浙教版科学八年级上册第一章第10课时1-5水的浮力(二)

浙教版科学八年级上册第一章

第10课时1.5 水的浮力(二)——物体浮沉条件

学习目标

1.巩固浮力的概念和阿基米德原理。

2.能用力和运动的关系推导出物体在液体中浮沉的条件。

3.会应用浮沉条件分析一些实例。

课堂学习设计

[课前练习]

1.浸没在液体中的物体，它在液体中的深度越深，受到的浮力 ( C )

A.越大 B.越小 C.不变 D.都有可能

2.两只完全相同的烧杯，一只装满水，另一只也装满水，但水面上漂浮着一块木块，如果将它们同时放在一台已调平的天平左右两盘上，则 ( A )

A.天平平衡

B.天平不平衡，有木块的一边轻

C.天平不平衡，有木块的一边重

D.因不知木块重，所以无法判断天平是否能平衡

3.有一金属球，在空气中称时弹簧秤示数为14.7牛，浸没在水中称时弹簧秤示数为4.9

33牛，已知金属的密度是3×10千克／米，通过计算判断该金属球是空心的还是实心的。

[解] m球＝G球g＝14.7牛＝1.5千克 9.8牛/千克

V实＝m球

金＝1.5千克-43＝5×10米 333 10千克/米

F球＝G—G＇＝14.7牛—4.9牛＝9.8牛

F浮＝ρ水gV排 V排＝V球

V球＝F浮

水g＝9.8牛-33＝10米 331.0 10千克/米 9.8牛/千克

因为V球>V实 所以此金属球是实心的。

[科学探究]

一、实验

将装有不同质量的沙的乒乓球放入水中，观察现象，可以观察到 三只球在水中所处状态(深度)不同 。

二、物体浮沉条件

1.设想一物体浸没于液体中，如图1—25所示，对浸没在液体中的物体进行受力分析可能出现三种不同情况:

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(1)当F浮>G时，根据力和运动的关系，可知物体将 上浮 ，当部分体积露出液面时，排开体积减小，受到浮力减小，最后F浮＝G，物体处于 漂浮 状态。

(2)当F浮＝G时，由于物体受平衡力作用，物体处于 悬浮 状态，此时物体可以停留在液体内部任一位置。

(3)当F浮<G时，物体将 下沉 ，最后物体与容器底接触，物体受浮力、重力和支持力三个力作用静止。

2.对于实心物体来说，当物体全部浸没在液体内部时，有V排＝V物，由于F浮＝ρ液gV排，G物=ρ物gV物。则:

(1)ρ液>ρ物时，上浮，最后漂浮；

(2)ρ液＝ρ物时，悬浮；

(3)ρ液<ρ物时，下沉。

3.物体的浮沉是一个非常常见的现象，生活中有大量事件都可以用物体浮沉的条件作出合理的解释。

阅读p.24有关内容，然后要求同学讨论p.24的三幅图如何用物体浮沉条件来解释。

4.物体漂浮在液面上的条件:

F浮＝G物，V排<V物；

如果是实心物体，则ρ液>ρ物，V排<V物。

[典型例题解析]

333 [例1] 有一体积是2分米、密度是0.6×10千克／米的木块，用绳子将它拴在水池

底部的钩子上，如图1—26所示。如果绳子断了，木块就上浮到水面。问

:

(1)木块在上浮过程(未露出水面)中，受到浮力的大小是否会发生变化?

(2)木块漂浮在水面时露出液面的体积多大?

[解析] 由于ρ木<ρ水，根据物体浮沉条件可知，当绳子断了时，木块受到的浮力F浮>G木。

(1)木块在上浮过程中，当木块尚未露出水面时，由排开液体受到的重力大小不变，故受到浮力大小将不发生改变。

33 (2)木块受到的重力。G木＝m木g＝ρ木gV木＝0.6×10千克／米× 9.8牛／千克× 2×

-3310米＝11.8牛

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由于木块最后处于漂浮状态，则有F＇浮＝ρ

所以V排＝水gV排＝G木 G木

水g＝11.8牛-33＝1.2×10米 331.0 10千克/米 9.8牛/千克

所以V露＝V木—V排＝0.8×10-3米3＝0.8分米3

[答] 略

333 [例2] 现有甲、乙两种实心物体，已知ρ甲＝1.2×10千克／米，ρ乙＝0.8×10千

333克／米，ρ水＝1.0×10千克／米。

(1)当取相同质量的甲、乙两种固体，投入到水中，甲和乙两物体所受浮力之比F甲:F乙是多少?

(2)当取相同体积的甲、乙两种固体，投入到水中，则甲和乙两物体所受浮力之比F＇甲:F＇乙是多少?

[解析] 解此类题目的关键在于先根据物体和液体的密度大小判断物体静止时所处的状态，即是沉在容器底还是悬浮或漂浮，然后再根据具体所处状态和物体浮沉条件进行解答。 因为ρ甲>ρ水，所以甲物体放入水中应是下沉的。

ρ乙<ρ水，乙物体放入水中则应处于漂浮状态。

(1)设m甲＝m乙＝m

水gmF甲＝ρ水gV甲＝ρ水g·＝ 乙 甲m甲

F乙＝G乙＝m乙g＝mg

水5F甲＝＝＝ F乙mg 甲6

(2)设V甲＝V乙＝V

F＇甲＝ρ水gV甲＝ρ水gV

F＇乙＝G＇乙＝V乙ρ乙g＝Vρ

所以 水gm 甲乙g 水gV 水5F甲＝＝＝ F乙V 乙g 乙4

[答] 略

[课内练习]

1.一只实心球浸没在水中，则实心球 ( D )

A.一定下沉 B.一定上浮 C.一定悬浮 D.都有可能

2.一只实心球恰好能悬浮于酒精中(ρ酒精＝0.8×103千克／米3)，把此球浸没于水中，则 ( B )

A. 一定下沉 D.一定上浮 C.悬浮 D.都有可能

3.一块马铃薯恰好能悬浮在某一浓度的盐水中，如果将这块马铃薯切成大小不等的两块，仍放到这一盐水中，则 ( D )

A. 大的一块下沉 …… 此处隐藏：1549字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……