《初中物理》物体的浮沉条件及应用
物体的浮沉条件及应用
知识集结
知识元
物体的浮沉条件及其应用
知识讲解
物体在液体中的浮沉条件
上浮：F浮＞G 悬浮：F浮=G 漂浮：F浮=G
下沉：F浮＜G 沉底：F浮+N=G
理解：研究物体的浮沉时，物体应浸没于液体中（V排=V物），然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道，则物体的浮沉条件可变成以下形式：①ρ物＜ρ液，上浮②ρ物=ρ液，悬浮③ρ物＞ρ液，下沉
浮沉条件的应用
潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的；热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的；密度计的工作原理是物体的漂浮条件，其刻度特点是上小下大，上疏下密；用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。此外，轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。
例题精讲
物体的浮沉条件及其应用
例1.
（2019∙安丘市二模）如图所示，在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体，将体积相等的实心小球A、B、C分别放入两个容器中，放入小球后两个容器中的液体深度相同，且A、C两球排开液体体积相同，B球在甲液体中悬浮，在乙液体中下沉。则下列选项错误的是（）
A．甲液体比乙液体对容器底的压强大
B．三个小球中密度最小的是C球
C．如果把A、C两球对调，A球在乙液体中可能下沉
D．A、C两球所受的浮力相等
例2.
（2019∙商丘二模）如图所示，A、B、C体积相同。将它们放入水中静止后，A漂浮，B悬浮，C沉底。则下列说法正确的是（）
A．A所受的浮力大于B、C所受浮力
B．B下表面所受的压力小于A下表面所受水的压力
C．C所受的浮力一定等于B所受的浮力
D．A、B所受的浮力相等且大于C
例3.
（2019∙开封一模）如图所示，在水平桌面上有甲乙两个相同的烧杯，烧杯内分别装有不同的液体，把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯液体中，鸡蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中沉底，两液面相平。关于这一现象，下列说法中正确的是（）
A．甲杯中的液体密度小于乙杯中的液体密度
B．甲杯中的鸡蛋排开液体的重力大于乙杯中的鸡蛋排开液体的重力
C．甲杯中的液体对杯底的压强等于乙杯中的液体对杯底的压强
D．甲乙两个烧杯对水平桌面的压强相等
例4.
（2019春∙利辛县期末）小明同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”，玻璃瓶在饮料瓶中的情况如图所示（玻璃瓶口开着并倒置），玻璃瓶的横截面积为S=1.5cm2，此时玻璃瓶内外水面高度差h1=2cm，饮料瓶内水面到玻璃瓶底部高度差h2=8cm，下列说法中正确的是（）（不计饮料瓶和小玻璃瓶中气体的重力，g=10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）
①用力挤压饮料瓶，发现玻璃瓶仍然漂浮在水面，此过程中h1减小、h2不变；
②用力挤压饮料瓶，发现玻璃瓶仍然漂浮在水面，此过程中h1不变、h2增大；
③空玻璃瓶的质量为3g；④空玻璃瓶的质量为13g。
A．①③B．②③C．①④D．②④
例5.
（2019∙广州一模）如图1所示，一个容器中盛有密度为ρ的液体，容器底面积为S1，将底面积为S2的木块A放入液体中，如图2所示，静止时液面会____（填“上升”或“下降”）一定的高度h，则A的重力为_______，A在液面以下部分的高度为___；将B吊在A下方放入容器中静止时如图3所示，此时液面高度又上升了h，则B的重力为_______；剪断绳后，A 和B静止时的位置如图4所示，若B的密度为ρ的两倍，和图3相比容器中液面会____（填“上升”“下降”或“不变”），若液面位置会改变，改变的高度是______，若液体的总重力
为G，4个图中液体对容器底的压力分别为___、_________、__________、________。
例6.
（2019∙自贡模拟）“曹冲称象”是家喻户晓的典故，某校科技小组模仿这一现象，制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中，如图所示，已知玻璃杯的质量为300g，底面积为30cm2，高度为15cm。g=10N/kg，求：
（1）将杯子开口向上竖直放入水中时（水未进入杯内），杯子受到的浮力。
（2）此时杯子浸入水中的深度。
（3）此浮力秤最大能够称多少g的物体。
例7.
（2019∙长沙一模）如图所示，质量为1.2kg的木块浮在水面上静止不动，（g取10N/kg）求：
（1）这时木块受到的浮力是多大？
（2）此时木块浸在水中的体积为多少？
（3）该木块体积是2×10-3m3，要使木块刚好浸没在水中，至少需要多大的力向下压木块？
例8.
