物理8B(10压强及浮力)5物体浮及沉.doc

五、物体的浮与沉
课标三维目标
1．通过探究和分析，理解物体浮沉的条件；２．通过探究了解控制物体浮沉的方法，并能用控制变量法对所提出的方法进行分析；３．了解物体浮沉条件在科学研究和生产实际中的应用，并激发爱国主义的激情和勤奋学习、科技强国的思想．

　解题依据
1 知识 • 能力聚焦
1．物体的浮与沉
(1)体验物体的浮沉
实验：如图10-5-1所示，将小木块、小石块、小蜡块、小铁块，一起投入水中，发现小木块和小蜡块漂浮在水面上,而小石块和小铁块沉入水底,即使将小木块和小蜡块按到水里,它们也会浮起来,说明有些物体在水中会下沉,有些物体在水中会上浮．

(2)探究物体的浮沉条件
提出问题：物体的浮沉取决于什么?
猜想与假说：只有力才能改变物体的运动状态,因此物体的浮沉与物体受到的重力与浮力的大小可能有关．
器材：玻璃小瓶、水、弹簧测力计
实验探究：
①把盖上盖子的空瓶浸没于水中，再松手；
②把装满水并盖上盖子的小瓶，浸没于水中，再松手；
③调节水的多少,使小瓶既不上浮，也不下沉，即悬浮在水中．
分析论证：因为小瓶的体积一定，所以它受到的浮力是一定的．空瓶时较轻，浮力大于重力，在水中上浮；装满水后较重，浮力小于重力，在水中下沉；当瓶悬浮在水中时，浮 力等于重力．
结论：浸在液体中的物体，其浮沉取决于它受到的重力和浮力的大小．当浮力大于重力时，物体上浮；当浮力小于重力时，物体下沉；当浮力等于重力时，物体处于悬浮或漂浮状态，当物体浮出液面静止时叫漂浮，漂浮时浮力也等于重力．
(3)在理解物体的浮沉条件时，应重点注意下列两点：
①物体的浮沉取决于物体受到的浮力和重力的大小，不是取决于物体受到的浮力大小．上浮的物体受到的浮力大，下沉的物体受到的浮力小，这种观点是错误的．
②注意区分悬浮和漂浮，有人错误地认为“物体受到的浮力等于重力时，它既可以悬浮于液体中，也可以漂浮于液面上”这种想法的错误之处在于：它忽视了悬浮的物体是全部浸没在液体中，而漂浮的物体只是部分浸入液体中，同一物体全部浸没在液体中和部分浸入液体中受到的浮力是不可能相等的．

2 方法·技巧平台
2．浮沉条件的应用
(1)当F>G时，物体上浮；应用有浮筒法打捞沉船．
(2)当F＝G时，物体悬浮；应用有潜水艇在水下航行、高空探测气球等．
(3)当F<G时，物体下沉；应用有潜水艇下潜、测密度等．
(4)当物体浮出液面静止后，F＝G，此时为漂浮；应用有轮船、密度计等．

3 创新·思维拓展
3．物体漂浮时=G的计算问题
物体漂浮时只受重力和浮力的作用，根据阿基米德原理F= =，而物体的重力G = ，则有：
=
上式中根据已知条件可相应的求出、、或．

　　名题诠释
[例题1]　把质量相等的两块橡皮泥分别捏成实心球状和碗状，轻轻放在水面上，静止之后，实心球橡皮泥沉到容器底部，碗状橡皮泥漂浮在水面，如图10-5-2所示，则它们所受浮力的大小关系是( 　)．
A．　　 B． C． D．

■基础题 ◆2010年山西中考题
[解析] 两块橡皮泥均放在水中，碗状的橡皮泥漂浮，浮力等于重力，实心的橡皮泥下沉到底部，浮力小于重力，由于两块橡皮泥的质量相等，重力相等，故可判断碗状橡皮泥所受浮力大于球状橡皮泥所受的浮力．
[答案]　B
[点拨] 物体漂浮、 悬浮,受到的浮力等于物体受到的重力．

