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2024浙教版八上科學(xué)1.3水的浮力 第5課時(課件 20張PPT+視頻+學(xué)案)

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2024浙教版八上科學(xué)1.3水的浮力 第5課時(課件 20張PPT+視頻+學(xué)案)

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浙教版八上§1.3水的浮力(5)學(xué)案
姓名
一、常見計算方法及公式
方法1:稱重法 F浮=G物-F拉
測量浮力時,根據(jù)此公式計算,F(xiàn)拉指的是彈簧測力計的拉力。
方法2:浮力成因法 F浮=F向上-F向下
“F向上”指下表面受到的向上的力,F(xiàn)向下指上表面受到的向下的力,這是浮力的最原始的計算公式。
方法3、阿基米德原理法 F浮=G排=ρ液gV排
V排指排出液體的體積,ρ液指液體密度。
方法4、平衡法(漂浮或懸浮時) F浮=G物
利用二力平衡,ρ液gV排=ρ物gV物。
二、漂浮懸浮類的受力分析及解題思路
三、例題精講及隨堂練習(xí):
1、模型1、物體A漂浮在液面
例題1、將四個物體分別放入四只相同且盛滿水的溢杯中,四只小燒杯也完全相同,靜止后如圖所示。其中物體受到浮力最大的是 ;質(zhì)量最大的物體是 。
隨堂練習(xí)1:甲、乙體積相同,乙、丙質(zhì)量相等,將它們放入水中靜止時如圖所示,其中丙為沉底,則下列說法正確的是(  )
A.甲所受的浮力大于甲所受的重力 B.若三個物體均由同種材料制成,則丙一定實心
C.丙物體的平均密度最小 D.乙受到的浮力最大
模型2、物體A在壓力F作用下浸沒在液體中
例題2、如圖甲所示,正方體金屬塊在細(xì)繩豎直向上拉力作用下,從水中開始一直豎直向上在勻速直線運動,直到距水面上方一定高度處。圖乙是繩子拉力F隨時間t變化的圖像,根據(jù)圖像信息判斷,下列說法正確的是(  )
A.該金屬塊重力的大小為34 N
B.浸沒在水中的金屬塊受到的浮力大小是54 N
C.該金屬塊的密度是2.7×103 kg/m3
D.在t1至t2時間段金屬塊底部所受液體的壓強逐漸增大
(例題2圖) (隨堂練習(xí)2圖)
隨堂練習(xí)2:如圖甲,底面積為20cm2的圓柱形容器裝有適量的水,將物體B放入水中時,通過磅秤測得其總質(zhì)量為150g。用一細(xì)繩提起物體B,使物體B的體積剛好有一半露出水面且保持靜止不動時,磅秤示數(shù)為70g,如圖乙。測得容器內(nèi)液面下降了1cm(g取10N/kg)。下列判斷正確的是(  )
A.兩次臺秤示數(shù)的變化等于物體B兩次所受浮力的變化
B.物體B的密度為2.0×103kg/m3
C.圖甲中物體B對容器底部的壓力為0.6N
D.物體B受到細(xì)繩的拉力為0.4N
模型3、在物體A上加另外一物體B,使其剛好浸沒
例題3、水槽中放一個小鐵盒,鐵盒中放少許細(xì)線和一個鋁塊,鐵盒漂浮在水面。現(xiàn)用細(xì)線把鋁塊拴在鐵盒下面,鐵盒仍漂浮在水面,如圖。討論前后兩個操作水槽中的水位以及鐵盒浸入水中的體積變化,下列說法正確的是(  )
A.水槽中水位不變,鐵盒浸入水中的體積變大 B.水槽中水位下降,鐵盒浸入水中的體積不變
C.水槽中水位不變,鐵盒浸入水中的體積變小 D.水槽中水位上升,鐵盒浸入水中的體積不變
(例題3圖) (隨堂練習(xí)3圖)
隨堂練習(xí)3、水平桌面上兩個相同的燒杯中分別裝有甲、乙兩種不同液體,將兩個不同材料制成的正方體A,B(VAA.甲液體密度大于乙液體的密度
B.甲液體對杯底的壓強等于乙液體對杯底的壓強
C.甲液體對B下表面的壓強等于乙液體對A下表面的壓強
D.裝甲液體的容器對水平桌面的壓力小于裝乙液體的容器對水平桌面的壓力
模型4、物體A在拉力作用下恰好浸沒在液體中
例題4、如圖所示,小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中,此時小球所受的浮力_____小球的重力(選填“大于”、“小于”或“等于”),剪斷繩子后,小球上升過程中所受的浮力_____(選填“變大”、“變小”或“不變”,下同),水對燒杯底部的壓強_____。
(例題4圖) (隨堂練習(xí)4圖)
隨堂練習(xí)4、如圖所示,細(xì)繩一端連著一個重為10N的物體,另一端固定在水平桌面上的容器底,物體排開的水重12N,此時水對容器底的壓強為、容器對桌面的壓強為。若將繩子剪斷,物體將 (填“上浮”、“懸浮”或“下沉”),待物體靜止后,水對容器底的壓強 ,容器對桌面的壓強 。(填“>”、“=”或“<”)
模型5、物體A下掛另一物體B,恰好都浸沒在液體中
例題5、兩個邊長相同、材料不同的實心正方體甲和乙,用質(zhì)量不計的細(xì)線連接,輕輕放入某液體中,靜止后懸浮,細(xì)線處于繃緊狀態(tài),如圖。則(  )
A.甲的密度比乙的密度大 B.甲的密度與液體的密度相等
C.甲受到的浮力與乙受到的浮力相等 D.若將細(xì)線剪斷,甲、乙再次靜止后,乙的浮力變大
(例題5圖) (隨堂練習(xí)5圖)
隨堂練習(xí)5、如圖所示,A、B兩物塊以不同方式組合,分別靜止在甲、乙兩種液體中,若A物塊在兩種液體中受到的浮力分別為F甲、F乙,由此可判斷(  )
A.ρ甲=ρ乙 F甲>F乙 B.ρ甲>ρ乙 F甲>F乙
C.ρ甲>ρ乙 F甲=F乙 D.ρ甲<ρ乙 F甲>F乙
四、課后練習(xí):
1、如圖所示,水平桌面上有兩個完全相同的魚缸甲和乙,盛有適量的水,把一個橡皮泥做的小船放入乙后,小船處于漂浮狀態(tài),此時兩魚缸內(nèi)的水面相平。把它們分別放在臺秤上,則臺秤的示數(shù)( )
A. 甲放上時大 B. 乙放上時大 C. 甲和乙放上一樣大 D. 無法判斷
2、將四個形狀不同、高度均為L的實心金屬塊,用細(xì)線拉著,勻速緩慢地放入水深為L的盛水容器中,直至容器底部,此時水未溢出。四個實驗中與如圖所描繪浮力大小F與金屬塊浸入水中深度h的關(guān)系一致的是( )
3、裝有水的杯中漂浮著一塑料塊,如圖所示,沿杯壁緩慢加入酒精并進(jìn)行攪拌,使塑料塊下沉,在此過程中塑料塊受到的浮力F隨時間t的變化圖像可能是(已知它們的密度關(guān)系是ρ水>ρ塑料>ρ酒精)(  )
