内容正文:
10.5 物体的浮与沉
学点1 物体的浮沉条件
实验1:手拿一铁块将其浸没在水中,松手后铁块下沉。
实验2:将一很薄的塑料袋装满水,把口扎紧后将其浸没在水中,松手后,塑料袋停在原来位置不动。
实验3:将一木块浸没在水中,松手后,木块上浮。
实验4:将两相同的铁块分别放入水银和清水中,一块上浮,一块下沉。
分析与论证:从受力情况进行分析,浸没在水中的物体松手后只受两个力的作用,即重力和浮力,这两个力的方向相反,物体的运动状态取决于两个力的大小。实验中,铁块下沉,说明铁块所受的浮力小于重力(图10-5-2甲);实验2中,装满水的塑料袋不动,说明它所受的浮力等于重力(图乙);实验3中,木块上浮,说明木块受到的浮力大于重力,当木块露出水面,由于排开水的体积变小,所受浮力变小,当浮力等于重力时,木块漂浮在水面上,如图丙、丁所示。
图10-5-2
问题1:物体的浮沉情况取决于物体所受的__重__力和__浮__力的大小关系,因此控制物体的浮与沉的途径有:(1)保持物体__重力__不变,通过改变液体密度或改变物体排开液体体积来改变浮力。增大浮力使物体__上浮__,减小浮力使物体__下沉__。(2)保持物体所受__浮力__的大小不变,减小物体自身重力使物体__上浮__,增大物体自身重力使物体__下沉__。
问题2:物体上浮、下沉是运动过程,在此过程中受__非平衡__力作用,下沉的结果是沉到液体__底部__,上浮的结果是浮出液面,最后__漂浮__在液面上;漂浮与悬浮的共同特点都是浮力等于__重__力,在平衡力的作用下,物体静止不动,但漂浮是物体在__液面__的平衡状态,物体的__一部分__浸入液体之中,悬浮是物体__浸没__在液体内部时的平衡状态,__整个__物体浸没在液体中。
问题3:由以上问题可以看出,改变物体的浮沉情况,其实质是通过改变物体的__受力__情况来实现的,这也是运动与力的关系的具体体现。浸在液体中的物体都受到__重__力和__浮__力的作用(有时还受其他力),在不受其他力的前提下,改变这两个方向相反的力的大小关系,即可改变物体的__浮沉__情况。
学点2 物体浮沉条件的应用
实验1:用盐水选种。干瘪、虫蛀的种子受到的浮力大于重力,所以上浮;饱满的种子受到的浮力小于重力,所以下沉。
实验2:测定人体血液的密度。在几支试管内分别装入密度不同的硫酸铜溶液,再向每支试管内分别滴入一滴血液,血液在哪一试管中悬浮,密度就等于该试管内硫酸铜溶液的密度。
实验3:打捞沉船。在沉船下部用结实的钢带将其托住,在钢带的两端固定浮筒,在浮筒中注满水,使浮筒沉到船附近与钢带结合,然后排出浮筒中的水,水的浮力就把浮筒和船一起推向水面。
问题1:轮船的尺度大小通常用__排水量__来表示,根据物体的漂浮条件知,__排水量__=船自身的质量+满载时货物的质量。
问题2:密度计在不同液体中漂浮时所受到的__浮力__都相同,根据F浮=__ρ液V排液g__可知,待测液体密度越大,则__V排液__越小,密度计__浸入液体__中的体积越小,__露出部分__的体积就越大,所以密度计上的刻度值是“__上小下大__”。
1
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10.5 物体的浮与沉
基本
环节
基 本 内 容
组织教学
知
识
梳
理
【导学目标】
1.通过物体的浮沉现象的实验研究、知道物体的浮沉条件;培养学生思维能力和实验研究能力;
2.知道物体和液体密度对浮沉条件的影响;
3.通过浮沉条件的实际应用,了解物理知识在生产、生活和社会中的应用;知道密度计、潜水艇、热气球的原理。
智
慧
碰
撞
1.将物体浸入水中时会出现那些现象:上浮、 、 、 、
2.浸在液体中的物体如果下沉了,是因为 (选“浮力小”、“重力大”或“物体的浮力大于受到的浮力”)。
自
主
展
示
【问题1】将橡皮泥、苹果、蜡烛、铁块、乒乓球、装有不等沙子的密封小桶等浸没在水中,这些物体在水中将怎样运动?
上浮的物体有:
下沉的物体有:
【问题2】怎样使下沉的小桶浮起来?怎样使漂浮的物体沉下去?
方法:①改变物体自身的 。如: 。
②改变物体所受的 。如: 。
可见改变物体的 和 的关系就可以改变物体的浮与沉。
【问题3】那么在物体在水中的不同状态,重力和浮力之间会存