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第三节物体的浮与沉【新课导思【新课导思】潜水艇是海军作战的重要舰艇之潜水艇是海军作战的重要舰艇之一一,用于攻击对方水面上的战舰和水中用于攻击对方水面上的战舰和水中的潜水艇的潜水艇,也可以袭击陆地上的重要军也可以袭击陆地上的重要军事目标。潜水艇可以浮在水面事目标。潜水艇可以浮在水面,也可以潜入水底也可以潜入水底,你知你知道潜水艇是怎样实现浮沉的吗道潜水艇是怎样实现浮沉的吗?【目标导学【目标导学】1.1.知道物体的浮沉条件是由浮力和重力决定的知道物体的浮沉条件是由浮力和重力决定的,会判断会判断物体的浮沉状态。物体的浮沉状态。2.2.会根据物体密度和液体密度的关系会根据物体密度和液体密度的关系,判断物体的浮沉判断物体的浮沉状态。状态。3.3.了解密度计、盐水选种、潜水艇、热气球的工作原了解密度计、盐水选种、潜水艇、热气球的工作原理。理。4.4.能应用物体的浮沉条件解决问题。能应用物体的浮沉条件解决问题。【自主预习【自主预习】1.1.物体的浮沉条件物体的浮沉条件:(1)(1)浮力浮力_重力重力,物体上浮。物体上浮。(2)(2)浮力浮力_重力重力,物体下沉。物体下沉。(3)(3)浮力浮力_重力重力,物体处于悬浮或漂浮状态。物体处于悬浮或漂浮状态。大于大于小于小于等于等于2.2.浮沉条件的应用浮沉条件的应用:(1)(1)密度计密度计:处于漂浮状态处于漂浮状态,浮力浮力_重力。重力。(2)(2)盐水选种盐水选种:虫蛀的种子虫蛀的种子:浮力浮力_重力重力,种子上浮种子上浮直至漂浮直至漂浮;饱满的种子饱满的种子,浮力浮力_重力重力,种子下沉。种子下沉。(3)(3)潜水艇潜水艇:通过改变通过改变_实现下潜和上浮。实现下潜和上浮。(4)(4)热气球热气球:热气球内气体的密度热气球内气体的密度_空气空气的密度。的密度。等于等于大于大于小于小于自身的重力自身的重力小于小于知识点一知识点一 物体的浮沉条件物体的浮沉条件1.1.实验设计实验设计:在瓶子中加不同质量的水改变瓶子内水的在瓶子中加不同质量的水改变瓶子内水的_,_,把瓶子浸没在水中把瓶子浸没在水中,瓶子体积不变瓶子体积不变,受到的浮受到的浮力力_,_,观察瓶子的浮沉情况。观察瓶子的浮沉情况。参考答案参考答案:重力不变重力不变2.2.实验现象及分析实验现象及分析:(1)(1)如图甲所示如图甲所示,把拧紧盖的空玻璃瓶浸没在水中把拧紧盖的空玻璃瓶浸没在水中,然后然后松手松手,小瓶向上加速运动小瓶向上加速运动,则浮力则浮力_重力重力,即处于即处于_状态。最终瓶子状态。最终瓶子_在水面上在水面上,根据二力平衡条件根据二力平衡条件,此时浮力此时浮力_重重力。力。(2)(2)如图乙所示如图乙所示,把装满水并拧紧盖的玻璃瓶浸没在水把装满水并拧紧盖的玻璃瓶浸没在水中中,然后松手然后松手,小瓶向下运动小瓶向下运动,则浮力则浮力_重重力力,即处于即处于_状态。状态。(3)(3)如图丙所示如图丙所示,在玻璃瓶内装适量水在玻璃瓶内装适量水,浸没在水中浸没在水中,玻玻璃 瓶 静 止璃 瓶 静 止,则 浮 力则 浮 力 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 重 力重 力,即 处 于即 处 于_状态。状态。参考答案参考答案:(1)(1)大于上浮漂浮等于大于上浮漂浮等于(2)(2)小于下沉小于下沉(3)(3)等于悬浮等于悬浮3.3.实验结论实验结论:由现象分析可知浸没在由现象分析可知浸没在液体中的物体液体中的物体,其浮沉取决于它所其浮沉取决于它所受到的受到的_和和_的大小。的大小。(1)(1)浮力浮力_重力时重力时,上浮。上浮。(2)(2)浮力浮力_重力时重力时,下沉。