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2019-2020年八年級(jí)科學(xué)上冊(cè) 生活中的水-浮力和浮力的應(yīng)用教案 浙教版
【本講主要內(nèi)容】
浮力和浮力的應(yīng)用
1、認(rèn)識(shí)浮力，知道浮力的存在
2、知道浮力大小與哪些因素有關(guān)
3、理解阿基米德原理，并會(huì)用其進(jìn)行簡(jiǎn)單浮力計(jì)算
4、了解浮力產(chǎn)生的原因
5、理解物體的浮沉條件
6、能用物體浮沉條件解釋輪船、潛水艇、氣球與飛艇等的原理
【知識(shí)掌握】
【知識(shí)點(diǎn)精析】
1. 浮力的三要素
2. 對(duì)阿基米德原理的理解（F浮＝G排或F?。溅岩篻V排）
A. 原理中“浸入液體里的物體”指兩種情況
B. 能區(qū)分G物與G排；V物與V排；ρ物與ρ液的意義。
C. 明確此公式的適用條件：既用于液體也適用于氣體。
D. 由此式理解決定浮力大小的因素。即：物體浸在液體中所受浮力的大小跟液體（氣體）的密度和物體排開(kāi)液體（氣體）的體積有關(guān)，而跟物體本身的體積、密度、形狀以及物體浸沒(méi)在液體（氣體）中的深度等無(wú)關(guān)。
因此，在用F?。溅岩篻V排計(jì)算或比較浮力大小時(shí)，關(guān)鍵是分析液體的密度ρ液和排開(kāi)液體的體積V排的大小。
3. 怎樣判斷物體的浮沉及浮沉的應(yīng)用
A. 物體的浮沉條件 浸沒(méi)在液體里的物體若只受重力和浮力的作用，由力運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知：
當(dāng)F浮>G物 （ρ液>ρ物）時(shí)，物體上浮→漂?。‵?。紾物）。
當(dāng)F浮=G物（ρ液=ρ物）時(shí)，物體懸浮。
當(dāng)F浮
ρ水），則冰熔化后又如何?
擴(kuò)展二 如圖甲，鐵塊A疊放在木塊B上，然后放在水缸中，當(dāng)將鐵塊從木塊上拿下，并放在水缸底部時(shí)，水面高度將（ ）
A. 上升 B. 下降 C. 不變 D. 無(wú)法確定
5. 求解浮力問(wèn)題的一般步驟
a 明確研究對(duì)象
b 明確研究對(duì)象所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（漂浮、懸浮、沉底、上浮或下沉等）
c 對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并畫(huà)出受力示意圖（除分析重力、浮力外，還要注意是否有其它相關(guān)聯(lián)的物體對(duì)它有拉力、壓力等）
d 列出物體處于平衡狀態(tài)下的力的平衡方程（在展開(kāi)方程時(shí)，應(yīng)注意抓住題中的關(guān)鍵字“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等）
e 解方程求出未知量。
【解題方法指導(dǎo)】
例1. 如圖所示，體積相同的甲、乙、丙三個(gè)物體浸沒(méi)在水中。甲上浮、乙懸浮、丙下沉，在甲露出水面之前，關(guān)于它們所受浮力的說(shuō)法正確的是（ ）
A. 甲受到的浮力
B. 乙受到的浮力大
C. 丙受到的浮力大
D. 甲、乙、丙受到的浮力一樣大
解析：根據(jù)阿基米德原理，F(xiàn)浮=G排=，在出水面前，甲、乙、丙三個(gè)物體的V排相同，所以所受浮力大小也一樣，故選D。
例2. 一艘輪船從東海駛?cè)腴L(zhǎng)江后，它所受到的浮力（ ）
A. 變小 B. 不變 C. 變大 D. 不能確定
解析：輪船在海上漂浮，F(xiàn)浮=G物，在長(zhǎng)江上還是漂浮，，所以F浮=，受到的浮力大小不變，故選B。
例3. 一個(gè)邊長(zhǎng)為a的立方體鐵塊從圖（甲）所示的實(shí)線位置（此時(shí)該立方體的下表面恰與水面齊平）下降至圖中的虛線位置，則圖（乙）中能正確反映鐵塊所受水的浮力的大小F和鐵塊下表面在水中的深度h關(guān)系的圖像是（ ）
甲 乙
解析：根據(jù)F浮=G排=，隨著V排的增加，所受浮力逐漸增加。當(dāng)完全浸入水中以后V排不變，所以所受浮力也就不變。故選A。
例4. 懸浮在水中的潛水艇排出水艙中的一部分水后，受到的浮力大于自身受到的重力，潛水艇將（ ）
A. 下沉 B. 上浮 C. 懸浮在水中 D. 先下降后上升
解析：當(dāng)物體所受浮力大于自身所受重力，物體將上浮，故選B。
例5. 如圖所示，邊長(zhǎng)為10 cm的實(shí)心正方體木塊，密度為0.6103kg/m，靜止在裝有足量水的容器中，且上下底面與水面平行，求：
（1）木塊的質(zhì)量；
（2）木塊在水中所受浮力的大??；
（3）木塊浸在水中的體積；
（4）水對(duì)木塊下底面的壓強(qiáng)。（取g＝10 N/kg）
解析：
（1）
