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第三節(jié) 物體的浮與沉 設計說明 本節(jié)課包括兩部分：物體的浮沉條件和浮沉條件的應用。講解浮沉條件時，通過演示實驗：裝水的小瓶在水中的沉浮，引導學生分析浮沉的條件；浮沉條件的應用主要通過自主閱讀和講授相結合的方法進行教學。 本節(jié)課通過教師創(chuàng)設問題情境和有效的設問引導，讓學生親歷物理知識的構建過程；在教學方法和手段上，綜合應用實驗演示、講授、討論等多種方法，并輔以多媒體等手段，把教學過程設計成以學生對浮沉現(xiàn)象的認識為切入點，以觀察實驗和解決問題為主線，師生對話交流的教學過程；在學法指導上，讓學生嘗試自己觀察思考、描述實驗現(xiàn)象，分析概括，得出結論；使學生在獲取知識過程中，領會物理學的研究方法，受到科學思維方法訓練以及協(xié)作精神、探索精神等情感、態(tài)度、價值觀教育。 教學目標 【知識與技能】 1.知道物體的浮沉條件。 2.知道密度計、鹽水選種、潛水艇、熱氣球、輪船的工作原理。 3.能應用浮沉條件解決一些簡單的問題。 【過程與方法】 1.經(jīng)歷探究物體浮沉條件的過程，培養(yǎng)學生分析概括能力。 2.掌握浮沉條件的分析方法和推理方法。 3.通過對浮沉條件的應用，培養(yǎng)學生運用物理知識解決實際問題的能力。 【情感、態(tài)度與價值觀】 1.通過對密度計、潛水艇、熱氣球和鹽水選種等的浮沉原理的學習，體驗科學、技術、社會的緊密聯(lián)系。 2.通過觀察實驗，激發(fā)學生學習物理的興趣。 3.通過新聞時事和生活中的科學技術，培養(yǎng)學生的愛國情懷和民族自豪感。 重點難點 教學重點 正確理解物體的浮沉條件，知道物體下沉、懸浮、漂浮的原理。 教學難點 結合物體的密度、液體密度理解浮沉條件及密度計、潛水艇、熱氣球、輪船的工作原理。 教學方法 實驗法、觀察法、討論法。 教具、學具 多媒體課件，小木塊、小鐵塊、乒乓球、橡皮泥、水槽、塑料小瓶、透明盛液筒、雞蛋、密度計、食鹽。 授課時數(shù) 3課時 第一課時 物體的浮沉條件 教學過程 回顧思考 1.物體受平衡力作用時，處于_____或勻速直線運動狀態(tài)。 2.浸在液體和氣體中的物體都受到浮力的作用，浮力的方向_____。 3.阿基米德原理公式:____________。 導入新課 演示實驗 將小木塊、乒乓球、小鐵塊浸沒在水中，小木塊、乒乓球上浮，小鐵塊下沉。 師：通過剛才的實驗，還有書上給我們展示的兩幅圖景，對于以上這些現(xiàn)象，你們想提出什么問題？ （生：有的物體為什么會上浮？有的物體為什么會下沉？物體的浮與沉取決于什么？） 提出問題：物體浮沉的條件是什么？ （學生做出假設：1.和浮力有關；2.和重力有關；3.和浮力、重力都有關。） 【教師點撥】 物體上浮或下沉是運動狀態(tài)的改變，而只有力才能改變物體的運動狀態(tài)，因此，我們主要分析物體所受的力：重力和浮力。 講授新課 物體的浮沉條件 1.實驗探究 根據(jù)課本178頁實驗探究，通過分析變量與實驗現(xiàn)象總結出物體浮沉的條件。 實驗序號實驗方法觀察玻璃瓶運動情況玻璃瓶受力情況分析1把擰緊蓋子的空玻璃瓶浸沒于水中，然后松手2把裝滿水并擰緊蓋子的玻璃瓶浸沒于水中，然后松手
學根據(jù)實驗現(xiàn)象填寫表格 實驗序號實驗方法觀察玻璃瓶運動情況玻璃瓶受力情況分析1把擰緊蓋子的空玻璃瓶浸沒于水中，然后松手上浮，且玻璃瓶有一部分露出水面浮力和重力2把裝滿水并擰緊蓋子的玻璃瓶浸沒于水中，然后松手下沉，玻璃瓶沉入水底浮力和重力
