11课时1.5  水的浮力()——物体浮沉条件的应用
学习目标
    1.能用物体浮沉条件解释、解决实际问题。
    2.理解密度计的原理,会用密度计测液体的密度。
3.加强对浮力知识的有关计算。
课堂学习设计
    [课前练习]
    1.简述物体浸没在液体中时物体的浮沉情况。
    [对浸没在液体中的物体来说:
    (1)F>G,物体就上浮,最后处于漂浮状态;
    (2)FG,物体悬浮在液体中;
    (3)F<G,物体下沉,最后沉在底部。
    而对于实心物体来说,则又有:
    (1)当ρ>ρ,上浮后漂浮;
    (2)当ρ=ρ物,物体悬浮;
    (3)当ρ<ρ物,物体将下沉。
    2.浸没在液体中的某一物体,如果它所处的深度增加,则它受到液体的    (  A  )
    A.压强增加,浮力不变    B.压强增加,浮力增加
    C. 压强不变,浮力增加    D.压强不变,浮力不变
    3.如图l28所示,AB是体积相同的木块和铁块,当同时将它们的绳子剪断后,在木块上浮未露出水面和铁块下沉未到底部的过程中,以下说法正确的是(  D  )
    A.木块所受的浮力增大,铁块所受的浮力减小
    B毛阿敏第一任丈夫.木块所受的浮力减小,铁块所受的浮力增大
    C. 木块所受的浮力增大,铁块所受的浮力不变
    D.木块所受的浮力不变,铁块所受的浮力也不变
    4.甲、乙两只小球的质量、体积都相同,把它们分别浸在AB两种不同的液体中,静止状态如图1—29所示。若它们受到的浮力是FF,两种液体的密度为ρA与ρB,则    (  C  )
    A.F>F,ρA>ρB      B.F<F,ρA<ρB
    C. FF,ρA>ρB    D.FF,ρA<ρB
    [科学探究]
    一、实验
    将一块橡皮泥放在水面上,可观察到橡皮泥下沉到容器底部  。将橡皮泥捏成碗状再放在水面上,又可观察到橡皮泥将 漂浮在水面上
    1.轮船:用钢铁制成空心即可。
    其大小通常用排水量表示。排水量是轮船装满货物后排开水的质量,即为轮船满载时受到水的浮力,排水量可用吃水线来表示。
    2.潜水艇。
    潜水艇的浮沉原理是靠改变自身重力来实
现的。需下沉时,水舱内充水,到G>F;当G=F时,能停在任何位置(悬浮);需上浮时,用压缩空气将水排出,到G<F
    [思考你知道生活在水中的鱼靠什么来实现上浮和下沉的?它的原理是否跟潜水艇一
?
    [不一样。潜水艇靠改变自身重力来实现浮沉,而鱼则是利用改变体内的鱼鳔的体积来改变浮力大小而实现浮沉的。
    二、密度计
    1.用途:测量液体的密度。
    2.工作原理:漂浮原理即FG
    3.刻度值的特点:
    (1)上面读数小,下面读数大;
    (2)刻度不均匀,上疏下密。
    [典型例题解析]
    [1]  一艘质量为1500吨的轮船,装上5×103吨货物后刚好满载,它此时受到的浮力和轮船的排水量分别是    (  D  )
    A.1.47×103牛,1500    B.3.43×103牛,3500
    C.4.9×103牛,5000    D.6.37×103牛,6500
    [解析轮船漂浮在水面上,它满载时受到的浮力等于船重加货物重;排水量是指轮船满载时所排开水的质量,数值上等于轮船装满货物时的总质量。
    []  D
    [2]  如图1—30所示,一只漂浮在水面上的碗中装有若干石子。现将石子全部投入
水中后,水面将    (  C  )
    A.保持不变  B.升高一些    C.降低一些  D.都有可能
    [解析因为碗和碗中的石子原来是漂浮在水面上的,即F1G+G,现将石块全部投入水中后,所受浮力F2G+G浮石前任2:备胎反击战,由于ρ>ρ,石块投入水中后要下沉,即F浮石<G肖战怎么了为什么道歉石,则F1>F2,根据阿基米德原理,F1=ρgV1F2=ρgV2,因此V1>V2陈乔恩霍建华复合,即水面要下降一些。
    []  C
    [3]  用同一支密度计测甲、乙、丙三种液体的密度,如图1—3l所示,则甲、乙、丙三种液体的密度及密度计在三种液体中所受浮力大小关系如何?