A. B.C. D.
4、水平桌面上有甲、乙兩個完全相同的燒杯,分別裝入食鹽水。將同一個雞蛋先后放入甲、乙兩個燒杯中,靜止后的狀態(tài)如圖所示(液面相平)。則下列分析正確的是 (  )
A.甲燒杯底部受到食鹽水的壓強小于乙燒杯 B.往甲杯中加水,雞蛋一定下沉
C.甲杯的鹽水比乙杯的鹽水濃度大 D.雞蛋在乙杯中受到的浮力比甲杯大
(第4題圖) (第5題圖)
5、如圖所示,魔法水母是一款受孩子喜愛的玩具,在瓶內(nèi)注水,然后放入水母,旋緊瓶蓋,用力抓握塑料瓶,魔法水母就會往水下沉落,松開塑料瓶,調(diào)整塑料瓶的力度,魔法水母就可以靜止懸浮在水中。下列說法正確的是(  )
A.用力抓握塑料瓶時,魔法水母下沉?xí)r所受浮力減小
B.用力抓握塑料瓶時,塑料瓶底所受的液體壓強不變
C.魔法水母在水中懸浮時,浮力與質(zhì)量是一對平衡力
D.魔法水母的上浮和下沉是依靠改變自身重力實現(xiàn)的
6、如圖所示,有一木塊(密度ρ木)浮在水面,當(dāng)用一鐵塊A(密度ρ鐵)放在上面時,木塊恰在水面下,如圖甲所示,當(dāng)用另一鐵塊B(密度ρ鐵)吊在木塊下時,木塊也恰在水面下,如圖乙所示。設(shè)水的密度為ρ,則VA:VB=( )
A. (ρ鐵-ρ)/ρ鐵 B. (ρ鐵+ρ)/ρ鐵 C. (ρ鐵-ρ)/ρ D. ρ/ρ鐵
(第6題圖) (第7題圖)
7、如圖所示,彈簧測力計下端懸掛高度為 lcm、質(zhì)量為m的圓柱體,它在水中受到最大浮力為mg/2;圓柱體下表面剛剛與水面接觸到全部浸沒后,測力計示數(shù)F拉及圓柱體所受的浮力F浮分別與浸入水中深度h關(guān)系圖正確的是(   )
A. B.C. D.
8、把一鐵塊系在氣球上,放入水中,恰好懸浮于水中某處,如圖所示,現(xiàn)沿容器壁緩緩注入一些水,則鐵塊和氣球?qū)?(  )
A.仍然懸浮 B.下沉 C.上浮 D.都有可能
(第8題圖) (第9題圖)
9、如圖,一個彈簧一端固定物體,另一端固定在容器底部,放在裝滿水的裝置中處于靜止.設(shè)想從某一天起,地球的引力減為一半,則彈簧對物體的彈力(彈簧處于壓縮狀態(tài))(  )
A.不變 B.減為一半 C.增加為原值兩倍 D.彈簧對物體無彈力
10、如圖所示,先將溢水杯裝滿水,然后用彈簧測力計拉著重為4N、體積為100cm3的石塊,緩慢浸沒在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重為 ;石塊靜止時,彈簧測力計的示數(shù)為 。(p水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(第10題圖) (第11題圖)
11、如圖甲所示,用彈簧測力計通過細(xì)線拉著正方體物塊緩慢浸入某未知液體中,物塊受到的拉力F與其下表面浸入液體中的深度h之間的關(guān)系如圖乙所示,則物塊受到的重力為 N,物塊剛好浸沒在液體中時其下表面浸入的深度為 cm,未知液體的密度為 kg/m3。(g取10N/kg)
12、在水下施工時,需要向水中沉放大量的施工構(gòu)件,如圖甲所示,鋼繩吊一邊長為 2m的正方體緩緩進(jìn)入水中,構(gòu)件的下表面到水面的距離為 h,隨著 h 的增加,鋼繩的拉力 F 和構(gòu)件所受的浮力 F 隨 h 的變化如圖乙所示。圖乙中反映拉力 F 隨 h 的變化圖線是   (填① 或②),則構(gòu)件完全浸入水中時的重力為   N。
13、在彈簧測力計下掛一圓柱體, 從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止,如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖像。求:
(1)分析圖像BC段,可得結(jié)論:物體浸沒液體之前,浸入液體的深度越深,受到的浮力越    (選
填 “大”或“小”);
(2)圓柱體的密度是   kg/m3。
14、一個重為0.6N的雞蛋放入一杯盛有300克溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的鹽水中,雞蛋處于漂浮狀態(tài)。請回答下列問題:
(1)雞蛋受到的浮力為多大?