【教師點撥】 根據(jù)力和運動的關系：玻璃瓶上浮，浮力大于重力；玻璃瓶下沉，浮力小于重力。 師：同學們能不能設法使玻璃瓶既不上浮，也不下沉，靜止在水中，也就是懸浮在水中。 生：可以，玻璃瓶中裝部分水，使浮力等于重力。 2.物體浮沉時，浮力與重力的關系 教師引導學生分析： 浮沉情況下沉懸浮上浮漂浮受力圖示浮沉條件
物體浸在液體中，其浮沉取決于它受到的浮力和重力的大小關系。 當浮力小于重力時，物體就下沉。 當浮力等于重力時，物體漂浮或者懸浮。 當浮力大于重力時，物體就上浮。 【教師點撥】 物體的上浮與下沉都是動態(tài)過程，處于不平衡狀態(tài)。我們把物體靜止在水面下的某一深度，叫做懸浮。而物體浮在水面上，稱漂浮。漂浮、懸浮、沉底都是靜態(tài)的，處于平衡狀態(tài)。 3.物體浮沉條件的實質(zhì) 演示實驗：在透明盛液筒里放一些溫水，將雞蛋放入水中，雞蛋下沉，不斷地往水中加入食鹽，雞蛋慢慢浮上來，最后漂浮在液面上，這是為什么？ 浮沉情況下沉懸浮上浮浮沉條件
4.公式推導 根據(jù)阿基米德原理和重力，當物體漂浮時，根據(jù)二力平衡條件可知，因為漂浮時物體部分浸沒在液體中，所以，由此可知。同理，可推導上浮、下沉和懸浮時密度的關系。 5.生活中的現(xiàn)象 人在死海里漂浮，悠閑地閱讀。-----人的密度小于死海湖水的密度。 分層的雞尾酒——液體的密度小，就漂浮在上層，密度最大的就沉到最下層。 課堂小結 浮沉條件 浸沒在液體中的物體，其浮沉主要取決于它所受到的浮力和重力的大小： 當浮力大于重力時，物體上浮； 當浮力小于重力時，物體下沉； 當浮力等于重力時，物體處于懸浮或漂浮狀態(tài)。 當堂達標 1.用手將一重為5 N的物體全部壓入水中，物體排開的水重8 N，此時物體受到的浮力為_______N，放手后物體將________(選填“上浮”“下沉”或“懸浮”)，待物體靜止時所受浮力為_______N，排開水的體積是________。 答案:8 上浮 5 2.取一只空牙膏袋，一次將它擠癟，另一次將它撐開，兩次都擰緊蓋后先后放入同一杯水中，如圖所示，兩次牙膏袋的質(zhì)量和的大小關系是____；兩次排開水的體積和的大小關系是____；兩次所受的浮力和的大小關系是____。 甲 乙 答案:＝ ＜ ＜ 3.一小球所受的重力為5 N、體積為。將它浸沒在水中時，所受的浮力大小為_________N（取），浮力的方向是________。放開手后，小球?qū)________（選填“上浮”“下沉”或“懸浮”）。 答案:5 豎直向上 懸浮 4.質(zhì)量為200 g的物體，浸入盛滿水的容器中，溢出120 g的水，則此物體將（ ） A.浮在水面上 B.懸浮在水中 C.沉到容器底部 D.無法判定 答案:C 板書設計 第一課時 物體的浮沉條件 物體的浮沉條件 （1） 上浮（上浮后最終漂浮） （2） 下沉] （3） 懸浮或漂浮 第二課時 浮沉條件的應用 教學過程 導入新課 三國時期，孔明曾放出一種“會飛”的燈籠，后人稱其為“孔明燈”，“孔明燈”為什么點燃后能升空？ 講授新課 1.密度計 閱讀課本179頁“密度計”的文字介紹并觀察圖9-18，了解密度計的結構和用途，完成下面的問題： （1）密度計是用來測量液體密度的工具，它是應用了漂浮的條件，即：=。密度計在使用過程中所受到的浮力是不變的。（選填“變化”或“不變”） （2）你認為密度計應怎樣讀數(shù)？ 圖9-18中密度計的讀數(shù)是：1.45g/cm3,并結合小組內(nèi)的密度計（注意輕拿輕放，不要塤壞），看一看密度計上的刻度有什么特點？你能試著解釋其中的原因嗎？ 密度計刻度的特點： （1）刻度值是“上小下大” 同一支密度計，漂浮在不同的液體中，所受到的浮力相等(等于它的自重)，但排開液體的體積不同。根據(jù)，可知，液體密度越大，密度計浸入的體積越小，故刻度上小下大。 （2）刻度線的間隔是不均勻的。 （3）密度計上所標的數(shù)值是被測液體的密度與水的密度的比值。 2.