（2019∙广陵区校级二模）小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计
（1）取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能______在液体中。
（2）将吸管放到水中的情景如图（a）所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如
图（b）所示，浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度，则ρ液___ρ水（选填“>”、“<”或“=”），ρ液与ρ水、h及H的关系式是ρ液=___________。
实验次数 1 2 3 4 5
液体密度ρ/（g/cm3）0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入的深度h/（cm） 6.3 5.6 5.0 4.5 4.2
（3）小明做了五次实验，获得的数据如上表：小明根据实验数据在吸管上标出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度线（单位g/cm3）。结果发现，1.1刻线是在1.0刻线的___（上/下）方。（4）为检验刻度误差，小明取来食油，先用天平测出食油与烧杯的总质量如下图甲所示，将部分食油倒入量筒中，如下图乙所示，测出剩余食油与烧杯的质量为41.0g，食油的密度是
__________kg/m3．若将食用油倒入量筒时，量筒壁上沾上了少量食用油，则食用油密度的测量值相比真实值____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（5）接着小明再用这个密度计测量。但操作时却出现了图（c）所示的情形，这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗，根据经验或思考，在不更换食油的情况下，你认为可以进行怎样的尝试：_____________________。
当堂练习
物体的浮沉条件及其应用
物体的浮沉条件及其应用 一、浮沉条件的基本原理 物体的浮沉是指物体在液体或气体中的上浮或下沉现象。根据阿基米德原理，当物体浸泡在液体或气体中时，受到的浮力等于所排开的液体或气体的重力，从而决定了物体的浮沉状态。浮沉条件可以通过比较物体所受的浮力与重力的大小来判断。 二、浮沉条件的判断 1. 原理 当物体所受的浮力大于其重力时，物体会浮起；当物体所受的浮力小于其重力时，物体会下沉。 2. 浮沉条件的判断标准 浮沉条件的判断标准是比较物体所受的浮力和重力的大小关系： - 若浮力>Fg（物体的重力），则物体浮起； - 若浮力=Fg，则物体悬浮； - 若浮力 避免下沉事故的发生。 2. 水下潜艇的浮沉原理及应用 潜艇在水下航行时，需要通过调整潜艇内外的水的重力和浮力的平衡来控制潜艇的浮沉状态。通过控制潜艇内部的水的排放和注入，可以改变潜艇的浮力，从而实现浮起或下沉。 3. 石油钻井平台的浮沉原理及应用 石油钻井平台需要在海洋中进行钻井作业，而钻井平台本身的重量较大。为了保证钻井平台的浮起，可以在平台底部设置空腔，通过控制空腔内的水的排放和注入来调整平台的浮力，从而实现浮起或下沉。 4. 飞机的升降原理及应用 飞机在空中飞行时，需要通过调整机翼的升力和重力的平衡来控制飞机的升降状态。通过改变飞机机翼的角度和速度，可以改变机翼所受的气流压力，从而调整飞机的浮力，实现升降。 5. 气球的浮沉原理及应用 气球的浮力是由于气球内部的气体比外部气体轻而产生的。通过控制气球内部气体的体积和压力，可以调整气球的浮力，实现上升或下降。 四、总结 物体的浮沉条件及应用 知识集结 知识元 物体的浮沉条件及其应用 知识讲解 物体在液体中的浮沉条件 上浮：F浮＞G 悬浮：F浮=G 漂浮：F浮=G 下沉：F浮＜G 沉底：F浮+N=G 理解：研究物体的浮沉时，物体应浸没于液体中（V排=V物），然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道，则物体的浮沉条件可变成以下形式：①ρ物＜ρ液，上浮②ρ物=ρ液，悬浮③ρ物＞ρ液，下沉 浮沉条件的应用 潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的；热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的；密度计的工作原理是物体的漂浮条件，其刻度特点是上小下大，上疏下密；用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。此外，轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。 例题精讲 物体的浮沉条件及其应用 例1. （2019∙安丘市二模）如图所示，在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体，将体积相等的实心小球A、B、C分别放入两个容器中，放入小球后两个容器中的液体深度相同，且A、C两球排开液体体积相同，B球在甲液体中悬浮，在乙液体中下沉。则下列选项错误的是（） A．甲液体比乙液体对容器底的压强大 B．三个小球中密度最小的是C球 C．如果把A、C两球对调，A球在乙液体中可能下沉 D．A、C两球所受的浮力相等 例2. （2019∙商丘二模）如图所示，A、B、C体积相同。将它们放入水中静止后，A漂浮，B悬浮，C沉底。则下列说法正确的是（） A．A所受的浮力大于B、C所受浮力 B．B下表面所受的压力小于A下表面所受水的压力 C．C所受的浮力一定等于B所受的浮力 D．A、B所受的浮力相等且大于C 例3. （2019∙开封一模）如图所示，在水平桌面上有甲乙两个相同的烧杯，烧杯内分别装有不同的液体，把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯液体中，鸡蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中沉底，两液面相平。