浮力的应用教学简案

1、浮力的应用教学简案课程导入信息1如图13-7-1甲所示，是人类早期制造的独木舟如图乙所示是1405年郑和下西洋时乘坐的长约 147 m的木船，是当时世界上最大的船.如图丙所示是人类近代社会利用钢铁制造的远洋邮轮.甲乙丙图 13-7-1信息211世纪，姚宽在台州做官时，为了检查盐商是否舞弊， 他首创了一种简单的估测盐水密度的方法.选用体积大体相同，而质量不同的莲子十粒，当把莲子放在盐水中时， 如果这些浮沉子一一莲子有 5粒以上浮起，说明盐水是最浓的；如果有三四粒莲子浮起，说 明此盐水是浓盐水；如果不足3粒莲子浮起，说明此盐水是稀盐水.根据以上的信息，你能提出两个你感兴趣的问题吗？探索新知物体的浮

2、沉实验探究 浸没在液体中的物体，松手后，为什么有的物体会上浮，而有的物体会下 沉呢？物体在液体中上浮和下沉的条件是什么呢？实验1如图13-7-2所示，将小木块、小石块、小蜡块、小铁块、橡皮泥，一齐投入水 中，发现小木块和小蜡块漂浮在水面上，而小石块、小铁块和橡皮泥沉入水底.图 13-7-2实验2如图13-7-3所示，将同一实心小铁球，分别投入盛水的烧杯和盛水银的烧杯中, 发现小铁球在水中下沉，在水银中漂浮在液面上.图 13-7-3实验3如图13-7-4所示，将一只眼药水的瓶子一侧用胶带缠一只铁钉，在瓶的侧壁上钻几个孔，将一段胶管的一端接在瓶口， 放入水中.从管里吸气或向管里吹气， 发现排气时,

3、 眼药水瓶内的水被排出， 眼药水瓶开始上浮，向管里吸气时，水进入瓶内，眼药水瓶逐渐沉 入水底，通过控制进入瓶内水量，可以使药水瓶刚好悬浮在水中.问题研讨问题1为什么小木块、小蜡块在水中漂浮，而小石块、小铁块和橡皮泥在水中会下沉 呢？答：.问题2同一铁球在水下沉，而在水银中上浮，你有什么发现呢？眼药水瓶的上浮、下 沉和悬浮是通过改变自身的重力来实现的，说明物体的浮沉条件是什么呢？答： 知识归纳物体的浮沉1.物体的浮沉条件浸没在液体中的物体， 物体的浮沉可以用两种方法来判断：利用物体的重力和浮力大小来判断，利用物体和液体的密度大小关系来判断：友情提示漂浮和悬浮是物体在液体(气体)中的两种平衡状态，

4、漂浮是物体在液面处平衡，而悬浮是物体在液体内部平衡.卩浮 G物t上浮卩浮=G物一j悬浮F浮v G物T下沉|卩液 P物 上浮卩液=P物 T悬浮 bP液v P物T下沉2. 密度计(1) 用途：用来测量液体密度的仪器.(2) 密度计上的刻度有两个特点：上小下大，上稀下密.3. 浮力的利用：飞艇、热气球、潜水艇、轮船等.潜水艇是通过改变自身的重力，来实现上浮和下潜； 飞艇和热气球是通过改变自身的重力，来实现上升和下降.例1(1)如图13-7-5所示，体积相同但密度不同的三个实心小球，放入盛水的水槽内，静止不动时的状态( A漂浮、B悬浮、C下沉)则三球所受浮力大小关系是 .三球的密度大小关系是 .图 1

