2010-06-18 15:48:21 阅读18 评论0 字号:大中小
一、知识和技能要求
1、知道物体的浮沉由浮力和重力决定。能应用浮沉条件判断物体的浮沉。能根据实心物体与液体的密度大小,推断物体的浮沉。
2、知道漂浮在液面的物体,浮力的大小一定与重力的大小相等。
3、能把阿基米德定律、密度公式和物体浮沉条件结合起来解决一些简单问题。
4、能解释船舶等物体漂浮在水面的原因。知道轮船排水量的意义。
5、能解释潜水艇上浮和下沉的原因。能解释用密度计测液体密度的道理。能解释控制气球升降的道理。进一步理解物理知识的应用价值。
二、重点难点精析
1.xx浸没的物体,它的上浮、悬浮或者下沉是由浮力和重力共同决定的。如图所示。
如果 F浮 < G 物体受到的合力方向竖直向下,物体将下沉
如果 F浮 > G物 物体受到的合力方向竖直向上,物体将上浮
如果 F浮 = G物 物体受到的合力为0,物体将保持静止(悬浮),因为物体受到的浮力与深度无关,因此悬浮的物体可以在液体内部任何位置静止。
2.根据密度判断物体的浮沉条件
当物体xx浸没时,,将F浮和G分别展开:,代入浮力于重力的关系的公式。
下沉:F浮<G ;
上浮: F浮>G物 ;
悬浮: F浮=G物 。
根据以上推导,判断物体在液体中的浮沉条件,还可以比较物体的密度和液体密度的大小关系。
3.物体的漂浮条件
当物体漂浮时,F浮 = G物,V浸 = V排<V物,因为,可以发现,当物体漂浮时,。
因此当物体漂浮时有: V浸=V排<V物;F浮 = G;ρ物 < ρ液
4.轮船是把钢铁外壳做成空心的,使它的平均密度小于水的密度,因此它能漂浮在水面上,其所受浮力的大小用排水量表示,排水量是指轮船排开的水的质量。
密度计本身的体积和重力是一定的,放入液体中时能漂浮。因为物体漂浮在水面上时F浮 = G,根据阿基米德原理的展开式,。由于密度计的重力是不变的,因此其排开液体的体积越大,液体密度就越小。因此密度计的刻度数值是从上向下逐渐增大的的
密度计和轮船都是利用了物体的漂浮条件。
5.潜水艇是利用物体的浮沉条件工作的。由于它的体积一定,潜入水下后排开液体的体积不变,因此它受到的浮力大小不变。它是靠水舱的充、放水来改变自身的重力,从而改变它的浮沉的。
6.气球是靠改变所受的浮力大小改变浮沉的。气球充入密度小于空气的气体或升高内部气体的温度时,体积增大,使得F浮>G,上浮;放气或降温时,体积减小,F浮<G,下沉;当F浮=G时,气球就悬浮在空气中。
三、典型例题
知道轮船、潜水艇、气球、xx、密度计应用浮力的原理,知道通过“空心”的方法可以增大可利用的浮力;了解如何调节重力、浮力的关系来改变浮沉情况是本节的重点。学习本节时还需要有增和利用浮力知识和浮沉条件解答简单问题的能力。
1.潜水艇在水面下下潜的过程中,受到的浮力________,水对它的压强______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
分析与解:
潜水艇在水面下下潜的时候,潜水艇浸没在水中,即V排 = V艇,根据阿基米德原理,由于水的密度不变,因此潜水艇在下潜过程中受到的浮力大小不变,浮力的大小与浸没在液体中的深度无关。由液体压强公式p=ρgh可知,水对潜水艇的压强随深度的增加而增大。
此题答案为:不变,增大。
潜水艇是利用物体的浮沉条件来工作的。潜水艇的体积一定,只要没入水面下,所受的浮力大小是一定的,它的上浮和下沉是靠水舱充、放水改变自重来实现的,当F浮 > G,潜水艇上浮;当F浮 < G,潜水艇下沉;当F浮 = G,潜水艇悬浮或漂浮。
2 .三个xx相同的实心球,分别在如图所示的水、盐水、水银三种液体中静止,其中在水和盐水中的实心球沉底,在水银中的实心球漂浮,它们所受浮力为F甲、F乙、F丙,下面判断正确的是( )
A.F甲=F乙>F丙
B.F甲<F乙<F丙
C. F甲=F乙<F丙
D.F丙<F甲<F乙
分析与解:
实心球在水和盐水中都下沉,因此物体排开液体的体积等于物体本身的体积,根据阿基米德原理展开式 ,实心球在水和盐水中排开液体的体积都一样,盐水的密度大于水的密度, 因此应该有 F甲<F乙。根据物体的浮沉条件,下沉物体的重力大于其受到的浮力,因此有F甲<F乙<G物。
实心球在水银中漂浮,根据漂浮条件,F浮=F丙=G物,因此有F甲<F乙<F丙。
答案应选B。
3.如图,同一物体浸在甲液体中悬浮,浸在乙液体中漂浮。比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小及两种液体密度ρ甲、 ρ乙的大小,可以确定正确的是( )
A.F甲=F乙, ρ甲=ρ乙
B.F甲=F乙, ρ甲<ρ乙
C.F甲<F乙, ρ甲=ρ乙
D.F甲>F乙, ρ甲>ρ乙
分析与解:
物体在两种液体中悬浮和漂浮,分别对两个物体进行受力分析,可以发现两种情况下它们的受力状况都是一样的,即在重力和浮力的共同作用下保持静止状态,F浮=G,因此物体在甲、乙两种液体都受到的浮力都与其重力的大小相等,F甲=F乙 。
根据浮沉条件和漂浮条件,悬浮时,漂浮时,因此有ρ甲<ρ乙。
答案应选B。
解答此类题的要点在于熟悉物体的浮沉条件和漂浮条件,通过对物体在液体中的静止时的位置判断它的受力状况以及本身密度与液体密度之间的关系。