关于这一现象，下列说法中正确的是（） 物体的浮沉条件及其应用 以物体的浮沉条件及其应用为题，我们将探讨物体浮沉的原理、条件以及其在实际生活中的应用。 一、物体的浮沉原理 物体的浮沉是由于物体所受到的浮力与物体的重力之间的平衡关系。浮力是指物体在液体或气体中所受到的向上的力，其大小等于所排开的液体或气体的重量。而物体的重力是指物体本身的重量。 根据阿基米德原理，当物体在液体中时，它所受到的浮力等于所排开的液体的重量，即浮力等于物体的重力。如果物体的重力大于浮力，则物体会下沉；如果物体的重力小于浮力，则物体会浮起。 二、物体的浮沉条件 物体能够浮起的条件是物体所受到的浮力大于物体的重力。根据浮力的计算公式，浮力与液体的密度、物体在液体中的体积以及重力加速度有关。因此，物体的浮沉条件可以总结为以下几点： 1. 物体的密度：物体的密度越小，浮力越大，物体浮起的可能性就越大。 2. 液体的密度：液体的密度越大，浮力越大，物体浮起的可能性就越大。 3. 物体的体积：物体的体积越大，浮力越大，物体浮起的可能性就 越大。 4. 重力加速度：重力加速度越小，浮力越大，物体浮起的可能性就越大。 三、物体浮沉的应用 物体浮沉的原理和条件在日常生活中有许多应用，下面我们将介绍其中几个常见的应用： 1. 船只的浮沉：船只的设计和建造需要考虑到浮沉的原理和条件。船只的结构和形状要能够确保船体的密度小于水的密度，从而使得船只能够浮起在水面上。同时，船只的体积要足够大，以增加浮力，使得船只能够承载更多的货物和乘客。 2. 潜水艇的浮沉：潜水艇可以通过控制舱内的浮力和重力来实现浮沉的控制。当潜水艇想要浮起时，可以向外排放部分舱内的水，减小潜水艇的密度，使其受到的浮力增大，从而浮起；当潜水艇想要下潜时，可以向舱内注入水，增加潜水艇的密度，使其受到的浮力减小，从而下沉。 3. 气球的浮沉：气球是利用气体的浮力原理制作而成的。气球内充满了比空气轻的气体，使得气球的密度小于空气的密度，从而使得气球能够浮起。通过控制气球内气体的数量，可以控制气球的浮沉，实现上升或下降。 专题07 物体的浮沉条件及应用（第03期） 1、物体的浮沉条件 （1）当物体浸没在液体中时，它的浮或沉决定于它所受到的浮力和重力的大小关系。 ①. 当F浮>G物时，物体上浮； ②当F浮 物体浮沉条件及应用实例 物体浮沉是指物体在液体中的浮力与重力之间的平衡状态。当物体的浮力大于或等于重力时，物体浮起；当物体的浮力小于重力时，物体下沉。 物体浮沉的条件主要取决于物体的密度和形状。以下是物体浮沉的一些条件： 1. 液体的密度：物体在液体中的浮沉与液体的密度有关。如果物体的密度大于液体的密度，物体将下沉；如果物体的密度小于液体的密度，物体将浮起；如果物体的密度等于液体的密度，物体将处于浸泡状态。 2. 物体的密度：物体的密度也是影响浮沉的重要因素。比如，一个坚果浮在水上是因为坚果的密度小于水的密度，而同样是坚果，但如果浸泡在重质液体中，由于液体的密度大于坚果的密度，坚果将下沉。 3. 物体的形状：物体的形状也会影响其浮沉状态。当物体的形状不规则时，例如一块石头，其浮沉将受到挤压和液体的阻力的影响。相比之下，规则形状的物体，如球体或圆柱体，更容易测量其浮沉状态。 物体浮沉的应用非常广泛，以下是一些应用实例： 1. 力学原理验证：物体的浮沉状态是力学原理的基础。通过设计实验，例如将不同密度的物体浸泡在不同液体中观察其浮沉状态，可以验证阿基米德原理的有 效性。 2. 潜水设备设计：潜水设备的设计需要考虑到水中物体的浮沉状态。例如，潜水艇的浮沉设备可以通过控制压水室内的水的压力来调整潜水艇的浮力，从而实现潜水或浮起的目的。 3. 船舶设计与航行：物体浮沉的理论也应用于船舶的设计与航行。通过合理设计船体的结构和重心位置，可以使得船只在不同的荷载条件下保持平衡和稳定的浮沉状态，确保安全航行。 4. 水下工程：在水下工程中，需要对物体的浮沉状态进行精确的控制。例如，海上油井的装置可以通过调整装置的浮力来进行水下钻井操作。另外，在水下工程中，需要对物体的浮力进行精确计算，设计符合工程要求的浮力系统。 5. 水上娱乐：浮力的应用也常见于水上娱乐项目中。例如，浮力驱动的游乐设备，如游泳圈、充气床等，使得人们可以在水面上舒适地休闲娱乐。 6. 矿山工程：物体浮沉的概念在矿山工程中也有应用。例如，通过测量巷道或坑道中的水位，可以判断地下水的流动情况，从而指导矿山的排水处理和安全生产。 总之，物体浮沉是液体力学的重要概念，其条件主要取决于物体的密度和形状。 第十章第3节物体的浮沉条件及应用 【教学目标】 知识能力 1、理解物体浮沉条件 2、知道密度计、气球、飞艇、潜水艇的浮沉原理 3、培养学生应用物理知识解决简单问题的能力 过程与方法 本节教学内容安排以科学探究的方式，让学生亲历典型的科学研究过程之中的各个环节：问题——猜测——验证——结论{检验、应用、推理、解释}——创造——发现，使学生在科学学习的过程中体验物体沉浮现象的乐趣，获取物体沉浮的经验认识，增长探究物体沉浮的本质的能力，培养观察实验，思考等科学能力，为后续乃至终生学习能力及达到高级的思维水平准备认识基础。让学生初步了解浮沉条件在生活中的实际应用，参与制作密度计的实践活动和成果的展示活动，感受到科学——技术——社会的发展关系。 情感、态度与价值感 1、培养学生对科学探究的浓厚兴趣，对实验现象认真观察和对实验操作的科学态度，形成尊重事实、善于质疑的科学态度。 2、通过浮力知识应用实例培养学生理论联系实际的良好学风，激发学生学习情趣 3、通过学生自己的探究实验，激发学习欲望。发展积极探索的精神，获得谋求内部协调统一的成功体验。 【教学重点及施教策略】 重点：物体的浮沉条件及其应用 施教策略： 1、创设新的教学情境，以打捞沿船引入新课，并利用FLASH模拟潜水艇下潜、上浮；巨轮在海上航行；飞艇在空中飞翔等现象引入到浮沉条件的应用，激发学生的学习兴趣。 2、通过边学边实验，在实验、讨论的基础上引导学生总结出物体的浮沉条件，并用FLASH制作动态的受力分析，帮助学生理解物体的浮沉条件。 