(2)雞蛋排開鹽水的體積是多少?(鹽水的密度為1.2g/cm3)
(3)往這杯鹽水中不斷加水,該雞蛋受到的浮力將發(fā)生怎樣的變化?并詳細(xì)說明不斷加水后浮力變化的原因。
15、一個邊長為10cm的立方體木塊,細(xì)線的一端跟木塊底部相連,另一端固定在容器底如圖甲所示(容器高比細(xì)線與木塊邊長之和大得多),現(xiàn)向容器中慢慢加水,如圖乙所示。用F浮表示木塊受到的浮力,用h表示容器中水的深度。則圖丙可以正確描述F浮隨深度h變化的關(guān)系圖像。(g取10N/kg)
(1)請分別畫出F浮=4N時,F(xiàn)浮=10N時,木塊在容器中的狀態(tài)示意圖。
(2)木塊的密度為多少?
(3)求細(xì)線的長度為多少?
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21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com) 21清風(fēng)明月(共20張PPT)
第一章 水和水的溶液
浙教版八年級上冊
第3節(jié) 水的浮力(5)
---漂浮懸浮類浮力問題的分析與計算
復(fù)習(xí)回顧
一、浮力計算的四種常用方法:
方法1:稱重法 F浮=G物-F拉
測量浮力時,根據(jù)此公式計算,F(xiàn)拉指的是彈簧測力計的拉力。
方法2:浮力成因法 F浮=F向上-F向下
“F向上”指下表面受到的向上的力,F(xiàn)向下指上表面受到的向下的力,這是浮力的最原始的計算公式。
方法3、阿基米德原理法 F浮=G排=ρ液gV排
V排指排出液體的體積,ρ液指液體密度。
方法4、平衡法(漂浮或懸浮時) F浮=G物
利用二力平衡,ρ液gV排=ρ物gV物。
新知講解
二、漂浮、懸浮類模型的受力分析及解題思路
模型1:如圖,物體A漂浮在液面
受力分析:
受力分析,物體受到重力和浮力,兩個力互為平衡力。
解題思路:
(1)若已知物體質(zhì)量m,則F浮=GA=mAg
(2)若已知物體底面積S及物體浸入液體中的深度h,
則F浮=ρ液gV排=ρ液gSh
典例精講
例題1、將四個物體分別放入四只相同且盛滿水的溢杯中,四只小燒杯也完全相同,靜止后如圖所示。其中物體受到浮力最大的是 ;質(zhì)量最大的物體是 。
A B C D
解析:根據(jù)圖片可知,D中物體排開水的體積最大,即排開水的重力最大。根據(jù)阿基米德原理F浮力=G排可知,D中物體受到的浮力最大。圖中四個物體都漂浮或懸浮,則它們各自受到的浮力都等于各自的重力。即受到浮力大的,其重力也大,質(zhì)量也大。即D質(zhì)量最大。
D
D
隨堂練習(xí)
1、甲、乙體積相同,乙、丙質(zhì)量相等,將它們放入水中靜止時如圖所示,其中丙為沉底,則下列說法正確的是(  )
A.甲所受的浮力大于甲所受的重力
B.若三個物體均由同種材料制成,則丙一定實心
C.丙物體的平均密度最小
D.乙受到的浮力最大
D
新知講解
模型2:如圖 ,物體A在壓力F作用下浸沒在液體中
受力分析:
物體受到重力、浮力和壓力作用,三力平衡。
解題思路:
(1)若已知物體的體積VA,則F浮=ρ液gV排= ρ液gVA
(2)若已知物體重力GA和壓力F,則F浮=GA+F
若物體A受F向上拉時,則F浮=GA-F
例題精講
例題2、如圖甲所示,正方體金屬塊在細(xì)繩豎直向上拉力作用下,從水中開始一直豎直向上在勻速直線運動,直到距水面上方一定高度處。圖乙是繩子拉力F隨時間t變化的圖像,根據(jù)圖像信息判斷,下列說法正確的是(  )
A.該金屬塊重力的大小為34 N
B.浸沒在水中的金屬塊受到的浮力大小是54 N
C.該金屬塊的密度是2.7×103 kg/m3
D.在t1至t2時間段金屬塊底部所受液體的壓強逐漸增大
解析:A.當(dāng)金屬塊完全露出水面時,金屬塊不受浮力,此時彈簧測力計的拉力等于金屬塊的重力,即為圖中的CD段,由圖像可知,該金屬塊重力為G=F1=54N,故A錯誤;BC.當(dāng)金屬塊浸沒在水中時,即為圖中的AB段,由圖像可知,此時繩子的拉力F2=34N,則浸沒在水中時金屬塊受到的浮力為:F浮=G-F2=54N-34N=20N;由F浮=ρ水V排g可得金屬塊的體積: 由G=mg知金屬塊的質(zhì)量為:
金屬塊的密度為:; 故B錯誤,C正確;D.由圖知,在t1至t2時間段內(nèi),金屬塊底部所處的深度變小,根據(jù)p=ρ液gh可知,金屬塊底部所受液體的壓強逐漸減小,故D錯誤。
C
隨堂練習(xí)
2、如圖甲,底面積為20cm2的圓柱形容器裝有適量的水,將物體B放入水中時,通過磅秤測得其總質(zhì)量為150g。用一細(xì)繩提起物體B,使物體B的體積剛好有一半露出水面且保持靜止不動時,磅秤示數(shù)為70g,如圖乙。測得容器內(nèi)液面下降了1cm(g取10N/kg)。下列判斷正確的是(  )
