第4节沉与浮【学习目标】：1.理解物体的浮沉条件2.根据物体在液体中的浮沉状况计算物体所受的浮力大小3.浮力在生活中的应用【重点】1.理解物体的浮沉条件2.根据物体在液体中的浮沉状况计算物体所受的浮力大小【难点】根据物体在液体中的浮沉状况计算物体所受的浮力大小【教学设计[教师]/整理笔记[学生]】：【预习自测】【知识链接】1.物体的浮沉条件：(1)前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。GF浮GF浮(2)请根据示意图完成下空。GF浮F浮G下沉悬浮上浮漂浮F浮<GF浮=GF浮>GF浮=Gρ液<ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液>ρ物处于动态，V排=V物处于动态V排<V物受非平衡力处于静态受非平衡力处于静态受平衡力受平衡力(3)、说明：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）。②一物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的1/3，则物体密度为(2/3)ρ分析：F浮=G则：ρ液V排g=ρ物Vgρ物=（V排／V）·ρ液=23ρ液③悬浮与漂浮的比较相同：F浮=G不同：悬浮ρ液=ρ物；V排=V物漂浮ρ液﹥ρ物；V排<V物④判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。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：ρ物=Gρ/(G-F)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。2.漂浮问题“五规律”：（历年中考频率较高，）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，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；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。3、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。mρ液排水量：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V排=；排开液体的重力G排=mg；轮船受到的浮力F浮=mg轮船和货物共重G=mg。(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【预习自测】1、浸在液体中的物体的浮沉情况决定于和 ；如果物体上浮，则浮力 物体的重力，如果物体下沉，则浮力 物体的重力，如果物体漂浮或悬浮，则浮力 物体的重力。2、一重为20N的物体，浸没在水中时，所受的浮力为18N，则物体最终所处的状态为（）A、漂浮在水面上；B、下沉到容器底部；C、悬浮在水中；D、无法判断3、一重为20N的物体，浸没在水中时，所受的浮力为23N，则物体静止时所爱的合力为（）A、合力向上，大小为3N；B、合力向下，大小为3N；C、合力向上，大小为43N；D、合力为0；【合作探究】物体的浮沉：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.典型例题3\n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,但过一会饺子会全部浮到水面上来,请你利用浮力的知识解释这一现象.例2.一个物体的质量是6kg,体积是0.01m3,若将它全部浸没入水中,放手后物体的将会怎样运动?最后处于什么状态?(用两种方法解答此题)(g=10N/kg)方法一、方法二：2.浮力的应用：阅读课本内容,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_________.如果一艘轮船,它的排水量是1×104t,在密度为1×103kg/m3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.典型例题www.xkb1.com例1.潜水艇在海水里匀速上浮过程中(未露出水面),下面说法中正确的是()A浮力变大,重力小于浮力B浮力不变,重力小于浮力C浮力不变,重力等于浮力D浮力和重力同时变小,但浮力和重力始终相等例2.一艘轮船满载时排开水的质量是2×107kg,船的自重是7×107N,它最多能装多少千克的货物?当它满载时,它浸入水中的体积是多少立方米?.(g=10N/kg)【课堂达标】1、一个重为0.5N的土豆浸没在装满水的烧杯中溢出了0.4N的水，则土豆在水中（）A、下沉B、悬浮C、上浮D、以上都有可能2、某海滨浴场，水底布满石头，在海水中游泳的人由深水走向浅水的过程中，以下体验和分析合理的是（）A.脚越来越疼，是因为水底对人的支持力越来越大B.脚越来越疼，是因为人受到的重力越来越大C.脚不疼，是因为人越来越轻D.脚不疼，是因为水底对人的支持力越来越大3．元宵节是中国的传统节日，这一天全家欢聚，常常煮汤圆以示庆贺．小莉在帮姥姥煮汤圆时发现，生汤圆放入锅中，由于浮力_________(选填“大于”或“小于”)重力而下沉；煮熟的汤圆因受热膨胀，浮力__________(选填“增大”或“减小”)，致使浮力大于重力，汤圆_____________。【课后巩固】4．一均匀物体恰能悬浮在水中，若将此物体切成大小不等的两块，则 （ ）Ａ、大的一块下沉，小的上浮； Ｂ、大的一块上浮，小的下沉；Ｃ、两块仍悬浮在水中； Ｄ、两块都上浮到水面．5、如图所示，一个铁球分别放在水中、盐水中和水银中，受到的浮力最大的是：（）A.在水中 B.在盐水中C.在水银中 D.条件不足，无法确定6、甲、乙、丙三个体积不同的小球放在液体中，静止时小球所在的位置如上图所示。比较三个小球的密度（）A.甲最大；B.乙最大；C.丙最大；D.一样大7、质量相同的木块和石蜡，把木块放在盐水中，石蜡放在水中，比较它们受到的浮力大小，那么：（ρ盐水>ρ水>ρ石蜡>ρ木）（）A.木块受到盐水的浮力大B.石蜡受到水的浮力大 C.它们受到的浮力一样大D.由于液体的密度不同，木块与石蜡的密度也不同，所以无法判定8、一艘轮船从东海驶入长江时，下列说法错误的是（）A、轮船受到的浮力不变B、轮船排开的液体受到的重力不变C、轮船排开的液体的体积不变D、轮船排开的液体的体积增大9、质量为3千克，体积为2分米3的实心球，把它浸没水中，所受的浮力多大？绳上拉力多大？(g取10N/kg)3\n【课外延伸】一个实心正方体,体积为1.2×10-3米3,重10牛.用细绳吊着浸入盛水的容器中,有1/3的体积露出水面,此时容器中水面的高度为30厘米(如图).求:（1）物体受到的浮力；(2)水对容器底部的压强;(3)绳子的拉力；(4)剪断绳子后,物体最终是沉在水底、悬浮在水中还是漂浮在水面?(g取10N/kg)3