（2）∵木塊漂浮在水中，
（3）根據(jù)阿基米德原理，得
木塊浸在水中的體積：
（4）木塊下底面距水面的深度：
則水對(duì)木塊下底面的壓強(qiáng)：
【考點(diǎn)突破】
【考點(diǎn)指要】
本節(jié)的主要考點(diǎn)考查浮力的計(jì)算，運(yùn)用阿基米德原理解決有關(guān)問(wèn)題，理解物體的浮沉條件及應(yīng)用，中考常以選擇、填空、計(jì)算形式出現(xiàn)，有一定難度。
【典型例題分析】
例6. 如圖所示，質(zhì)量相等的A．B．C三個(gè)小球，放在同一液體中，結(jié)果A球漂浮，B球懸浮，C球下沉到容器底部，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A. 如果三個(gè)小球都是空心的，則它們的體積可能相等
B. 如果三個(gè)小球的材料相同，則A．B兩球一定是空心的
C. 如果三個(gè)小球都是空心的，則它們所受浮力的大小關(guān)系為FA＞FB＞FC
D. 如果三個(gè)小球都是實(shí)心的，則它們密度的大小關(guān)系為ρA＞ρB＞ρC
解析：A、B所受浮力相等，都等于自身重力，C所受浮力小于C球重力，所以F浮A=F浮B>F浮C由此可判斷B正確。
例7. 如圖所示，將兩塊相同的橡皮泥做成實(shí)心球形和碗形，分別放入相同的甲、乙兩杯水中，靜止時(shí)甲杯中橡皮泥所受的浮力___________乙杯中橡皮泥所受的浮力（選填“大于”、“小于”或“等于”），________杯中水面升高得多。
解析：甲圖中，F(xiàn)浮甲V甲排
乙杯中水面升高得多，故答案為：小于；乙
例8. 一艘輪船滿(mǎn)載時(shí)的排水量是7500t，輪船受到的浮力是 ?。?；滿(mǎn)載時(shí)輪船排開(kāi)水的體積是 m3。在水面下3m深處，水對(duì)船體的壓強(qiáng)是 ?。衋（輪船的排水量是指輪船排開(kāi)水的質(zhì)量）（g=10N/Kg）
解析：排開(kāi)水的質(zhì)量為m排=7500t 輪船漂浮
F浮=G排==7.5
又因?yàn)镕浮= 所以V排=
P=
例9. 如圖，水面上漂浮一個(gè)木塊，在木塊上放一個(gè)M=4kg的物體，木塊正好全部沒(méi)入水中，若在木塊下掛一個(gè)密度為5103kg/m3的合金塊m，木塊懸浮在水中，求合金塊的質(zhì)量。
解析：
Vm= 所以 m=
【綜合測(cè)試】
1. 潛水艇充滿(mǎn)水時(shí)，可以懸浮在海水中靜止不動(dòng)。此時(shí)，它在豎直方向上受到_______力和_________力的作用，這兩個(gè)力的合力是_________。
2. 小明把一塊地瓜放進(jìn)杯中的水里，結(jié)果地瓜沉到杯底，如圖所示，請(qǐng)參考表中數(shù)據(jù)判斷，下面哪個(gè)辦法能使地瓜浮出水面___________。
幾種物質(zhì)密度
物質(zhì)
密度
冰
醋
酒精
食鹽
約
3. 一個(gè)物體所受的重力為10N，將其全部浸沒(méi)在水中時(shí)，它所排開(kāi)的水所受的重力為20N，此時(shí)它所受的浮力為_(kāi)____________N，放手后物體將_____________（填“上浮”、“下沉”或“懸浮”），物體靜止時(shí)所受浮力為_(kāi)_____________N。
4. “五一”黃金周期間，小明與家人到我省大英縣的“死?！庇瓮?，這“死?！逼鋵?shí)就是咸水湖，當(dāng)人完全浸沒(méi)水中時(shí)，人受到的浮力_______________人受到的重力（選填“大于”、“小于”或“等于”），所以人就會(huì)自然向上浮起；當(dāng)人漂浮在水面上靜止不動(dòng)時(shí)，人受到的浮力___________人受到的重力（選填“大于”、“小于”或“等于”）。
5. 一個(gè)空心銅球質(zhì)量為89g，它能漂浮在水中，且有1/3個(gè)球露在水面上，已知銅的密度為8.9103 kg/m3，則此銅球的體積為_(kāi)_______cm3，其空心部分的體積為_(kāi)______cm3。
6. 潛水員從水下15m的地方上浮到距水面lm的地方，則潛水員所受的浮力和壓強(qiáng)（ ）
A. 壓強(qiáng)和浮力都將變大 C. 壓強(qiáng)和浮力都將變小
B. 壓強(qiáng)減小，浮力不變 D. 壓強(qiáng)不變，浮力變小
7. 如圖所示，在三個(gè)相同的容器中分別盛有甲、乙、丙三種液體；將三個(gè)完全相同的銅球，分別沉入容器底部，當(dāng)銅球靜止時(shí)，容器底部受到銅球的壓力大小關(guān)系是F甲>F乙>F丙，則液體密度相比較（ ）
A. 甲的最小 B. 乙的最小 C. 丙的最小 D. 一樣大
8. 如圖所示，將兩只同樣盛滿(mǎn)水的溢水杯放在天平的兩盤(pán)時(shí)天平平衡。將一木塊放在右盤(pán)的溢水杯中木塊漂浮在水面上，并將溢出的水取走，此時(shí)天平（ ）
