八年级科学上册 第3讲 浮力教案 浙教版-浙教版初中八年级上册自然科学教案.doc

浮力教学主题浮力2授课日期及时段教学过程学习物体浮沉条件木头在水中可以漂浮,铁块在水中不能漂浮,为何轮船可以漂浮在水中?一、同步知识梳理知识点1 浮力、阿基米德原理(1) 浮力：浸在液体(或气体)中的物体，会受到液体(或气体)向上的托力，物理学中把这个托力叫做浮力(2) 方向：竖直向上，即浮力的方向与重力方向相反 (3) 浮力产生的原因：浸入液体中的物体 ，受到液体对它向上和向下的压力之差形成的.(4) 阿基米德原理的内容：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开液体所受的重力，这便是著名的阿基米德原理 漂浮问题“五规律”： (1) 规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力； (2) 规律二：同一物体在不同液体里，所受浮力相同； (3) 规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小； (4) 规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几； (5) 规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。知识点2 物体的浮与沉、浮力的应用 物体的浮与沉:(1)物体的浮沉：当F浮G物时，物体上浮；当F浮G物时，物体下沉；当F浮G物时，物体悬浮或漂浮(2)浮力的应用：轮船、潜水艇、气球、飞艇、密度计等.利用浮力的关键是调节重力与浮力的关系，若保持浮力不变，可改变自身重力；若重力不变可改变排开液体或气体的体积(3)浮力计算的方法： 浮力产生的原因： 称重法： 状态法：漂浮或悬浮时 阿基米德原理： 浮力的利用：(1)轮船： 工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。 排水量：轮船满载时排开水的质量。单位 t由排水量m可计算出：排开液体的体积；排开液体的重力G排 =m g ；轮船受到的浮力F浮= m g 轮船和货物共重G=m g 。 (2)潜水艇：工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。 (3)气球和飞艇：工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。 (4)密度计：原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大二、 同步题型分析例1、弹簧测力计下挂一金属块，在空气中时，弹簧测力计示数为 10N，当把物体慢慢浸入水中时，弹簧测力计的示数将 ， 物体受到的浮力将 （变大/变小/不变）；当金属块的1/3浸在水中时，弹簧测力计的示数是8N，此时它受到的浮力 N；如果将它全部浸没在水中，弹簧测力计的示数是 N。【答案】变小，变大，2 , 4例2、如图体积相等的A、B、C三球在某种液体中静止时的状态，C与地面之间有压力存在， 球受到的浮力最大， 球受到的浮力最小。 球的密度最大， 球的密度最小。【答案】 BC , A , C , A例3、如图所示，水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯，分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中，鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态，在乙烧杯中处于漂浮状态。下列判断正确的是 （ ） A甲杯中盐水密度为甲，乙杯中盐水密度为乙，则甲乙 B鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F浮和，则F浮 C放入鸡蛋后，甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙，则F甲F乙 D放入鸡蛋后，甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为甲和乙，则甲=乙【答案】D例4 、个边长为a的立方体铁块从图(甲)所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平)，下降至图中的虚线位置，则图(乙)中能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图像是 （ ）【答案】A例5、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：(g取10Nkg)(1)圆柱体受的最大浮力 (2)圆柱体的密度【答案】（1）由题意可知F浮=G-F=2.0N-1.4N=0.6N（2）由图可知，圆柱体刚浸没时下表面距水面距离为h=12cm=0.12mP=gh P=1103kg/m310N/g0.12m=1.2103Pa（3）F浮=液V排g V排=F浮/水g=0.6/110310=0.610-4m3圆柱体浸没V物=V排又G=mg=物V物g =G/V物g=2.0/0.610-410=3.3103kg/m31、 把一个体积是250cm3的物体，放入一个盛满水的容器中，结果溢出水的体积是200cm3。