2024中考物理大单元复习 成都试题研究教用 探索奋斗者号的秘密（课件）

探索奋斗者号的秘密2020年11月10日上午，载人潜水器奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米。回望过去，中国第一艘载人潜水器只能下潜300米，如今，“奋斗者”号正在探索万米深海！致敬一代代深潜人！探索奋斗者号的秘密舱内人员为何可以正常呼吸03表面什么材料02有多重01如何控制浮沉状态的04思考1：奋斗者号在船上前往马里亚纳海沟时，对船面的压力有多大？思考2：压力的方向是向哪里的？思考：奋斗者号有多重？01奋斗者号空载质量24吨小资料重力G=mg=24×103kg×10N/kg=2.4×105N奋斗者号对船面的压力等于重力压力的方向始终垂直于接触面且指向被压物体内部。作用点在被压物体的接触面上。思考3：压力的大小始终等于重力吗？F压=GF压=G-F拉F压<GF压=F≠GF压=F-G思考1：科学家进入奋斗者号，此时压力作用的效果有何变化？思考2：改变奋斗者号与地面的接触面积，此时压力作用的效果有何变化？思考3：压力的作用效果与什么影响因素有关？变大变大实验一：探究影响压力作用效果的因素【猜想与假设】(1)猜想一：压力的作用效果可能与___________有关。(2)猜想二：压力的作用效果可能与___________有关。实验器材：小桌、砝码、海绵、木板受力面积压力大小【设计与进行实验】(3)实验中通过观察海绵______________来比较压力的作用效果，选用海绵的原因是____________________________。(4)为了验证“猜想一”，应比较________两次实验，可初步得出结论：受力面积相同时，压力________，压力的作用效果越明显。(5)接着验证“猜想二”，比较图2、3两次实验，可以得出结论：____________________________，压力的作用效果越明显。被压下的深浅易形变，实验效果明显图1、2越大当压力一定时，受力面积越小【交流与评估】

(6)比较图2中海绵受到的压强p2和图4中木板受到的压强p4的大小关系为p2________p4(选填“>”“<”或“＝”).(7)小红认为选择图1、3两次实验也能验证猜想二，老师提醒这是不合理的，理由是________________________。若小红仍想通过比较图1、3两次实验验证猜想二，在不增加器材的情况下，可以采取的调整措施是____________________。＝没有控制压力大小相同取下图3中的砝码思考：如何比较两种情况下，奋斗者号对地面的压力作用效果大小？

思考：奋斗者号表面是什么材料？有什么特点？02奋斗者号表面的材料采用Ti62A钛合金新材料，其具有质量轻、比强度高、耐海水腐蚀、无磁性等特点。小资料思考1：为什么选用这种材料？Ti62A钛合金新材料可作为耐压壳体，防止由于海水中液体压强过大而被挤压变形。思考2：奋斗者号坐底深度10909米时，受到的液体压强是多大？思考3：液体压强与什么因素有关？

实验二：探究液体压强与哪些因素有关实验器材：水、盐水、容器、微小压强计(U型管、探头)【猜想与假设】猜想1：液体内部的压强大小可能与方向有关猜想2：液体内部的压强大小可能与液体深度有关猜想3：液体内部的压强大小可能与液体密度有关【设计与进行实验

】(1)如图A所示的U形管压强计，从结构上来看，压强计______(选填“是”或“不是”)连通器；为了使实验现象更明显，U形管中的液体选用酒精，颜色最好用________(选填“无色”或“有色”)的。(2)U形管压强计在使用前，要检查装置的气密性。请简述检查气密性的方法：________________________________________________________。用手指按压强计的橡皮膜，若U形管液面有高度差，则气密性良好不是有色(3)实验前，要通过调试，使压强计U形管两边的液面________，若小明在安装好U形管压强计后发现U形管两边的液面不相平，他可以采取的调节方法是________(选填“A”“B”或“C”).A.从U形管中倒出适量水B.向U形管中加入适量水C.取下软管重新安装C相平【分析与论证】

