10.5 物体的浮与沉
编制: 审核:初二备课组 班级:____________ 姓名:_____________
【课前复习】
二力平衡的条件:作用在_____物体上的两个力,大小_______、方向________、作用在_____________。
力和运动的关系:沿直线行驶的汽车,如果受到的牵引力大于阻力,汽车就_______行驶;如果受到的牵引力小于阻力,汽车就_______行驶;如果受到的牵引力等于阻力,汽车就_______行驶。(匀速/加速/减速)
阿基米德原理:______________________,浮力大小的影响因素_______和_______。
【学习过程】
任务一:探究怎样使物体上浮或下沉
〖猜一猜〗将橡皮泥、苹果、蜡烛、铁块、乒乓球、生鸡蛋、装有不等沙子的小瓶等浸没在水中。松手后,这些物体在水中将怎样运动?
〖试一试〗通过实验发现:
上浮的物体有: ;
下沉的物体有: 。
〖做一做〗怎样使下沉的物体浮起来?怎样使漂浮的物体沉下去?
〖交流小结〗
1.使物体上浮的方法:_______________________________________________
2.使物体下沉的方法:_______________________________________________
3.从物体受力的角度看,这些方法中分别改变了哪些力的大小?是如何改变的?
任务二:认识物体的浮沉条件
〖问题1〗根据二力平衡条件可知,浸在液体中的物体,当所受重力等于浮力时,物体处于什么状态呢?
〖信息快递〗:在重力和浮力的作用下,若物体静止在液面上,并有一部分露出液面,这种状态称为_______;若物体浸没在液体中,处于平衡状态,则称为_________。
在右图中画出物体漂浮和悬浮时的受力示意图。
〖问题2〗在物体上浮和下沉时,重力和浮力之间会存在怎样的关系呢?
〖分析〗当物体浸没时:如果F浮﹤G,则物体将___________,直至沉底;
如果F浮﹥G,则物体将___________,直至__________。
〖问题3〗你能用物体的浮沉条件分析和解释一个物体上浮的全过程吗?(图10-32)
任务三:了解判断物体浮沉的另一种方法
由于物体所受重力与物体的密度有关,而物体所受浮力大小与液体的密度有关,根据重力和浮力的关系我们还可以推导出另一种判断浮沉的方法。
对于浸没的物体而言:V排 = V物=V
对质量分布均匀的实心物体而言:G物=m物g=______________
根据阿基米德原理可知: F浮= G排= m排g =______________
利用浮沉条件的关系可推导:
若ρ物 = ρ液,则F浮=G物,物体可以悬浮在液体中任何位置;
若ρ物 ____ ρ液,则F浮若ρ物 ____ ρ液,则F浮>G物,物体____,直至____,此时F浮___G物,V物___V排 。
任务四:了解浮沉条件在生活中的应用
〖应用1〗阅读生活·物理·社会——潜水艇的浮与沉
在水面下,当F浮_____G时,潜水艇可悬浮在水中任何位置。此时,若向水舱中充水,则潜水艇自重G将________,因此F浮_____G,潜水艇_______;若悬浮时将水舱中的水排出,则G将________,因此F浮_____G,潜水艇_______;当潜水艇上浮至部分艇身露出水面后,V排_________,而F浮= __________,所以F浮_____,最终F浮_____G,潜艇漂浮在水面。
〖应用2〗打捞沉船
原理:将装水的浮筒沉入水底绑在船体两侧,用高压气体将浮筒内的水排出,减小浮筒的__________,当浮力_________重力时,沉船就可以上浮了。
〖应用3〗轮船
原理:实心铁块在水中是下沉的,将铁块做成“空心”,可以增大排开水的体积,从而增大浮力,使“轮船”最终漂浮在水面。
信息1:轮船是漂浮的,浮力和重力始终相等,所以当轮船从江里驶入大海,所受的浮力不变,但由于海水的密度大于江水的密度,所以船身要上浮一些。
信息2:轮船满载时的排水量是指轮船满载时排开水的质量。F浮=G排=m排g.
〖应用4〗气球(孔明灯)
原理:将气球内充上密度比空气 的气体,如氦气,氢气、热空气,则这些气体的重力就小于同体积的空气的重力,即气球的重力 气球所受的浮力,气球就会升空了。
〖应用5〗制作“浮沉子”
通常我们将既能上浮也能下沉的物体称为浮沉子。
将装有适量水的小瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上。将大塑料瓶密封后,用力挤压侧面,你会看到什么现象?松手后,又能看到什么现象?
