×10-5m3的物块A，它的底部在水面下的深度h=0.11m。此时，该装置受到的浮力是多大？与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克？
1、下列说法中正确的是　　　（　　）
　A．物体浸没在水中越深，受的浮力越大　　B．密度较大的物体在水中受的浮力大
　C．重的物体受的浮力小　　 D．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大
2、质量为79g的铁块，密度是7.9g/cm3，这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中，排开水的质量是多少?所受浮力是多少?（g取10N/kg）
3、用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球，全部浸在水中时，弹簧测力计的示数为33.25N，此铜球的空心部分的体积是________m3．（已知铜的密度为8.9×103kg/m3）
4、体积相同的A、B、C三个物体，放入水中静止后，处于图1—5—1所示的状态，试比较三个物体受的重力GA、GB、GC和密度A、B、C．
图1—5—1
5、将一个蜡块（蜡＝0.9×103kg/m3）分别放入酒精、水和盐水中静止后，试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小．（盐水＞水＞蜡＞酒精）
6、将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手，铜球静止后所受的浮力是________N．
7、把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后，溢出酒精8g（酒精＝0.8×103kg/m3），若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后，从杯中溢出水的质量是　（　　）
　　A．15g　　　B．12.5g　　　C．10g　　　D．8g　
8、体积是50cm3，质量是45g的物体，将其缓缓放入装满水的烧杯中，物体静止后，溢出水的质量是________g．将其缓缓放入装满酒精的烧杯中，溢出酒精的质量是________g．（酒＝0.8×103kg/m3）
9、如图1—5—3中，重为5N的木块A，在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为3N，若绳子突然断了，木块A在没有露出水面之前，所受合力的大小和方向是　　（　　）
　　A．5 N，竖直向下　　　B．3N，竖直向上
　　C．2N，竖直向上　　　　D．8N，竖直向下
图1—5—3
10、以下是浮力知识的应用，说法正确的是　　　（　　）
　　A．一艘轮船在海里和河里航行时，所受浮力一样大
　　B．一艘轮船在海里和河里航行时，在海里受的浮力大
　　C．密度计漂浮在不同液体中，所受浮力不同
　　D．密度计在不同液体中漂浮，浸入液体体积越大，所测得的液体密度越大
11、如图1—5—5，展示了一个广为人知的历史故事——“曹冲称象”．曹冲运用了等效替代的方法，巧妙地测出了大象的体重．请你写出他运用的与浮力相关的两条知识．（1）_______________________；（2）_______________________．
　　
12、已知质量相等的两个实心小球A和B，它们的密度之比A∶B＝1∶2，现将A、B放入盛有足够多水的容器中，当A、B两球静止时，水对A、B两球的浮力之比FA∶FB＝8∶5，则A＝________kg/m3，B＝________kg/m3．（水＝1×103kg/m3）　
13、如图1—5—6（a）所示，一个木块用细绳系在容器的底部，向容器内倒水，当木块露出水面的体积是20cm3，时，细绳对木块的拉力为0.6N．将细绳剪断，木块上浮，静止时有的体积露出水面，如图（b）所示，求此时木块受到的浮力．（g取10N／kg）
（a）　　　　（b）
图1—5—6
14、如图1—5—10（a）所示的圆柱形容器，底面积为200cm2，里面装有高20cm的水，将一个体积为500cm3的实心铝球放入水中后，球沉底（容器中水未溢出）．
　　
（a）　　　　　（b）
图1—5—10
　　求：（1）图（b）中水对容器底的压强容器底增加的压力．
　　（2）图（b）中容器对水平桌面的压强和压力．（不计容器重，铝＝2.7×103kg/m3，g取10N/kg）
15、如图1—5—13（a），在天平左盘放一杯水，右盘放砝码，使天平平衡．
　　
（a）　　　　　　　（b）
图1—5—13
（1）将一质量为27g的铝块（铝＝2.7g/m3）放入左盘水中，水不溢出，天平还能平衡吗？
（2）将铝块如图1—5—13（b）方式放入左盘中，天平还能平衡吗？
16、如图1—5—14中，容器内分别装有水和盐水，在液面上浮着一块冰，问：（1）冰在水中熔化后，水面如何变化?（2）冰在盐水中熔化后，液面如何变化?
　　
（a）　　　　　（b）
图1—5—14