3、用多媒体制作潜水艇、孔明灯等浮沉原理并结合演示实验，让学生掌握物体浮沉条件的应用。 【教学难点及其克服策略】 难点：影响物体浮沉条件的因素 克服策略：通过学生自己实验探究，讨论、交流、总结得出，加深认识 【教学策略】 课堂组织策略：采用主体参与教学策略。具体应用：1、营造民主、宽松、和谐的氛围，形成相互尊重、信任、理解、合作的人际关系；2、创设问题的情境；3、要从多方面培养学生参与的意识和不断提高他们主动参与的能力。4、要善于发现每位学生发言中的积极因素(哪怕只是萌芽)，并及时给以肯定和鼓励； 学生控制策略：创设与当前学习主题相关的、尽可能与实际相关的学习情景，引导学生带着与自身相关的任务进入学习，使学生学习直观性和形象化。要在学习过程中充分发挥学生的主动性，体现出学生的首创精神；让学生有多种机会在不同的情境下去应用他们所学的知识(将知识“外化”)；能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案(实现自我反馈)。 教学设计策略：本课的设计采用以“学”为中心教学设计模式，通过各种学习媒体激发 10．3.物体的浮沉条件 【学习目标】 1．理解物体浮沉的条件。 2．会判断物体的浮与沉。 重点难点： 浮沉条件的应用。 学习内容：物体的浮沉条件 学习指导：阅读课本P57文字内容和插图，基本概念、定义用红笔做上记号，熟记物体的四种状态和四种状态下重力与浮力的大小关系。 【自学检测】 1．当物体浸没在液体中时，它排开液体的体积等于物体体积。即V排＝V物。 2．当物体漂浮在液面上时，它排开液体的体积小于物体体积。即V排＜V物。 3．物体受到平衡力时，处于静止状态或匀速直线运动状态。物体受到非平衡力时，做变速运动(填“变速”或“匀速”)。 【合作探究】教师巡视督促指导 实验探究：物体浮沉条件 1．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。 (1)当F浮>G物时，物体受到非平衡力(“平衡力”或“非平衡力”)的作用，受力情况如图甲所示，物体上浮，最终漂浮在液面上，处于静止状态。 (2)当F浮＝G物时，物体受到平衡力的作用，物体悬浮在液体内任何位置，如图乙所示。此时：F浮__＝__G物。 (3)当F浮G物，即ρ液gV排>ρ物gV物，可得出ρ液>ρ物。 (2)悬浮时，有F浮＝G物，即ρ液gV排＝ρ物gV物，可得出ρ ρ物。 液＝ (3)下沉时，有F浮F浮或ρ物>ρ液，物体下沉，最终沉底。 (4)漂浮在液面上的物体，F浮＝G物。 3．演示实验：盐水浮鸡蛋P57图－2，观察鸡蛋在容器中的位置，产生这种现象的原因是什么 【展示交流】教师掌握情况 【精讲点拨】 例题分析 例1：煮饺子时你会发现这样的现象：把包好的饺子放入锅中，饺子会沉到底部，但过一会饺子浮到水面上来，请你利用浮力的知识解释这一现象。 解析：生饺子沉在锅底，因为生饺子所受浮力小于重力，所 《物体的浮沉条件及应用》教学设计 学习目标： ◆知识目标 1、知道物体的沉浮条件,会根据沉浮条件判断物体的浮沉。 2、知道通过改变物体受到的浮力或重力的大小可控制物体上浮或下沉。 ◆能力目标 能应用沉浮条件解释简单的物理现象。 ◆情感态度与价值观 ◆过程与方法 通过观察实验，认识浮沉现象。 重点：掌握物体的浮沉条件及浮力应用。 难点：通过调节浮力和重力的关系来得到或增大可利用浮力，初步建立应用科学技术的意识。 教学设备：多媒体、乒乓球等 课时安排：1课时 教学设计： 一、知识回顾：浮力的计算方法 上节课我们学习了浮力，知道了浮力的计算方法，那么浮力有哪几种 计算方法呢？ 1. 压力差法 F浮 = F下—F上=ρ液gh1s —ρ液gh2s 2.称重法F浮=G物—F拉 3.阿基米德原理的计算公式：F浮=G排=ρ液gV排 这是我们前面学习的三种计算浮力的方法，今天我们还要学习一种计 算浮力的方法，使用起来非常方便，非常广泛，这就是根据物体的浮沉条 件求浮力 二、从实际生活导入新课： 师：同学们都肯定吃过汤圆，但你们煮过汤圆吗？谁能说一下下锅后，到煮熟在锅里的位置变化情况？为什么会有这种现象？ 生：先沉下去后浮上来 生：根据我们前面学过的阿基米德原理可能于V排有关等 师：大家的想象力非常丰富，语言的表达能力也非常好。下面我们来 一起看个实验和大家刚才的回答来比较一下，并思考新的问题看谁的回答 最合理。 演示实验1： 观察等体积的兵乓球在水中的情况，为什么会有这种现象？ 根据观察提出问题： 1．浸没在水中的兵乓球为什么向上浮起？ 2．浸没在水中的兵乓球为什么沉到容器底部？ 3．物体在液体中都受到浮力，为什么有的上浮、有的下沉、有的悬浮？它跟什么有关？（师：这就是我们这节课研究的内容，请大家带着这个问题来阅读课本P57内容。板书课题） 二、自主学习，合作探究： 师：通过我们刚才的观察和前面学习过的知识点来探究“物体的浮沉条件” 探究点一：物体的浮沉条件 师：物体在液体中所受浮力与它本身的重力有怎样关系时，它在液体中的位置是怎样变化的？ 1．浮力与重力的关系： 物体上浮：F浮＞G物上浮的物体最终要漂浮 物体漂浮：F浮=G物 物体下沉：F浮＜G物 物体悬浮：F浮=G物 其中物体处于平衡状态的是漂浮和悬浮。处于非平衡状态的是上浮和下沉。 2．物体密度与液体密度间的关系：师生共同研究得出结论 浮力：F浮＝ρ液gV排；重力：G＝ρ物gV物； V排=V物 日期：________ 班级：__________ 姓名：________________ ☆课堂笔记☆ §10-3物体的浮沉条件及其应用 一、物体的浮沉条件 1．比较浮力与重力的大小关系判断浮沉：下沉：______；悬浮：______；上浮：______； 漂浮：______。 2．比较实心物体密度与液体密度的大小关系判断浮沉： 下沉：______；悬浮：______；上浮：______； 漂浮：______。 讨论: （1）用比较浮力与重力的关系判断浮沉时，______与______情况相同。用比较密度关系判断浮沉时，______和______的情况相同。（2）______和______受非平衡力，______和______时受平衡力。