5、3-7-5图 13-7-fi(2)如图13-7-6所示同一小球，先后投入三种不同的液体中，在A液体中漂浮，B液体中悬浮，C液体中下沉.则小球在三种液体中所受浮力大小关系是： ,三种液体密度的大小关系是 .解析 (1)由A、B、C三个小球的体积相等，可知 B、C两球排开水的体积相等，大 于A球排开水的体积，由阿基米德原理可知：B、C球所受的浮力相等，大于 A球所受的浮力由物体浮沉条件可知：A球漂浮，A球密度小于水的密度； B球悬浮，B球密度等于水的密度；C球下沉，C球密度大于水的密度.(2)小球在A液体中漂浮，浮力等于小球的重力，小球密度小于 A液体的密度；小球 在B液体中悬浮，浮力等于小球的重

6、力，小球密度等于 B液体的密度；小球在 C液体中下 沉，浮力小于小球的重力，小球密度大于 C液体的密度.例2 体的密度.(1)(2)解析V2 :量筒p液答案计下体积V排：二Vt ：量筒(1)用弹簧测力计测量出小木块的重力G .用量筒量取一定体积的液体,Vi.用细线拴好小木块放入量筒内漂浮，计下此时液面对应的体积GV2. (2)表答案 (1) Fa V Fb = Fc； p a Vp b Vp c ； (2) Fa= Fb Fc , p a p b p c解题技巧不同的物体投入同一种液体中，比较浮力大小只需要比较排开液体的体积大小，排开液体的体积越大，浮力越大；同一物体投入不同的液体中，比较浮力

7、大小，只需要比较物体的重力和浮力大小关系(浮沉条件)拓广延伸实验设计巧用浮力知识，测量物体的密度，小木块的密度小于待测液现有弹簧秤、细线、量筒、小木块(能放入量筒中) 只用这些器材测定未知液体的密度.写出简要实验步骤.用测量量写出待测液体密度的表达式 F浮=G木-弹簧测力计达式：p液=g匕Vi解题技巧测量固体或液体的密度， 除了前面学习过利用天平和量筒常规方法测量外，学习浮力知识后，可以将测量固液密度转化为浮力计算问题.本题中小木块在液体中漂浮，所以小木块所受的浮力等于小木块的重力，再结合阿基米德原理，由浮力和排开液体的体积可以计算出 液体的密度.实验探究学会分析和处理实验数据例4小明为了探究

8、物体在水中不同深度所受浮力的变化情况，如图13-7-7所示，将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深)，在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计相应的示数 F，实验数据如下表.S 13-7-7次数1234567H (cm)024681012F (N)6.756.255.755.254.754.254.25图 137-8解析 （1）分析表格中的数据发现前 5次随着圆柱体浸入水中的深度增加，弹簧测力 计拉力F逐渐减小，而且深度每增加2 cm,弹簧测力计的示数减小0.5 N，说明圆柱体所受的浮力跟浸入的深度成正比；（2）从6次开始圆柱体浸没在水中，发现圆柱体

9、浸入水中的深度增加，而弹簧测力计的示数保持不变，说明浸没在液体中的物体所受的浮力跟浸入的深度 无关；（3）分析表格中的数据可知：圆柱体的高度为10 cm，全部浸没时的浮力为 4.25 N ,由阿基米德原理：F浮 _4.25 N33V 排=”水g 10 kg/m 10 N/kg = 4.25X 10 m3，则圆柱体的底面积为：43V排 4.25 X10 mS= h.1m = 4.25 X 10 7 m2（4）圆柱体在没有浸没前，弹簧测力计的示数逐渐减小，全部浸没后示数保持不变， 所以B正确.3答案（1）浸入的深度；（2）无；（3） 4.25 X 10 ; （4） B友情提示浸入液体（气体）中的物

10、体所受浮力的大小，只与液体的密度和排开液体的体积有关.物体没有浸没前浮力跟浸入的深度有关，完全浸没后，浮力与浸入的深度无关.课时作业教材习题“动手动脑学物理” 16题补充习题1 新鲜鸡蛋在水中会下沉，小华向水中加盐并轻轻搅拌，随着盐的溶解，可以看到鸡 蛋会上浮，如图13-7-9所示，这是因为（）图 13-7-9A .鸡蛋的重力减少，重力小于浮力B 鸡蛋的质量减少，浮力增大C.鸡蛋排开盐水的体积增大，浮力增大D 液体的密度变大，鸡蛋所受的浮力大于重力2我国“远望号”卫星测控船从江阴出发执行任务，由长江进入海洋下列有关测控 船所受浮力的说法正确的是（）A 由于船始终漂浮在水面上，所以它受到的浮力不