鹽水選種 （1）為什么干癟、蟲蛀的種子會上浮直至漂浮，而飽滿的種子會沉到容器底呢？ 干癟、蟲蛀的種子的密度小于鹽水的密度，所以會上浮直至漂浮；飽滿的種子的密度大于鹽水的密度，所以會沉到容器底部。 （2）鹽水選種要將種子放入濃度適宜的鹽水中，鹽水的濃度過大或過小會出現(xiàn)什么情況？ 鹽水的濃度過大，會使得所有的種子都上浮，鹽水的濃度過小會使得部分干癟、蟲蛀的種子也下沉。 3.潛水艇 閱讀課本180頁圖9-20及相關文字，用潛水艇模型模擬上浮和下潛的過程，了解潛水艇的浮沉原理：潛水艇是通過改變自身重力來實現(xiàn)上浮和下潛的。 4.熱氣球 閱讀課本180頁相關內(nèi)容，結合圖9-21和圖9-22，了解熱氣球的結構組成和升降的原理，并能簡述熱氣球的升降過程。 熱氣球是利用熱氣球內(nèi)部空氣受熱膨脹，熱空氣的密度小于外部空氣的密度，實現(xiàn)在空氣中上升。 飛艇、氣球是利用充入密度比空氣小的氦氣、氫氣，實現(xiàn)在空氣中上升。 5.輪船 演示實驗 課本179頁迷你實驗室2，球狀的橡皮泥下沉，而船狀的橡皮泥漂浮在水面上，這是因為橡皮泥做成船狀，增加了浮力。輪船的工作原理與此類似。 輪船是利用漂浮原理，即采用空心的方法來增大可以利用的浮力，使其漂浮在水面上的。輪船的大小通常用排水量來表示。 想一想：一艘裝滿貨物的輪船從河里駛向海里，它受到的浮力將如何變化？ 因輪船漂浮，，所以浮力大小不變，總等于輪船的重力。 回扣開頭的問題 孔明燈上升的主要原因是：燈籠內(nèi)的熱空氣密度小于燈籠外的空氣密度，導致燈籠受到的浮力大于燈籠的重力，所以燈籠會上升。 課堂小結 浮沉條件的應用 1.密度計：漂浮條件，。 2.潛水艇：通過改變自身重力來實現(xiàn)上浮和下沉。 3.熱氣球：通過改變熱氣球內(nèi)氣體的溫度從而改變氣體的密度來實現(xiàn)上升和下降。 4.鹽水選種：物體密度與液體密度比較。 當堂達標 1.停在海里的小游艇總重，它受到的浮力大小為_______N；它排開海水的體積為___________（海水的密度，g取10 N／kg）。 答案： 2 2.密度計是用來測量液體密度的儀器，測量時漂浮在被測液體中。如圖所示，用同一支密度計分別測量甲、乙兩種液體的密度，則密度計在兩種液體里受到的浮力大小____，兩種液體的密度____。(均選填“＞”“＜”或“＝”) 甲 乙 答案：＝ ＜ 3.已潛入海水中的潛水艇，在繼續(xù)往深海下潛的過程中，它受到的（ ） A.重力增大，浮力增大 B.重力和浮力都不變 C.重力增大，浮力不變 D.重力不變，浮力增大 答案：C 4.輪船從內(nèi)河航行到大海時，船將（ ） A.下沉一點 B.上浮一點 C.不變 D.無法判定 答案：B 5.關于浮沉條件的應用，下列說法中正確的是（ ） A.潛水艇上浮過程中受到的浮力變大 B.氣象用探測氣球里所充氣體的密度小于空氣的密度 C.密度計上的刻度示數(shù)從下到上逐漸變大 D.密度計放在不同液體中所受浮力的大小與液體密度有關 答案：B 6.物理小組制作的潛水艇模型如圖所示。通過膠管A從燒瓶中吸氣和向燒瓶中吹氣，就可使燒瓶下沉、上浮或懸浮。當燒瓶處于如圖所示的懸浮狀態(tài)時，若從A管吸氣，燒瓶將會( ) A.下沉，它受到的浮力不變 B.下沉，它受到的浮力減小 C.上浮，它受到的浮力增大 D.上浮，它受到的浮力不變 答案：A 板書設計 第二課時 浮沉條件的應用 1.密度計 2.鹽水選種 3.潛水艇 4.熱氣球 第三課時 浮力和壓強綜合計算（習題課） 教學過程 題型一 浮力的四種計算方法 1.稱重法測浮力：。 2.阿基米德原理：。 3.根據(jù)物體的狀態(tài)計算（懸浮或者漂浮）：（平衡力）。 4.壓力差法：。 例1 如圖所示，當?shù)踉趶椈蓽y力計下的物體浸在水中的體積為物體體積的時，彈簧測力計的示數(shù)為5.0 N；當物體浸在水中的體積為物體體積的時，彈簧測力計的示數(shù)為3.5 N。