资源描述
物体的浮沉条件及应用
学习目标
1、掌握阿基米德原理,会利用浮力的计算公式解决实际问题
2、知道物体的浮沉条件
3、知道浮力的应用
重 点
物体的浮沉条件
难 点
理解改变物体所受重力与浮力的关系,能增大可利用的浮力
预设流程
个性化设计
一、自主学习
当把物体浸没在液体中时,物体受到竖直向上的浮力和竖直向下的重
力的作用,如图甲所示,是物体浸没在液体中时的受力情况。
当F浮 G物时,物体受到非平衡力的作用,物体上浮,会露出液面一部分体积,最终漂浮在液面上,如图乙所示。漂浮时:F浮 G物
当F浮 G物时,这两个力相互抵消,物体保持原来的静止状态,会悬浮在原来的位置,如图丙所示。悬浮时:F浮 G物
当F浮 G物时,物体受到非平衡力的作用,物体下沉,最终沉在底部,并受底部的支持力,如图丁所示。下沉时:F浮 G物
另外,物体的重力G物可表示为:G物=ρ物gV物,排开液体的重力G排可表示为G排=ρ液gV排,,又因F浮=G排,所以F浮=ρ液gV排,当物体浸没在液体中时,V物=V排。所以
当F浮>G物时,即ρ液gV排>ρ物gV物,可得ρ液 ρ物时,物体上浮,最终漂浮在液面上。
当F浮=G物时,即ρ液gV排=ρ物gV物,可得 ρ液 ρ物时,物体悬浮在液体中。
当F浮<G物时,即ρ液gV排<ρ物gV物,可得 ρ液 ρ物时,物体下沉,最终沉在底部。
总结以上可以归纳得出物体浮沉的条件是:浸没在液体中的物体,
(1)若G物 F浮或ρ物 ρ液,物体上浮。
(2)若G物 F浮或ρ物 ρ液,物体悬浮。
(3)若G物 F浮或ρ物 ρ液,物体下沉。
二、合作探究
探究一 铁的密度大于水的密度,为什么轮船还可以浮在水面上呢?
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,它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”)。
探究二 潜水艇是怎样实现上浮与下潜的?
潜水艇两侧有______,向水舱中充水时,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。
探究三 热气球、飞艇是如何升降的?
气球里的气体密度_______空气的密度,这样它的重力会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________,所以可以降到地面上。飞艇内充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。
三、展示提升
展示一 完成并解释探究一部分
展示二 完成并解释探究二、三部分
四、训练巩固
1.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
2.浸没在水中的铜制空心球,将它释放后,它将会( )
A.上浮 B.下沉 C.悬浮 D.三种情况都有可能
3.一个体积为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?
第8题
4.将一边长是10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内。待木块静止时,从杯中溢出600g水,如图所示。求:(计算时取g=10N/kg)
(1)木块受到的浮力。
(2)木块的密度。
(3)木块下表面受到水的压强。
我的反思
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