14.6浮力的应用学案

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六、浮力的应用 学案
学习目标：
1. 知道物体的浮沉条件；
2. 知道浮力的应用
学习重点：物体的浮沉条件及其应用
难点：物体的浮沉条件
学习过程：
一、物体的浮沉条件
将体积相同的铁块和蜡块同时浸没在水中后松手，观察现象。
[现象]：铁块沉入杯底，而蜡块上浮最终浮在水面。
思考：1．浸没在水中的铁块、蜡块，松手后各受到什么力？
2．铁块和蜡块受到的浮力相等吗？
3．既然铁块和蜡块受到的浮力F浮相等，为什么松手后铁块沉底而蜡块上浮？
4.浸在液体中的物体的浮沉取决于什么？
完成P97“想想议议”
总结：浸在液体中的物体的浮沉取决于物体所受浮力F浮与物体重力G物的关系：
当物体完全浸没在液体中时：
当F浮＞G物时， 物体受到的合力方向向上，所以松手后物体
将向上运动——上浮；
当物体逐渐露出液面，V排减小，浮力减小，当F浮= G物时，
物体最终漂浮在液面。

当F浮＜G物时，物体将下沉；
下沉过程中，浮力大小不变，物体一直下沉到容器底部，
F浮+ F支= G
物

当F浮=G物时，物体悬浮在液体中。
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物体的浮沉与物体密度ρ物和液体密度ρ液的关系：
当物体完全浸没在液体中时，V排 = V物 ，
浮力F浮=ρ液g V排 ，物重G物= mg=ρ物g V物
当F浮＞G物时，即：ρ液＞ρ物 ，物体上浮，并最终漂浮，F浮′= G物
当F浮＜G物时，即：ρ液＜ρ物 ，物体下沉，并最终沉底，F浮+ F支= G物
当F浮=G物时，即：ρ液=ρ物 ，物体悬浮。
二、物体的浮沉条件的应用
看书P97——100完成以下问题：
1. 轮船：
木材能漂浮在水面，其原因是什么？
把一根木头挖成空心，做成独木舟后，其重力怎么变化？它可载货物的多少怎么变
化？（把物体做成空心的办法，增大了可以利用的浮力）
密度比水大的下沉的物体有没有办法让它漂浮在水面上呢？
 轮船
（1）原理：空心法，即把密度比水大的钢材制成空心的，增大V排 来增大浮力，
使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。
（2）排水量： ____________________________________
即：排水量 m排 ＝ m船 + m货
轮船受到的浮力 F浮 = ____________________
[质疑]：①轮船从河流驶入海里，它的重力变不变？它受到的浮力变大、变小
还是不变？为什么？ρ海水＞ρ河水
②它排开的液体的质量变不变？为什么？
③它排开的液体的体积变不变？为什么？
④它是沉下一些，还是浮起一些？为什么？
练习1.（P99）如果有一只轮船，他的排水量是1×104t,在密度是1×103kg/m3的
河水中，它满载时排开的河水的体积是______________m3；如果它在密度是
1.03×103kg/m3的海水中，它满载时排开的海水的体积是______________m3，轮船从
河里进入海里时，它会 一些（填“沉下”或“浮起”）。
练习2.轮船满载时，船和货物总重9.8×104 N，则船在海洋航行所受浮力是
_____ N，轮船的排水量是_________。同一艘轮船从河里驶进海洋之后，受到的重
力大小_________，受到的浮力___________，排开水的体积___________（填“不
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变”“变大”或“变小”），轮船要___________些（填“沉下”或“浮起”）。
2. 潜水艇
浸没在水中的潜水艇无论下潜多深，它所受的浮力 （填“不变”
“变大”或“变小”）。潜水艇的上浮和下沉要
靠改变自身的 来实现。
若要下沉，可 水，使F浮 G；
若要上浮，可 水，使F浮 G。
当F浮=G时，悬浮。
总结：潜水艇靠向水舱中充水或排水来改变自身重力，从而实现上浮和下沉。
练习3.如图，是同一艘潜水艇在水中上浮和下潜的情景，其中潜水艇正在水中上浮
的是______图，正在水中下潜的是______图，判断的依
据是____________________________。这两种情景中，
潜水艇所受的浮力F甲 F乙（填＞、＜或 =）。
3. 气球和飞艇
气球和飞艇里充的是密度 空气的气体，
如：氢气球、氦气球；
热气球里充的是被燃烧器加热而体积膨胀、密度变小了的热空气。
总结：气球和飞艇靠在气囊中充入密度小于空气的气体实现上升，通过改变气
囊里气体的质量来改变自身的体积，从而改变所受浮力的大小，来实现升降。
思考：P100“想想议议”
注释:当F浮≥G球时，气球或飞艇可升上天空。若要使充氦气或氢气的气球或飞
艇降回地面，可以放出球内的一部分气体，使气球积缩小，浮力减小，使浮力小于
G球。对于热气球，只要停止加热，热空气冷却，气球体积就会缩小，减小浮力，
使浮力小于G球而降回地面。
4. 密度计
密度计(如图)是测定液体密度的仪器，它是个密封的玻璃
管，下端装有铅粒，上端有刻度。把它放在待测的液体中时，
它浮在液面上，液面所对的刻度值就是待测液体的密度值。
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练习4.把一根密度计先后放入三种不同的液体中，静止时
如图所示，那么密度计在三种液体中受到的浮力（ ）
A．甲最大 B．乙最大
C．丙最大 D．甲、乙、丙一样大
练习5.把一个自制的密度计分别放入两种不同的液体中，情况如图中的甲乙所示，
下列判断正确的是（ ）
A. 这个密度计在甲中受的浮力较大
B. 这个密度计在乙中受的浮力较大
C. 甲种液体的密度较大
D. 密度计B处的刻度值大于A处的刻度值

动手做一做：自制一个密度计：找一段细木棍,表面涂上蜡，在它的一端绕上适量的
保险丝或铜丝。把这个自制的密度计放在食油，水，盐水中，比较这三种液体的密
度。
思考：为什么密度计的刻度值越靠下越大？

计算浮力的方法方总结：
1. 压力差法：F浮 = F向上- F向下 （浮力的产生原因）
2. 称重法：F浮 =G – G′
3. 阿基米德原理：F浮= G排=ρ液g V排
4. 状态：漂浮、悬浮时：F浮=G物 （受力平衡）
解题技巧：计算或比较浮力大小时，一定要先看物体在液体中的状态：
漂浮、悬浮时：F浮=G物； 沉底时，F浮＜G
物

再综合阿基米德原理F浮= G排=ρ液g V排 或称重法F浮 =G – G′。