2019-2020年中考物理第一輪復(fù)習(xí) 第18課時(shí) 浮力教案 新人教版.doc

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2019-2020年中考物理第一輪復(fù)習(xí) 第18課時(shí) 浮力教案 新人教版 【考點(diǎn)聚焦】 1．知道浮力產(chǎn)生的原因 2．知道阿基米德原理 3．理解物體的浮沉條件 4．知道輪船、氣球、飛艇、潛水艇的浮沉原理 【呈現(xiàn)形式】 本部分的考點(diǎn)主要以填空題、選擇、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)題型出現(xiàn)，其中阿基米德原理和物體的漂浮條件應(yīng)用可以用實(shí)驗(yàn)題型出現(xiàn)。在計(jì)算題中，阿基米德原理、浮力產(chǎn)生的原因、物體的浮沉條件和物體的漂浮條件常常緊密聯(lián)系，增加了解題的難度，主要考查綜合分析和解決問題的能力。 【知識(shí)結(jié)構(gòu)】 一、 浮力的基本概念 1.浮力產(chǎn)生的原因；浸入液體中的物體，受到液體的壓強(qiáng)和壓力，由于物體上、下表 面在液體中的深度不同，因此物體上、下表面所受液體的壓強(qiáng)不同，下表面受到液體向上的壓強(qiáng)大于上表面受到液體向下的壓強(qiáng)，從而使物體下表面受到向上的壓力大于上表面受到向下的壓力，向上和向下的壓力差就是物體在液體中受到的浮力。 2.物體的浮沉條件：浸入液體里的物體同時(shí)受到重力和浮力兩個(gè)作用力的作用，所以物體的浮沉取決于兩個(gè)力的大小關(guān)系： （1）當(dāng)F浮＞G時(shí)，上浮，最終結(jié)果漂浮。 （2）當(dāng)F?。糋時(shí)，下沉，最終結(jié)果沉底。 （3）當(dāng)F浮＝G時(shí)，懸浮，即物體可以停留在任何深度。 3．阿基米德原理：浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于排開的液體受到的重力。用公式表示為：F?。紾排＝ρ液gV排 4．浮力的應(yīng)用 應(yīng)用浮力的關(guān)鍵是調(diào)節(jié)重力與浮力的關(guān)系，若保持浮力不變而減小自身重力，或保持重力不變而增大排水體積。 （1）輪船：是采用空心的方法來增大排開水的體積從而增大可以利用的浮力，使其漂浮在水面上，其大小用排水量表示。 （2）潛水艇：是靠改變水艙中水的多少，即靠改變重力來實(shí)現(xiàn)上浮或下潛的。 （3）氣球和飛艇是通過充氣、放氣調(diào)整氣囊的體積來改變浮力，實(shí)現(xiàn)上升和下降的。 （4）密度計(jì)是測(cè)量液體密度的儀器，是利用物體漂浮在液面的條件F?。紾物來工作的，密度計(jì)的刻度是“上小下大”。 【方法提示】 1．浮力的計(jì)算公式：F浮＝G排＝ρ液gV排 運(yùn)用阿基米德原理及其公式，應(yīng)注意理解以下幾點(diǎn)： （1）浮力作用在浸在液體（或氣體）的物體上，方向豎直向上，其大小等于物體排開的液體（或氣體）受到的重力，即F?。紾排。 （2）“浸入液體里的物體”包括兩種狀態(tài)：一是物體全部體積浸入液體里，即物體浸沒在液體里。二是物體的一部分體積浸入液體里，另一部分露在液面以上。 （3）G排是指物體排開的液體所受的重力，F(xiàn)浮＝G排表示物體受到的浮力的大小等于被物體排開的液體的重。 （4）V排是表示被物體排開的液體的體積，當(dāng)物體全部浸沒在液體里時(shí)，V排＝V物，當(dāng)物體只有一部分浸入液體中時(shí)，則V排＜V物。 （5）由公式可以看出，浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積這兩個(gè)因素有關(guān)，而跟物體本身的體積、密度、形狀、質(zhì)量、重力、所處的深度、液體的多少、物體在液體中是否運(yùn)動(dòng)等因素都無關(guān)。 圖1 【例題1】如圖1所示，物體懸浮在水中，水對(duì)物體向上、向下的壓力分別為F1和F2，下列說法正確的是 〔 〕 A. 由于物體靜止不動(dòng)，F(xiàn)1、F2是一對(duì)平衡力 B.因?yàn)槲矬w上表面的面積較大，所以F1＜F2 C. F1和F2的合力大小等于物體的重力 D．