浙江版初三物理物体的沉浮条件(初中物理教案)

1、浙江版初三物理物体的沉浮条件.本周教学内容：物体的沉浮条件.重点、难点：1. 掌握物体的沉浮条件2. 理解物体的漂浮条件3. 分析潜水艇潜水的原理，密度计的具体应用 三.教学内容及知识提要1. 物体的沉浮条件一一物体的沉浮决定于物体受到的浮力和重力的大小。当物体浸没到 液体中时，它受到两个力的作用。一个是重力，方向竖直向下，另一个是浮力，方向竖直向 上。当 F浮G物时：P液 卩物，物体上浮当F浮=G物时：P液=p物，物体悬浮当 F浮G物时：p液p物，物体下沉2. 物体的漂浮条件一一即物体漂浮在液面上时，处于平衡状态，物体受到的浮力等于物体所受的重力即：F浮=G物。若物体是实心的，物：:：液V物

2、-V排3. 物体浮沉条件的应用潜水艇一一潜水和上浮是靠改变自身重量来实现的，气球和飞艇也是如此 密度计一一是根据受到的浮力跟它们自重相等的原理制成的。船的排水量（浮力的大小）=船重+货重【典型例题】1. 水面上浮着一块冰，若冰的密度为 0.9103kg m3，求冰块在水中的体积是水面上体 积的几倍？解：设冰块在水面上的体积为V1，水下体积为 V2由物体的漂浮条件得： G物=F浮冰g（V1V2?水gv2（v2二 V排）则V1V2水1.0 103=匹V2冰0.9 1039V29一即 9 倍V11点评：此问题要分析物体漂浮时的平衡条件。2. 质量相等、体积相等的三个实心球分别放入甲、乙、丙三种不同的

3、液体中，如图所示,F浮=G排水二水gV排7水（V石=V排水）三种液体分别为 二甲、r乙、丙，那么它们之间的关系是怎样的?甲乙丙解：甲状态为沉，乙状态为悬浮，丙状态为漂浮。由于三个物体质量相等，即重力相等G甲=G乙=G丙则甲： G甲 F浮物 液（下沉）乙:G乙二F浮物二液（悬浮）丙: G丙二F浮物：液（漂浮）所以三种液体的密度关系为： 亍甲：亍乙：r丙3.有一空心铜球浸没在盛水容器的底部，并且对容器底部的压力恰好为零，如果球的空 心部分体积为 39.5 厘米3,求该铜球所受的重力。（订同=8.9 103千克咪3）解：铜球浸没在容器底部且对底部的压力为零铜球在液体中处于悬浮状态（V物二V排）又V球

4、二V实V空，V空=39.5 10-6米3因此，G球铜gV实=8.9 1039.8 5.0 10=0.44 牛点评：从物体处于悬浮状态时 F 浮=G 球 来分析则 F 浮=G 球水gV排-物gV实=水V=物V实(:铜1.0疋103汶39.5乂10一水)8.9 103-1.0 103= 5.0 10“米3F浮=G排水二水gV排7水（V石=V排水）解：根据已知条件可得：F浮=0石-F石=14.7 牛-7.35 牛=7.35 牛4. 一石块，在空气中称弹簧秤的示数为牛。问：石块的密度为多少？14.7 牛，把它投入水中时，弹簧秤的示数为7.35F浮7.3543:V石M水g=1.0 1039.8 “5 1

5、0米m石二代7亠訖0103千克米3点评：石块在水中的重量与石块在空气中的重量，可求出石块在水中所受浮力是关键。25.有一个重为 2 牛的金属筒，口朝上放入水中时，有的体积浸没在水中。如果在筒内31装入 100 厘米3的某种液体后，再放入水中，金属筒有的体积露出水面。求金属筒的体15积和筒内液体的密度。解：设金属筒体积为 V2一G筒二?水gV（漂浮）.3又加入 100 厘米3液体后（仍漂浮）1G筒G液二、水g（1）V .15由（1）式得 V=竺筒-233.0 10鼻米32P?Kg2汶1.0江1039.814水g亦筒3144=1.0 1039.83.0 10-2 = 0.74牛15则液体的密度:点

