摘要:
该初中物理学习任务单聚焦“物体的浮与沉”核心知识点,以生活现象为切入点,通过观察、实验、受力分析层层递进,构建从漂浮、悬浮到沉底的完整认知框架,形成“浮力与重力关系→密度比较→实际应用”的逻辑链条,有效搭建学生从感性体验到理性推理的学习支架。
任务单突出物理观念与科学思维的深度融合,引导学生在真实情境中建立浮沉条件的模型建构意识,强化二力平衡和密度关系的科学推理能力,尤其在活动二中通过填空式问题链推动学生自主推导浮沉与密度的关系,体现科学论证素养。习题设计紧扣课标要求,涵盖状态判断、定性比较、密度计算等典型题型,注重证据意识与逻辑表达,如第4题弹簧测力计数据综合运用,训练学生多角度分析问题的能力,整体体现“做中学、学中思、思中悟”的学科特色教学路径。
内容正文:
相伴智慧课堂 共享阳光人生
广丰中学互动课堂学习任务单
课题名称
八年级物理下册
9.5 物体的浮与沉
学习目标
1、通过观察和实验,知道物体在液体中可能出现的状态,了解漂浮、悬浮的含义。
2、应用二力平衡条件、力与运动关系的知识,认识物体的浮沉条件。
3、运用物体的浮沉条件解释一些实验现象,说明其在生产、生活中的应用。
情境
用钢铁制造的船能漂浮在水面上;而同样用钢铁制造的潜艇,却既能下潜又能上浮。物体的浮沉是由什么因素决定的?
自
主
学
习
活动一:探究怎样使物体上浮或下沉
1、自主观察:把一些物体浸没在水中,松手后,哪些能浮在水面上,哪些沉底?
2、自主思考:(1)怎样使原本漂浮的物体沉下去?
(2)怎样使沉在水底的物体上浮?
(3)从物体受力的角度来看,这些方法中分别改变了哪些力的大小?
3、 交流小结:改变物体浮沉的方法有(1)改变_______力;
(2)改变_______力,其方法是改变_________________或改变_______________。
活动二:受力分析,确定状态
1、合作探究:如图所示,将一个小球浸没在水中由静止释放,请根据小球可能出现的运动情况分析其受力情况:
(1)小球上浮时做_______运动,此时浮力_____重力;露出水面以后,随着_______的不断减小,_______力就会不断减小;最终,物体_______在液体表面,此时浮力_____重力;
(2)小球下沉时做_______运动,此时浮力_____重力;最终,物体______,此时浮力_______重力;
(3)小球浸没时,若F浮=G,物体将处于_______状态;这种状态与漂浮有什么相同点和不同点?
2、交流总结:
当物体浸没在液体中时:
若F浮______G,物体上浮,最终状态是_______,此时F浮______G;
若F浮______G,物体下沉,最终状态是_______,此时F浮______G;
若F浮_________G,物体悬浮。
3、自主思考:你能进一步推导出浮沉条件中ρ液和ρ物的大小关系吗?