那么，这个物体在水中的浮沉情况是_，物体的密度为_kg/m3。2、一艘船的排水量为8000t，则满载时它受到的浮力为_N，若其最大载货量为5000t，而现在实际上只载货4000t，则受到浮力为_N。（g=10N/kg）3、潜水艇在浮出水面之前，所受海水的压强和浮力变化情况正确的是 （ ） A压强减小，浮力不变 B压强增大，浮力不变 C压强不变，浮力变大 D压强不变，浮力变小4、在弹簧测力计下挂一实心物体，弹簧测力计的示数是F，如果把物体浸没在水中央，物体静止时弹簧测力计的示数为，则该物体的密度是 （ ） A1.0103kg/m3 B0.8103kg/m3 C1.5103kg/m3 D1.25103kg/m35、一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后有76g水溢出；将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中，静止后有64g酒精溢出。已知酒精的密度是0.810kg/m，则物块在水中的状态及物块的密度是（ ）A悬浮，1.010kg/m B漂浮，0.9510kg/mC下沉，1.210kg/mD漂浮，0.9010kg/m答案：1、漂浮，0.8103 2、8107 7107 3、A 4、D 5、B专题一 阿基米德原理例1、关于物体在液体中受到的浮力，下列说法正确的是（ ）A.漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大 B.物体的密度越大，受到的浮力越小C.物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大 D.浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关【答案】C例2、下列四个情景中，受到的浮力增大的物体是（ ） A.从深水处走向海岸沙滩的游泳者 B.从长江驶入大海的轮船 C.海面下正在下沉的潜水艇 D.在码头装载货物的轮船【答案】D例3、2012年3月25日，卡梅隆乘坐“深海挑战者”号深潜器潜人马里亚纳海沟11000m 深处下潜过程中，卡梅隆发现深潜器发生越来越明显的收缩，则深潜器受到的海水压强和浮力的变化情况是（设海水密度不变）（）A压强越来越大，浮力越来越小B压强越来越大，浮力越来越大C压强越来越小，浮力越来越小D压强越来越小，浮力越来越大【答案】A例4、某教师在“阿基米德原理”教学过程中，做了如下演示实验（1）在弹簧下端挂上小筒和金属块，记下弹簧伸长后指针位置O，如图甲所示（2）溢水杯中装满水，把金属块全部浸入溢水杯的水中，用烧杯收集排开的水，弹簧缩短，如图乙所示（3）把烧杯中的水全倒入小筒中，弹簧指针又恢复到原来位置O，如图丙所示乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了，说明金属块受到 的作用；丙图弹簧指针又恢复到位置O，说明 【答案】浮力 物体受到的浮力等于被物体排开的液体的重力专题二 物体的浮沉条件例1、将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中，鸡蛋下沉至杯底，如图（甲）所示，向水中加适量盐并使其溶解，鸡蛋恰好处于悬浮状态，如图（乙）所示，继续加盐并使其溶解，鸡蛋处于漂浮状态，如图（丙）所示三种状态下鸡蛋受到的浮力分别为F甲、F乙、F丙，则F甲、F乙、F丙的关系为 ( ) AF甲F乙F丙 BF甲F丙 D. F甲F乙F丙【答案】B例2、 2013年2月，中国海监在钓鱼岛海域放置浮标以监测我国领海的水文变化监测发现，从春季至夏季，海水温度上升、体积膨胀导玫密度下降此过程中，若浮标体积保持不变，则 ( ) A浮力变大，露出海面体积变小 B浮力变小，露出海面体积变大 C浮力不变，露出海面体积变大 D浮力不变，露出海面体积变小【答案】D例3、 分别用木头、铜、铁制成甲、乙、丙三个小球，将它们放在水中，三个小球静止时位置如图20所示，以下判断正确的是（ ）图20A.甲小球一定是空心的 B.乙小球一定是空心的 C.丙小球一定是空心的 D.三个小球都是实心的【答案】B例4、如图8所示，中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰，舰长304 m、舰宽70.5 m，满载时排水量达67500 t。（1）它满载时所受的浮力为 牛(取g=10N/kg)。（2）2012年9月25日，该舰正式加入中国海军序列。2012年11月23日，中国航母舰载机歼-15着舰成功。当舰载机着舰后，浮力将 （选填“不变”、“变小”、“变大”）。 