11、变B 由于海水的密度大，所以船在海洋里受到的浮力大C由于船排开海水的体积小，所以它在海洋里受到的浮力小D 由于船排开海水的体积大，所以它在海洋里受到的浮力大3. 如图13-7-10所示，金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡，在升至水面的过程中体积 逐渐变大，这个过程中气泡所受浮力将（）图 13-7-10A .不变B .变大C.变小D 无法确定4如图13-7-11所示，一个底面积为S的圆柱形容器直立漂浮于水中，这时它浸入水中部分的长度为h。，当往圆柱形容器内注入适量的水后，它仍能直立漂浮于水中，这时它浸入水中部分的长度变为m.将圆柱形容器内的水换成同体积的某种液体后，它仍能直立漂浮于水中，这时它浸入水

12、中部分的长度变为h2,已知水的密度为p水，则：图 13-7-11 198Hi(1) 圆柱形容器的质量 m =.(2) 容器内液体的密度 p =.5.有一金属柱体，横截面积是一不规则的多边形，现有刻度尺，但无法直接测量柱体 的横截面积，某位同学为了测量其横截面积，在柱体侧面画了 A、B两条横线(如图13-7-12所示)，并用细线把柱体悬吊在测力计上，他把柱体缓慢浸入水中并始终保持柱体竖直，当 水面到达A横线时，记下了测力计示数 Fa,为测出横截面积，还需继续完成两个实验步骤.图 13-7-12(1) 请把这两个步骤写在下面，并用字母表示所测出的物理量.步骤1： 步骤2: (2) 请通过计算，得出

13、所测横截面积的表达式： 答案点拨课程导入问题示例：铁块放入水中会下沉，为什么钢铁制成的轮船能在海面上航行？为什么 盐水越浓，浮起莲子会越多呢？问题研讨问题1小木块和小蜡块的密度小于水，而小石块、小铁块和橡皮泥的密度大于水.问题2铁球在水中下沉，是由于铁球的密度大于水，铁球在水银中漂浮，是由于铁球 的密度小于水银；浮力大于重力，物体上浮，浮力小于重力，物体下沉，浮力等于重力，物 体悬浮.课时作业教材习题“动手动脑学物理” 16题提示与解答第1题答案：0.5第 2 题答案：1071071 000第3题答案：不变 不变变大第4题解答：轮船自身质量为：mi= 2 600 t它最多能载货物的质量为：m2

14、= m m1= 5 800 t - 2 600 t = 2 600 t第5题说明：漂浮的种子的密度小于盐水密度，则可能是不饱满的，只有沉底的种子可能是饱满的.第6题答案：B .点拨：由公式F浮=p液gV排进行分析.补充习题1. D(点拨：加盐使液体的密度变大，大于鸡蛋密度时，鸡蛋开始上浮)2. A (点拨：由于船始终是漂浮在水面上，所以浮力大小始终等于船的重力，由于 海水的密度大，所以进入大海后，船排开海水的体积减小)3. B (点拨：气泡上升过程中，体积增大，排开水的体积增大，所以浮力变大)4. (1)圆柱体的质量等于它排它水的质量：m = m排=p水Sh0.(2)容器中液体的体积等于容器中水的体积：V液=V水=(h2 h0) S,容器中液体的质量为：m液=p水(h1m液=P水(hi? h0 S = P水 化h )h0)s,则液体的密度为：p液=V液m h Sho5. (1)步骤1 :把柱体缓慢浸入水中并始终保持柱体竖直，当水面到达B横线时，记 下了测力计示数 Fb步骤