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10.3物体的浮沉条件及应用-导学案



第三节 物体的浮沉条件及应用
【整体构思】 1.知道物体的浮沉条件。 2.知道浮力的应用。 3.通过观察、分析、了解轮船是怎样浮在水面的。 【预习提示】 1.浮沉条件。 2.潜水艇。 3.飞艇(飞船。) 4.密度计。 【教学流程】 一、学生展示 1.浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它________________________。这就是著名的阿 基米德原理.用公式表示为 F 浮=_______=__________。 2.当物体浸没在液体中时,它排开液体的体积等于__________ _______。即 V 排=V 物 3.当物体漂浮在液面上时,它排开液体的体积等于_________________________。 3 4.密度为 0.6 克/厘米 的实心木块分别投入水和酒精中, 则木块在两种液体中的状态是 (ρ 3 ) 酒精=0.8 克/厘米 )( A.都悬浮 B.都漂浮 C.在水中漂浮,在酒精中悬浮 D.在水中漂浮,在酒精中 沉底 5.物体浸没在液体中,所受浮力的大小跟哪个因素有关? ( ) A.物体的形状 B.物体的密度 C.物体排开液体的重力 D.物体在液体中所在 的深度 6.潜水艇由海面下 10 米深处潜至 20 米深处的过程中 ( ) A.它受到的压强增大,浮力不变 B.它受到的压强增大,浮力都不变 C.它受到的压强浮力都增大 D.它受到的压强不变,浮力减小. 二、目标定向 [演示]: 出示铁块和木块让学生观察发现它们体积相等。 将体积相同的铁块和木块同时浸没 在水中后松手。 [现象]:铁块沉入杯底而木块上浮最终浮在水面。 [提问]:为什么松手后铁块沉底而木块上浮?液体中,物体的浮沉取决于什么呢?

三、学生自学 【自学指导】 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.沉到底部时: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,可得出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,可得出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,可得出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。 【自学指导】阅读课本上的内容,并回答下列问题: 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 4 3 3 果一艘轮船,它的排水量是 1×10 t,在密度为 1×10 kg/m 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”)。 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。 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。 ....... 四、合作探究 应用中的几个问题 1.铁的密度大于水的密度,为什么轮船还可以浮在水面上呢?

2.潜水艇是怎样实现上浮与下潜的?

3.热气球、飞艇是如何升降的?

五、答疑解惑 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?
3

六、反馈评价 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.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 3.一只小船上装有一块大石头,浮在水池的水面上,如将石头从小船中取出投入池水中,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 4.一只小船上装有大木头,浮在水池的水面上,如将木头从小船中取出投入池水中,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 5.船从海里开到河里,它将 ( ) A.上浮一些 B.下沉一些 C.不变 D.无法判定 6.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 7.悬浮在水中的铁球 ( ) A 一定空心 B.可能空心 C.一定实心 D.无 法判定 8.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 3 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。

第8题

七、知识整合 1.浸没在液体中物体 ①当它所受的浮力大于重力时,物体上浮 ②当它所受的浮力小于所受的重力时,物体下沉

③当它所受的浮力与所受的重力相等时,物体悬浮在液体中或漂浮在液面上。 反之亦然。漂浮在液面上的物体受到的浮力等于受到的重力。 2.浮力的应用 轮船:采用空心的办法增大排水量。排水量——轮船按设计的要求满载时排开的水的质 量。潜水艇:改变自身重来实现上浮下沉。 气球和飞艇:改变所受浮力的大小,实现上升下降。 八、课外作业 长江练习册 教材课后经典习题。 【中考宝典】 5 1.一艘轮船在河里航行时的排水量是 10 吨, 它受到的浮力为________牛。 从河里开到海里, 它受到的浮力________(填“变大” 、 “变小”或“不变” ) ,由于河水密度________海水密 度(填“大于” 、 “小于” 、 “等于” ) ,船从河里开到海里排开液体体积_______(填“变 大” 、 “变小” 、 “不变” ) 。 2.物理小组制作的潜水艇模型如图所示。 通过胶管 A 从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气, 就可使 烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从 A 管吸气,烧瓶将会 ( ) A.上浮,它受到的浮力增大 B.下沉,它受到的浮力减小 C.下沉,它受到的浮力不变 D.上浮,它受到的浮力不变

第 2 题



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