【答案】 6.75108 变大例5、中国在海军装备现代化的进程中，已拥有世界最先进的核潜艇如图13为某种型号的导弹型核潜艇，该艇水上排水量为16600吨，水下排水量为18700吨艇长170.7m、艇宽12.8m下潜深度可达300m（1）它在水下航行的过程中，利用声呐和雷达系统对目标进行探测和定位，声呐和雷达系统分别是利用波和波来工作的。（2）它在水下航行时所受浮力是多少？（3）它在水面航行时露出水面的体积是多少？（海水密度近似取作水=1.0103kg/m3，g取10N/kg）。图13【答案】（1）超声波 电磁波 （2）在水下时：F浮下=G排下=M排下g=1.87107kg10N/kg = 1.87108N （3）在水面时：F浮上=G排上，即水gV排上=M排上g 此时核潜艇排开水的体积为： V排上= 1.66104m3 同理，核潜艇的总体积为： V=V排下= = 1.87104m3 所以：V露=VV排上=1.87104m31.66104m3 = 2.1103m3 专题三 浮力综合应用例1、一同学在岸上最多只能搬得起质量是30kg的鹅卵石如果鹅卵石的密度是2.5103kg/m3，则该同学在水中最多能搬得起质量是 kg的鹅卵石（石头不露出水面）这时石头受到的浮力是 N（水=1.0103kg/m3，取g=10N/kg）【答案】50 200例2、资料显示：牛奶中掺水量越多，牛奶密度越小。小丽想通过测定密度来比较二种牛奶品质的优劣，她自制了一个可测液体密度的“浮标”在竹筷子下面缠绕一些铁丝，如图甲所示。(1)纯牛奶是 (选填“纯净物”或“混合物”)。(2)分别将“浮标”浸入A、B两牛奶中，待静止后，筷子上与液面相平的位置分别标记为A和B，如图乙所示。比较标线A和B的上下位置，可知A、B牛奶的密度为A B，由此可知A、B牛奶品质的优劣。(3)在实际凋量过程中，发现“浮标”杆上的二条标记线靠得很近，为了更易区分，请你提出一条改进“浮标”的建议 。【答案】(1)混合物 (2)或小于 (3)“浮标”的杆做得更细些(2分)“浮标”缠绕更多一些铁丝（10分钟小测试，满分50分）1、在一支平底试管内装入适量铁砂，然后先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里，如图所示。下列说法正确的是 ( ) A试管在甲液体中受到的浮力较大 B试管在乙液体里排开的液体质量较小 C装乙液体的烧杯底部所受压强较大 D在甲液体中试管底部所受液体压力较大【答案】C2、小明在“造船比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成小船，把它们放在盛有水的水槽中，然后往小船内放入不同质量的物体，它们均能漂浮在水面上，如图所示。针对此现象，下列说法正确的是（ ） A.三只小船受到的浮力相等 B.三只小船底面受到的压力相等 C.小船所装物体越重，受到的浮力越大 D.小船所装物体越轻，受到的浮力越大【答案】C3、如图8所示，将个由某种材料制成的空心球放人甲液体中，小球漂浮在液面上；若把它放人乙液体中，小球沉人杯底。则下列判断正确的是 （ ） A该材料的密度一定小于甲液体的密度 B该材料的密度一定大于乙液体的密度 C球在甲液体中受的浮力小于它在乙液体中受的浮力 D球在甲液体中受的浮力等于它在乙液体中受的浮力【答案】B4、边长为4cm、密度为2103kg/m3的立方体橡皮泥块，放在足够多的水中，沉入水底；当把它捏成一只小船时，便能漂浮在水面上.以下计算结果正确的是(水=1.0103kg/m3,g=10 N/kg) ( ) A.橡皮泥块的质量是l2.8 g B.橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是1.28 N C.橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是0.64 N D.橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是l.2810-4m3【答案】D5、小吴同学为探究力之间的关系做了如右图所示的实验。将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中，直至刚没入水中（不接触容器，无水溢出）。在该过程中，下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是( ) A弹簧测力计的示数减小，台秤示数不变 B弹簧测力计的示数不变，台秤示数也不变 C弹簧测力计的示数减小，台秤示数增大 D弹簧测力计的示数不变，台秤示数增大【答案】C6、福岛第一核电站核泄漏事故给日本环境带来了灾难，清除核污染已是迫在眉睫（1）对于池塘水中的铯，可投入吸水性很强的沸石加以吸附为测量一沸石块的密度，技术人员展开实验探究，如图（甲）所示：用调节好的天平测量沸石块的质量；用量筒测量适量细砂的体积；用量筒测量沸石块和这些细砂的总体积问：沸石块的密度是多少？（2）对于土壤中的铯，可用一定浓度的酸液清洗并去除为测量酸液的密度，技术人员展开实验探究，如图（乙）所示：取一装有铁砂的密闭玻璃瓶，用细玻璃丝悬挂在校零后的弹簧测力计下方，测得其重量；将玻璃瓶完全浸没于水中，测得拉力大小；将玻璃瓶完全浸没于酸液中，测得拉力大小问：酸液的密度是多少？