10.5物体的浮与沉(实用)

请你猜一猜什么能举起千斤重的木头，却举不起一粒小小的沙子？在水里，许多东西能浮在水面，比如乒乓球、木块，船等；也有许多东西沉到水底，比如：石头、铁球、玻璃等；那么物体的浮沉取决于什么呢？10.5物体的浮与沉【学习目标】1、通过物体的浮沉现象的实验探究，知道物体的浮沉条件；培养学生的思维能力和实验研究能力.2、通过浮沉条件的实际应用，了解物理知识在生产、生活和社会中的应用；知道密度计、盐水选种、潜水艇和气球的原理；通过我国劳动人民发挥聪明才智在浮力方面的具体应用实例，使学生受到爱国主义教育.【教学重点】1、物体的浮沉条件；密度计、潜水艇、盐水选种和气球的原理；2、实验探究能力的培养.【教学难点】根据问题制定计划、设计实验探究物体的浮沉条件；悬浮与漂浮的不同.10.5物体的浮与沉知识回顾1.（1）液体的密度(2)物体排开液体的体积1、浮力的大小与哪些因素有关？2、浮力的大小跟物体排开的液重之间的关系？2、F浮=G排=ρ液gV排一、物体的浮沉条件在亚洲西部，巴勒斯坦和约旦交界处，有一个“死海”。传说大约两千年前，罗马统帅狄杜进兵耶路撒冷，攻到死海岸边，下令处决俘虏来的奴隶。奴隶们被投入死海，并没有沉到水里淹死，却被波浪送回岸边。狄杜勃然大怒，再次下令将俘虏扔进海里，但是奴隶们依旧安然无恙。狄杜大惊失色，以为奴隶们受神灵保佑，屡淹不死，只好下令将他们全部释放。神秘的“死海”物体的浮沉究竟取决于什么呢？我们可以从受力情况去分析，然后设计实验来验证.实验序号实验方法观察小瓶运动情况小瓶受力情况1把盖上盖子的空小瓶浸没于水中，再松手2把装满水并盖上盖子的小瓶，浸没于水中，再松手3设法使小瓶既不上浮也不下沉，即静止在水中（也叫悬浮）小瓶上浮小瓶下沉小瓶静止F浮＞GF浮＜GF浮＝G各小组学生讨论交流实验的结论(1)物体的浮沉取决于它在液体中所受的浮力和重力的合力？(2)悬浮与漂浮有何不同？悬浮物体全部浸没;漂浮物体部分浸没.一个实心物体浸没在液体中，你能否根据物体密度与液体密度之间的关系，对物体的浮沉作出判断？试推导出这些关系。F浮GF=G浮F=G浮悬浮：F浮G浮F=G悬浮：gVρ液排=gV物ρ物F浮G浮F=G悬浮：gVρ液排=gV物ρ物∵V=V排物F浮G浮F=G悬浮：gVρ液排=gV物ρ物∵V=V排物=ρ物ρ液∴F浮G浮F=G悬浮：=ρ物ρ液V=V排物F浮GFG浮上浮:F浮GFG浮上浮:ρ液gV排gV物ρ物F浮Gρ液gV排gV物ρ物FG浮上浮:V排V物=∵F浮GFG浮上浮:ρ液ρ物∵V排V物=∵ρ液gV排gV物ρ物F浮GFG浮:上浮ρ液ρ物漂浮:F=G浮F=G浮ρ液ρ物V排V物GF浮一艘轮船从河里驶向海里，船要（）一些。（上浮，下沉）上浮河水海水河水海水河水海水河水海水河水海水河水海水河水海水河水海水河水海水河水海水河水海水F浮G下沉:FG浮F浮G下沉:FG浮ρ液gV排gV物ρ物F浮G下沉:FG浮V排V物=∵ρ液gV排gV物ρ物F浮G下沉:FG浮V排V物=∵ρ液gV排gV物ρ物ρ液ρ物∵F浮G下沉:FG浮ρ液ρ物沉底:F+F=G浮浮GFF沉底:F+F=G浮ρ液ρ物浮GFF状态上浮下沉悬浮漂浮物体受力分析浮沉条件浮力和重力比较液体密度和物体密度比较特点说明F浮＞G物F浮＜G物F浮=G物F浮=G物F浮G物F浮G物F浮G物分析运动状态变化的过程分析