A.兩次臺秤示數(shù)的變化等于物體B兩次所受浮力的變化
B.物體B的密度為2.0×103kg/m3
C.圖甲中物體B對容器底部的壓力為0.6N
D.物體B受到細(xì)繩的拉力為0.4N
C
新知講解
模型3:
如圖,在物體A上加另外一物體B,使其剛好浸沒
受力分析:
物體A受到重力、B的壓力、浮力,三力平衡。
解題思路:
(1)若已知物體的體積V物,則F浮=ρ液gV排=ρ液gVA
(2)若已知物體重力GA和GB,則F浮=GA+GB
典例精講
例題3、水槽中放一個小鐵盒,鐵盒中放少許細(xì)線和一個鋁塊,鐵盒漂浮在水面。現(xiàn)用細(xì)線把鋁塊拴在鐵盒下面,鐵盒仍漂浮在水面,如圖。討論前后兩個操作水槽中的水位以及鐵盒浸入水中的體積變化,下列說法正確的是(  )
A.水槽中水位不變,鐵盒浸入水中的體積變大
B.水槽中水位下降,鐵盒浸入水中的體積不變
C.水槽中水位不變,鐵盒浸入水中的體積變小
D.水槽中水位上升,鐵盒浸入水中的體積不變
解析:將鐵盒和鋁塊看做一個整體,無論鋁塊在鐵盒內(nèi),還是在鐵盒外,它們始終漂浮在水面上,那么它們受到的浮力始終等于總重力,即浮力不變。根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,鐵盒和鋁塊排開水的總體積保持不變,因此水槽中水位不變。而鋁塊放入水中前,只有鐵盒排開水,放入水中后,鐵盒和鋁塊都排開水,因此鐵盒浸入水中的體積變小。故C符合題意。
C
3、水平桌面上兩個相同的燒杯中分別裝有甲、乙兩種不同液體,將兩個不同材料制成的正方體A,B(VAA.甲液體密度大于乙液體的密度
B.甲液體對杯底的壓強等于乙液體對杯底的壓強
C.甲液體對B下表面的壓強等于乙液體對A下表面的壓強
D.裝甲液體的容器對水平桌面的壓力小于裝乙液體的容器對水平桌面的壓力
隨堂練習(xí)
D
新知講解
模型4:
如圖,物體A在拉力作用下恰好浸沒在液體中
受力分析:
物體受到重力、拉力、浮力作用,三力平衡。
解題思路:
(1)若已知物體的體積VA,則F浮= ρ液gV排= ρ液gVA
(2)若已知物體重力GA和拉力F,則F浮=GA+F
典例精講
例題4、如圖所示,小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中,此時小球所受的浮力_____小球的重力(選填“大于”、“小于”或“等于”),剪斷繩子后,小球上升過程中所受的浮力_____(選填“變大”、“變小”或“不變”,下同),水對燒杯底部的壓強_____。
解析: (1)小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中,小球受到豎直向下的重力和豎直向上的浮力作用,此時在豎直向下的拉力作用下處于靜止,則根據(jù)物體受力平衡可知:F浮=G+F;所以,小球所受的浮力大于小球的重力。(2)剪斷繩子后,小球會上升,由于原來小球恰好浸沒在水中,所以上升后就會露出水面,則上升過程中排開水的體積變小,根據(jù)F浮=G排=ρ液gV排分析水中的小球所受浮力浮變化,可知小球所受的浮力變小,則水的液面下降,根據(jù)p=ρgh可知水對燒杯底部的壓強變小。
大于
變小
變小
隨堂練習(xí)
4、如圖所示,細(xì)繩一端連著一個重為10N的物體,另一端固定在水平桌面上的容器底,物體排開的水重12N,此時水對容器底的壓強為、容器對桌面的壓強為。若將繩子剪斷,物體將 (填“上浮”、“懸浮”或“下沉”),待物體靜止后,水對容器底的壓強 ,容器對桌面的壓強 。(填“>”、“=”或“<”)
上浮
小于
等于
新知講解
模型5:
如圖,物體A下掛另一物體B,恰好都浸沒在液體中
受力分析:
物體重力GA和GB、B拉力、浮力作用,三力平衡。
解題思路:
(1)若已知物體A的重力GA及A受到的拉力F,
則A受到的浮力:FA浮= GA+F
(2)若已知物體B的重力GB及B受到的拉力F,
則B受到的浮力:FB浮=GB-F
典例精講
例題5、兩個邊長相同、材料不同的實心正方體甲和乙,用質(zhì)量不計的細(xì)線連接,輕輕放入某液體中,靜止后懸浮,細(xì)線處于繃緊狀態(tài),如圖。則(  )
A.甲的密度比乙的密度大
B.甲的密度與液體的密度相等
C.甲受到的浮力與乙受到的浮力相等
D.如果將細(xì)線剪斷,甲、乙再次靜止后,乙受到的浮力變大
解析: A、靜止后細(xì)線繃緊狀態(tài) ,甲和乙之間有拉力。若剪斷細(xì)線,甲會上浮,乙會下沉。故A錯誤。B、把甲和乙作為一個整體,它們靜止時懸浮,由浮沉條件可知,甲和乙的平均密度等于液體的密度,而甲和乙由不同材料制成,其密度不同。B錯誤。 C、甲和乙兩個正方體邊長相同,則它們體積相等,都浸沒在同一液體中,則排開液體的體積相等, 由F浮=ρ液gV排可知,甲、乙受到的浮力相等,故C正確。 D、細(xì)線繃緊狀態(tài),如果將細(xì)線剪斷,甲、乙再次靜止后,甲將漂浮在液面上,乙將下沉。由F浮=ρ液gV排知乙在下沉過程中,V排不變,所以浮力大小不變,故D錯誤。
