内容正文:
9.4物体的浮与沉
【教学目标】
1. 了解轮船、潜水艇、热气球和密度计的工作原理,知道它们通过改变自身重力或排开液体体积来实现浮沉。
2. 理解排水量和吃水深度的概念,能进行简单的相关计算。
3. 能够运用浮力知识分析液面升降等综合问题。
【教学重难点】
教学重点:轮船、潜水艇、密度计的工作原理
教学难点:液面升降问题的分析与应用
【课前预习】
1.用密度大的钢材制造可以漂浮在水面上的轮船,其原理是通过( )的方法增大可利用的( )。轮船的大小通常用( )来表示,其意思是( )。我国制造的第一艘航空母舰,它满载时的排水量约为6万吨,它满载时整个船的质量约是( )kg,它受到的浮力约为( )N,当航空母舰从内河驶入大海后,船体会( )(选填“上浮”或“下潜”)。
2.潜水艇两侧有( ),向水舱中充水时,潜水艇的重力逐渐( ),就逐渐潜入水中。当浸没在水中的潜水艇的重力等于它排开的水重力(即 )时,潜水艇可以( )在水中;当用压缩空气将水舱内的水排出一部分时,潜水艇的重力( ),使重力( )浮力,从而上浮。所以潜水艇是通过改变( )来实现上浮和下沉的。
3.热气球内部的空气经过火焰加热后,气体的温度升高,气体密度( ),当热气球内部气体密度( )外部空气密度时,热气球受到的浮力( )自身重力,热气球便会上升。氢气球和飞艇等则直接在内部充入( )的气体,使它们自身重力浮力,因而能够升空。
4.盐水选种,将种子放入浓度适宜的盐水中,干瘪、虫蛀的种子由于( )就会上浮至 ( ),而饱满的种子由于( )则下沉到容器底部。
5.密度计是测量( )的仪器,当漂浮在不同液体中时,它所受到的浮力( )它自身重力且保持不变,由阿基米德原理可知,液体密度越大,其浸没在液体中的体积越( ),所以其刻度线从上到下,对应的液体密度越来越( )
知识点1:轮船
课堂笔记:
(1)原理:利用( ),增大可利用的浮力,使F浮=G物,实现漂浮。
(2)排水量:( )
吃水深度:( )
知识点2:潜水艇
课堂笔记:
(1)原理:通过( )改变重力和浮力的关系实现自由上浮和下潜。
(2)注意:潜水艇自身重力的改变取决于水舱内充水或放水的多少,它的体积不发生改变。
知识点3:热气球
课堂笔记:
原理:利用空气受热膨胀,热空气的密度( )(选填“小于”或“大于”)空气的密度,实现在空气中上升。
知识点4:密度计
课堂笔记:
(1)用途:用来测液体密度的仪器。
(2)原理:密度计( )在液面,此时浮力( )重力。
(3)刻度特点:上小下大,刻度间隔不均匀。
知识点5:液面升降问题
1. 三个圆柱形容器内分别盛有水、浓盐水和酒精,若将一个冰块,分别放入其中,如图所示,当冰块全熔化后( )
A.装水的容器液面下降B. 装盐水的液面上升
C.装酒精的液面下降
D.三个容器的液面都没有变化
2.如图(a).在一个较大的容器中盛有水,水中放有一个木块,木块上面放有物体A,此时木块漂浮;如果将A从木块上拿下,并放入水中,当木块和A都静止时(水未溢出),下面说法正确的是( )
(a) (b)
A.当A的密度小于水的密度时,容器中水面上升
B.B当A的密度大于水的密度时,容器中水面下降
C.当A的密度等于水的密度时,容器中水面下降
D.当A的密度大于水的密度时,将A拿下后悬挂在木块下面,如图(b),容器中水面不变
3.小英同学得到一边长为10cm,密度为0.7g/cm³的正方体木块,她将木块用细线系于圆柱形容器的水中.如图所示,请你帮她分析以下几个问题:(圆柱形容器静止在水平桌面上)
(1)木块所受的浮力大小?
(2)细线的拉力大小?
(3)剪断细线,当木块静止时,容器底部受到液体的压力与细线未断时变化了多少?
知识点6:浮力图像问题
4.如图甲所示,放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重2N,底面积为100cm²,在容器底部放一圆柱形木块,木块的底面积是50cm²,高为8cm,然后缓慢地向容器中倒水(水始终未溢出).通过测量容器中水的深度M分别计算出该木块所受到的浮力F浮,并绘制了如图乙所示的图像。请解答:
(1)木块的重力多大?
(2)木块的密度是多大?
(3)当容器中水的深度h=12cm时,容器对桌面的压强是多大?
甲
乙
参考答案
【课前预习】
1. 空心;浮力;排水量;满载时排开水的质量;6×10⁷;6×10⁸;上浮
2. 水舱;增大;F浮;悬浮;减小;小于;自身重力
3. 变小;小于;大于;密度小于空气
4. 平均密度小于盐水;液面;平均密度大于盐水
5. 液体密度;等于;小;大
知识点1:(1) 空心法增大V排 (2) 满载时排开水的质量;船浸入水中的深度
知识点2:(1) 改变自身重力
知识点3:小于
知识点4:(2) 漂浮;等于
【液面升降问题】
1. BC
2. BD
【计算题3】
(1) F浮=ρ水gV排=1×10³×10×0.001=10N
(2) F拉=F浮-G=10-7=3N
(3) 剪断后漂浮F浮′=G=7N,浮力减少ΔF=3N,容器底部压力减小3N
【图像题4】
(1) G木=3N
(2) ρ木=m/V=(G/g)/V=0.75×10³kg/m³
(3) p=1100Pa
【综合应用题】
5. (1) ×(轮船始终漂浮,F浮=G总,重力不变,浮力不变)
(2) √(海水密度大于江水,由F浮=ρ液gV排,浮力不变,ρ液增大,V排减小)
(3) √(V排减小,船体上浮一些)
6. (1) ρ物=m/V=60g/100cm³=0.6g/cm³<ρ水,物体漂浮
(2) 漂浮时F浮=G=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N
7. B(潜水艇下潜过程中浸没在水中,V排不变,ρ液不变,故浮力不变)
8. C(密度计浸入液体中的体积越大,说明液体密度越小)
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