    [解析密度计是根据漂浮原理制成的,物体漂浮时,所受浮力等于物体的重力。图1—31中用的是同一支密度计,故密度计在甲、乙、丙三种液体中所受浮力大小都相等。  由于F=ρgV,当F一定时,ρ液与V排成反比。  图中易看出,密度计排开液体体积在甲液体中最大,丙液体中最小,则有ρ<ρ<ρ
    [
    [4]  如图1—32所示,一木块上面放着一实心铁块A,木块顶部刚好与水面相平,在同样的木块下挂另一铁块B,木块也刚好全部浸在水中,则AB两铁块的体积比是多少?(ρ7.8×103千克/米3,ρ1.0×103千克/米3)
    [解析可以先以A为研究对象,A受重力GA和木块对它的支持力N,由二力平衡条件
求出N。根据物体间力的作用是相互的,可求出铁块A对木块的压力N'。再以左边木块为
研究对象,木块受重力G、浮力F和压力N',由阿基米德原理和物体的平衡条件求出木块的重力G。又以右边木块为研究对象,木块受重力G、浮力F和绳子的拉力T,由阿基米德原理和平衡条件求出绳子的拉力T。又以B为研究对象,铁块B受重力GB、浮力FB、绳子的拉力T',最后可求出
   
NF—GGA=ρgVA
TF—GGB—FB=ρgVB—ρgVB
所以
[
[思考和讨论]
上题还能用其他方法来求解吗?请写出你的解法。
[课内练习]
1.潜水艇完全潜入水中,再继续下潜时
    (  A  )
    A.浮力不变,压强变大  B.浮力变大,压强变大
    C.浮力不变,压强不变  D.浮力不变,压强变小
    2.某轮船的最大排水量是2×104吨,若轮船自身质量是3×103吨,那么这轮船最多可装 1.7×104  吨货物。
    3.一艘轮船从长江驶入东海,轮船受到的浮力  不变  排出液体的体积  变小
刘嘉玲离婚    4.一实心物体放到水中受到浮力为9康熙来了温太医牛,将该物体放入密度为0.8×103千克/米3的酒精中,受到浮力为8牛,则实心物体的密度大小范围为    (  B  )
    A.ρ>1.0×103千克/米3    B.0.8×103千克/米3<ρ<1.0×103千克/米3
    C.ρ<0.8×103千克/米3    D.无法确定
    [课时小结]
    重点:1.密度计原理及使用。
        2.轮船、潜水艇的原理。
难点:将轮船及密度计应用到实际问题中去。
课外同步训练
    [基础过关]
    1.密度计是测量 液体密度 的仪器。把它放在密度较大的液体中时,它排开的液体体积则  较小  (填“较大”或“较小”)
    2.有一个圆柱形容器恰能盛满9.8牛的水,现往该容器中盛满密度为ρ液的液体,并放入一个物块,物块受到的浮力为F浮,则下列判断中错误的是    (  C  )
    A.若ρ>ρ,则F可能大于9.8
    B.若ρ>ρ,则F可能小于9.8
    C.若ρ<ρ,则F可能大于9.8
    D.若ρ<ρ,则F一定小于9.8
    3.如图l33所示是用同一密度计测定甲、乙两种不同液体的密度的实验装置,下列说法中正确的是    (  B  )
    A.甲液体对密度计的浮力大些        B.甲、乙两液体对密度计的浮力相等
    C.甲液体的密度大于乙液体的密度    D.甲液体的密度等于乙液体的密度
    4.一种液体的密度随深度而增加,它的变化规律是ρ=ρ0+kh,式中ρ0k是常数,h表示深度。设深度足够,有一只密度为ρ',的实心小球投入此液体中,且ρ'>ρ0,则下列判断中正确的是    (  D  )
    A.小球将一沉到底,不再运动
B.小球将漂浮在液面上,不能下沉
C.小球经过一段运动过程,最终悬浮在深h
D.小球经过一段运动过程,最终悬浮在深h
    5.如图1—34,容器中水面上漂浮着一只空碗,水底沉着一只土豆。若将土豆取出放入碗中(碗仍能漂浮在水面),则水面高度将    (    B  )
    A.下降    B.上升    C.不变    D.条件不足,难以判断
6.有木球、铁球和铜球(ρ<ρ<ρ)静止在水中时的位置,如图1—35所示,则可以确定肯定是空心的是    (  B  )
    A.木球    B.铁球    C. 铜球    D.都是空心
    [深化提高]
    7.均匀的正方体木块放入水中处于漂浮状态,现将露出水面部分切去,则剩余部分木块将    (  A  )
    A.将上浮一点    B.将下沉一点    C. 仍不动        D.无法判断
    8.一木块浮在密度为ρ的液体中,此时受到的浮力大小为F,若将该木块投入到密度为2ρ的液体中,稳定后,木块受到的浮力大小又为    (  B  )
A.2F    B.F    C.    D.无法判断
    9.一只烧杯中装有水,水面上漂浮着一块冰块,当冰块熔化后,烧杯中的水面将如何变化?(ρ0.9×103千克/米3)
    [冰块熔化前处于漂浮状态,则有:
    FG,即ρgV=ρgV
所以VV
    当冰块熔化以后,由于密度变大,体积将减小,但质量不变。有:
VVV
    :冰熔化为水的这部分体积刚好等于原来冰块排开水的体积,所以冰在熔化前后,杯中水面将不发生变化。