物體受到合力的方向是向上的 【解析】 物體懸浮在水中，所受的浮力等于其重力；浸在液體中的物體，受到液體對(duì)其向上和向下的壓力差，就是液體對(duì)物體的浮力，所以F1和F2的合力（即壓力差）與物體的重力是一對(duì)平衡力，C正確，因?yàn)镕1與物體的重力之和等于F2，故F1與F2不是平衡力，A不正確。物體處于懸浮狀態(tài)，所受總合力為0，無方向而言，D錯(cuò)，物體上下表面所受的液體壓力不僅與表面大小有關(guān)，還與表面所處深度有關(guān)，所以B是錯(cuò)誤的，故正確答案應(yīng)為C。 圖2 【例題2】一種廁所不便桶水箱結(jié)構(gòu)如圖2（圖中略去了向水箱中注水裝置）出水口上的橡膠蓋是空心的，放水時(shí)它漂浮在水面上，水從出口流出，如圖2a，隨著水的流出，水面下降，直到橡膠蓋蓋住出水口，放水過程結(jié)束，注水過程中和注滿水后，橡膠蓋都蓋住出水口，如圖2b。 （1）請(qǐng)你判斷，圖2a空心橡膠蓋所受的重力 與它所受的浮力大小關(guān)系。 （2）請(qǐng)你說明，圖2b中為什么橡膠蓋能緊緊地蓋住出水口而不浮起。 （3）這種裝置的一個(gè)重要特點(diǎn)是每次便桶都要用掉一箱水，為節(jié)約用水，請(qǐng)你對(duì)橡膠蓋做些改造，使得按下手柄時(shí)橡膠蓋抬起放水，放開手柄后橡膠蓋能立即蓋上出水口，停止放水。 【解析】 根據(jù)空心橡膠蓋漂浮條件判斷（1）中的關(guān)系；根據(jù)浮力產(chǎn)生原因說明（2）；要使放開手柄后橡膠蓋立即蓋上出水口，橡膠蓋要滿足下沉的條件。 （1）圖2a中放水時(shí)空心橡膠蓋漂浮在水面上，所以它所受重力與浮力相等。 （2）圖2b中注水過程和注滿水后橡膠蓋能緊緊蓋在出水口是因?yàn)橄鹉z蓋與出水口緊密接觸，此時(shí)橡膠蓋下部沒有水，不受水對(duì)它向上壓力，所以不受浮力，則在其自身重力和上部水向下壓力的作用下會(huì)蓋住出水口而不浮起。 圖3 （3）若要使放開手柄后橡膠蓋就立即蓋上出水口，橡膠蓋就要下沉，重力要大于浮力，因此要將橡膠蓋適當(dāng)加重，如配重物，或在橡膠蓋內(nèi)心部分注入沙粒等。 【例題2】把一鐵塊系在氣球上，放入水中，恰好懸浮于水中某處， 如圖3所示，現(xiàn)沿容器壁緩緩注入一些水，則鐵塊和氣球?qū)? 〔 〕 A.仍然懸浮 B.下沉 C.上浮 D.都有可能 【解析】 比較注水前后F浮和G的變化即大小關(guān)系。因?yàn)橐后w內(nèi)部壓強(qiáng)P＝ρ液gh，P與ρ液和h有關(guān)，注水后ρ液 不變，氣體和鐵塊所處深度增大。對(duì)于鐵塊F浮鐵＝ρ液gV排鐵，全部浸沒時(shí)V排＝V鐵，始終不變，所以F浮鐵不變；但對(duì)于氣球內(nèi)質(zhì)量一定的氣體，體積隨著壓強(qiáng)的增大而減小，由F浮氣＝ρ液gV排氣可知，F(xiàn)浮起減?。粴馇蚝丸F塊所受總重力不變，總浮力F浮減少，小于G，所以將下沉。答案為B。 2．用密度表示物體的浮沉條件 這是浮沉條件的另一種表示方法，只有在物體由同一種材料制成而且是實(shí)心物體時(shí)才成立。 （1）F?。綠時(shí)，必有ρ液＞ρ，物體上浮。 （2）F?。糋時(shí)，必有ρ液＜ρ，物體下沉。 （3）F浮＝G時(shí)，必有ρ液＝ρ，物體懸浮。 圖3 【例題3】把一個(gè)自制的密度計(jì)分別放入兩種不同的液體中。情況如圖4所示，由此得出的下列判斷正確的是 〔 〕 A．這個(gè)密度計(jì)在甲液體中受到的浮力較大 B.這換個(gè)密度計(jì)在乙液體中受到的浮力較大 C．甲中液體的密度較大 D．乙種液體的密度較大 【解析】 密度計(jì)漂浮時(shí)浮力與重力大小相等，即ρ液gV排＝mg，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。密度計(jì)測(cè)得的液體密度的表達(dá)式為：ρ液＝m/V排，因密度計(jì)的質(zhì)量m 不變，故V排越大，說明ρ液越小，V排越小，ρ液越大。正確答案為D。 3．計(jì)算與比較物體受到的浮力 （1）計(jì)算浮力的方法 ①原理法：F浮＝G排＝ρ液gV排 ②測(cè)量法：F?。