沉底时重力、______、______三力平衡，沉底并底部密合时重力、______、______三力平衡。 （3）______时可以停留在液体任何深度处，______是上浮过程的最终状态，______是下沉过程的最终状态。 二、浮力的应用 1．轮船： （1）原理：利用______工作。钢铁密度大于液体密度，将钢铁制为成______，增大__________的体积，以增大___________。（2）排水量（m排）：轮船按照设计要求，______时______的质量。 （3）载重线（吃水线）：轮船船 舷外一道线，标志着轮船 ____________，超过这道线船就会沉没。 注意：①______和______物体的质量等于其排开水的质量，即m=m排。②曹冲称象利用了______条件和___________研究方法。2．潜水艇：原理是通过______吸水和排水方式，改变_________实现下潜和上浮。3．气球和飞艇：原理是内部充有______空气密度的气体，改变______________，利用 _________实现升空。 4．密度计 （1）用途：测量_____密度 （2）原理：利用______条件工作。同一支密度计测量不同液体的密度时浮力_____，液体密度越大，密度计浸在液体中的体积___。（3）刻度特点：________。 ★课后习题★ 1．小竹将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中，当物体静止时，溢水杯中溢出了100cm3的水，则物体（）（g取10N/kg）A．漂浮在水面上B．悬浮在水中 C．沉在溢水杯底部D．受到1.2N的浮力2．分别用木头、铜、铁制成甲、乙、丙三个体积相等的小球，将它们放入水中，三个小球静止时位置如图所示，以下判断正确的是（）（ρ铜＞ρ铁＞ρ水＞ρ木） A．乙小球一定是空心的 B．甲小球一定是空心的 C．丙小球所受浮力大于乙小球所 受浮力 D．丙小球的质量小于乙小球的质量 3．如图所示，两个完全相同的柱形容器放在水平桌面上，分别装有 甲，乙两种不同的液体。 a、b是体积相等的两个 小球，a球漂浮在液面 上，b球沉没在容器底。甲液面高于乙液面，且两种液体对容器底的压强相等。则（）A．两种液体的密度ρ甲＝ρ乙 B．两种液体的质量m甲＝m乙 C．两个小球所受的重力G a＞G b D．两个小球所受的浮力F a＜F b 4．如图所示，有甲、乙两支相同的未点燃的普通蜡烛，其中乙下端插入一根小铁钉，置于水中均能直立漂浮在水面上，露出长度分别为L1、L2，当把蜡烛水面以上部分全截 物体的浮沉条件及应用（基础） ： 【学习目标】 1、知道物体的浮沉条件； 2、知道浮力的利用； 3、了解轮船的漂浮原理、潜水艇的浮沉原理、气球飞艇的升降。 【要点梳理】 要点一、物体的浮沉条件（《浮力的应用》） 浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。而物体的运动状态取决于受力情况，物体的浮沉就取决于它所受的浮力与重力的关系。 要点诠释： 1．当F浮>G时，合力方向竖直向上上浮 当F浮=G时，合力为零悬浮 当F浮 从浮力利用的角度看，采用“空心”的办法可以增加可利用的浮力。即使现代化的轮船，也采用的是这种古老的办法。 要点诠释： 1．轮船 ①轮船浮于水面，它们受到的浮力等于船的总重。 ②轮船的大小通常用排水量来表示，排水量是指轮船满载时排开的水的质量，根据漂浮条件知，排水量＝船自身的质量＋满载时货物的质量。 2．潜水艇 潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的，潜水艇为了实现升降，必须使浮力大小不等于重力，潜水艇在水下时，由于艇壳不能任意改变，因此浮力是不变的，要想控制上浮、下沉就只有改变自重，潜水艇两侧都有水舱，与高压气舱相连，高压气体能将水从水舱内排出，减小潜水艇重力，当其小于浮力时潜水艇就上浮；当浮力大小等于重力，潜水艇可在水中任一位置保持静止，即悬浮；关闭高压气舱使进水口打开，在水压作用下水舱进水，自重增大到大于浮力时，潜水艇开始下沉。 3．气球和飞艇 气球和飞艇是漂浮在空中的，内部所充气体的密度必须小于空气的密度，一般充有氢气或氦气，充气时体积增大，浮力增大，当浮力增大到大于其重力时，气球和飞艇就上升；反之，排出一部分氢气或氦气时，气球和飞艇就下降，因此它们是通过改变体积来实现上升和下降的。 热气球是通过加热的方式使气球内气体热膨胀，从而减小气体的密度，因此热气球只要停止加热，气球体积就会缩小，浮力减小，降回地面。 【典型例题】 类型一、物体的浮沉条件 1、（2015•重庆模拟）如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲 杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确是（） A．甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度 B．甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度 C．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力 D．鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力 【答案】A 【解析】AB、物体在甲中漂浮，所以物体的密度小于甲盐水的密度；在乙中悬浮，所以物体的密度等于乙盐水的密度，所以甲盐水的密度大于乙盐水的密度．则A正确，B错误；CD、鸡蛋在甲中漂浮，所以浮力等于重力，在乙中悬浮，所以浮力等于重力，所以甲乙中受到的浮力相等，则C、D错误。 物体的浮沉条件及应用说课稿 物体的浮沉条件及应用说课稿1 1、教学目标 1、知识与技能 （1）知道物体的浮沉是由物体在液体中所受浮力与重力的大小关系决定的； （2）知道F浮＜G，F浮＞G，F浮=G这三个表达式的含义。能综合运用阿基米德原理、二力平衡等知识来讨论浮沉条件。 （3）知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。 