活动三:浮力的应用
1、自主思考:
(1)潜水艇为什么能自由的上浮下潜?———是通过改变______来实现的;
(2)轮船为什么能够漂浮在水面上?———是通过改变______实现的;轮船满载时_____________称为“满载排水量”,轮船总质量越大,排水量就越_____,吃水深度也越____。
实
际
运
用
一、浮沉状态判断
1、刚倒入玻璃杯中的雪碧会产生很多小气泡。此时,将一些葡萄干加入杯中,有些葡萄干会沉入杯底,这些葡萄干表面因吸附足够的小气泡,受到的浮力________重力,从而上浮;上浮到液面后,由于小气泡破裂,导致它们受到的浮力________重力,于是又沉入杯底。
2、把重10N,密度为0.9×103kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于_______(漂浮/悬浮/沉底)状态,物体所受浮力为_____N,排开水的体积是___________m3。(g取10N/kg)
3、有一物体质量为90g, 体积为100cm3,现将它浸没在水中,物体所受的浮力为_________ N,松手后,物体将会_________(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),最终静止时物体排开水的质量为_________ g。(g取10N/kg, ρ水=1.0×103kg/m3)
4、有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N。把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是( )
A、12N B、14N C、10N D、4N
5、小华将质量为120g的物体浸没到盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了100cm3的水,则物体最终(g取10N/kg)( )
A、漂浮在水面上 B、悬浮在水中
C、沉在溢水杯底部 D、受到1.2N的浮力
6、把一个小球轻轻放入盛满水的杯子里,溢出100N的水,则小球的重力( )
A、一定等于100N B、一定大于100N
C、小于或等于100N D、大于或等于100N
7、把一个木块(ρ木=0.6×103kg/m3)放入盛满酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)的溢水杯中,溢出30g的酒精:若将此木块从酒精中取出,擦干后放入盛满水的溢水杯中(ρ水=1×103kg/m3) ,则溢出的水的质量是( )
A、等于30g B、小于30g C、大于30g D、无法确定
8、一个气球下挂一个铁块置于水中某一位置,处于静止状态(如图所示)。现用手轻轻向下推一下气球,那么手离开气球后,气球和铁块的运动情况是( )
A、加速向下运动 B、匀速向下运动
C、减速向下运动 D、仍然处于静止状态
9、新旧两只鸡蛋放入水中的状态如图所示。两只鸡蛋的体积分别是VA、VB,质量分别是mA、mB,两只鸡蛋受到的浮力分别为:FA=__________,FB=__________(已知水的密度为ρ)。
二、浮力定性比较
1、小明取一只空牙膏皮,一次将它挤瘪,一次将它撑开,两次都拧紧盖后,先后放入桌面上同一杯水中,结果如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A、牙膏皮在甲中受到的浮力大
B、牙膏皮在乙中受到的浮力大
C、牙膏皮在甲、乙中受到的浮力一样大
D、牙膏皮在甲、乙中受到的浮力无法比较
2、如图,碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,下列说法正确的是( )
A、碗沉入水底时比漂浮在水面上时重力变大了
B、碗沉入水底时受到的浮力等于它的重力
C、碗沉入水底时比漂浮时所受的浮力变大了
D、碗沉入水底时比漂浮时所受的浮力变小了
3、如图所示,甲、乙、丙三球静止在水中,它们受到的浮力分别是F甲、F乙、F丙,则:
(1)若三球体积相等,则它们的浮力的大小关系是_______________;
(2)若三球质量相等,则它们的浮力的大小关系是_______________。
4、如图所示,将同一个小球分别放入甲、乙、丙三种液体中,静止时小球漂浮在甲液面上,小球悬浮在乙液体里,小球则沉入丙液体的底部,则小球在三种液体中所受浮力的关系,正确的是( )
A、F甲>F乙>F丙 B、F甲=F乙>F丙
C、F甲>F乙=F丙 D、F甲<F乙<F丙
5、如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1,梨子的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2,现有以下判断,正确的是( )
(1)若m1>m2,则F1一定小于F2
(2)若m1=m2,则F1一定大于F2
(3)若V1=V2,则F1一定小于F2
(4)若V1>V2,则F1一定大于F2
A、(1)(3) B、(1)(4) C、(2)(3) D、(2)(4)
三、浮沉与密度
1、小明将体积相等的A、B、C三个不同水果放入水中静止后,A 漂浮、B悬浮、C沉底,如图所示。关于它们的密度和受到的浮力大小判断正确的是( )