A. 右邊上移 B. 保持平衡 C. 右邊下移 D. 無(wú)法確定
9. 小東同學(xué)想測(cè)出液體B的密度，他手邊只有：一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、一根細(xì)線、一個(gè)小石塊、兩個(gè)燒杯和足量的水。小東同學(xué)根據(jù)這些器材設(shè)計(jì)出了下面的實(shí)驗(yàn)步驟，但不完整。請(qǐng)你將小東的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：
（1）用細(xì)線系住小石塊，將適量的水與液體B分別倒入兩個(gè)燒杯中；
（2）__________________________________________________；
（3）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小石塊浸沒(méi)在水中受到的拉力F；
（4）________________________________________________。
請(qǐng)根據(jù)小東測(cè)量的物理量表示出液體B的密度：ρB=________。
10. 小明家買(mǎi)的某品牌的牛奶喝著感覺(jué)比較稀，因此他想試著用學(xué)過(guò)的知識(shí)測(cè)量一下這種牛奶的密度。他先上網(wǎng)查詢(xún)了牛奶的密度應(yīng)該為1.03g/cm3，然后他找來(lái)一根粗細(xì)均勻的細(xì)木棒，在木棒的表面均勻地涂上一層蠟，并在木棒的一端繞上一段金屬絲（體積不計(jì)），做成了一支“密度計(jì)”，小明又找來(lái)一個(gè)足夠深的盛水容器和一把刻度尺，請(qǐng)你幫助小明利用這些器材設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量牛奶密度的方案。要求寫(xiě)出主要的測(cè)量步驟并推導(dǎo)出計(jì)算牛奶密度的公式（有足量的水和牛奶）。
11. 一個(gè)體積為80cm3的物塊，漂浮在水面上時(shí)，有36cm3的體積露出水面，試問(wèn)：
（1）物塊所受浮力為多少？
（2）物塊的密度為多少？（ρ水＝1103kg/m3，g＝10N/kg）
12. “曹沖稱(chēng)象”是家喻戶(hù)曉的典故。某校興趣小組模仿這一現(xiàn)象，制作了一把“浮力秤”。將厚底直筒形狀的玻璃杯浸入水中，如圖所示。已知玻璃杯的質(zhì)量為200g，底面積為30cm2，高度為15cm。（水的密度ρ水＝1103kg/m3），求：
（1）將杯子開(kāi)口向上豎直放入水中時(shí)（注：水未進(jìn)入杯內(nèi)），杯子受到的浮力。
（2）此時(shí)杯子浸入水中的深度（即為該浮力秤的零刻度位置）。
（3）此浮力秤的最大稱(chēng)量（即量程）。
【綜合測(cè)試答案】
1、重；浮；零 2、加入食鹽
3、20；上?。?0 4、大于；等于
5、133.5；123.5
6、B 7、A 8、B
9、（2）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小石塊受到的重力G
（4）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小石塊浸沒(méi)在液體B中受到的拉力 F′ （說(shuō)明：其他正確也得分）
10、解：測(cè)量方法：
（1）將“密度計(jì)”輕輕放入水中，使其漂浮在水面上，用刻度尺測(cè)出“密度計(jì)”浸入水中的長(zhǎng)度l1（也可以測(cè)量露出液面的長(zhǎng)度）；
（2）將“密度計(jì)”輕輕放入待測(cè)牛奶中漂浮，用刻度尺測(cè)出浸入牛奶中的長(zhǎng)度l2
計(jì)算方法：
11、設(shè)物塊質(zhì)量為m，體積為V1，漂浮在水面上的體積為V2
（1）浮力為
（2）漂浮時(shí)：
則物塊密度：
12. 解：（1）杯子的重量為G杯
G杯＝mg＝0.2kg10N/kg＝2N
∵杯子在水中處于漂浮狀態(tài)，根據(jù)二力平衡的條件
杯子受到的浮力F?。紾杯＝2N
（2）設(shè)杯子浸入水中時(shí)，浸入的深度為h，有
F浮＝G排＝ρgSh
∴h＝
＝（2N）/（103kg/m310N/kg3010－4m2）＝m
（3）當(dāng)往杯子內(nèi)放被測(cè)物時(shí)，若杯子下沉到水面剛好到杯口（水未進(jìn)杯內(nèi)）
此時(shí)杯子下沉的深度為h′＝1510－2m
受到的浮力F′?。溅裧S h′
＝103kg/m310N/kg3010－4m21510－2m
＝4.5N
設(shè)能稱(chēng)量的最大值為F
F＝F′浮－G杯
＝4.5N－2N＝2.5N
答：略。
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