C
隨堂練習(xí)
5、如圖所示,A、B兩物塊以不同方式組合,分別靜止在甲、乙兩種液體中,若A物塊在兩種液體中受到的浮力分別為F甲、F乙,由此可判斷(  )
A.ρ甲=ρ乙 F甲>F乙
B.ρ甲>ρ乙 F甲>F乙
C.ρ甲>ρ乙 F甲=F乙
D.ρ甲<ρ乙 F甲>F乙
D
學(xué)法指導(dǎo)
視頻:快速解題技巧
物體漂浮時排開液體體積占總體積的幾分之幾,物體密度就是液體密度的幾分之幾。
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浙教版八上§1.3水的浮力(5)學(xué)案
姓名
一、常見計算方法及公式
方法1:稱重法 F浮=G物-F拉
測量浮力時,根據(jù)此公式計算,F(xiàn)拉指的是彈簧測力計的拉力。
方法2:浮力成因法 F浮=F向上-F向下
“F向上”指下表面受到的向上的力,F(xiàn)向下指上表面受到的向下的力,這是浮力的最原始的計算公式。
方法3、阿基米德原理法 F浮=G排=ρ液gV排
V排指排出液體的體積,ρ液指液體密度。
方法4、平衡法(漂浮或懸浮時) F浮=G物
利用二力平衡,ρ液gV排=ρ物gV物。
二、漂浮懸浮類的受力分析及解題思路
三、例題精講及隨堂練習(xí):
1、模型1、物體A漂浮在液面
例題1、將四個物體分別放入四只相同且盛滿水的溢杯中,四只小燒杯也完全相同,靜止后如圖所示。其中物體受到浮力最大的是 ;質(zhì)量最大的物體是 。
隨堂練習(xí)1:甲、乙體積相同,乙、丙質(zhì)量相等,將它們放入水中靜止時如圖所示,其中丙為沉底,則下列說法正確的是(  )
A.甲所受的浮力大于甲所受的重力 B.若三個物體均由同種材料制成,則丙一定實心
C.丙物體的平均密度最小 D.乙受到的浮力最大
模型2、物體A在壓力F作用下浸沒在液體中
例題2、如圖甲所示,正方體金屬塊在細(xì)繩豎直向上拉力作用下,從水中開始一直豎直向上在勻速直線運動,直到距水面上方一定高度處。圖乙是繩子拉力F隨時間t變化的圖像,根據(jù)圖像信息判斷,下列說法正確的是(  )
A.該金屬塊重力的大小為34 N
B.浸沒在水中的金屬塊受到的浮力大小是54 N
C.該金屬塊的密度是2.7×103 kg/m3
D.在t1至t2時間段金屬塊底部所受液體的壓強逐漸增大
(例題2圖) (隨堂練習(xí)2圖)
隨堂練習(xí)2:如圖甲,底面積為20cm2的圓柱形容器裝有適量的水,將物體B放入水中時,通過磅秤測得其總質(zhì)量為150g。用一細(xì)繩提起物體B,使物體B的體積剛好有一半露出水面且保持靜止不動時,磅秤示數(shù)為70g,如圖乙。測得容器內(nèi)液面下降了1cm(g取10N/kg)。下列判斷正確的是(  )
A.兩次臺秤示數(shù)的變化等于物體B兩次所受浮力的變化
B.物體B的密度為2.0×103kg/m3
C.圖甲中物體B對容器底部的壓力為0.6N
D.物體B受到細(xì)繩的拉力為0.4N
模型3、在物體A上加另外一物體B,使其剛好浸沒
例題3、水槽中放一個小鐵盒,鐵盒中放少許細(xì)線和一個鋁塊,鐵盒漂浮在水面。現(xiàn)用細(xì)線把鋁塊拴在鐵盒下面,鐵盒仍漂浮在水面,如圖。討論前后兩個操作水槽中的水位以及鐵盒浸入水中的體積變化,下列說法正確的是(  )
A.水槽中水位不變,鐵盒浸入水中的體積變大 B.水槽中水位下降,鐵盒浸入水中的體積不變
C.水槽中水位不變,鐵盒浸入水中的體積變小 D.水槽中水位上升,鐵盒浸入水中的體積不變
(例題3圖) (隨堂練習(xí)3圖)
隨堂練習(xí)3、水平桌面上兩個相同的燒杯中分別裝有甲、乙兩種不同液體,將兩個不同材料制成的正方體A,B(VAA.甲液體密度大于乙液體的密度
B.甲液體對杯底的壓強等于乙液體對杯底的壓強
C.甲液體對B下表面的壓強等于乙液體對A下表面的壓強
D.裝甲液體的容器對水平桌面的壓力小于裝乙液體的容器對水平桌面的壓力
模型4、物體A在拉力作用下恰好浸沒在液體中
例題4、如圖所示,小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中,此時小球所受的浮力_____小球的重力(選填“大于”、“小于”或“等于”),剪斷繩子后,小球上升過程中所受的浮力_____(選填“變大”、“變小”或“不變”,下同),水對燒杯底部的壓強_____。
(例題4圖) (隨堂練習(xí)4圖)
隨堂練習(xí)4、如圖所示,細(xì)繩一端連著一個重為10N的物體,另一端固定在水平桌面上的容器底,物體排開的水重12N,此時水對容器底的壓強為、容器對桌面的壓強為。若將繩子剪斷,物體將 (填“上浮”、“懸浮”或“下沉”),待物體靜止后,水對容器底的壓強 ,容器對桌面的壓強 。(填“>”、“=”或“<”)
