利用浮力测密度 教学设计

利用浮力求密度一 、课程导入 我相信我们这里的同学都是一些会学习的同学，而会学习的同学都应该知道学习的目的是为了应用，如果你能把所学的知识举一反三，把它和其他的知识结合起来，用于解决一些实际问题，那你就算是学到家了我们学习了用天平和量筒测定固体和液体的密度，我们能不能用浮力知识来测定固体、液体的密度呢？二、 知识准备 先让我们回顾一下计算浮力的方法有哪些1称重法 F浮GF2浮力产生的原因 F浮F向上F向下3 阿基米德定律 F浮液gV排液4、漂浮 悬浮时 F浮G物三、新课学习 利用浮力求密度（一）利用二力平衡求密度例1、在一“抗洪救险”中，一名受灾群众找到一张总体积为0.3m3的长方体塑料泡沫床垫来自救将其放入水中时，床垫有1/5体积浸没在水中（g取10N/kg），求：（1）此时床垫受到的浮力是多大？（2）此塑料泡沫床垫的密度是多少？解：练习1、小晨同学注意到新闻经常说国际原油价格涨至多少多少美元一桶，又说我国进口每吨原油提高多少元他不知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系他设法获得原油样品若干，将密度为0.6103kg/m3、体积为100cm3的木块放入原油中，木块漂浮在油面上，有1/3的体积露出油面（g取10N/kg）求：（1）木块受到的重力；（2）浮力木块受到的浮力；（3）原油的密度； （4）若每桶油的体积为1/6m3，1吨原油等于多少桶？例2、物体放在水中时，有1/10的体积露出水面，将盐放入水中全部溶化后，物体有1/5的体积露出水面，求：（1）物体的密度是多大？（2）食盐水的密度是多大？解：练习2小明为了测定一个正方体木块和牛奶的密度，设计了如下实验方案（1）根据密度公式=，为了测定木块的密度，小明先用托盘天平测量木块的质量m在测量之前，小明已经调节好了天平的横梁平衡，在测量质量的过程中，小明看到指针在中央两侧摆动，摆动的幅度如图1，他调节的方法是_（2）测量正方体木块的边长L0，如图2是小明测量木块边长的情形，则木块的边长是_cm（3）接下来测量牛奶的密度小明向杯子中装入适量牛奶，然后将木块轻轻放在牛奶中，使之浮在牛奶表面，接着取出木块，根据木块表面留下的奶渍的痕迹，用刻度尺量出木块浸入牛奶中的深度L，则牛奶的密度为_（用m，L0和L表示）（二）利用弹簧秤测密度（二提法 三提法）例3物体在空气中称重是8N，完全浸没在煤油中称时为7.2N，完全浸没在另一种液体中称时为7.0N，求另一种液体的密度（煤=0.8103kg/m3）练习3 为了测石块和某种液体的密度，试根据实验中的三个步骤回答下列问题。（1）石块在空气中时，弹簧秤的读数为2.7N（2）将石块浸没在水中时，弹簧秤的读数为1.7N（3）将石块浸没在某种液体中时，弹簧秤的读数为1.5N（4）石块的体积是（ ）（5）石块的密度是（ ）（6）某种液体的密度为（ ）（三） 利用量筒测密度例4、为了测出普通玻璃的密度，小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶、一个量筒和适量的水，做了如下的实验：（1）在量筒内倒入50cm3的水；（2）让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上（如图甲所示），此时水面与80cm3刻度线相平；（3）让小瓶口朝上沉没在水中（如图乙所示），这时水面与60cm3刻度线相平根据以上测出的数据可知：小瓶漂浮在水面时，它排开水的体积30cm3；小瓶的质量30g ；制造小瓶的玻璃的体积10cm3；制造小瓶的玻璃的密度3.0g/cm3练习4彤彤过生日时，妈妈送给她一个内有“生日快乐”字样的小水晶球彤彤想知道小水晶球的密度，于是她找来量筒、小玻璃杯和水，用如图所示的步骤测量出小水晶球的密度由图可知：水晶球的体积是_ cm3，水晶球的质量是_ g，水晶球的密度是_ g/cm3（四） 用天平测密度例5 用天平称一小石子的质量为18.6g，再用天平称一装有适量水的烧杯质量为105g，用细线系住小石子用手提着慢慢浸没在烧杯里的水面下，但不接触杯底，在天平右盘试加砝码，调节游码使天平再次平衡，读出示数为112.44g，求石子的密度。分析：如图受力分析，用天平称一装有适量水的烧杯质量为105g，天平承受的压力为1.05N，即烧杯和水总重为1.05N，手提小石头浸没在烧杯的水中时称得质量为112.4g，天平承受的压力为1.124N，即烧杯和水的总重和石头所受浮力之和为1.124N。解：V石=V排=F浮/水g =m排/水 =(112.44g 105g)/ 1g/cm3 =7.44cm3 m石=18.6g 石=m石/V石 =18.6g/7.44cm3 =2.5 g/cm3练习5如下图所示，某物理兴趣小组，在测量一个实心小物体的密度时，采用了如下的实验操作：首先用天平测出物体的质量mo；然后在小烧杯中装入一定量的水，用天平测出烧杯和水的总质量m1；再用细线将物体系好后，用手提着细线使物体浸没在此烧杯的水中（水无溢出且物体不接触烧杯），此时天平平衡时测量值为m2下列说法正确的是（） A.物体在水中受到的浮力是m0gB.物体在水中受到的浮力是（m2一m1）gC.物体的密度是水D.物体的密度是水（五） 列状态方程求密度例6 欢欢利用小试管、螺母和细线制成一个“土密度计”，用如图4所示的方法测量液体的密度。“土密度计”在酒精（酒精0.8103kg/m3）中静止时露出液面的高度为2cm；在水（水1.0103kg/m3）中静止时露出液面的高度为3cm；在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为3.8cm。则此硫酸铜溶液的密度为kg/m3。解：土密度计在水、酒精、硫酸铜溶液中都处于漂浮状态，所以浮力都等于重力，浮力相等即：F水=F酒=F硫酸铜=G设密度计平底试管的横截面积为S，长度为L则：V排水=S（L-3cm）、V排酒=S（L-2cm）、V排硫=S（L-3.8cm）由阿基米德原理得：F水=水gV排水=水gS（L-3cm）=1103kg/m3gS（L-3cm）F酒=酒gV排酒=酒gS（L-2cm）=0.8103kg/m3gS（L-2cm）F硫酸铜=硫酸铜gV排硫=硫酸铜gS（L-3.8cm）因为：F水=F酒所以：1103kg/m3gS（L-3cm）=0.8103kg/m3gS（L-2cm）解得：L=7cm因为：F水=F硫酸铜所以：1103kg/m3gS（L-3cm）=硫酸铜gS（L-3.8cm）即：1103kg/m3gS（7cm-3cm）=硫酸铜gS（7cm