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2019-2020年八年級(jí)科學(xué)上冊(cè) 水的浮力(二)——物體浮沉條件學(xué)案 浙教版
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.鞏固浮力的概念和阿基米德原理。
2.能用力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系推導(dǎo)出物體在液體中浮沉的條件。
3.會(huì)應(yīng)用浮沉條件分析一些實(shí)例。
課堂學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)
[課前練習(xí)]
1.浸沒(méi)在液體中的物體，它在液體中的深度越深，受到的浮力 ( C )
A.越大 B.越小 C.不變 D.都有可能
2.兩只完全相同的燒杯，一只裝滿水，另一只也裝滿水，但水面上漂浮著一塊木塊，如果將它們同時(shí)放在一臺(tái)已調(diào)平的天平左右兩盤(pán)上，則 ( A )
A.天平平衡
B.天平不平衡，有木塊的一邊輕
C.天平不平衡，有木塊的一邊重
D.因不知木塊重，所以無(wú)法判斷天平是否能平衡
3.有一金屬球，在空氣中稱時(shí)彈簧秤示數(shù)為14.7牛，浸沒(méi)在水中稱時(shí)彈簧秤示數(shù)為4.9牛，已知金屬的密度是3103千克／米3，通過(guò)計(jì)算判斷該金屬球是空心的還是實(shí)心的。
[解] m球＝＝＝1.5千克
V實(shí)＝＝＝510-4米3
F球＝G—G＇＝14.7?！?.9牛＝9.8牛
F?。溅阉甮V排 V排＝V球
V球＝＝＝10-3米3
因?yàn)閂球>V實(shí) 所以此金屬球是實(shí)心的。
[科學(xué)探究]
一、實(shí)驗(yàn)
將裝有不同質(zhì)量的沙的乒乓球放入水中，觀察現(xiàn)象，可以觀察到 三只球在水中所處狀態(tài)(深度)不同 。
二、物體浮沉條件
1.設(shè)想一物體浸沒(méi)于液體中，如圖1—25所示，對(duì)浸沒(méi)在液體中的物體進(jìn)行受力分析可能出現(xiàn)三種不同情況:
(1)當(dāng)F浮>G時(shí)，根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，可知物體將 上浮 ，當(dāng)部分體積露出液面時(shí)，排開(kāi)體積減小，受到浮力減小，最后F?。紾，物體處于 漂浮 狀態(tài)。
(2)當(dāng)F?。紾時(shí)，由于物體受平衡力作用，物體處于 懸浮 狀態(tài)，此時(shí)物體可以停留在液體內(nèi)部任一位置。
(3)當(dāng)F浮
ρ物時(shí)，上浮，最后漂??；
(2)ρ液＝ρ物時(shí)，懸?。?
(3)ρ液<ρ物時(shí)，下沉。
3.物體的浮沉是一個(gè)非常常見(jiàn)的現(xiàn)象，生活中有大量事件都可以用物體浮沉的條件作出合理的解釋。
閱讀p.24有關(guān)內(nèi)容，然后要求同學(xué)討論p.24的三幅圖如何用物體浮沉條件來(lái)解釋。
4.物體漂浮在液面上的條件:
F?。紾物，V排ρ物，V排G木。
(1)木塊在上浮過(guò)程中，當(dāng)木塊尚未露出水面時(shí)，由排開(kāi)液體受到的重力大小不變，故受到浮力大小將不發(fā)生改變。
(2)木塊受到的重力。G木＝m木g＝ρ木gV木＝0.6103千克／米3 9.8牛／千克 210-3米3＝11.8牛
由于木塊最后處于漂浮狀態(tài)，則有F＇浮＝ρ水gV排＝G木
所以V排＝＝＝1.210-3米3
所以V露＝V木—V排＝0.810-3米3＝0.8分米3
[答] 略
[例2] 現(xiàn)有甲、乙兩種實(shí)心物體，已知ρ甲＝1.2103千克／米3，ρ乙＝0.8103千克／米3，ρ水＝1.0103千克／米3。
(1)當(dāng)取相同質(zhì)量的甲、乙兩種固體，投入到水中，甲和乙兩物體所受浮力之比F甲:F乙是多少?