從彈簧測力計上取下物體將其緩慢地放入水中(容器足夠大，水足夠多)，則物體靜止時受到的浮力為( ) A.9.0 N B.8.5 N C.8.0 N D.7.5 N 解析：本題考查浮力公式和密度公式的應用，難度較大。根據(jù)題意得…①，…②，①②聯(lián)立組成方程組，解得，，所以物體的密度為，則，物體漂浮，。 答案：C 例2 （2019 濟寧）小明用同一物體進行了以下實驗。實驗中，保持物體處于靜止狀態(tài)，彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。請根據(jù)圖中信息，求：（g取10N/kg） （1）物體的質(zhì)量； （2）物體在水中受到的浮力； （3）某液體的密度。 解析：（1）由左邊圖可知物體重力，利用求其質(zhì)量。 （2）由左邊、中間兩圖（稱重法測浮力）得出物體在水中受到的浮力。 （3）利用阿基米德原理求物體排開水的體積，即物體的體積；由中間、右邊兩圖（稱重法測浮力）得出物體浸沒在某液體中受到的浮力，再利用阿基米德原理求某液體的密度。 解：（1）由圖可知，物體的重力， 物體的質(zhì)量； （2）物體在水中受到的浮力； （3）物體全部浸沒在水中，故， 由,解得， 當物體全部浸沒在某液體中時受到的浮力 ， 則某液體的密度：。 【跟蹤訓練】 1.（2019 眉山）有甲、乙兩個溢水杯，甲溢水杯盛滿酒精，乙溢水杯盛滿某種液體，將一個不吸水的小球輕輕放入甲溢水杯中，小球浸沒在酒精中，溢出酒精的質(zhì)量是80g；將小球從甲溢水杯中取出擦干，輕輕放入乙溢水杯中，溢出液體的質(zhì)量是80g，小球露出液面體積與浸入液體中體積之比為。已知，下列說法中正確的是（　C　） A.小球靜止于甲溢水杯的底部 B.小球的體積是 C.液體的密度是 D.小球的密度是 2.小明同學對一個金屬塊進行了兩次測量：第一次如圖甲所示，用細線系住金屬塊掛在彈簧測力計上，彈簧測力計的讀數(shù)為2.7 N。第二次如圖乙所示，讓金屬塊浸沒在盛水的杯子中，這時彈簧測力計的讀數(shù)為1.7 N。(g取10 N/kg) 甲 乙 (1)求金屬塊在水中受到的浮力。 (2)求金屬塊的體積。 (3)通過進一步計算，結合下表所列的“某些金屬的密度”，說明金屬塊是何種金屬。 金銅鐵鋁
解：(1) (2)因為金屬塊浸沒水中，所以 (3)由 查密度表可知：此金屬塊是鋁。 題型二 浮沉條件的應用 1.比較重力和浮力的關系判斷浮沉 （1） 上浮（上浮后最終漂浮） （2） 下沉] （3） 懸浮或漂浮 2.根據(jù)密度大小比較判斷沉浮 （1） 上浮（上浮后最終漂浮） （2） 下沉 （3） 懸浮 3.應用 （1）密度計：密度計受到的浮力等于密度計的重力。 （2）潛水艇原理：改變潛水艇的總重力。 （3）熱氣球原理：改變氣袋內(nèi)氣體的密度。 例3 （2019 福建）如圖所示，氣球下面用細線懸掛一石塊，它們恰好懸浮在水中。已知石塊與氣球的總重力為，則氣球受到的浮力________（選填“”“”或“”）；若水溫升高，石塊將__________（選填“上浮”“下沉”或“保持懸浮”）。 解析：氣球和石塊整體懸浮，根據(jù)物體的浮沉條件可以判斷，所以；水溫升高，氣體膨脹，氣球排開液體的體積變大，浮力也會變大，導致整體浮力大于重力，所以石塊會上浮。 答案：＜ 上浮 例4 (2019·蘇州)2019年4月23日，中國人民海軍成立70周年閱兵儀式在黃海舉行。 （1）兩并排行駛的艦艇編隊間距較遠（如圖所示），這是因為若靠得過近，彼此間海水流速會很大，導致壓強很______，壓力差會使艦艇發(fā)生碰撞； （2）在儀式上，我國研制的新型核潛艇浮出水面接受檢閱，它是通過減小所受______（選填“重力”或“浮力”）實現(xiàn)上浮的； （3）901綜合補給艦也一起亮相，該艦的滿載排水量約為40000t，它滿載時所受的浮力約為______N。