紾－F ③原因法：F浮＝F向上－F向上 ④平衡法：F浮＝G（漂浮、懸浮） （2）解題思路 ① 計(jì)算前要判斷物體處于何種狀態(tài)，是浮在液面，懸浮還是沉在液體底部 ② 分析物體的受力情況，選取合適的公式 【例題3】如圖5所示，將一塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的圓柱體金屬緩慢浸入水中（水 足夠深），在圓柱體接觸容器底之前，能正確反映彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F和圓柱體下表面到水面的距離h關(guān)系的圖象是 〔 〕 F F F F h h h h A B C D 0 0 0 0 h 圖5 【解析】 圓柱體金屬塊的底面積S 一定，則在剛開始浸入水中時(shí)，V排＝Sh，F(xiàn)?。溅阉甮V牌＝ ρ水g Sh，F(xiàn)浮與h成正比；當(dāng)物體全部浸沒以后，V排是一個(gè)定值，則F浮大小不變。金屬塊受到重力、浮力和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，且F示＝G－F浮，G不變，所以F浮增大，F(xiàn)示減??； F浮不變，F(xiàn)示不變；F浮為零時(shí)（h＝0），F(xiàn)示＝G最大。所以F示是先減小再不變。答案使A。 【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練】 1．利用空氣浮力而升空的物體是 〔 〕 A．人造衛(wèi)星 B．飛機(jī) C．風(fēng)箏 D．氫氣球 圖6 2.把密度大于水的物質(zhì)制成空心小球，用手將其置于盛水的容器中，使其浸沒于水（如圖6所示），放手后水球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是 [ ] A．上浮 B．懸浮 C．下沉 D．都有可能 3.浸沒與水中的鋼球,在繼續(xù)下沉的過程中,它受到的 [ ] A.浮力增大,壓強(qiáng)減小 B.浮力減小,壓強(qiáng)減小 C.浮力不變,壓強(qiáng)減小D.浮力不變,壓強(qiáng)增大 4.含有雜質(zhì)的蠟塊懸浮在水中,要使該蠟塊漂浮,可以采用的方法是 [ ] A.加純酒精 B.加水 C. 加食鹽 D. 加汽油 5．對(duì)于現(xiàn)代生活給人們帶來的緊張感，可用漂浮療法減輕。漂浮池內(nèi)有一定深度的水， 水中加有大量的_________（填“鹽”或“酒精”），任何人進(jìn)入池內(nèi)都會(huì)漂浮起來。 6．把水面的皮球慢慢壓入水底，在皮球完全浸入水中前，應(yīng)加的壓力是______的；完 全浸入水中后，應(yīng)加的壓力是______。（選填“變大”、“變小”或“不變”） 圖7 7.一金屬塊在空氣中稱重為27N,把它全部浸在水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為17N,則該金屬快受到水對(duì)它的浮力是 ,物體的體積是 . 8.密度計(jì)是測(cè) 的儀器,它是利用 的原理制成,同一密度計(jì)在各種不同的液體中受到的浮力是 ,排開液體的體積是 (選填“相同”或“不同”).密度計(jì)的刻度是上 下 . 圖8 9. 某海濱浴場(chǎng)，水底布滿了石頭，在海水中游泳的人由深水走向淺水的過程中，赤腳踩在石塊上的感覺有沒有變化？為什么？ 10.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里將體積為1.010-3m3的實(shí)心正方體木塊放入水中,如圖8所示,靜止時(shí)其下表面距水面0.06m.請(qǐng)根據(jù)此現(xiàn)象和所學(xué)力學(xué)知識(shí),計(jì)算出兩個(gè)與該木塊有關(guān)的物理量 11.如圖7所示,用手提住彈簧測(cè)力計(jì),下面吊著一個(gè)金屬快.當(dāng)金屬塊接觸容器中的水時(shí)(圖b),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5N;當(dāng)金屬塊全部浸入水中時(shí)(圖c),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N.(取10N/kg) (1) 求金屬塊全部進(jìn)入水中時(shí)受到的浮力 (2) 求金屬快的體積和密度 (3) 在使金屬快由圖(b)位置漸漸浸入水中圖(c)位置的過程 圖9 中,試分析水對(duì)容器底部壓力的變化情況. 12.小明和教練在大海里學(xué)潛水，看到海里的魚兒口中吐出的 小氣泡在升至水面的過程中，發(fā)生如圖9所示的變化，小明認(rèn)為氣泡在上升過程中受到的重力和浮力應(yīng)該是不變的，他把這一想法告訴教練，教練確說他的想法不對(duì)，你怎樣想？