6、评：应用物体漂浮条件，学会联立方程，用数学方法求解物理题。6. 一艘小轮船的排水量是10 吨，自重 9900 牛，现有一群质量均为 50 千克的学生要渡江,则该船一次能将多少名学生渡过江？（g=10 牛/千克）解：根据小轮船的排水量为 10 吨，则：F浮=10410 = 105牛又因为根据力的平衡条件：F 浮=nG 人+G 船F浮G船105-9900,n=180.2 人=180 人G人5007.某人质量为 61.8 千克，密度为m液液=液V液gV液0.749.8 100 10出-0.8 103千克米31.0 103千克咪3,他在重为 103 牛的充气筏上打捞一 体积为 0.02 米3的密闭金属

7、箱，当金属在水中时，所需的拉力为41.2 牛，设海水的密度为1.03 103千克/米3,试求：(1 )金属箱的重力为多少？(2 )若此人把金属箱放到充气筏上，自己跳入水中手扶着充气筏，人静止不动时身体体积1的一露出水面，那么充气筏在海水中的体积是多少？ (g = 10 牛/千克)6FSLA F浮DV G箱解：(1)当金属箱在水中时，人用力拉住金属箱使金属箱不沉下去，同时金属箱受三 个力作用处于平衡状态，如图所示：即: G 箱=F 拉+F 浮=41.2 牛+ r海水gV排=41.2 牛 +1.03汉103* 10 x 0.02=41.2 牛 +206 牛=247.2 牛(2 )当人跳入海水中，同

8、时将金属箱放入充气筏上面，人用手扶住金属箱，此时人、充气 筏和金属箱静止时，受 5 个力作用，并且处于平衡状态，如图所示：即：F 浮筏+F 浮人=G 筏+G 人+G 箱其中：F浮人=嘉水gV人排，G 人=m人gG箱=247.2 牛，G 筏=103 牛F浮筏=海水gV孚排代入式可得:3疋3疋56181.03 1010 V筏排+1.031010*3= 103+61.8 10+247.261.0如0整理后可求 V筏排：此题的关鍵是按进行受力分析，找出各力之间的关系，联立方程 进行解答。【模拟试题】1. 法国大力神号充气气艇， 体积为 150 万米1载重为 9 汉 106牛， 空气密度是 1.29 千

9、克/ 米3,问： （1）气艇在空气中受到的浮力多大？（2）气艇本身大约多少重？42.有一木块，浮在水面上时有的体积浸入水中， 当把它放入另一种液体中时，有5体积露出液面，求木块及这种液体的密度各为多少？V1,冰的密度为 -，海水的密度为2，求冰山的重量。米3,这个木筏能不能运载 10 个质量为 m =65 千克的战士过河?5.为打捞沉入河底质量为7.9 吨的钢梁，要用体积为 0.4 米3,质量为 20 千克的浮筒至少多少个？6. 2004 年 3 月 16 日，中法海军在海上进行联合演习，显示了中国和平外交成就，参加演 习的法国反潜驱逐舰的有关技术数据如下：舰长舰宽排水量平均吃水舰载机续舰力1

10、39 米14 米4620 吨6 吨山猫 WG13一架舰速 18 节时 8500 海里，28 节 时2500 海里注：1 海里=1.852 千米，1 节=1 海里/时请根据材料回答（g 取 10 牛/千克）（1）该舰受到的浮力是多少牛？（2） 驱逐舰在水下部分的平均截面积是多少米2？3）如该驱逐舰用 18 节的速度航行，续航时间是多少小时?海水gV浮排+海水5m-=G筏+G人+G箱6-人3. 一座冰山露出水面部分体积是4. 一个由 8 根圆木组成的木筏，每根圆木的质量m= 60 千克，木筏的总体积为V = 1.27.2004 年夏季抗洪抢险中解放军战士将一个体积约为落水者手中。问：（1） 当救生圈全部浸入水中时，产生的浮力多大？（2） 救生圈能承受的最大压力多大？2（3） 若使用救生圈时必须使人的上半身（设该部分约占人体总体积的-）露出水面才有5效，请通过计算分析这个救生圈使一个体重为600 牛的落水者使用是否有效？（取 g= 10 牛/千克，设人体的平均密度改为