内容正文:
第二讲 浮力应用提高
知识与技能:知道物体的浮沉条件,会根据物体的浮沉条件判断物体的浮沉;
习惯与方法:复习运动和力的关系,养成连接旧知识和新知识的习惯;
思维与素养:运用物体的浮沉条件,解决生活中的一些现象。
知识点一、物体浮沉的条件
1.物体的浮沉取决于它受到的_____________和_____________的大小.
2.判断物体浮沉状态的方法:
(1)通过比较浮力与重力的大小关系来判断物体的沉浮状态.判断方法的前提条件:物体浸没在 液体中,且只受浮力和重力.
(2)用比较密度的方法判断物体的沉浮情况.对于浸没在液体中密度均匀的实心物体,由于
F浮 =ρ液gV排,G=mg=ρ物gV物,而V排=V物,通过比较物体密度与液体密度之间的大小关系来 判断物体的浮沉情况.
(3)请根据示意图完成填空.(填“>”“<”或“=”)
示意图
F浮与G物的关系
F浮______G物
F浮_____G物
F浮______G物
F浮______G物
F浮_______G物
ρ液与ρ物的关系
ρ液______ρ物
ρ液______ρ物
ρ液______ρ物
ρ液______ρ物
ρ液______ρ物
状态
悬浮
漂浮
沉底
上浮
下沉
物体处于平衡状态,受平衡力
物体处于非平衡状态,受非平衡力
3.“上浮”“漂浮”和“悬浮”的区别:
(1)上浮是当F浮_______G物时,物体向上运动的过程.
(2)漂浮是物体部分露出液面且静止在液面上,此时物体受平衡力作用,F浮__G物,V排 __V物.
(3) 悬浮是物体全部浸入液面下,可以停留在液体中任意深度处,F浮___G物,V排 ___V物.
4.密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块处 于_______(或______)状态.
知识点二、物体浮沉条件的应用
1.密度计原理:利用物体的_____________条件来进行工作.
(1)根据F浮=G计=ρ液gV排得,ρ液==,可知密度计浸入液体中越深,排开液体的体积越 大,液体的密度____________(填“越大”或“越小”).
(2)如图所示,A位置是测某液体密度时液面的位置,该液体的密度是_____________.
(3)刻度:上________下________,刻度线不均匀.
(4)用密度计测量两种液体密度时,如右图所示,________种液体的密度大.
2.轮船工作原理:要使密度大于水的材料制成能够______________在水面上的物体,把它做成空心的,使它能够排开更多的水.排水量是指满载时________________,即m排=m船+m货,单位为________.如图所示,一艘轮船从河里驶向大海,它受到的重力大小______(填“变大”“变小”或“不变”),它受到的浮力大小_____(填“变大”“变小”或“不变”),轮船受到的浮力F浮_____轮船受到的重力G船;由公式V排===可知,轮船从河里到大海的密度变大,它排开水的体积_______(填“变大”“变小”或“不变”),即轮船_______(填“下沉”或“上浮”).
3.潜艇工作原理
(1)潜艇的上浮、下沉和悬浮是靠改变_______________来实现的.潜艇在水面下下沉的过程中,排开水的体积____________,根据F浮=G排液=ρ液gV排可知,受到水的浮力_____________,水对潜艇的压强____________(均填“增大”“不变”或“减少”).
(2)潜艇自身重力的改变取决于水舱内充水或排水的多少.水舱内充水,自身重力_______;水舱内排水,自身重力________.
4.气球和飞艇的工作原理:利用空气的________升空.气球里充的气体的密度________空气密度, 如氢气、氦气或热空气等.
知识点三、浮力问题的分析与计算
1.浮力问题求解的常用方法
(1)称重法:F浮 = g-F示(空气中的重力减去弹簧测力计示数),适用于物体的密度比液体的密 度大的情形.
(2)阿基米德原理:F浮 =ρ液gV排.
(3)平衡法:漂浮或悬浮时,F浮 =G物,注意:悬浮时,V排=V物;漂浮时,V排<V物.
其中,称重法、阿基米德原理法、二力平衡法是常用的计算浮力的方法.阿基米德原理法是最基本的方法,其他方法一般要与阿基米德原理法联合使用,才能顺利地解决浮力问题.
2.浮力的计算的基本思路
(1)确定研究物体,并对物体进行受力分析;
(2)在受力分析的基础上,列出力的关系式;
(3)把阿基米德原理公式或密度公式、重力的计算公式代入关系式;
(4)根据已知条件解出所求量.
3.漂浮问题“五规律”
(1)物体漂浮在液体