模型5、物體A下掛另一物體B,恰好都浸沒在液體中
例題5、兩個邊長相同、材料不同的實心正方體甲和乙,用質(zhì)量不計的細(xì)線連接,輕輕放入某液體中,靜止后懸浮,細(xì)線處于繃緊狀態(tài),如圖。則(  )
A.甲的密度比乙的密度大 B.甲的密度與液體的密度相等
C.甲受到的浮力與乙受到的浮力相等 D.若將細(xì)線剪斷,甲、乙再次靜止后,乙的浮力變大
(例題5圖) (隨堂練習(xí)5圖)
隨堂練習(xí)5、如圖所示,A、B兩物塊以不同方式組合,分別靜止在甲、乙兩種液體中,若A物塊在兩種液體中受到的浮力分別為F甲、F乙,由此可判斷(  )
A.ρ甲=ρ乙 F甲>F乙 B.ρ甲>ρ乙 F甲>F乙
C.ρ甲>ρ乙 F甲=F乙 D.ρ甲<ρ乙 F甲>F乙
四、課后練習(xí):
1、如圖所示,水平桌面上有兩個完全相同的魚缸甲和乙,盛有適量的水,把一個橡皮泥做的小船放入乙后,小船處于漂浮狀態(tài),此時兩魚缸內(nèi)的水面相平。把它們分別放在臺秤上,則臺秤的示數(shù)( )
A. 甲放上時大 B. 乙放上時大 C. 甲和乙放上一樣大 D. 無法判斷
解析:乙中小船漂浮在水面上,根據(jù)浮沉條件可知,它受到的浮力等于重力,即F浮=G; 根據(jù)阿基米德原理F浮力=G排可知,G排=G; m排g=mg; 即m排=m; 則小船排開水的質(zhì)量等于小船的質(zhì)量。 那么甲中水的質(zhì)量=乙中水的質(zhì)量+小船的質(zhì)量; 根據(jù)臺秤的示數(shù)=魚缸的質(zhì)量+水的質(zhì)量可知,甲和乙的示數(shù)一樣大。
答案:C
2、將四個形狀不同、高度均為L的實心金屬塊,用細(xì)線拉著,勻速緩慢地放入水深為L的盛水容器中,直至容器底部,此時水未溢出。四個實驗中與如圖所描繪浮力大小F與金屬塊浸入水中深度h的關(guān)系一致的是( )
解析:根據(jù)圖象可知,曲線中是斜率先變大再變小,最后完全沉入水中后就不變了;A、當(dāng)球體勻速浸入水中時,浸沒的體積先變大后變小,符合題意;B、正方體勻速浸入水中時,浸沒的體積是均勻變化的,不符合題意;C、當(dāng)梯形勻速浸入水中時,浸沒的體積逐漸減小,不符合題意;D、當(dāng)D中物體浸入水中時,浸沒的體積先減小后增大,不符合題意,故A符合題意。
答案:A
3、裝有水的杯中漂浮著一塑料塊,如圖所示,沿杯壁緩慢加入酒精并進(jìn)行攪拌,使塑料塊下沉,在此過程中塑料塊受到的浮力F隨時間t的變化圖像可能是(已知它們的密度關(guān)系是ρ水>ρ塑料>ρ酒精)(  )
A. B.C. D.
解析:原本物體就是漂浮在水面上,因此受到的浮力等于重力,若一直漂浮著,那么所受浮力不變,之后逐漸加入酒精,導(dǎo)致液體密度減小,重力大于浮力,因此塑料塊逐漸往下沉,所受浮力不斷減小,直至沉入容器底部,排開液體的體積不再變化,浮力不再改變,D符合題意。
答案:D
4、水平桌面上有甲、乙兩個完全相同的燒杯,分別裝入食鹽水。將同一個雞蛋先后放入甲、乙兩個燒杯中,靜止后的狀態(tài)如圖所示(液面相平)。則下列分析正確的是 (  )
A.甲燒杯底部受到食鹽水的壓強小于乙燒杯 B.往甲杯中加水,雞蛋一定下沉
C.甲杯的鹽水比乙杯的鹽水濃度大 D.雞蛋在乙杯中受到的浮力比甲杯大
解析:圖中甲乙燒杯中液面相平,根據(jù)液體壓強公式,可知甲燒杯底部受到食鹽水的壓強小于乙燒杯,故A錯誤。往甲杯中加水,鹽水密度減小,雞蛋一定下沉,故B正確。根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,在浮力相同時,甲杯中的V排大,所以甲杯中的ρ液小,故C錯誤;雞蛋在甲中懸浮,在乙中漂浮,浮力都等于雞蛋重力,所以浮力相等,故D錯誤。
答案:B
(第4題圖) (第5題圖)
5、如圖所示,魔法水母是一款受孩子喜愛的玩具,在瓶內(nèi)注水,然后放入水母,旋緊瓶蓋,用力抓握塑料瓶,魔法水母就會往水下沉落,松開塑料瓶,調(diào)整塑料瓶的力度,魔法水母就可以靜止懸浮在水中。下列說法正確的是(  )
A.用力抓握塑料瓶時,魔法水母下沉?xí)r所受浮力減小
B.用力抓握塑料瓶時,塑料瓶底所受的液體壓強不變
C.魔法水母在水中懸浮時,浮力與質(zhì)量是一對平衡力
D.魔法水母的上浮和下沉是依靠改變自身重力實現(xiàn)的