2、过程与方法 （1）通过实验探究和受力分析，得出物体的浮沉条件； （2）通过对演示实验的观察和分析，了解轮船是怎样浮在水面上的以及浮力的其他应用。 3、情感态度与价值观 （1）初步认识科学技术对社会发展的影响； （2）初步建立应用物理知识解决实际问题的意识。 2、学情分析 由于这节课教学对象是八年级学生，他们的好奇心和求知欲都很强，因此在教学过程中需要注意激发学生的学习兴趣。从知识储备上看，学生已经学习了受力分析、二力平衡、阿基米德原理和浮力等相关知识。虽然他们在生活中已经对常见的物体的浮沉现象有了大致了解，但是毕竟没有经过系统学习，难免会有一些潜在的模糊的甚至是错误的意识，比如：物体的浮沉状态究竟有哪些？物体浮沉条件是怎样的？是不是重的物体就一定会下沉，而轻的物体就一定会上浮等等。而这些问题如果不解决就会一直困扰着学生。因此在教学中我设计了较多的能体现学生的主体地位的活动，如：让他们多动手实验，多观察现象，留给他们足够多的时间去思考，真正帮助学生纠正认知上的错误，理解他们所学的知识。 3、重点难点 物体的沉浮现象学生虽然在生活中常见，但对物体的浮沉现象和浮沉条件并不一定清楚明白，而这个结论又是本节课的后续教学基础，因此把物体的浮沉现象及学生对浮沉条件理解定为本节课重点；说到轮船的工作原理，学生也是略知一，但对轮船为什么能漂浮以及排水量的知识都存在认识误区，因此把轮船工作原理就定为本节课的第二个重点。 难点的确定： 由于物体的沉浮条件内容较多，如果学生对此理解不到位，就会直接影响到本节课的后续教学内容浮力应用的学习，所以把学生对该条件的理解确定为本节课的教学难点；而学生在学习轮船、潜水艇的工作原理时，由于涉及到对前面所学知识的综合运用，这可能会造成学生思维上的混乱，因此把这部分知识也定为本节教学的难点。 4、教学过程 4.1第一学时 教学活动 活动1 创设情景 导入新课 通过几个小实验引出物体浮沉现象观察实验探究,引出本节课的内容：物体的浮沉条件及应用 活动2 的浮沉条件 完成对乒乓球浸没在清水和盐水中的浮沉现象观察实验探究 利用多媒体课件来对浸没在液体里的物体进行受力分析 比较悬浮和漂浮；下沉和沉在容器底部的异同点 实验探究总结规律 物体的浮沉条件及应用说课稿2 专题20 物体浮沉条件及其应用 【核心考点精讲】 1、物体的浮沉条件 （1）物体的浮沉取决于所受浮力与重力之间的大小关系 ①如图甲所示，物体浸没在液体中，如果物浮G F >，物体上浮，最终处于漂浮状态，此时物浮G F =； ③如图丙所示，物体浸没在液体中，如果物浮G F <，物体下沉，最终处于沉底状态，此时物支浮G F F =+。 （2）物体的浮沉取决于物体密度与液体密度之间的大小关系 ①如图甲所示，物体浸没在液体中，如果物液ρρ>，物体上浮，最终处于漂浮状态； ②如图乙所示，物体浸没在液体中，如果物液ρρ=，物体悬浮。 ③如图丙所示，物体浸没在液体中，如果物液ρρ<，物体下沉，最终处于沉底状态。 2、浮力的应用 （1）轮船 ①原理：密度大于水的钢铁做成空心，增大排开水的体积，从而增大浮力。 ②排水量：轮船满载时排开水的质量。 （2）潜水艇：浸没在水中的潜水艇排开水的体积不变，潜水艇所受浮力不变，通过改变自身重力实现上浮和下沉。 （3）气球和飞艇：使内部气体的密度小于空气的密度。 （4）密度计 ①原理：物体漂浮时所受浮力等于自身重力。 ②特点：测量液体密度时浸入待测液体的体积越大，待测液体密度越小。 【必刷题型精练】 1．（2022•玉林中考）如图所示，新鲜鸡蛋沉在盛有纯水的容器底部，若要其上浮，可加（已知ρ 酒精 ＜ρ 植物油 ＜ρ 纯 水 ＜ρ 浓盐水 ）（ ） A ．酒精 B ．植物油 C ．纯水 D ．浓盐水 2．（2022•牡丹江中考）悬浮在水中的潜水艇上浮至漂浮的过程中，下列说法正确的是（ ） A ．悬浮时，若要上浮需向水舱充水 B．漂浮时，所受浮力等于重力 C．上浮过程中，所受浮力逐渐变大 D．上浮过程中，水对艇外底部压力不变 3．（2022•淄博中考）小明洗碗时发现，同一只碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如图所示。下列说法正确的是（） A．碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力 B．碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力 C．碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力 D．碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积 4．（2022•日照中考）成语“沉李浮瓜”的意思是吃在冰水里浸过的李子和瓜，形容夏天消暑的生活。“李子在水里下沉，瓜浮在水面”，从物理学的角度分析，下列判断正确的是（） A．李子的质量大于瓜的质量 B．李子的体积小于瓜的体积 C．李子受到的重力大于瓜受到的重力 D．李子的密度大于水的密度，水的密度大于瓜的密度 5．（2022•内蒙古中考）某同学用铅笔、细铁丝制作了一支简易密度计，他将密度计先后插入盛有不同液体的甲、乙两个相同容器中。当密度计静止时，两容器中液面恰好相平，如图所示。下列说法正确的是（） A．乙容器中液体密度大 B．乙容器底部受到的液体压强较小 C．乙容器中密度计受到的浮力较小 D．乙容器对水平桌面的压强较大 6．（2022•北京中考）甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如下表所示。将它们浸没在水中释放，在其稳定后，三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。下列判断正确的是（） 小球甲乙丙 m/g304054 第07讲浮沉条件和浮力的应用 类型一：浮沉条件的应用 常见结论： （1）密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。 （2）物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的，则物体密度为ρ。 （3）悬浮与漂浮的比较：相同点：； 不同点：悬浮时，，；漂浮时，，。 （4）判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较与G或比较与。 （5）物体吊在测力计上，在空中重力为G，浸在密度为ρ的液体中，示数为F，则物体密度为：。 （6）冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。 4.漂浮问题“五规律”： 规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力； 规律二：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同； 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； 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； 1．（2022·广东广州·校考一模）如如图所示，某些鱼的浮沉靠鳔的胀缩实现，下列说法正确的是（） A．当鳔膨胀时，鱼会上浮 B．当鳔收缩时，鱼的浮力不变 C．鱼的浮沉与轮船的原理相似 D．当鳔膨胀时，鱼排开水的重力变小 2．（2022·广西桂林·统考一模）如图将小玻璃瓶装适量的水倒扣装满水的塑料瓶中，使其恰好能漂浮在水面上，旋紧塑料瓶盖，这就做成“浮沉子”。用力抓握塑料瓶，小玻璃瓶就会往水下沉落；松开塑料瓶，它 又会浮上来。调整握塑料瓶的力度，小玻璃瓶就可以悬浮在水中。下列说法错误 ．．的是（） A．小玻璃瓶上浮是因为受到的浮力大于重力 初中八年级科学学科 物体沉浮条件及应用 【学习目标】 1、能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件。 2、知道物体在液体里浮沉的种基本状态：上浮及下沉，是物体的一个运动过程；而漂浮及悬浮 是静止的一种状态。 3、能通过改变物体所受的重力或浮力的大小，使物体在液体或气体中处于不同的浮沉状态。 4、运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象。 【先学任务】 任务一：石头投进湖里沉没了，而木头却能浮起来，小明说因为“石头重，木头轻”，你觉 得他的表述正确吗？如果是你，会如何解释呢？ 意图：学生对日常生活中的有关物体沉浮条件的判别的标准是根据物体所受到的重力的，教 师在教学过程中不但要使学生学到科学的知识，更要将学生头脑中原有错误的观念与想法纠正过 来，故先学任务中利用学生原有的这种“生活经验”开头，是有一石二鸟之功效的。 任务二：将一个空矿泉水瓶浸没在水中后松手，瓶子会浮起来，试一试： ⑴如何使瓶子能在水中下沉？ ⑵有没有可能瓶子静止在水中，既不上浮也不下沉？ ⑶在这个过程中，你是通过改变什么从而改变物体的沉浮的？ 意图：为了激发了学生的学习兴趣，在科学探究活动中，以实验活动为主，适合中学生好动、 好奇心重的心理特点，容易唤起学生学习的兴趣和动机。同学们早已把实验看作是“游戏”，这 个“游戏”的设计让学生在实践中构建重力导致沉浮改变这一知识结构。 任务三：讨论潜水艇的工作原理 阅读课文潜水艇部分完成下列问题： ⑴ 潜在水下的潜水艇受_____力和______力作用，画出潜水艇上浮、下沉、悬浮、漂浮的受力示 意图。 ⑵ 潜在水面下的潜水艇在上浮和下沉的过程中受到的浮力是否变化？(写出判断依据) 下沉 物体向下动上浮 悬浮 停在水面下漂浮 在水面上静 第十章浮力 第3节物体的浮沉条件及应用 测试时间:20分钟 一、选择题 1.如图,应用了浮力知识的是() A.甲图中“山东号”航母漂浮于海面 B.乙图中“C919”国产大飞机的机翼“上凸下平” C.丙图中“长征十一号”运载火箭点火升空 D.丁图中神州十四号载人飞船在太空中航行 2.如图所示,将一个生鸡蛋放入盛有清水的杯中,然后逐渐向水里添加食盐并轻轻 搅动,观察发生的现象。图中大致反映鸡蛋所受浮力F 浮与液体密度ρ 液 关系的图 象是() 3.小明参观了中国科技馆“探索与发现”展厅A区后,用小玻璃瓶制作了“浮沉子”如图所示。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧矿泉水瓶盖使其密封。当用力挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是() A.“浮沉子”漂浮时,所受重力大小等于它受到的浮力大小 B.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力 C.“浮沉子”上浮时,小玻璃瓶内的压缩空气会将内部的水压出 D.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”都不可能悬浮在水中 4.把重为4 N、体积为0.8 dm3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法中正确的是(g取10 N/kg) () A.物体漂浮,浮力为8 N B.物体悬浮,浮力为4 N C.物体漂浮,浮力为4 N D.物体沉底,浮力为8 N 5.如图所示为体积相同的甲、乙两个物体放在液体中静止时所处的状态,据此比较甲、乙两物体的质量,则() A.甲比乙的质量小 B.甲比乙的质量大 C.甲、乙质量相同 D.无法比较哪个质量大 6.祖轩同学把一个鸡蛋放在一个透明玻璃杯中,加入清水后发现鸡蛋沉在杯底(见图甲)。他向水里加盐并缓慢搅拌发现鸡蛋悬浮在液体中(见图乙);他继续加盐并缓慢搅拌,最后发现鸡蛋漂浮在液面上(见图丙)。下列说法正确的是() A.