平衡状态F浮G物ρ液＞ρ物ρ液＜ρ物ρ液=ρ物ρ液＞ρ物ρ物是物体的密度（平均密度），而不是构成该物体的物质的密度物体沉浮情况各物理量的关系：浸没情况物理现象状态条件ρ液与ρ物关系V排与V物关系浮部分浸没漂浮在液面上静止于液面上F浮=G物ρ液ρ物V排V物全部浸没上浮向上运动F浮G物ρ液ρ物V排＝V物悬全部浸没停留在液体里任何深度处静止于液体中F浮=G物ρ液=ρ物V排＝V物沉全部浸没下沉向下运动F浮G物ρ液ρ物V排＝V物全部浸没沉底静止在液体底部F浮G物ρ液ρ物V排＝V物轮船潜水艇飞艇热气球二、浮沉条件的应用（一）密度计（1）密度计是一种什么仪器？它的刻度有什么特点？（2）密度计的工作原理是什么？（3）密度计浸入液体中越深，说明液体的密度是越大还是越小？测量液体密度的仪器,,上小下大,上稀下密.物体漂浮在液面上的条件F浮＝G越小（二）盐水选种（三）潜水艇潜水艇的原理：依靠改变自身的重来实现浮和沉（四）热气球热气球的升降是一个比较复杂的过程，与热气球体积及热气球内部气体的密度变化有关。当热气球的巨大气袋充满空气（忽略体积变化），用喷嘴加热气袋中的空气，热气球内部气体的温度升高，密度减小。当热气球内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，热气球便上升了。实例轮船潜水艇气球和飞艇具体方法原理实际应用二、浮力的利用用空心办法，增大体积，增大受到的浮力靠水舱充、放水来改变自重靠充气或升温来改变体积，从而改变浮力利用漂浮条件工作利用浮沉条件工作利用浮沉条件工作∵F浮=G船=ρ水gV排∴V排=G船/ρ水gV排与G船和ρ水有关∵F浮一定∴G变化∵G一定（忽略气体重力变化）V排变化∴F浮变化1.知道轮船采用“空心”的办法，增大V排，从而增大可利用的浮力；2.知道密度计的原理；3.知道潜水艇体积不变，靠改变重力来实现浮沉；4.知道气球、飞艇充密度小于空气的气体。5、知道用盐水选种的道理：饱满种子的密度要大于盐水的密度而下沉。二.浮力的应用•有一个铁球，密度为7.9g/cm3，体积为100cm3，请问它在水中是什么状态？解：G球=ρ铁V球g=7.9×103×100×10-6×10=7.9NF浮=ρ水V排g=1.0×103×100×10-6×10=1N因为G球F浮所以铁球下沉1、能不需要计算就可以判断出答案吗？2、这个铁球在水银中是什么状态？3、医生是如何知道血液的密度的？例题解析[随堂练习]1.物体在液体中的浮沉决定于液体所受的____力和____力的大小。2.当物体所受的重力____浮力时，物体下沉；当物体所受的重力____浮力时，物体上浮；当物体所受的重力____浮力时，物体漂浮。当物体所受的重力____浮力时，物体悬浮。3.铁块在水中下沉是因为铁块受到的浮力____重力；铁制的轮船漂浮在水面上是因为轮船受到的浮力____重力。重浮大于小于等于等于小于等于4.请判断体积是0.6m3，质量是450kg的水雷浸没在水中的浮沉情况。（g=10N/kg）学习小结1、物体的浮沉跟什么有关？存在什么关系？2、漂浮与悬浮有何不同？3、密度计、潜水艇的工作原理是什么？密度计的刻度有什么特点？热气球内部气体的密度比外部气体的密度是大还是小？4、从研究物体的浮沉条件实验中学到了什么？