第2课时 浮沉条件的应用

第2课时

浮沉条件的应用第十章浮力R·八年级下册课前自学准备课标要求学习目标01知道通过改变物体受到的重力或者浮力控制物体的浮沉。02知道潜水艇、轮船、密度计等浮沉条件的应用。03运用物体的浮沉条件解释生产生活的一些现象。课堂教学展示情境导入人类从远古时代就开始利用浮力了，最初可能是抱住或骑在一段树干上顺水漂流。后来人们发明了船，它能承载更多的人和物。据记载，1405年郑和下西洋时乘坐的木船长约为147m，是当时世界上最大的木船。浮力的应用知识点课堂教学展示进行新课橡皮泥的密度比水大，它在水中会下沉，根据阿基米德原理，怎样使它能漂浮在水面上，并能承载重物呢？想想做做想一想：轮船是钢铁制成的，钢铁的密度远大于水的密度，为什么可以漂浮在水面上，还能承载那么多货物呢?把橡皮泥捏成瓢状放在水面,虽然它所受的重力没有改变，但是排开的水的体积变大，因而受到较大的浮力，所以能漂浮在水面上，并能承载重物。轮船就是根据这个原理制造的。橡皮泥小船轮船工作原理：利用空心的方法，增大可以利用到的浮力，漂浮（F浮=G）在水面上。排水量（m排）：轮船满载时排开水的质量。所以，m排=m船+m货因为轮船漂浮：F浮=G，F浮=m排g轮船的满载排水量思考：轮船从河里驶入海里，浮力大小_____，排开液体的体积______（选填“变大”“变小”或“不变”），轮船________一些（选填“浮起来”或“沉下去”）。不变变小浮起来例1

如图是中国自主研制的目前全球最大的集装箱船“鑫福103”轮。该船的排水量是30万吨，能够一次性搭载24万吨的货物。该船正在舟山海域进行试航，此海域的海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg。下列说法正确的是（）A.该船所受浮力的方向是竖直向下的B.该船满载时受到的浮力为3×108NC.搭载24万吨的货物时，该船排开海水的体积

增加2.4×103m3D.如果该船驶入海水密度更大的海域，船身会

上浮一些D潜水艇工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。排出水，潜艇受到的重力减小，G＜F浮，潜艇上浮注入水，潜艇受到的重力增大，G＞F浮，潜艇下沉浸没在水中时，V排不变，故F浮不变潜水艇的浮沉例2

如图为同一艘潜水艇在水中上浮和下潜时的情景，其中潜水艇正在水中上浮的是图____(选填“甲”或“乙”，下空同)，正在水中下潜的是图_____。这两种情景中，潜水艇所受的浮力分别为

F甲、F乙，则F甲____(选填“>”“=”或“<”)F乙。甲乙=气球和飞艇工作原理：气球和飞艇靠充入或排出密度较小的气体来实现升降。

F浮=ρ空气gV排，G=ρ气gV+G壳。当F浮＞G时，气球(飞艇)可升上天空；要使气球(飞艇)降回地面，可以放出一部分气体，使其浮力小于自身重力。对于热气球，加热时内部空气膨胀，一部分空气排出，球内空气密度减小，使浮力大于重力而上升；停止加热，热空气冷却使重力大于浮力而落地。例3

图甲是“中国天眼”中气球悬吊着维护人员作业的情景。小雯利用气球和重物进行模拟，如图乙。充气前，气球A与重物B的总质量为0.109kg，充入适量氦气过程中，A体积变大，其所受浮力______

(选填“变大”“变小”或“不变”)；当A的体积为_____m3

时，B对地面的压力恰好为零。(B所受的浮力忽略不计，ρ空气=1.29kg/m3

，ρ氦气=0.2kg/m3

，g取10N/kg)变大0.1密度计用途测量液体密度构造密度计是一根上部标有刻度、形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内封装入金属颗粒作为配重工作原理物体漂浮时所受浮力等于重力、阿基米德原理使用方法将密度计放入待测液体中，当密度计静止时，读出液面对应的刻度值即是液体的密度密度计在液体中呈竖直漂浮状态，所以F浮=G，即浮力大小不变。根据F浮=ρ液gV排可知，ρ液越大，V排越小，露出液面的体积越大，所以密度计上的刻度值上小下大。刻度特点：上小下大，刻度不均匀为什么密度计上的刻度值上小下大呢？例4

物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计，分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止时液面相平，如图所示。密度计在液体中受到浮力F甲____F乙，液体对杯底的压强p甲____p乙。(均选填“<”“=”或“>”)=＜课后反馈总结随堂练习1.一个木块的体积为200cm3，密度为0.8×103kg/m3，把它浸没在水中后由静止释放，这个木块为什么不能悬浮在水中？木块最终漂浮在水面上时，浸在水中的体积是多少？【选自教材P76练习与应用】解：物体悬浮在液体中的条件是物体的密度等于液体的密度，而木块的密度小于水的密度，所以它不能悬浮在水中，最终会漂浮在水面上。漂浮时，F浮=G木，即ρ水gV排=ρ木gV木，所以木块浸在水中的体积2.排水量为1000t的轮船在河水中航行，满载时船及所装货物总共有多重？所受河水的浮力是多少？如果河水密度为1×103kg/m3

，船排开河水的体积是多少？g取10N/kg。解：满载时船及所装货物的总重G=mg=1000×103kg×10N/kg=1×107N。轮船漂浮在水面上，所受浮力等于轮船和货物受到的总重力，即F浮=G=1×107N.由F浮=ρ液gV排得，船排开河水的体积3.体积为120cm3、重1.8N的一块固体，在密度为1.1×103kg/m3

的盐水中为什么会下沉？当这块固体浸没在盐水中静止时，容器底部对它的支持力是多少？g取10N/kg。解：固体浸没在盐水中时受到的浮力F浮=ρ盐gV排=1.1×103kg/m3×10N/kg×120×10-6m3=1.32N，因为固体受到的浮力小于重力，所以固体会下沉，当固体静止在容器底部时，固体因受到浮力、容器底部给固体向上的支持力与固体重力而平衡，所以容器底部对固体的支持力F支=G-F浮=1.8N-1.32N=0.48N。4.一个飞艇充入气体后的质量是1.5t，体积为1500m3。当飞艇悬浮在空中时，它装了多少货物？空气的密度取1.29kg/m3。g取10N/kg。解：飞艇受到的浮力F浮=ρ气gV排=1.29kg/m3×10N/kg×1500m3=19350N，飞艇的重力G艇=m艇g=1.5×103kg×10N/kg=15000N，飞艇悬浮时F浮=G物+G艇，则G物=F浮-G艇=19350N-15000N=4350N，即飞艇悬浮在空中时所装货物的质量为435kg。5.如图所示的自制简易密度计是把吸管的下端密闭并缠绕一段铜丝做成的。将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中。由观察到的现象判断甲、乙哪杯液体的密度大，说出你的理由。甲乙5.乙图杯中液体的密度大，因为同一密度计在两种不同的液体中都处于漂浮状态，所受浮力都等于密度计的重力，即受到的