(2)當(dāng)取相同體積的甲、乙兩種固體，投入到水中，則甲和乙兩物體所受浮力之比F＇甲:F＇乙是多少?
[解析] 解此類題目的關(guān)鍵在于先根據(jù)物體和液體的密度大小判斷物體靜止時(shí)所處的狀態(tài)，即是沉在容器底還是懸浮或漂浮，然后再根據(jù)具體所處狀態(tài)和物體浮沉條件進(jìn)行解答。
因?yàn)棣鸭?ρ水，所以甲物體放入水中應(yīng)是下沉的。
ρ乙<ρ水，乙物體放入水中則應(yīng)處于漂浮狀態(tài)。
(1)設(shè)m甲＝m乙＝m
F甲＝ρ水gV甲＝ρ水g＝
F乙＝G乙＝m乙g＝mg
＝＝＝
(2)設(shè)V甲＝V乙＝V
F＇甲＝ρ水gV甲＝ρ水gV
F＇乙＝G＇乙＝V乙ρ乙g＝Vρ乙g
所以＝＝＝
[答] 略
[課內(nèi)練習(xí)]
1.一只實(shí)心球浸沒(méi)在水中，則實(shí)心球 ( D )
A.一定下沉 B.一定上浮 C.一定懸浮 D.都有可能
2.一只實(shí)心球恰好能懸浮于酒精中(ρ酒精＝0.8103千克／米3)，把此球浸沒(méi)于水中，則 ( B )
A. 一定下沉 D.一定上浮 C.懸浮 D.都有可能
3.一塊馬鈴薯恰好能懸浮在某一濃度的鹽水中，如果將這塊馬鈴薯切成大小不等的兩塊，仍放到這一鹽水中，則 ( D )
A. 大的一塊下沉，小的一塊漂浮 B.兩塊都下沉
C.兩塊都上浮 D.兩塊都懸浮
4.某物體的質(zhì)量為100克，當(dāng)把它放進(jìn)盛滿水的容器中時(shí)，溢出50毫升的水，則此物體 ( B )
A.浮在水面上 B.沉到容器底部 C.懸浮在水中 D.無(wú)法判斷
[課時(shí)小結(jié)]
重點(diǎn):1.能用力和運(yùn)動(dòng)的知識(shí)來(lái)分析物體的浮沉條件。
2.對(duì)實(shí)心物體能用物體密度和液體密度大小來(lái)分析判斷物體的浮沉情況。
3.能用物體浮沉條件來(lái)分析解決一些實(shí)際問(wèn)題。
難點(diǎn):能用物體浮沉條件分析和解題。
課外同步訓(xùn)練
[基礎(chǔ)過(guò)關(guān)]
1.放在水中的一只雞蛋，由于雞蛋受到的 重 力大于 浮 力，雞蛋下沉。如果要使雞蛋能浮起來(lái)，可以 在水中加一些鹽 ，從而增加 液體密度 。
2.測(cè)定人體血液的密度，常采取在幾支試管內(nèi)分別裝入密度不同的硫酸溶液，再向每支試管中滴入一滴血液。若血液在其中一試管內(nèi)懸浮，則說(shuō)明血液的密度就等于該試管內(nèi)硫酸銅溶液的密度(每支試管內(nèi)硫酸銅溶液的密度是已知的)。這是為什么?
[解] 可以將血滴看成實(shí)心物體，根據(jù)物體的浮沉條件可知，處于懸浮狀態(tài)下的實(shí)心物體，物體的密度恰好等于液體的密度，故可以觀察血滴在哪支試管內(nèi)懸浮，則血液密度恰好等于該溶液的密度。
3.等重的實(shí)心銅塊和鉛塊，它們的質(zhì)量之比是 1:1 ，體積之比為 113:89 。投入水中，受到的浮力之比是 113:89 ；投入水銀中，受到的浮力之比是 1:1 。(ρ銅＝8.9103千克／米3，ρ鉛＝11.3103千克／米3)
4.一木塊浮在密度為ρ的液體中，受到的浮力為F，若將它投入到密度為2ρ的另一液體中，穩(wěn)定后，木塊受到浮力F＇，則F和F＇的關(guān)系為 ( B )
A.F＇＝2F B.F＇＝F C.F
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水的浮力二物體浮沉條件學(xué)案
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