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物体的浮与沉 【教学目标】了解改变物体浮沉的方法，知道漂浮、悬浮的含义；应用“二力平衡条件”、“力与运动关系”，探究物体的浮沉条件；了解轮船、热气球、潜水艇的工作原理。【教学重点】通过实验探究得出物体的浮沉条件。【教学难点】理解物体的浮沉条件和改变物体浮沉的方法。学习过程：一、浸在液体或气体里的物体，受到液体或气体向 的托力，这样的力叫做浮力。二、浮力的大小与物体排开液体的 和 有关。 越大， 越大，浮力就越大。三、浮力的计算：(已知物体的重力G、物体浸在液体中时弹簧测力计示数时使用)；（阿基米德原理，此公式也适用于气体），其导出公式： （仅适用于当物体漂浮或悬浮时）。（已知液体对物体下表面向 的压力和液体对物体上表面向 的压力时使用）四、浮力产生的原因：浮力是由于液体对物体向 的压力和向 的压力之差产生的。五、物体的浮与沉： 在液体里的物体：，物体 ，最终 ；，物体 ；，物体 ，最终 。六、浮沉条件（注：下述中的是指物体的整体密度）： 在液体里的物体： ，物体 ，最终 ； ，物体 ； ，物体 ，最终 。七、漂浮在液面上的物体，浸在液体里的体积占自身体积的几分之几，则其密度 。当堂检测1、如下左图所示，将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时浸没在水中，静止在图示位置，绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是（ ）A、F1 F2 B、F1F2 C、F1F2 D、无法确定2、如右上图所示，气球下面挂个小石子，悬浮在水中，轻轻触碰气球，则气球受到的浮力将（ ）A变大 B变小 C不变 D上述三种情况都有可能3、某小组同学研究圆柱体上（或下）表面受到液体的压力大小与液体的深度、密度的关系 。实验时，该小组同学把一个高为0.1米的实心圆柱体先后浸没在甲、乙两种液体中(液体甲的密度大于液体乙的密度)，如图所示，并不断改变它所处的深度。他们利用仪器测得液面到圆柱体上表面的距离及圆柱体上、下表面受到液体的压强，并利用公式求得上、下表面受到液体的压力，记录数据如表一、表二所示。表一 液体甲液面到上表面的距离h（米）00.020.040.060.080.10上表面受到液体的压力（牛）00.200.400.600.801.00下表面受到液体的压力（牛）1.001.201.401.601.802.00表二 液体乙液面到上表面的距离h（米）00.020.040.060.080.10上表面受到液体的压力（牛）00.160.320.480.640.80下表面受到液体的压力（牛）0.800.961.121.281.441.60（1）分析比较 数据及相关条件，可得出的初步结论是：在同种液体中，圆柱体上表面受到液体的压力与深度正比。（2）分析比较表一和表二中的第三列（或第四列、或第五列）数据及相关条件，可得出的初步结论是： 。（3）请进一步综合分析比较表一、表二中的数据及相关条件，并归纳得出结论。分析比较表一（或表二）中的第二行与第三行数据及相关条件，可初步得出： 。分析比较表一和表二中的第二行与第三行数据及相关条件，可初步得出： 。4、由阿基米德原理（F浮=G排液）结合相关知识，可以推得F浮=液V排液g，从而看出物体受到的浮力大小与物体 和液体的 有关.有些爱思考的同学进一步提出，除上述两个因素外，浮力的大小是否还与别的什么因素有关？其中，一个比较具体的问题是：物体所受浮力大小是否与物体的形状有关？针对这个问题，若提供下列器材由你选择，你将选择哪些器材、怎样进行探究？供选择的器材有：弹簧测力计，三个形状不同的小石块，橡皮泥，烧杯、细线和水.