下沉。(3)(3)浮力浮力_于重力时于重力时,悬浮或漂浮。悬浮或漂浮。参考答案参考答案:浮力重力浮力重力(1)(1)大于大于(2)(2)小于小于(3)(3)等于等于4.4.将物体完全浸没在液体中将物体完全浸没在液体中,结合图结合图示和物体的浮沉条件示和物体的浮沉条件,分析当物体上分析当物体上浮、悬浮、漂浮时浮、悬浮、漂浮时,物体密度与液体密度的关系。物体密度与液体密度的关系。(1)(1)当物体完全浸没在液体中时当物体完全浸没在液体中时,V,V排排_V_V物物。(2)(2)根据根据F F浮浮=液液gVgV排排和和G G物物=物物gVgV物物,分析分析:物体上浮时物体上浮时,F,F浮浮GG物物,故故液液_物物,最终物体最终物体漂浮在水面。漂浮在水面。物体悬浮时物体悬浮时,F,F浮浮=G=G物物,故故液液_物物。物体下沉时物体下沉时,F,F浮浮G 物物gVgV物物,则液体密度大于物体密度则液体密度大于物体密度,物物体上浮体上浮;当浮力小于重力时当浮力小于重力时,液液gVgV排排 物物gVgV物物,液体密度液体密度小于物体密度小于物体密度,物体下沉物体下沉;当浮力等于重力时当浮力等于重力时,液液gVgV排排=物物gVgV物物,液体密度等于物体密度液体密度等于物体密度,物体悬浮。物体悬浮。参考答案参考答案:(1)=(1)=(2)(2)大于大于等于等于小于小于5.5.交流与讨论交流与讨论:(1)(1)上浮的物体受到的浮力一定大于下沉的物体受到的上浮的物体受到的浮力一定大于下沉的物体受到的浮力吗浮力吗?参考答案参考答案:不一定。物体的浮沉由物体本身受到的浮力不一定。物体的浮沉由物体本身受到的浮力和重力大小的关系决定和重力大小的关系决定,物体上浮物体上浮,只能说明物体受到只能说明物体受到的浮力大于物体受到的重力的浮力大于物体受到的重力,但是受到的浮力不一定大。但是受到的浮力不一定大。比较两个物体受到浮力大小时比较两个物体受到浮力大小时,要比较物体排开液体的要比较物体排开液体的体积和液体的密度。体积和液体的密度。(2)(2)悬浮在液体中的物体只能在某一位置静止吗悬浮在液体中的物体只能在某一位置静止吗?参考答案参考答案:不一定。只要物体受到的浮力等于重力不一定。只要物体受到的浮力等于重力,物物体可能悬浮在液体中的任何位置。体可能悬浮在液体中的任何位置。【示范题【示范题1 1】(2017(2017齐齐哈尔中考齐齐哈尔中考)一个李子的体积约一个李子的体积约为为60 cm60 cm3 3,质量约为质量约为66 g,66 g,若把李子放入水中静止时将若把李子放入水中静止时将_(_(选填选填“漂浮漂浮”“”“悬浮悬浮”或或“沉底沉底”)。一个。一个西瓜的体积为西瓜的体积为6 610103 3cmcm3 3,所受重力为所受重力为55 N,55 N,若把西瓜浸若把西瓜浸没在水中后放手没在水中后放手,当西瓜静止时所受浮力为当西瓜静止时所受浮力为_N_N。【精讲精析【精讲精析】李子的重力李子的重力:G=mg=0.066 kg:G=mg=0.066 kg10 N/kg=0.66 N;10 N/kg=0.66 N;李子全部浸没的浮力李子全部浸没的浮力:F:F浮浮=水水gVgV排排=10=103 3kg/mkg/m3 310 N/kg10 N/kg60601010-6-6m m3 3=0.6 N=0.6 N因为因为F F浮浮G,G,G,所以西瓜将上浮所以西瓜将上浮,最终处于漂浮状态最终处于漂浮状态,此时受到的浮力此时受到的浮力F F浮浮=G=55 N=G=55 N。