A、FA>FB>FC B、FA>FB=FC
C、ρA<ρB<ρC D、ρA<ρB=ρC
2、如图所示,将同一物体先后放入甲、乙两杯液体中,物体在甲液体中处于漂浮状态,在乙液体中处于悬浮状态。下列判断正确的是( )
A、物体在甲液体中受到的浮力大于乙液体中受到的浮力
B、物体在甲液体中受到的浮力小于乙液体中受到的浮力
C、甲液体密度小于乙液体的密度
D、甲液体密度大于乙液体的密度
3、两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,则下列说法不正确的是( )
A、小球A的质量小于小球B的质量
B、甲液体的密度小于乙液体的密度
C、在甲液体中容器底对小球A的支持力小于对小球B的支持力
D、小球A在乙液体中受到的浮力小于在甲液体中的浮力
4、将一物块A轻轻放入盛满水的大烧杯中,A静止后,有72g的水溢出;再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中。A静止后,有64g的酒精溢出,则A所受的重力为_________N,A的体积是_________ cm3。( ρ水=1g/cm3 , ρ酒精=0.8g/cm3 , g=10N/kg )
四、浮力的应用
1、一艘轮船由长江驶入黄海,则 ( )
A、轮船要下沉一些 B、浮力变大
C、轮船排开液体的体积变小一些 D、以上都有可能
2、某同学制作了如图所示的潜水艇模型,下列说法错误的是( )
A、潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的
B、向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜艇下沉
C、向外拉注射器活塞,试管内水量适当时,可实现潜艇悬浮
D、潜艇模型的试管上绕些铁丝,可保持试管稳定
3、一个飞艇充入气体后的质量是1.5 t,体积为1500 m3 。当装入多少千克的货物时,飞艇能够悬浮在空中?(空气的密度为1.29 kg/m3 ,g取10N/kg)
五、漂浮与密度
1、一物体漂浮在水中,有 1/4 体积露出水面, ρ水=1g/cm3,则物体的密度为( )
A、0.25g/cm3 B、0.75g/cm3 C、0.8g/cm3 D、1.25g/cm3
2、一物体漂浮在液体中,有 1/4 体积露出水面,物体密度为0.75g/cm3,则液体的密度为( )
A、0.75g/cm3 B、0.8g/cm3 C、1g/cm3 D、1.25g/cm3
4、 若ρ水=1g/cm3, ρ冰=0.9g/cm3,则漂浮在水面上的冰山藏在水面下的体积是冰山体积的几分之几?___________。
5、
六、冰块熔化问题
1、下列四个相同的容器中,液面高度相同,图丁所示容器中的液体和水不相溶且比水的密度大。当四个容器中的冰熔化后,甲、乙、丙、丁四个容器中的液面高度分别变为h1、h2、h3、h4,则( )
A、h4>h1=h2>h3 B、h3>h1=h2=h4 C、h4>h1>h2>h3 D、h1=h2=h4>h3
七、浮力与电子秤
1、小明用某种不吸水的新材料打印出一架歼﹣35A飞机模型,用电子秤进行了如图所示的四步测量操作(细针的体积不计,ρ水=1g/cm3),并对测量数据作出分析。下列说法正确的是( )
A、飞机模型的质量为300g B、飞机模型的体积为300cm3
C、飞机模型的密度为0.25g/cm3 D、测得飞机模型密度值比真实值偏大
2、物理兴趣小组的同学测量牛奶和小石块的密度。
(1)在烧杯中倒入适量的牛奶,用调节好的天平测出烧杯和牛奶的总质量如图乙所示,则烧杯和牛奶的总质量为________g,将烧杯中的牛奶全部倒入量筒中,牛奶的体积如图丙所示,再测出空烧杯的质量为18g,则牛奶的密度为________________ kg/m3;
(2)在测量小石块密度时,他们设计了如下实验方案进行测量,请你补充完整;
第一种方案是利用家中的电子秤设计出如图丁实验,操作步骤如下:
a.将装有适量水的烧杯放在电子秤上,打开开关并设置归零(即示数为零);
b.如图所示,用细线系住小石块,使石块 _______________________________________,读出电子秤的示数20g;
c.松开细线,使小石块沉入烧杯底部,待电子秤示数稳定后,读出其示数为52g;
则小石块的密度ρ石=_____________g/cm3(ρ水=lg/cm3)。若步骤b中不小心溅飞出去少量水,这将导致测量值_____________(选填“偏大”、“不变”或“偏小”);
第二种方案的测量如图戊,步骤如下:
a.在圆柱形玻璃筒内加入适量的水,塑料碗漂浮在水面上,量出筒内水面的高度h1;
b.将小石块放入碗中,碗仍漂浮在水面上,测出筒内水面的高度h2;
c.将小石块放入筒内的水中,碗漂浮在水面上,测出筒内水面的高度h3;
则小石块密度的表达式为ρ=_____________(已知水的密度为ρ水,用所测量的符号表示)。若将测量步骤中的b和c对调,测得的石块密度为ρ',则ρ'_________ρ(选填“>”“=”或“<”)。
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