(1)你选择的器材是：(2)你的探究方案（即实验步骤）是：(3)你如何根据探究过程中观察到的现象或获得的数据得出结论：5、物理活动课上，张老师做了一个有趣的实验：将一个黄色的乒乓球和一个玻璃球全部埋入装有米的大烧杯中，摇晃烧杯一段时间，乒乓球从米中“跑”了出来。看到这个现象，同学们十分惊讶：乒乓球为什么能“跑”出来，而玻璃球为什么不能“跑”出来？针对这个问题同学们提出下列猜想：猜想1：因为乒乓球体积比玻璃球大；猜想2：因为乒乓球质量比玻璃球小。为了验证猜想是否正确，两天后，同学们用准备的一些器材进行探究：（1）取三个塑料空瓶A、B、C，在A、B、C瓶中装入质量不等的沙子，盖好瓶盖，分别测出它们的质量和体积。（2）把三个瓶子全部埋入盛有米的容器中，敲击容器，观察现象。（3）实验数据及现象记录如下表：（米的密度约为 1.37g/cm3）瓶子编号体积/cm3质量/g现 象A2214.4跑出米面B2838.6未跑出米面C14450.2跑出米面（4）分析上述实验数据后回答：猜想1 （选填“正确”或“错误”）；猜想2 （选填“正确”或“错误”）。你认为一个乒乓球能从米中“跑”出来的原因是什么？（5）运用这个现象所隐含的物理知识，能解决生活中的什么问题（试举一例或说出你的一个设想）？6、把一块表面很干净的1010cm2厚玻璃板挂在弹簧测力计的下面，测得示数为2.5N，手持弹簧秤的上端，把玻璃板往下全部放入水一定深度处，测得弹簧秤示数为1.5N,再慢慢提起弹簧秤，当玻璃板即将离开水面时，弹簧测力计的示数如图，玻璃板完全脱离水面后，弹簧秤示数回到2.5N。试回答下列问题：(1) 玻璃板浸没在水中时受到的浮力是_N，玻璃板的密度为_ _。(2) 小明发现，玻璃板即将离开水面时，弹簧秤的示数比玻璃板的重力大_N，这说明此时玻璃还受到方向向_的一个力。(3) 关于这个力的来历，小明开展了探究。一开始小明猜想是 所受的是大气压力，但他很快否定了自己的想法，原因是玻璃板上表面所受的大气压力约为_N，但上、下表面受到的大气压力平衡。小明仔细观察了玻璃板即将离开水面时，玻璃板与水面的接触情况，如图，由此他想到这个力可是 。7、在如图所示的装有水的杯中漂浮着一块冰（烧杯中水未盛满），冰块内有一杂质当冰全部融化后，杯中的液面将会（ ）A升高 B降低 C不变 D不可能升高8、 如下图甲, 底面积为80cm2 的圆筒形容器内装有适量的水, 放在水平桌面上; 底面积为60cm2、高为12cm的实心圆柱形物体A 用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下。小王要探究圆柱形物体A 逐渐浸人圆筒形容器内的水中时( 水没有溢出容器) , 弹簧测力计的示数F 与圆柱形物体A 下表面离水面的距离h 的关系。( 使用刻度尺测量h, 不计细线重)(1) 小王从圆柱形物体A接触水面至接触容器底之前, 分别记下多组F、h, 并将测量的结果填写在实验表格中, 依据实验表中数据, 在下图乙中的方格纸中画出了F与h 关系的图象。由图象乙可知, 物体A的重力为 N。观察图象乙，可以得出结论：在物体A没有浸没之前, 当h增大时, 弹簧测力计的示数F ( 选填“增大”、“减小” 或“不变”) ; 在物体A 浸没后, 当增大h时, 弹簧测力计的示数F ( 选填“增大”、“减小” 或“不变”) , 由此可知浸没在液体中的物体所受浮力与浸入深度 ( 选填“有关” 或“无关”) 。由图象乙可知: 当h 等于10cm时, 物体A受到的浮力为 N。(2) 物体A在容器内浸没后与未放入物体A 前比较, 水对容器底产生的压强增加了Pa。- 6 - / 6
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