答案答案:沉底沉底5555【备选例题【备选例题】(2016(2016龙东地区中考龙东地区中考)将一个新鲜的鸡蛋分别浸入水将一个新鲜的鸡蛋分别浸入水和浓盐水中和浓盐水中,静止后如图所示静止后如图所示,则鸡蛋在两液体中的浮则鸡蛋在两液体中的浮力关系是力关系是F F甲甲_F_F乙乙,若鸡蛋的质量为若鸡蛋的质量为50 g,50 g,则鸡蛋则鸡蛋在乙杯盐水中所受到的浮力为在乙杯盐水中所受到的浮力为_N_N。【精讲精析【精讲精析】解答本题应抓住三个问题解答本题应抓住三个问题:(1)(1)阿基米德原理阿基米德原理:根据图示可知根据图示可知,鸡蛋在水和浓盐水中鸡蛋在水和浓盐水中排开液体的体积相同排开液体的体积相同,因为水的密度小于浓盐水的密度因为水的密度小于浓盐水的密度,因此由因此由F F浮浮=液液gVgV排排可得可得,鸡蛋在浓盐水中受到的浮力较鸡蛋在浓盐水中受到的浮力较大大,故故F F甲甲FF乙乙。(2)(2)判断物体的状态判断物体的状态:鸡蛋在浓盐水中处鸡蛋在浓盐水中处于悬浮状态。于悬浮状态。(3)(3)物体的浮沉条件物体的浮沉条件:鸡蛋受到的浮力等鸡蛋受到的浮力等于重力于重力,即即F F浮浮=G=mg=0.05 kg=G=mg=0.05 kg10 N/kg=0.5 N10 N/kg=0.5 N。答案答案:0.50.5【易错易混警示【易错易混警示】(1)(1)漂浮和悬浮是两种不同的平衡状态漂浮和悬浮是两种不同的平衡状态,虽然都满足虽然都满足F F浮浮=G=G物物,但悬浮时但悬浮时V V排排=V=V物物,且且液液=物物;漂浮时漂浮时V V排排V物物。(2)(2)同一个物体漂浮在不同的液体里同一个物体漂浮在不同的液体里,所受的浮力相等。所受的浮力相等。但浸没在不同液体中时但浸没在不同液体中时,体积不变体积不变,由于液体密度改变由于液体密度改变,所受浮力大小也会改变。所受浮力大小也会改变。知识点二知识点二 浮沉条件的应用浮沉条件的应用1.1.密度计密度计:密度计在不同液体中都漂浮密度计在不同液体中都漂浮,所受浮力始终等所受浮力始终等于重力于重力,因此密度计在不同液体中所受浮力相因此密度计在不同液体中所受浮力相等等,由公式由公式F F浮浮=液液gVgV排排可得可得:;:;所以密度所以密度计排开液体的体积越大计排开液体的体积越大,表明液体的密度就越表明液体的密度就越小小;反之反之,排开液体的体积越小排开液体的体积越小,表明液体的密度越大表明液体的密度越大;因此根据密度计排开液体的体积因此根据密度计排开液体的体积(即液面所对应密度即液面所对应密度gV液排F=浮计的位置计的位置),),判断液体的密度。判断液体的密度。2.2.盐水选种盐水选种:(1)(1)当当液液种种时时,F,F浮浮GG种种,种子上浮种子上浮;即干瘪、虫蛀的即干瘪、虫蛀的种子密度小种子密度小,所受的浮力大于自身的重力而上浮。所受的浮力大于自身的重力而上浮。(2)(2)当当液液种种时时,F,F浮浮Gmm2 2,则则F F1 1一定小于一定小于F F2 2。(2)(2)若若m m1 1=m=m2 2,则则F F1 1一定大于一定大于F F2 2。(3)(3)若若V V1 1=V=V2 2,则则F F1 1一定小于一定小于F F2 2。(4)(4)若若V V1 1VV2 2,则则F F1 1一定大于一定大于F F2 2。其中正确的是其中正确的是()A.(1)(3)A.(1)(3)B.(1)(4)B.(1)(4)C.(2)(3)C.(2)(3)D.(2)(4)D.(2)(4)【精讲精析【精讲精析】本题考查浮力、物体的浮沉。因为苹果本题考查浮力、物体的浮沉。因为苹果漂浮漂浮,梨子沉底梨子沉底,所以所以F F1 1=G=G苹果苹果=m=m1 1g,Fg,F2 2Gmm2 2,则则F F1 1FF2 2,若若m m1 1=m=m2 2,则则F F1 1FF2 2,(1),(1)错错(2)(2)对对;根据阿基米德原根据阿基米德原理理,F,F浮浮=gVgV排排,若若V V1 1=V=V2 2,则则V V排苹果排苹果VV排梨子排梨子,F,F1 1FVV2 2,V,V排苹果排苹果与与V V排梨子排梨子不能确定大小不能确定大小,F,F1 1、F F2 2不能确定大不能确定大小小,(3),(3)对对(4)(4)错。