解析:A、用力抓握塑料瓶時,導(dǎo)致魔法水母下沉,物體對液體向下的壓力等于液體對物體向上的浮力,因此當(dāng)給魔法水母增加壓力時,所受浮力也隨之增大,A不符合題意;B、用力抓握塑料瓶時,根據(jù)液體壓強公式p=ρgh,深度不同時,塑料瓶底所受的液體壓強也會不同,B不符合題意;C、當(dāng)魔法水母在水中懸浮時,它所受的浮力和它所受的重力是一對平衡力,C不符合題意;D、當(dāng)水母下沉?xí)r,用力擠壓塑料瓶,水母吸水增多,重力增多,當(dāng)水母上浮時,松開塑料瓶,水母將水放出,質(zhì)量減少,重力減小,因此魔法水母的上浮和下沉是依靠改變自身重力實現(xiàn)的,D符合題意。
答案:D
6、如圖所示,有一木塊(密度ρ木)浮在水面,當(dāng)用一鐵塊A(密度ρ鐵)放在上面時,木塊恰在水面下,如圖甲所示,當(dāng)用另一鐵塊B(密度ρ鐵)吊在木塊下時,木塊也恰在水面下,如圖乙所示。設(shè)水的密度為ρ,則VA:VB=( )
A. (ρ鐵-ρ)/ρ鐵 B. (ρ鐵+ρ)/ρ鐵 C. (ρ鐵-ρ)/ρ D. ρ/ρ鐵
解析:由甲圖可知,鐵塊A和木塊在水面漂浮,則浮力F甲=GA+G木 ;ρgV木=ρ鐵gVA+G木 … ①; 由乙圖可知,鐵塊B和木塊在水面懸浮,則浮力F乙=GB+G木 ;ρg(V木+VB)=ρ鐵gVB+G木 … ②;②-①得到:ρgVB=ρ鐵g(VB-VA); ρVB=ρ鐵(VB-VA); ρ鐵VA=(ρ鐵-ρ)VB; 得:VA:VB=(ρ鐵-ρ):ρ鐵。
答案:A
(第6題圖) (第7題圖)
7、如圖所示,彈簧測力計下端懸掛高度為 lcm、質(zhì)量為m的圓柱體,它在水中受到最大浮力為mg/2;圓柱體下表面剛剛與水面接觸到全部浸沒后,測力計示數(shù)F拉及圓柱體所受的浮力F浮分別與浸入水中深度h關(guān)系圖正確的是(   )
A. B.C. D.
解析:圓柱體下表面剛剛與水面接觸時,即h=0cm時,并未受到浮力,此時圓柱體受到的F拉=G=mg,各選項中的起始點AB正確,CD不正確。隨著圓柱體浸入水中的深度h逐漸增大至恰好浸沒(h=1cm),根據(jù)F浮=ρ液gV排可知圓柱體受到的浮力逐漸從0N增大到mg/2,F(xiàn)拉=G-F浮,拉力從大小等于G減小到mg/2;A正確,B錯誤。當(dāng)圓柱體浸沒后,物體排開液體的體積不再改變,浮力不再改變,即拉力不再改變,A符合。綜上所述,A正確,符合題意,BCD錯誤,不符合題意。
答案:A
8、把一鐵塊系在氣球上,放入水中,恰好懸浮于水中某處,如圖所示,現(xiàn)沿容器壁緩緩注入一些水,則鐵塊和氣球?qū)?(  )
A.仍然懸浮 B.下沉 C.上浮 D.都有可能
(第8題圖) (第9題圖)
解析:氣球和鐵塊處于懸浮狀態(tài),浮力等于物體重力,注入水后導(dǎo)致氣球和鐵塊的深度變大,導(dǎo)致氣球所處的壓強變大,氣球的體積會縮小,液體密度不變的情況下,排開的體積變小,導(dǎo)致浮力大小會減小,浮力小于重力,故會下沉。
答案:B
9、如圖,一個彈簧一端固定物體,另一端固定在容器底部,放在裝滿水的裝置中處于靜止.設(shè)想從某一天起,地球的引力減為一半,則彈簧對物體的彈力(彈簧處于壓縮狀態(tài))(  )
A.不變 B.減為一半 C.增加為原值兩倍 D.彈簧對物體無彈力
解析:小球受到重力、彈力以及浮力作用,而彈力大小等于重力與浮力的差;當(dāng)?shù)厍蛞p為一半時,g將變?yōu)樵瓉淼囊话耄鳩浮=ρgV排, 因此浮力也減為原來的一半, 即重力與浮力之差變?yōu)樵瓉淼囊话耄?因此彈簧被壓縮的長度變?yōu)樵瓉淼囊话搿?br/>答案:B
10、如圖所示,先將溢水杯裝滿水,然后用彈簧測力計拉著重為4N、體積為100cm3的石塊,
緩慢浸沒在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重為 ;石塊靜止時,彈簧測力計的示數(shù)為 。(p水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
解析:石塊緩慢浸沒在水中,V排=V=100 cm3=1×10-4m3,石塊受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10 N/kg×1×10-4m3=1 N,根據(jù)阿基米德原理知,桶中水重(排開水的重)G排=F浮=1 N。石塊靜止時,彈簧測力計示數(shù)F=G-F浮=4N-1N=3N。
答案:1N;3N
(第10題圖) (第11題圖)
11、如圖甲所示,用彈簧測力計通過細(xì)線拉著正方體物塊緩慢浸入某未知液體中,物塊受到的拉力F與其下表面浸入液體中的深度h之間的關(guān)系如圖乙所示,則物塊受到的重力為 N,物塊剛好浸沒在液體中時其下表面浸入的深度為 cm,未知液體的密度為 kg/m3。(g取10N/kg)