（g取10N/kg） 解析：（1）流體的流速越大，流體的壓強越小；若兩并排行駛的艦艇靠得過近，彼此間海水流速會很大，導致艦艇間的壓強很小，向內(nèi)的壓力差會使艦艇發(fā)生碰撞，所以兩并排行駛的艦艇編隊間距較遠。 （2）核潛艇是靠改變自身的重力來完成上浮或下潛的；當核潛艇浸沒在水中時，排開水的體積不變，浮力不變，減小自身的重力，浮力大于重力，核潛艇上浮到水面接受檢閱。 （3）該艦滿載時排開水的重力：，由阿基米德原理可得，它滿載時所受的浮力：。 答案：（1）小 （2）重力 （3） 【跟蹤訓練】 1.（2019·宜昌）如圖是我國自主研制的首款大型水陸兩棲飛機“鯤龍AG600”，某次執(zhí)行任務時它的質(zhì)量為38t，當它停在水面上時，排開水的體積是_38_受到的浮力為。（g＝10N/kg，） 2.一物體的質(zhì)量為90 g、體積為100 。現(xiàn)將它浸沒在水中，物體所受的浮力為_1_N；松手后，物體將會__上浮___(選填“上浮”“下沉”或“懸浮”)；最終靜止時物體排開水的質(zhì)量為__90__g。(g取10 N/kg，) 3.（2019·武威）2018年4月20日，我國自主潛水器“潛龍三號”首次下潛（如圖所示）。潛水器在水面下勻速下潛過程中（假定海水的密度不變），受到的浮力_不變_（選填“變大”“不變”或“變小”），潛水器下表面受到的壓強_變大_（選填“變大”“不變”或“變小”）。 題型三 利用浮力測密度 1.稱重法測密度 用彈簧測力計在空氣中稱出物體的重力為G；把物體浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)為，則物體質(zhì)量為，物體受到的浮力為，物體體積為 ，物體的密度表達式為。 此法是借助常見液體——水來測密度大于水的物體的密度。 2.測量漂浮物和懸浮物的密度 用量筒測出漂浮物完全浸入水中的體積(用針壓法)，再測出其自然漂浮在水面時的排水體積，則物體受到的浮力(排開水的重力)為，物體質(zhì)量為，由密度計算公式 ，可求物體密度為。 懸浮在水中的物體由于，根據(jù)物體懸浮時受到的浮力等于重力，可推得物體的密度跟水的密度相同，即在液體中懸浮的物體的平均密度與排開的液體的密度相同。 例5 小明用彈簧測力計、圓柱體、幾個相同的燒杯(分別裝有一定量的水和鹽水)測量了鹽水的密度，其裝置和彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。(g取10 N/kg) 甲 乙 丙 丁 戊 (1)由圖甲和圖丁可知，圓柱體浸沒在水中時受到的浮力是________N，圓柱體的體積是________。 (2)利用圖示實驗數(shù)據(jù)計算出鹽水的密度是。 解析：(1)由圖甲、丁所示實驗可知，圓柱體浸沒在水中時受到的浮力：。由得圓柱體的體積：。 (2)由圖甲、戊所示實驗可知，圓柱體浸沒在鹽水中所受浮力：。根據(jù)阿基米德原理，，則鹽水的密度：。 答案：(1)4　　(2) 例6 下面是張超同學利用量筒和水測量橡皮泥密度的實驗過程及分析，圖是整個實驗的操作情景，請完成下列填空。 (1)在量筒中裝適量的水，讀出水面對應的刻度值＝________。 (2)把橡皮泥捏成碗狀，小心放入量筒使之漂浮在水面上，讀出此時水面對應的刻度值，根據(jù)漂浮條件可求出橡皮泥的質(zhì)量：m＝________。 (3)再把橡皮泥團成球放入量筒使之沉入水底，讀出此時水面對應的刻度值。 (4)利用密度計算公式可計算出橡皮泥的密度為________。 解析：(1)量筒每一個大格代表10 mL，每一個小格代表1 mL，水面對應的刻度值。 (2)橡皮泥漂浮在水面時對應的刻度值，橡皮泥漂浮在水面上，排開水的體積為，橡皮泥漂浮在水面上，受到的重力等于排開水的重力，所以橡皮泥的質(zhì)量等于排開水的質(zhì)量，故。 (4)把橡皮泥團成球浸沒在水中，水面對應的刻度值為。橡皮泥的體積為，所以橡皮泥的密度為。 答案：(1)50 mL (2)14 g (4) 【跟蹤訓練】 1.如圖所示是物體浸入水中前后彈簧測力計的示數(shù)。由此可知水對物體的浮力是__1__N，物體的密度是。 2.小婷利用刻度尺、小鐵釘、圓柱形容器和適量的水測量一個小木塊的密度。如圖所示的三個圖是小婷正確測量過程的示意圖，圖中、、分別是圓柱形容器中水面所對應的深度。已知水的密度為，請利用圖中測量出的物理量和寫出小木塊密度的表達式：_____。 甲 乙 丙 3.小東同學想測出液體B的密度，他手邊只有：一個彈簧測力計、一根細線、一個小石塊、兩個燒杯和足量的水。小東同學根據(jù)這些器材設計出了下面的實驗步驟，但不完整。請你將小東的實驗步驟補充完整： (1)用細線系住小石塊，將適量的水與液體B分別倒入兩個燒杯中。 (2)用彈簧測力計測出小石塊所受的重力G。 (3)用彈簧測力計測出小石塊浸沒在水中受到的拉力F。 (4)用彈簧測力計測出小石塊浸沒在液體B中受到的拉力。 請根據(jù)小東測量的物理量表示出液體B的密度＝ 。 題型四 壓強、浮力、密度的綜合 例7 （2019 德州）小強做雞蛋在鹽水中懸浮的實驗時，先配制了半杯濃鹽水并將雞蛋放入杯中，靜止時如圖甲所示，然后逐漸向杯中添加清水，直至如圖乙所示。在逐漸向杯中添加清水過程中，下列說法不正確的是（　　） 甲 乙 A.雞蛋受到的浮力不變 B.鹽水的密度變小 C.鹽水對燒杯底的壓強逐漸變小 D.鹽水對燒杯底的壓力逐漸變大 解析：雞蛋由漂浮到懸浮，受到的浮力都等于雞蛋的重力，故雞蛋受到的浮力不變，故A正確；雞蛋剛好漂浮在一杯鹽水中，此時浮力等于重力，雞蛋的密度小于鹽水的密度，現(xiàn)在往杯中加入適量清水（未溢出），鹽水的密度變小，故B正確；現(xiàn)在往杯中加入適量清水（未溢出），鹽水對燒杯底的壓力增大，液體對燒杯底的壓強增大，故C錯誤，D正確。 答案：C 例8 （2019 廣東）置于水平桌面上的容器底部放有一個邊長為10cm、密度為的正方體物塊，如圖甲所示，此時物塊對容器底的壓強 為_______Pa，當逐漸向容器內(nèi)倒入某種液體（物塊與容器底未緊密接觸，液體未溢出），記錄物塊所受浮力與容器內(nèi)液體的深度h關系如圖乙所示，則液體密度為_______；當h＝10cm時，物塊處于______（選填“漂浮”“懸浮”或“沉底”）狀態(tài)。（g取10N/kg） 甲 乙 解析：正方體物塊的體積：， 由可得，正方體物塊的質(zhì)量： ， 正方體物塊的重力： ， 因水平面上物體的壓力和自身的重力相等， 所以，此時物塊對容器底的壓強： ； 由圖可知，容器內(nèi)液體的深度為9cm時，正方體物塊受到的浮力為9N， 正方體物塊排開液體的體積： ， 由可得，液體的密度： ； 由圖可知，容器內(nèi)液體的深度大于9cm后正方體物塊受到的浮力不變， 此時物塊受到的浮力和自身的重力相等，且物塊沒有浸沒（）， 所以，當h＝10cm時，物塊處于漂浮狀態(tài)。 答案：900 漂浮 例9 （2019 自貢）如圖所示，在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧上端連有一邊長為0.1m的正方體物塊A，當容器中水的深度為30cm時，物塊A有的體積露出水面，此時彈簧恰好處于自然伸長狀態(tài)(已知，g取10N/kg)。求： (1)物塊A受到的浮力； (2)物塊A的密度； (3)往容器緩慢加水，至物塊A剛好浸沒水中，立即停止加水，彈簧伸長了3cm，此時彈簧對物塊A的作用力F。 