内容正文:
第2课时 物体的浮沉条件与应用
2024凉山物理
目
录
1
回归教材 掌握必备知识
2
对照课标 突破核心考点
3
课堂反馈 落实学业要求
1
回归教材 掌握必备知识
物体的浮沉条件
必备知识
1
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮_____G F浮_____G F浮_____G F浮_____G F浮+FN______G
ρ液_____ρ物 ρ液_____ρ物 ρ液_____ρ物 ρ液_____ρ物 ρ液______ρ物
>
<
=
=
=
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=
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<
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必备知识1
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上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
物体的运动状态不断改变受非平衡力作用, 物体可以停留在液面下任何位置处 是上浮的最终状态 是下沉的最终状态
物体处于静止状态,受平衡力作用
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对点练习1 俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉,这是因为( )
A.西瓜受到的浮力较小 B.西瓜的体积较大
C.李子受到的重力较大 D.李子的密度较大
D
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浮力的应用
必备知识
2
实例 原理和特点
轮船 把密度大于水的材料做成空心,增大其排开水的体积,从而增大浮力使其能够漂浮在水面上。轮船的大小用排水量表示,即
轮船满载时排开水的___________
潜水艇 通过向水舱中充水或排水来改变自身的___________,从而实现上浮﹑悬浮或下潜
质量
重力
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实例 原理和特点
气球、飞艇 通过充入气体的密度______空气密度的方法,从而使其升空
密度计 在液体中处于_________状态,受到的浮力等于重力。浸入液体的体积越大,说明液体的密度越________
盐水选种 配制盐水,使其密度_______优质种子的密度而_______劣质种子的密度
小于
漂浮
小
[密度计的刻度分布不均匀,自上而下刻度值逐渐增大]
小于
大于
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对点练习2 请判断下列说法的正误。
(1)轮船从长江驶入大海,浮力不变,吃水深度增加。( )
(2)海面下的潜水艇下潜时,所受的浮力变小,压强变大。( )
(3)热气球的升空原理和飞机起飞的原理相同。( )
(4)同一支密度计放在密度较小的液体中所受浮力较小。( )
×
×
×
×
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计算浮力常用的四种方法
必备知识
3
方法 压力差法 称重法 阿基米德原理法 平衡法
图示
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方法 压力差法 称重法 阿基米德原理法 平衡法
公式 F浮=___________ F浮=__________ F浮=G排=_______
=___________ F浮=_______
=________
适用范围 形状规则的物
体,已知上、下表面的压强及
上、下表面积(或已知上、下表面所受的压力) 已知物体的重力及物体浸在液体中时弹簧测力计的示数 已知物体排开液体的体积和液体的密度,(或已知排开液体的质量) 漂浮或悬浮的物体,且已知物体的重力(或质量)
F向上-F向下
G物-F示
m排g
ρ液gV排
G物
m物g
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对照课标 突破核心考点
(1)元宵节是我国的传统节日,这一天小华在帮妈妈煮汤圆时发
现,生汤圆放入锅中由于浮力_________重力而下沉;在煮的过程中,
汤圆内部气体受热膨胀,浮力_________致使浮力_______重力而上浮。
利用物体的浮沉条件说明生产生活中的现象
核心考点
1
小于
变大
大于
(2)一艘远洋轮船在某港口装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力__________;当轮船驶入另一港口卸下货物后,轮船所受浮力_________,轮船将__________(选填“上浮”“下沉”或“不变”)一些。
变大
变小
上浮
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核心考点1
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(3)如图所示,小明自制了一个潜艇模型,悬浮于水中,此时潜艇模型受到的浮力________重力。为了让悬浮在水中的潜艇模型上浮,小明应该
___________(选填“向左推”或“向右拉”)注射器,这个过程中改变了它的_________。在潜艇露出水面前,潜艇所受浮力________,潜艇上表面
所受液体压强________。
等于
向左推
重力
不变
变小
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如图所示,水平桌面上甲、乙、丙三个完全相同的容器中分别盛有一定量的液体,将A、B、C三个小球分别放入容器内,静止时液面刚好相平。
利用物体的浮沉条件判断相关物理量大小
核心考点
2
(1)小球在甲液体中处于___________状态,在乙液体中处于___________状态,在丙液体中处于___________状态。
漂浮
悬浮
沉底
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(2)若三个小球完全相同,则:
①小球在三种液体中受到的浮力大小关系:_________________;
②三种液体密度的大小关系:___________;
③容器底部所受液体压强的大小关系:____________;
④液体对容器底部的压力的大小关系:____________;
⑤容器对桌面的压强的大小关系:_________________。
F浮A=F浮B>F浮C
ρ甲>ρ乙>ρ丙
p甲>p乙>p丙
F甲>F乙>F丙
p容甲>p容乙>p容丙
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(3)若三个容器内的液体相同,且三个小球的质量相同,则:
①小球所受浮力的大小关系:_________________;
②小球密度的大小关系:___________;
③小球体积的大小关系:___________。
F浮A=F浮B>F浮C
ρA<ρB<ρC
VA>VB>VC
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(4)若三个容器内的液体相同,且三个小球的体积相同,则:
①小球所受浮力的大小关系:________________;
②小球密度的大小关系:___________;
③小球质量的大小关系:___________;
④容器底部受到液体压强的大小关系:_____________;
⑤容器对桌面的压力的大小关系:________________。
F浮A<F浮B=F浮C
ρA<ρB<ρC
mA<mB<mC
p甲=p乙=p丙
F容甲=F容乙<F容丙
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判断浸在同一液体中的物体所受浮力大小的常用方法,如图所示:
(1)当V苹果=V梨时,利用F浮=ρ液gV排,由于V苹果排<V梨排,故F苹果浮<F梨浮;
(2)当m苹果=m梨时,利用浮沉条件:苹果漂浮F苹果浮=G,梨沉底F梨浮<G,故F苹果浮>F梨浮。
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(2023·邵阳) 现有一个不吸水材料的长方体A,底面积为1.5×
10-2 m2,体积为1.5×10-3 m3,质量为0.9 kg。将它放入底面积为4×
10-2 m2,装有适量水的薄壁圆柱形容器中,容器足够高,A漂浮于水面
(如图甲所示)。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求A的重力;
浮力的相关计算
核心考点
3
甲
解:A的重力:GA=mAg=0.9 kg×10 N/kg=9 N;
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(2)求A的底部受到的液体压强;
解:A漂浮于水面,所受浮力等于重力,即F浮=GA=9 N,
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(3)如图乙所示,将重10 N、体积为5×10-4 m3的长方体B(不吸水)置于A
上,待两物体静止时,请判断B浸入水中的情况:___________(选填“不会浸入”“部分浸入”或“全部浸入”)并说明理由,求放入B后容器内水面上升的高度。
乙
部分浸入
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解:假设A、B漂浮于水面,则A、B所受浮力:F′浮=GA+GB=9 N+
10 N=19 N,
A、B排开水的体积:
A、B的总体积:VAB=VA+VB=1.5×10-3 m3+5×10-4 m3=2×10-3 m3,
比较可知,VA<V′排<VAB,假设成立,且B部分浸入水中;A漂浮时排开水的体积:
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B放入后,排开水的体积增加量:ΔV=V′排-V排=1.9×10-3 m3-9×
10-4 m3=1×10-3 m3,
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物体浸入液体中,相关压力的计算:
(1)液体对柱形容器底的压力:F=___________;
(2)柱形容器对桌面的压力(将物体、液体、容器作为一个整体):
甲
G液+F浮
①整体不受其他外力(如图甲),则F容=_______________________;
F支=G总=G容+G液+G物
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②整体受竖直向上的拉力(如图乙),则F容=____________________
_________________;
③整体受竖直向下的压力(如图丙),则F容=____________________
_________________。
乙
丙
F支=G总-F拉=G容
+G液+G物-F拉
F支=G总+F压=G容
+G液+G物+F压
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课堂反馈 落实学业要求
1.(2023·凉山州) 如图所示,两个相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心球A、B分别放入容器中静止时,A球悬浮,B球漂浮,h1<h2,且两种液体对容
器底的压强相等,下列说法正确的是( )
A.两个小球受到的重力:GA<GB
B.两个小球受到的浮力:FA浮>FB浮
C.两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲>p乙
B
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2.(2021·凉山州) 一质量为 600 g、密度为 0.6 g/cm3的正方体木块用细线系于底面积为 400 cm2容器的水中,如图所示。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)木块所受的浮力大小是多少?
=1 000 cm3=1×10-3 m3,则木块所受的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV木=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N;
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(2)将细线剪断后,木块静止时,容器底部受到水的压强变化了多少?
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=0.01 m,
则容器底部受到水的压强变化量:
Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m=100 Pa。
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本讲内容结束
请完成《练测本》本讲内容
水对A上表面的压力为0 N,根据浮力产生的原因可得,水对A下表面的压力:F下=F浮=9 N,A的底部受到的液体压强:p===600 Pa;
V′排===1.9×10-3 m3,
V排===9×10-4 m3,
则放入B后容器内水面上升的高度:Δh===0.025 m。
解:正方体木块的体积:V木===1 000 cm3
解:木块的重力:G木=m木g=0.6 kg×10 N/kg=6 N,将
细线剪断后,由于ρ木<ρ水,则木块上浮,静止时漂浮,
此时木块受到的浮力:F′浮=G木=6 N,由F浮=ρ液gV排
可得,木块漂浮时排开水的体积:V′排===6×10-4 m3,
所以液面下降的深度:Δh===
$$