(4)为了验证猜想1是否正确，应比较______两图，可初步得出结论：在同种液体的相同深度，液体向各个方向的压强________。(5)比较B、C两图，可初步得出结论：_____________________________________________________________________________________________。(6)比较B、E两图，能验证猜想3吗？________，理由是：_______________________________________________________________。C、D相等

在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大没有控制橡皮膜在两液体中的深度相同不能(7)小明用水、盐水进行实验验证猜想3后，为了使结论更具普遍性，小明还应如何继续实验(请写出实验思路，不需写具体步骤)_____________________________。(8)上述实验中，小明通过观察压强计的_____________________来判断橡皮膜所受压强的大小。实验中主要用到的研究方法有转换法和_________法。控制变量换不同密度的液U形管两侧液面高度差体重复实验【交流与评估】

(9)已知图C中U形管左侧液柱高为4cm，右侧液柱高为10cm，U形管中的液体为酒精，则U形管底部受到的液体压强为________Pa，软管内气体的压强与大气压强之差为________Pa。在图C实验中，保持橡皮膜在水中的位置不变，给容器中加入适量清水(液体不溢出)，橡皮膜受到的压强将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。800480变大液体压强：(1)在液体内部同一深度处，向各个方向的压强都________。(2)在液体密度相同时，深度越深，压强越______。(3)在深度相同时，液体密度越大，压强越______。大相等大实验总结思考：舱内人员为何可以正常呼吸？03思考1：舱内气体压强有多大呢？p=1.0×105

Pa思考2：人正常呼吸的大气压强有多大呢？标准大气压的测量：意大利科学家托里拆利最早测出大气压的数值等于760mm水银柱产生的压强，取p0=1.013×105

Pa，在粗略计算中，标准大气压可以取1×105

Pa，具体测量过程如图所示。舱内气体压强等于大气压强，所以舱内人可以正常呼吸。思考3：人呼吸会不断吸收O2，产生CO2，如何维持舱内O2浓度不变？气体系统：◎氧气系统：负责提供潜水员所需的氧气供应，确保他们能够呼吸到充足的氧气。通常包括气源、氧气储存和供应系统，以及相关的气体控制和监测设备。◎CO2吸收系统：负责处理潜水员呼出的二氧化碳，防止舱内二氧化碳浓度升高。通常使用特殊的化学剂或吸附材料来吸收CO2，并与氧气系统相连，以维持良好的空气质量。小资料奋斗者号空载质量24吨，体积约为30m3小资料已求出重力G=2.4×105N思考：奋斗着号是如何控制浮沉状态的？04思考1：奋斗者号放入海中时，处于什么状态？为什么？奋斗者号全部进入海中时，受到的浮力F浮=ρ液gV排=1.02×103kg/m3×10N/kg×30m3=3.06×105N由于重力小于浮力，所以奋斗者号放入海中时，处于漂浮状态。思考2：奋斗者号在下潜中，各状态下都受到了哪些力？它们的大小关系是怎样的？1：重力=浮力；1：漂浮2：刚好浸没3：下沉4：沉底4：重力=浮力+支持力3：重力>浮力；2：重力>浮力；思考3：奋斗者号是如何控制浮沉的？从压载水箱中注入海水，靠改变自身重力的方法实现上浮和下潜。1：漂浮2：刚好浸没3：下沉4：沉底物体的浮沉条件上浮下沉悬浮漂浮沉底F浮

G

F浮<G

F浮

G

F浮＝G

＝G

实心体ρ液>ρ物

ρ液

ρ物

ρ液＝ρ物

V排＝V物

ρ液>ρ物

V排

V物

ρ液＜ρ物

V排＝V物

处于动态，受非平衡力作用可以停留在液体的任何深度处是“上浮”过程的最终状态是“下沉”过程的最终状态处于静态，受平衡力作用＞＝F浮＋FN＜＜思考4：奋斗者号在下潜过程中，浮力的大小是如何变化的？1→2：浮力增大；2→3→4：浮力不变；1：漂浮2：刚好浸没3：下沉4：沉底思考5：为何浮力先增大后不变，浮力的大小与哪些因素有关？实验二：探究浮力大小与哪些因素有关实验器材：弹簧测力计、金属块、铝块、细线、容器、水、盐水【猜想与假设】猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关；猜想2：浮力的大小可能与排开液体的体积有关；猜想3：浮力的大小可能与物体浸没的深度有关；猜想4：浮力的大小可能与物体的密度有关。【设计与进行实验】(1)实验前需要对弹簧测力计在______(选填“水平”或“竖直”)方向上进行调零。