解：（1）物塊A體積為， 則， 物塊A受到的浮力： ； （2）彈簧恰好處于自然狀態(tài)時沒有發(fā)生形變，，，物塊A的密度； （3）物塊A剛好浸沒水中，彈簧的彈力： 。 【跟蹤訓練】 1.（2019 鄂州）如圖所示，放在水平桌面上的三個完全相同的容器內(nèi)，裝有適量的水，將A、B、C三個體積相同的正方體分別放入容器內(nèi)，待正方體靜止后，三個容器內(nèi)水面高度相同。下列說法正確的是（ D ） 甲 乙 丙 A.物體受到的浮力大小關系為 B.三個物體的密度大小關系為 C.容器底部受到水的壓力大小關系為 D.容器對桌面的壓強大小關系為 2.（2019·達州）將密度為、體積為V的冰塊放入盛有適量水的圓柱形容器中（無水溢出），冰塊靜止時露出水面的體積＝ V，當冰塊完全熔化后（總質(zhì)量不變）容器中的水面將不變（選填“升高”“降低”或“不變”）。 3.（2019·銅仁）如圖所示，一個裝有水的圓柱形容器放在水平桌面上，容器中的水深h＝20cm。某同學將一個實心物體掛在彈簧測力計上，在空氣中稱得物體的重力G＝7.9N，再將物體緩慢浸沒在容器的水中，物體靜止時與容器沒有接觸，且容器中的水沒有溢出，彈簧測力計的示數(shù)F＝6.9N。(g取10N/kg)求: (1)物體放入水中之前，容器底部受到水的壓強； (2)物體浸沒時受到水的浮力； (3)物體的密度。 解：（1） （2） （3） 當堂達標 1.（2019·北京）如圖所示，裝有水的容器靜止放在水平桌面上，正方體物塊M懸浮在水中，其上表面與水面平行，則下列說法中正確的是（　　） A.M上、下表面受到水壓力的合力大于M受到的浮力 B.M上、下表面受到水壓力的合力大小等于M受到的重力大小 C.M上表面受到水的壓力大于M下表面受到水的壓力 D.M上表面受到水的壓力和M下表面受到水的壓力是一對平衡力 答案：B 2.（2019 江西）“遠征號”潛水艇在南海執(zhí)行任務，根據(jù)任務的要求，潛水艇需要在不同深度處懸浮，若海水密度保持不變，則下列說法錯誤的是（ ） A.潛水艇排開海水的體積相等 B.潛水艇所受的重力大小不相等 C.潛水艇所受的浮力大小相等 D.潛水艇所受的浮力與重力大小相等 答案：B 3.（2019 成都）將一枚重為0.5N的雞蛋放入一杯均勻鹽水中，靜止時如圖所示。然后向杯子里加入一些清水，則（ ） A.雞蛋會下沉 B.雞蛋的重力增加 C.雞蛋所受浮力變大 D.雞蛋所受浮力為0.5N 答案：A 4.將同一密度計放入甲、乙兩種不同的液體中，靜止后如圖甲、乙所示，則( ) A.甲液體中密度計受到的浮力大 B.乙液體密度大 C.乙液體中密度計受到的浮力大 D.甲液體密度大 答案：D 5.(2019 威海)(多選)一個質(zhì)量為80g的圓柱形瓶身的空玻璃瓶，內(nèi)裝10cm高的水密封后放在水平地面上，如圖甲所示，再將玻璃瓶分別倒置在盛有水和某種未知液體的容器中，靜止后，瓶內(nèi)、瓶外液面的高度差如圖乙和圖丙所示（，，瓶壁厚度忽略不計）。下列說法正確的是（ ） 甲 乙 丙 A.玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液體中受到的浮力 B.玻璃瓶底的面積為 C.未知液體的密度為 D.玻璃瓶在水中受到的浮力為4.8N 答案：CD 6.為測出某小玻璃瓶的密度，小華同學利用該小玻璃瓶、一個量筒和適量的水，做了如下實驗： 甲 乙 (1)在量筒內(nèi)倒入的水； (2)如圖甲所示，讓小瓶口朝上(瓶內(nèi)無水)漂浮在量筒內(nèi)的水面上； (3)如圖乙所示，再讓小瓶口朝下(讓量筒里的水充滿瓶內(nèi))沉沒水中； (4)計算玻璃瓶的密度為ρ＝____。 答案： 7.為了測量一小塊礦石的密度，小麗利用彈簧測力計、水和一段細線進行了如下實驗： 甲 乙 (1)將小礦石掛在彈簧測力計下(如圖甲所示)，當小礦石________時，讀出彈簧測力計的示數(shù)為4.8 N。 (2)將礦石________在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F(如圖乙所示)，則F＝________N。 (3)礦石所受的浮力＝________N。 (4)礦石的密度ρ＝________。(g取10 N/kg) 答案：(1)靜止　(2)浸沒　2.8　(3)2　(4)2.4 解析：， ， 。 8.（2019 廣東）探究“浮力大小與哪些因素有關”的實驗時，如圖甲所示，依次將體積為100的物體緩緩浸入某液體中（液體未溢出）；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了測力計的示數(shù)F與物體的下表面浸入液體中的深度h的關系圖象如圖乙所示。（g取10N/kg） 甲 乙 A B C D 丙 （1）分析圖乙發(fā)現(xiàn)，物體浸沒在液體中后，測力計示數(shù)不再變化，說明浸沒在液體中的物體所受的浮力大小與_______（選填“物體體積”或“排開液體體積”）有關。 （2）物體密度為______，若把該物體直接放入此液體中，靜止時物體受到容器底的支持力為______N。 （3）當h＝4cm時，物體受到浮力為_____N，下表面所受壓強為_____Pa；整個過程，物體下表面所受液體壓強p與其浸入液體中深度h的關系圖象應該是圖丙中的____。 （4）將容器中液體更換為水，發(fā)現(xiàn)當物體浸沒時測力計的示數(shù)大于浸沒在原來液體中時的示數(shù)，說明浸在液體中的物體所受浮力大小還與____有關。 答案：（1）排開液體體積 （2）5 3.9 （3）1.1 440 B （4）液體密度 解析：（1）物體A浸沒在水中之前，物體浸入水中的體積越大，彈簧測力計的示數(shù)越小，浮力越大，當浸沒后，排開液體的體積不變，浮力不變，說明浸沒在液體中的物體所受的浮力大小與排開液體體積有關。 （2）由圖乙可知，h＝0時，彈簧測力計的示數(shù)等于重力，故G＝5N； 物體的質(zhì)量：， 物體的密度：； 物體浸沒在液體中時，彈簧測力計的示數(shù)不變，故，； 若把該物體直接放入此液體中，靜止時物體受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力、豎直向上的支持力， 所以容器底的支持力。 （3）當h＝4cm時，物體受到浮力為：； 根據(jù)可得，液體的密度為： 下表面所受壓強：； 根據(jù)可知，物體A下表面所受液體壓強p隨其浸入水中深度h的增大而增大，且p與h成正比，選項中B符合。 （4）將容器中液體更換為水，發(fā)現(xiàn)當物體浸沒時測力計的示數(shù)大于浸沒在原來液體中時的示數(shù)，根據(jù)可知浮力減小，說明浸在液體中的物體所受浮力大小還與液體的密度有關。 9.(2019·聊城)如圖所示，一容器放在水平桌面上。容器內(nèi)裝有0.2m深的水，（，g取10N/kg）求： （1）水對容器底的壓強； （2）如果將體積為200、密度為的木塊放入水中，待木塊靜止后，浸在水中的體積有多大？ （3）取出木塊，再將體積為100、重1.8N的一塊固體放入水中，當固體浸沒在水中靜止時，容器底部對它的支持力有多大？ 解：（1）水的深度h＝0.2m，則容器底部受到的水的壓強： ； （2）木塊的質(zhì)量： ， 木塊所受重力：， 由于，所以，木塊在水中靜止后處于漂浮狀態(tài)； 則， 由可得排開水的體積（浸在水中的體積）： 。 （3）當固體浸沒在水中時，其排開水的體積： ， 則固體受到的浮力： ， 即，所以固體在水中靜止時沉在容器底部， 則容器底部對它的支持力：。 教學反思

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