解析:(1)由圖像可知,測力計的最大示數(shù)F最大=15N,此時物塊未浸入液體中,則物塊重力G=F最大=15N;(2)由圖像可知,物塊從剛浸入液體到完全浸入,物塊浸入深度h=10cm,即正方體物塊的邊長為10cm;(3)物塊的體積V=(10cm)3=103cm3=10-3m3,物塊全部浸入液體時彈簧測力計的示數(shù)F示=6N, 物塊全部浸入液體時受到的浮力F浮=G-F示=15N-6N=9N,物塊排開液體的體積:V排=V=10-3m3,由F浮=P液gV可得液體的密度:P液=F浮/gV排=9N/(10-3m3×10N/kg)P液=0.9×103kg/m3。
答案為:15; 10; 0.9×103
12、在水下施工時,需要向水中沉放大量的施工構(gòu)件,如圖甲所示,鋼繩吊一邊長為 2m的正方體緩緩進(jìn)入水中,構(gòu)件的下表面到水面的距離為 h,隨著 h 的增加,鋼繩的拉力 F 和構(gòu)件所受的浮力 F 隨 h 的變化如圖乙所示。圖乙中反映拉力 F 隨 h 的變化圖線是   (填① 或②),則構(gòu)件完全浸入水中時的重力為   N。
解析:由圖甲可知,物體在浸沒之前排開水的體積變大,所以浮力逐漸變大,當(dāng)物體浸沒后排開水的體積不變,所以浮力不變,則反映F拉隨h變化的圖是①,由圖乙可知,當(dāng)物體浸沒后所受的拉力等于浮力,即F拉=F浮=ρ水gv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(2m)3=8×104N,物體浸沒后,在緩緩沉入的過程中,所受的拉力與浮力大小之和等于物體的重力,即G=F拉+F浮=2×8×104N=1.6×105N。
答案:①;1.6×105
13、在彈簧測力計下掛一圓柱體, 從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止,如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖像。求:
(1)分析圖像BC段,可得結(jié)論:物體浸沒液體之前,浸入液體的深度越深,受到的浮力越    (選
填 “大”或“小”);
(2)圓柱體的密度是   kg/m3。
解析:(1)根據(jù)圖像BC段可知,物體浸沒液體之前,隨著深度的增大,彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小。根據(jù)F浮=G-F拉可知,物體受到的浮力逐漸增大。 (2)根據(jù)圖像可知,物體的重力G=12N,浸沒時測力計的示數(shù)F=4N; 則浸沒時受到的浮力F浮=G-F拉=12N-4N=8N; 圓柱體的體積 ; 圓柱體的密度 。
答案:(1)大 (2)1.5×103
14、一個重為0.6N的雞蛋放入一杯盛有300克溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的鹽水中,雞蛋處于漂浮狀態(tài)。請回答下列問題:
(1)雞蛋受到的浮力為多大?
(2)雞蛋排開鹽水的體積是多少?(鹽水的密度為1.2g/cm3)
(3)往這杯鹽水中不斷加水,該雞蛋受到的浮力將發(fā)生怎樣的變化?并詳細(xì)說明不斷加水后浮力變化的原因。
解析:(1)因為雞蛋漂浮,所 F浮=G物=0.6N;(2)V排= = =5×10-5m3;(3)先不變后減小;開始加水時,隨著鹽水密度減小,V排變大,F(xiàn)浮=G蛋,浮力不變;當(dāng)V排=V蛋時,V排達(dá)到了最大定值,隨著鹽水密度減小,浮力減小。
答案:(1)0.6N (2)5×10-5m3 (3)先不變后減小;開始加水時,隨著鹽水密度減小,V排變大,F(xiàn)浮=G蛋,浮力不變;當(dāng)V排=V蛋時,V排達(dá)到了最大定值,隨著鹽水密度減小,浮力減小。
15、一個邊長為10cm的立方體木塊,細(xì)線的一端跟木塊底部相連,另一端固定在容器底如圖甲所示(容器高比細(xì)線與木塊邊長之和大得多),現(xiàn)向容器中慢慢加水,如圖乙所示。用F浮表示木塊受到的浮力,用h表示容器中水的深度。則圖丙可以正確描述F浮隨深度h變化的關(guān)系圖像。(g取10N/kg)
(1)請分別畫出F浮=4N時,F(xiàn)浮=10N時,木塊在容器中的狀態(tài)示意圖。
(2)木塊的密度為多少?
(3)求細(xì)線的長度為多少?
解析:(1)解:F浮=4N時木塊未離開燒杯底部;F浮=10N時繩子被拉直,水面達(dá)到木塊上表面及以上
(2)解:分析圖可知木塊漂浮時浮力為6N;∵F浮=G物= m木g=ρ木gV木;∴ρ木=0.6×103Kg/m3
(3)解: 根據(jù)丙圖可知,當(dāng)水深達(dá)到25cm時,木塊完全浸沒,受到的浮力保持不變,此時細(xì)線被拉直, 那么細(xì)繩的長度:L=h-a=25cm-10cm=15cm。
答案:(1)見解釋 (2)0.6×103Kg/m3 (3)15cm
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