[例题2]　为了探究物体的浮沉条仵,实验室提供了如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯、 金属块、木块、细线、水及其他简单辅助器材．
第一小组：探究金属块的下沉条件．实验中，他们用两种方法测量了物体受到的浮力：
方法一：称重法．测量过程及示数如图10-5-3(甲)所示，则金属块所受的浮力为　　　N．
方法二：阿基米德原理法．测量过程及示数如10-5-3(乙)所示，则排开水的体积为
，根据=＝可计算出浮力．
第二小组：探究木块上浮的条件．你准各选用上述两方法中的方法　　　　(填“1”或“2”)．并简要说明操作中还应采取的措施：　　　　　．

■基础题 　　　　◆2009年宝塔中学模拟题
[解析] 金属块受到的浮力，排开水的体积，根据公式计算出浮力．
探究木块上浮的条件，需要测出木块的重力和木块浸没在水中受到的浮力．由于木块密度小于水的密度，应用方法二测出木块的体积，根据公式计算出浮力．
[答案] 0.2 　20 　2　用细针使木块浸没水中

[例题3]　把重5N、体积为的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，g取10N/kg，下列说法正确的是( )．
A．物体上浮，　　　　　　B．物体悬浮，
C．物体漂浮，　　　　　　D．物体下沉，
■计算题　　　　　◆2009年黄州中学模拟题
[解析]　物体的浮沉取决于物体受到的重力和浮力的大小．已知物体所受的重力，还必须计算出物体浸没在水中时受到的浮力．根据阿基米德原理，物体浸没时受到的浮力为，大于物重，所以物体上浮，静止时，漂浮在水面上，所受浮力等于物体所受的重力．
[答案]　C
[点拨]　判断物体的浮沉情况，有两种方法：一是比较物体浸没时所受浮力与重力的大小；二是比较物体的密度与液体密度的大小．

[例题4]　如图10 -5 -4所示，一个不吸水的木块漂浮在水面上，有的体积露出水面．求木块的密度．
■计算题　　　　　◆2009年汪岗中学模拟题
[解析] 木块漂浮在水面上，则受到的浮力等于重力，建立方程求解．
[答案] 木块漂浮在水面上，则受到的浮力等于重力，即
　　　，
．

[点拨] 列方程解题快捷、准确．

4 能力·题型设计
速效基础演练
1 仿生是科技工作者十分关注的问题，下列有关“动物与物理”的叙述正确的是( )．
A．鱼鳔用来改变鱼的体积，使其浮力保持不变
B．蝙蝠发出声波，再接收被反射回的声波就可以在黑夜里飞行捕食
C．泥鳅体表有一层液体，有利于增大阻力
D．松鼠有一条长长的尾巴，不利于调节身体平衡

2 同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯不同浓度的盐水中，鸡蛋在甲杯处于悬浮状态，如图10-5-5甲所示，在乙杯处于漂浮状态，如图10-5-5乙所示，可以肯定的是( )．

A．甲杯盐水密度比乙杯盐水密度小　　B．甲杯盐水密度比乙杯盐水密度大
C．甲图鸡蛋受到的浮力比乙图鸡蛋受到的浮力小
D．甲图鸡蛋受到的浮力比乙图鸡蛋受到的浮力大

3 如图10-5-6所示，将两块质量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 （填“大于”“小于”或“等于”）乙杯中橡皮泥所受的浮力， 杯中水面升高得多．

4 图10-5-7所示，重为3×N的飞艇静止在空中，飞艇受到的浮力大小为 N，方向 ．

5 将密度为0.6×kg/，体积为125的木块放入盐水中，木块有的体积露出盐面，则木块受到的浮力为 N，盐水的密度为 kg/．(g取10N/kg)

6 把体积相等、质量不等的三个小球A、B、C放人同种液体中，静止后的位置如图10-5-8
所示，它们所受的浮力分别为、、．则这三个力大小关系正确的是( )．

A．>>　　　　　　　　　　　　B．==
C．<<　　　　　　　　　　　　D．<=

知能提升突破
1 不溶于水的实心球重12N，体积为1.5×若把它轻轻地放入足够大且装满了水的桶里，求：
(1)球受到的浮力的大小．
(2)从桶中溢出的水的质量的大小．(取g=10N/kg)