【板书设计】10.5物体的浮沉条件一、物体的浮沉条件实验探究：探究结论：浸在液体中的物体，其浮沉取决于它所受的浮力和重力.(1)物体下沉：F浮G物或ρ物ρ液(2)物体上浮：F浮G物或ρ物ρ液（ρ物：指实心的物体）(3)物体悬浮：F浮=G物或ρ物=ρ液(4)物体漂浮：F浮=G物或ρ物ρ液二、浮沉条件的应用1密度计：刻度特点和原理.2潜水艇3盐水选种4热气球一物体在空气中称重10N，浸没在水中测时为2N，则求：1、浮力？2、排开水的体积？3、物体的质量？4、物体的密度？（g=10N∕Kg）1.有一个实心物体，为了测量构成它的物质的密度，将它挂在弹簧秤下，弹称秤的示数为19.6牛，将它没入水中称，弹簧秤的示数为14.7牛，此物体的体积是米3，质量是千克，由此可知其密度是。2、若给你一块矿石，再给你一支弹簧测力计、一杯水和细线。利用上述器材进行实验，并运用有关知识进行计算，能测出这块矿石的：A．质量B．所受水浮力C．体积D．密度3、弹簧秤下挂一个体积为200厘米3的实心金属球（金属的密度是8×103千克/米3），弹簧秤的示数为。将球的一半浸入水中，球受到浮力牛，此时，弹簧秤的示数为牛。4.有一飞艇,体积是500米3,在地面附近的空中静止时,空气对它的浮力是牛顿,飞艇的自重是牛顿.(ρ空气=1.29千克/米3)5、用细绳系着的铁块，把它从水中匀速拉至水面（铁块未露出水面），此过程中绳对铁块的拉力：A．逐渐变大B．逐渐变小C．始终不变D．无法判断6.弹簧秤下挂着体积是1分米3的钢块,试问:钢块浸没在水中静止时,弹簧秤的读数是多少牛顿?7、一个重27牛的铝块浸没在水中时，所受到的浮力是多少？8.给你一个弹簧秤，一个金属块，一杯水，请你设计一个测量金属块密度的实验，要求：１、写出实验步骤和记录实验数据的表格；２、写出金属块密度的表达式。1．关于浸在液体里的物体所受的浮力，下列说法中不正确的是（）A．浮力的方向竖直向上；B．浮力的施力物一定是水；C．浮力的大小与排开液体的质量成正比；D．实心的铁球也能浮在液面上．2．用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正确的是（）A．木球所受的重力、浮力都不变；B．木球所受的重力不变，浮力变大；C．木球所受的重力、浮力都变小；D．木球所受的重力不变、浮力逐渐变小．AB3、密度均匀的实心物体悬浮在水中，将物体截成大小不等的两块后，仍放入水中，则（）A、大块下沉，小块悬浮B、大块下沉，小块上浮C、两块都上浮D、两块都悬浮D4、将体积相同的A、B、C三个小球投入水中,出现如图所示的三种情况，下列关于对三个小球受到的浮力大小的说法正确的是（）AA球浮在水面上，受到的浮力最大BC球沉在底部，受到的浮力为零CA球受到的浮力与B球受到的浮力相等DB球受到的浮力与C球受到的浮力相等ABCC5、浸没在液体中的物体，它在液体中的深度越深，受到的浮力（）A、越大B、越小C、不变D、都有可能6、一实心铁球分别浸没水、酒精、水银中，受到浮力最大的是（）A、水B、酒精C、水银D、无法确定水酒精水银CC7、有一体积是2分米3，密度是0.6×103千克/米3的木块，用绳子将它拴在水池底部的钩子上，如图所示，如果绳子断了，木块就上浮到水面，问：（1）木块在上浮过程中(未露出水面），受到浮力的大小是否会发生变化？（2）木块漂浮在水面时露出液面的体积多大？