〖应用6〗密度计
信息:密度计是测定液体密度的仪器,它是利用物体漂浮条件工作的,它是一个密封的玻璃管,其下端装有铅粒,上端有刻度.把它放在待测的液体中时,它漂浮在液面上,液面所对的刻度值就是待测液体的密度值。密度计的刻度有两个特点:一是上面刻度的数值小,下面刻度?的数值大;二是“上疏下密”,刻度间的距离不等,即刻度不均匀。
【归纳整理】 物体的浮沉条件
在液体中的情况
F浮与G物之间
的大小关系
ρ物与ρ液之间的大小关系
(实心的物体)
V排与V物之间
的大小关系
上浮
漂浮
悬浮
下沉
【当堂反馈】
1.一个鸡蛋沉没在一杯清水中,将下列添加物(足量)分别加入杯内的水中经搅拌后,最终能使鸡蛋浮起来的是 ( )
A.水 B.食盐 C.酒精 D.食用油
2.如图所示,把一个苹果放入浓盐水中,苹果处于漂浮状态。如果把水面以上的部分切去,则余下的部分 ( )
A.沉入水底 B.仍然漂浮 C.刚好悬浮 D.无法判断
3.质量为200g的物体,浸入盛满水的容器中,溢出120g的水,则此物体将( )
A.浮在水面上 B.悬浮在水中 C.沉在容器的底部 D.无法判定
4.一均匀的实心物体悬浮在某一种液体中,若将此物体分成大小不等两块,那么 ( )
A.大块将上浮,小块将下沉 B.大块将下沉,小块将下沉将上浮
C.两块都悬浮 D.两块都上浮
5.一次军事演习中,某护卫舰从东海驶入长江,它所受到的浮力_______(变大/变小/不变,下同),排开水的体积________;某潜水艇执行秘密任务,从长江驶入东海时,保证在液面下深度不变,它所受到压强________,浮力______。(ρ海水>ρ江水)
【自主训练】
1.有甲、乙、丙三个材料不同的小球,质量相同,放入容器中静止时,如图所示,则______球受到的浮力最小,______球的密度最小。
第1题图 第2题图 第3题图
2.如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力___________乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”),________杯中水面升高得多。
3.用塑料瓶、透明胶带、螺母、麦管(或塑料管)、容器和水等,按图制作了一只潜水艇模型.为使潜水艇下沉,则必须从进排气管处 (吹气/吸气),潜水艇在下沉的过程中所受到水的压强 (减小/不变 /增大)
4.小明星期天给家里的金鱼缸换水,他刚把鱼缸装满水时,不小心将一个质量为20g的小物块掉入鱼缸中,此时从鱼缸中溢出水14g,则小物块在鱼缸中将会( )
A.上浮 B.下沉 C.悬浮 D.无法判断
5.下列说法正确的是( )
A.密度计在各种不同液体中测定密度时,所受浮力的大小与液体密度有关
B.潜水艇上浮的过程中,所受浮力变大
C.气象台用的探测气球里所充的气体的密度小于空气的密度
D.密度计上标有刻度,其刻度示数从下到上是逐渐变大的
6.如图所示,容器的下半部分是水,上半部分是食用油,把一只水果投入其中时,水果恰好是悬浮在液体的图中位置,由此可知它们的密度关系是( )
A.ρ油<ρ水=ρ果 B.ρ水>ρ果>ρ油 C.ρ果>ρ水=ρ油 D.ρ水>ρ油>ρ果
第6题 第7题 第8题
7.小明将一支密度计分别放入两种不同的液体中,如图所示,若两种液体的密度分别ρ甲、ρ乙,静止时密度计所受浮力分别为F甲、F乙,则 ( )
A.ρ甲>ρ乙、F甲=F乙 B.ρ甲<ρ乙、F甲>F乙 C.ρ乙>ρ甲、F甲ρ甲、F甲=F乙
8.一块冰漂浮在一装水中的桶中,当冰化成水后,液面将 ( )
A.上升 B.不变 C.下降 D.不知道
9.密度为0.6×103kg/m3,边长为10cm的正方体木块,静止在水面上,求:(g=10N/kg)
(1)木块受到的浮力; (2)在木块上表面至少要加多大的力才能使木块全部浸入水中。