鸡蛋所受到的浮力F甲 人教初中物理八年级下册：10、3《物体的浮沉条件及应用》练习含答案 一、图像题： 1、如图甲，用一弹簧秤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），然后将其逐渐浸入水中，图乙是 弹簧秤力计示数随圆柱 体逐渐浸入水中的深度变化情况，求（g=10N/kg） （1）圆柱体的重力； （2）圆柱体受到的最大浮力； （3）圆柱体的密度； （4）圆柱体的高度 2、物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究。在一个重为 4N，底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放一个边长 为 1 0cm。的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢 出)。通过测量容器中水的深度h，分别计 算出该物块所受到的浮力F浮，并绘制了如图11所示的图像。 请解答下列问题。 （1）当水深分别为6cm和10cm时，物块受到的浮力分别是多少？ （2）物块的密度是多少？ (3) 当容器中水的深度为8cm时，此时容器对水平桌面的压强是多少? 二、物体的浮沉条件（物体要全部浸没在液体或气体中）： 填写表格： .物体浮沉条件的应用： 1. 潜水艇靠改变来实现浮沉的。水中的鱼是靠改变来实现浮与沉的。 2. 探测气球（飞艇）是通过改变来达到浮力大于重力而上浮及浮力小于重力而下 降。 3、轮船是利用的条件。 三、判断物体的浮沉情况： 1．某物体重0.6N，把它放入盛满水的烧杯中，溢出0.3N的水，（1）物体受到的浮力，（2）物体静止后在水中的状态怎样？ 2．重为5N的铁球，体积为0.6dm3，轻轻放入盛满水容器中，待球静止后，球处于什么状态？球受到的浮力为多少N 若将此球放入酒精中静止后能排出酒精的质量是多少g。 3．重6N体积为0.4dm3的金属球，浸没在水中松手后球将（填“下沉、上浮、悬浮”），在此过程中球受到水的压强将（变大、变小、不变），静止时受到的浮力为多少N。 4、把质量为790g的实心铁块分别放入水银中和水中，待铁块静止时受到的浮力分别是多少N？（ρ水银=13.6×103kg/m3 ，ρ铁=7.9×103kg/m3） 比较浮力大小的方法二：利用浮沉条件比较浮力的大小：【当用F浮=ρ液V排g 不能比较的情况下， 用采用浮沉条件进行比较】 1、如图，冰漂浮在水面上，沉于酒精中，则下列说法正确的是（） A．冰受到水的浮力小于冰受到酒精的浮力 教学设计 年级：八年级学科：物理主备人：审核人： 课题课型使用者上课时间个性化设计物体的浮沉条件及应用新授 【学习目标】 1.理解物体浮沉的条件,会判断物体的浮沉。 2.知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理。 3.知道密度计的原理和特点。 【自学导航】 1、当物体浸没在液体中时, V排______V物；当物体漂浮在液面上时, V 排______V物。 2、阿基米德原理的表达式是：。 【课内探究】探究引领共同进步 一：物体的浮沉条件 1.浸没到液体中的物体同时受到两个力的作用：力和力， 物体的沉浮就取决于这两个力的大小关系。一共有三种受力情况： ①当F浮G时，上浮（物体处于不平衡状态），逐渐调整浸入液体 中的体积，最后漂浮在水面； ②当F浮G时，下沉（物体处于不平衡状态），最后沉在容器底部； ③当F浮G时，悬浮或者漂浮（物体处于平衡状态）。 2.对实心的物体而言 ①ρ液＞ρ物, 物体，最终是状态； ②ρ液=ρ物, 物体； ③ρ液＜ρ物, 物体，最终是状态 3、漂浮和悬浮的区别：相同点：，不同 点： 针对训练：1.一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水中，它受到的浮力是 _______N。（g=10N/kg） 2. 某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件”时，将重为100g的物体放 入盛满水的盆中,有90g水溢出,则（） A.物块会浮在水面上 B.物块会悬浮在水中 C.物块会沉入盆底 D.不能据此判断出物块的沉浮 二：浮力的利用：(难点) 1、轮船。 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 专题10.3 物体的浮沉条件及应用 一、浮沉条件 上浮下沉悬浮漂浮沉底 ___ F浮＞G __ F浮＜G ____ F浮=G ___ F浮=G F浮+N=G 处于动态(运动状态不断改变)，受 非平衡力作用。 可以停留在液体的 任何深度处。 是“上浮”过程的最 终状态。 是“下沉”过程的最 终状态。 处于静态，受平衡力作用。 二、浮力的应用 1.密度计：测量液体密度的仪器。密度计在不同的液体中所受的浮力____相等____。 2.轮船原理：物体漂浮条件的应用。轮船在不同的液体中(如：江水、海水）所受浮力____相等____。轮船排水量是指轮船排开水的____质量_____。 3.潜水艇的原理：是通过改变自身的____重力____来实现浮沉的。 4.气球和飞艇的原理：是通过改变自身的____体积__来实现浮沉的。 知识点1：物体的浮沉条件 1.物体上浮、下沉是运动过程，此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部，上浮的结果是浮出液面，最后漂浮在液面。如表： 浮力与物重的关系液体密度与物体密度物体运动状态 ρ液>ρ物物体上浮 ρ液<ρ物物体下沉 ρ液=ρ物物体悬浮在液体中任何深度处 2.漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力，在平衡力的作用下静止不动。但漂浮是物体在液面的平衡状态，物体的一部分浸入液体中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态，整个物体浸没在液体中。如表：课前预习 知识点解读与例题突破 物体所处状态浮力与物重的关系液体密度与物体密度的关系 F浮=G物ρ液>ρ物 F浮=G物ρ液=ρ物 F浮《初中物理》物体的浮沉条件及应用
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