(2)如图C，金属块P完全浸没在水中时受到的浮力为______N，方向_________。(3)通过比较实验__________，可以验证猜想1是正确的。竖直A、D、E2竖直向上(4)通过比较实验A、B、C得出：浮力的大小与物体浸没的深度有关。你认为此结论是______(选填“正确”或“错误”)的，理由是_______________________________；对此合理的解释是：浮力的大小随着____________________的增大而增大。(5)为了验证猜想4，小明又增加一个与金属块P_______(选填“质量”或“体积”)相等的铝块进行实验，将铝块与金属块P分别浸没在水中同一位置处，测得它们受到浮力的大小关系是_______，可以初步判断猜想4是______(选填“正确”或“错误”)的。物体排开液体的错误未控制物体排开液体的体积相同体积体积相等错误(6)该实验探究主要运用的科学探究方法是_________法，实验中会选用不同液体进行多次实验，其目的是________________(选填“寻找普遍规律”或“多次实验求平均值减小误差”).寻找普遍规律控制变量【交流与评估】

(7)下列能正确反映金属块P下表面刚好开始接触水面到图甲D位置时，弹簧测力计的示数与金属块P下表面到水面距离h关系的图像是______，金属块P所受浮力大小与其下表面到水面距离h关系的图像是______。(均选填字母)DB浮力液体的密度物体排开液体中的体积排开液体的质量排开液体的重力？实验三：探究浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系【设计与进行实验】

(1)请将具体步骤补充完整：①如图A，在弹簧测力计下挂一小桶，测出小桶所受的________；②如图B，测出铝块所受的重力；重力实验器材：弹簧测力计、铝块、铁块、小桶、细线、容器、水、酒精③如图C，把铝块浸没在盛满水的溢水杯中，读出此时弹簧测力计的示数，计算出铝块所受的________。同时，用小桶收集铝块排开的水；④如图D，测出________________________________________。根据图中所得数据，弹簧测力计的四个测量值满足_______________时，即可验证阿基米德原理。F2－F3＝F4－F1

浮力小桶和铝块排开的水所受的总重力【分析与论证】

(2)请根据图中所示步骤，将表格中所缺数据补充完整：①________，②________，③________，④________。小桶所受重力/N1.2铝块所受重力/N①铝块浸没在水中时弹簧测力计的示数/N1.0小桶和排开水所受的总重力/N②浮力/N③排开水所受的重力/N④1.02.02.21.0(3)分析实验数据，可得出实验结论：_______________________________________________________________。(4)为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是______。A.用原方案和器材多次测量求平均值B.用原方案将水换成酒精进行实验C.用原方案将铝块换成体积与其不同的铁块进行实验浸在液体中的物体所受浮力大小等于物体排开液体所受重力的大小A【交流与评估】(5)实验时，将铝块浸入溢水杯的水中，铝块浸没前受到的浮力________，溢水杯底部受到水的压强________。(均选填“不变”“变大”或“变小”)(6)实验小组在实验中排除各种测量误差因素的影响，发现铝块排开水的重力明显小于它所受的浮力，请分析实验操作中造成这种结果的原因是________________________________________________________________。(一条即可)溢水杯未装满水(或溢水杯中溢出的水，有部分未进入小桶，洒在外面)

变大不变除了奋斗者号，浮力在生活中还有哪些应用？1.轮船采用空心的方法，可以使排开水的体积增大，从而增大浮力，轮船的大小通常用排水量(轮船装满货物时排开水的质量)来表示。浮力的应用实践与拓展2.热气球和飞艇：通过改变气囊内的气体密度(质量)实现升降。探索奋斗者号的秘密舱内人员为何可以正常呼吸03表面什么材料02有多重01如何控制浮沉状态