故选错。故选C C。答案答案:C C【备选例题【备选例题】(2016(2016成都中考成都中考)关于物体沉浮条件及应用实例关于物体沉浮条件及应用实例,下列下列分析合理的是分析合理的是()A.A.同一密度计在不同液体中漂浮时同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同所受浮力大小相同B.B.轮船从长江驶入东海轮船从长江驶入东海,吃水深度变大吃水深度变大C.C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身是通过改变自身重力实现的重力实现的D.D.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上从而实现上浮和下沉浮和下沉【精讲精析【精讲精析】密度计是漂浮在液体中密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本所受浮力等于本身的重力身的重力,而重力不变而重力不变,所以所受浮力大小相同所以所受浮力大小相同,故故A A正正确确;轮船从长江驶入东海轮船从长江驶入东海,所受浮力等于本身的重力不所受浮力等于本身的重力不变变,由于水的密度变大由于水的密度变大,则轮船浸入水的体积变小则轮船浸入水的体积变小,所以所以吃水深度变小吃水深度变小,故故B B错误错误;橡皮泥捏成小船后可以漂浮在橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面水面,橡皮泥的重力不变橡皮泥的重力不变,是通过改变排开水的体积来是通过改变排开水的体积来实现漂浮的实现漂浮的,故故C C错误错误;潜水艇在水中排开水的体积不变潜水艇在水中排开水的体积不变,受到的浮力不变受到的浮力不变,为了实现上浮和下沉为了实现上浮和下沉,是通过改变自是通过改变自身的重力来实现的身的重力来实现的,故故D D错误。故选错误。故选A A。答案答案:A A【知识拓展【知识拓展】排水量排水量表示船舶尺度的大小的重要指标表示船舶尺度的大小的重要指标,是船舶按设计的要求是船舶按设计的要求装满货物装满货物满载时排开水的质量。排水量通常用吨满载时排开水的质量。排水量通常用吨位来表示位来表示,所谓排水量吨位是船舶在水中所排开水的吨所谓排水量吨位是船舶在水中所排开水的吨数。数。【教材图片【教材图片考点阐释考点阐释】命题点命题点 物体的浮沉条件物体的浮沉条件人能在死海中悠闲地阅读人能在死海中悠闲地阅读,是因为死海的海水密度是因为死海的海水密度_人体的密度人体的密度,使人浸没在水中时受到的浮力使人浸没在水中时受到的浮力_人的重力人的重力,人就上浮最终漂浮在水面上人就上浮最终漂浮在水面上,此时此时浮力浮力_人的重力。人的重力。(均选填均选填“大于大于”“”“等于等于”或或“小于小于”)答案答案:大于大于等于大于大于等于命题点命题点 浮沉条件的应用浮沉条件的应用孔明灯使用时孔明灯使用时,加热灯笼内的空气加热灯笼内的空气,罩内气体的密度罩内气体的密度_灯罩外空气的密度灯罩外空气的密度,孔明灯的重力减小孔明灯的重力减小,当孔当孔明灯受到空气的浮力明灯受到空气的浮力_受到的重力受到的重力,孔明灯就会孔明灯就会上升。上升。(均选填均选填“大于大于”“”“等于等于”或或“小于小于”)答案答案:小于大于小于大于
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