（ g取10N/kg）【答案】解：（1）天平标尺的分度值为0.2g，故沸石的质量m=20g+10g+5g+4.6g=39.6g；量筒的分度值为2cm3，故细沙的体积V沙=20cm3；沸石块和这些细砂的总体积V总=42cm3；所以沸石的体积V=42cm320cm3=22cm3；沸石的密度=1.8g/cm3（2）图中弹簧测力计的分度值为0.2N，故装有铁砂的密闭玻璃瓶的重力G=4N；将玻璃瓶完全浸没于水中，测得拉力大小F1=2N，在水中受到的浮力F水=GF1=4N2N=2N；则瓶子的体积V=V排=2104m3；将玻璃瓶完全浸没于酸液中，测得拉力大小F2=1.6N，在酸液中受的浮力F酸液=GF2=4N1.6N=2.4N；酸液的密度酸液=1.2103kg/m37、如图17所示，某工程队在一次施工作业中，以恒定速度沿竖直方向将质量为5103kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图象如图18所示，不计水的阻力（水1.0103kg/m3,g取10N/kg），求：(1)工件上升的速度大小？(2)当工件露出水面的1/2时所受的浮力大小？(3)工件的横截面积S是多大？【答案】 解：（3分）由图可知工件离开水面后拉力的功率（1分） 工件匀速上升 （1分） 又 工件以恒定速度上升 （1分） （4分）由图可知工件全部在水中时拉力的功率（1分） （1分） （1分） 工件有1/2露出水面时所受浮力（1分） （3分）由图可知工件高（1分） （1分） （1分）（此环节设计时间在10分钟内）（以学生自我总结为主，TR根据教案中的总结进行引导为辅，为本次课做一个总结回顾；总结方式可以多种多样，如画思维导图、默想回忆、抢答形式等。教案中给到重难点/易错点等的总结条目。）1. 2.3.1. 包含预习下次课内容和复习本次课内容两部分； 2. 建议作业量不宜过多，最好控制在学生30分钟内能够完成；3. 每节课前教师对作业进行批改与讲解；本次课复习1、小博想模拟同一艘轮船在海洋和河流中的沉浮情形她将小铁块B 固定在木块A 上面代表“轮船”用相同烧杯盛装等质量的水和盐水代表“河流”和“海洋”,放在水平桌面上,如图所示第一次将AB 放在水中,发现A 的上表面恰好与液面相平;第二次放在盐水中,发现A 的上表面露出了液面则下面说法正确的是() A由模拟实验可知,轮船由河流航行到海洋将下沉 BAB 在水中悬浮,在盐水中漂浮 CAB 在水中所受的浮力大于在盐水中所受的浮力 D两烧杯底部所受液体的压力相等 【答案】D2、2011年8月我国自主研制的深海探测器“蛟龙号”(如图7所示)在太平洋海域成功完成5000m深海探测。2012年6月它将再赴马里亚纳海沟挑战7000m深海探测(不考虑海水密度变化，密度取1.0103kgm3，g取10Nkg)。(1)若“蛟龙号”能承受的最大压强是7.2107Pa，则它能下潜的最大深度是多少?(不考虑大气压)(2)“蛟龙号”上一面积为50cm2的观测窗口：在上述两种深度的探测中承受的压力增加了多少?(3)“蛟龙号”完成任务后漂浮在海面上，由起重装置将其匀速竖直吊离水面，起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图8所示，图中P22P1。起吊过程中“蛟龙号”总质量为22吨，求t1时刻“蛟龙号”的排水体积(不考虑水的阻力)。【答案】(1)由液体压强公式pgh 代入数据解得：h7200m(2)由Fghs代入数据解得：F1105N(3)设在t1、t2时刻起重装置对探测器的拉力分别为F1、F2，探测器的速度为v，t1时刻探测器的排水体积为Vt1、t2时刻探测器受力平衡，有：F+gVmg F2mg由已知可得：F2v=2F1v由以上三式代入数据可得，V11m33、为应对菲律宾对我国领土“黄岩岛”的不断挑衅，中国“向阳红06”海监船已启程赴南海维权，如图所示。“向阳红06”船总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米，满载排水量4900吨，最大航速13.5节（约25km/h），续航力15000海里，是一艘装备精良的现代化综合海监船。（海水的密度为1.0103kg/m3，g取10N/kg）（1）满载时，“向阳红06”船受到的浮力有多大？（2）若船底某处距海面的深度为6m，则该处受到海水的压强是多少？（3）“向阳红06”船在某处执行任务时， 以18km/h的速度匀速航行6小时，巡航的路程为多少km？若巡航时海水阻力为1.0106牛顿，则这一过程中船的推进力所做的功为多少？【答案】(1)船的排水量为：m排=4900t =4.9106Kg “向阳红6号”所受到的浮力为：浮m排g=4.9106Kg10N/Kg=4.9107N(2)船底某处的压强为：P=gh=1103Kg/m310N/Kg6m=6104N (3)“向阳红6号“船巡航的路程为：S=Vt=18km/h6h=108Km 因为船匀速行驶,所以F推=F阻 =1.6106N 船的推进力所做的功为：W=F推S=1.0106N1.08104m=1.081011J下次课预习