2 小晨同学注意到新闻经常说国际原油价格涨至多少美元一桶，又说我国进口每吨原油
提高多少元．他不知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系．他设法获得原油样品若干，将密度为0.6×l03 kg／m3、体积为100的木块放入原油中，木块漂浮在油面上，有的体积露出油面．求：
(1)木块受到的浮力．
(2)若每桶油的体积为吉m3，1吨原油等于多少桶？(g取10N/kg)

教材课后习题解答
1．鸡蛋浸没在水中受到的重力和排开水的体积保持不变，当向清水中撒盐后，盐水的密度大于清水的密度，鸡蛋受到的浮力变大，当F>G时，鸡蛋就会上浮．
2．F=G=mg=2.5×kg×10N/kg=2.5×N.
3．G= mg= 2kg×10N/kg= 20N,
F=1.0×kg/×3××10N/kg=30N,
F>G，所以物体上浮．
4．点燃松脂后，灯笼内部的空气被加热，由于热胀冷缩，灯笼内的空气密度变小，重力变小，而灯笼受到的浮力保持不变，当F >G时，灯笼就飞上天．
5．略．
6．略．

最新3年中考名题诠释
中考题型认证
本节学习的主要内容是物体的浮沉条件、控制物体浮沉的方法及物体浮沉条件在实际生活中的应用．中考的命题热点：(1)浮力在实际生活中的应用（见第1题）；(2)探究物体浮沉条件（见第2题）．
1．（2009年台州）有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备（如图10-5-9所示）是游泳安全的保护神．“跟屁虫”由一个气囊和一条腰带组成，两者之间由一根线连接．正常游泳时，连接线是松弛的，气囊漂浮着，跟人如影相随．在体力不支的情况下，可将气囊压入水中，防止人下沉，在此情况下( )．

A． 人的重力减小了 B．人所受的重力方向改变了
C．气囊排开水的体积变小了 D．气囊受到的浮力变大了
[解析] 在体力不支的情况下，可将气囊压入水中，气囊由漂浮到浸没，排开水的体积变大，所受的浮力增大了，因而能防止人下沉．
[答案]　D

2．（2009年义乌）在学习了浮力的有关知识后，甲、乙两同学对“物体的上浮或下沉与哪些因素有关？”进行了探究．他们各自将一根新鲜萝卜浸没在水中，松手后，发现萝卜悬浮在水中（如图10-5-10①所示）．为了使悬浮的萝卜下沉，两同学分别进行了实验：
　　甲：将一根铁钉全部插入萝卜中（如图10-5-10②所示），将萝卜浸没水中后松手，发现萝卜沉入水底．
乙：也用同样的铁钉，但只将其一部分插入萝卜中（如图10-5-10③所示），将萝卜浸没水后中松手，发现萝卜也沉入水底．
请回答下列问题：

(1)从物体受力的角度看，他们在萝卜中插入铁钉是为了改变 的大小；
(2)结合两位同学的实验目的、过程及现象，可以得出的结论是　　　　　　　　　；
(3)星然两同学的实验结果基本一致，但老师认为甲同学的方法更科学．你认为老师这样评价的主要理由是：　　　　　　　　　　　．
[解析] 物体的浮沉取决于它所受的重力和浮力的大小，使漂浮的物体浸没在液体中，一是增大其重力，二是减小受到的浮力，为了使漂浮的萝卜沉下去，浮力不能减小，只能增大其重力了．将铁钉插入萝卜中就是为了增大重力．
[答案]　(1)重力
(2)在浮力一定的条件下，物体的上浮或下沉与物体的重力有关（能体现“与重力有关”的其他合理答案均可）
(3)甲同学将铁钉全部插入萝卜中，在改变重力时控制浮力保持不变（能体现“控制浮力不变”、“控制体积不变”等其他合理答案均可；或评价乙同学“没有控制浮力不变”、“没有控制体积不变”等合理答案也可）