浮力的应用.doc

1、浮力的应用目标认知学习目标1知道物体浮沉条件，知道浮力的利用。2通过观察分析，了解轮船是怎样浮在水面上的，通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值。学习重点 物体的浮沉条件，轮船的漂浮原理。学习难点浮沉条件的应用。知识要点梳理知识点一 物体的浮沉条件1浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力 G 和竖直向上的浮力 。而物体的运动状态取决于受力情况，物体的浮沉就取决于所受的浮力与重力的关系。当 时，合力方向向上 上浮当 时，合力为零 悬浮当 时，合力方向向下 下沉2对于实心的物体，由 ， ，浸没时 ，所以当 时， 物体上浮；当 时， ， 物体悬浮；当， 物体下沉。3物体上浮、下沉是运

2、动过程，在此过程中受非平衡力作用，下沉的最终状态是沉到液体底部；上浮的最终状态是浮出液面，最后漂浮在液面，漂浮和悬浮的共同特点都是浮力等于重力( )。在平衡力作用下静止不动，不同点是排开液体的体积不同，漂浮时物体的体积大于排开液体的体积 ；悬浮时，物体的体积等于排开液体的体积。4物体浮沉各种状态比较表浮沉状况 物理现象 运动状态 条件 物液密度关系 与 的关系上浮 在液体中向上运动 向上运动浮漂浮 浮在液面上 静止在液面上悬 悬浮停留在液体中任何深度的地方静止在液体中下沉 在液体中向下运动 向下运动沉沉底 停留在容器底部 静止在容器底部1、为探究物体的浮沉和有关因素的关系，小刚将一个鲜鸡蛋先放

3、入一个装有大半杯清水的玻璃杯中，鸡蛋沉入杯底，然后向杯中逐渐加盐，在此过程中，下列分析正确的是( )A鸡蛋所受浮力不变 B鸡蛋所受重力变大C杯底所受的压强不变 D鸡蛋可能会慢慢上浮解析：在向杯中加盐的过程中，杯中液体的密度不断变大，由浮力公式 知，鸡蛋所受的浮力不断变大，当浮力大于重力时，鸡蛋就会慢慢上浮，由液体内部压强公式知，杯底所受的压强也会不断变大，鸡蛋所受的重力与液体的密度无关，故重力不变。答案：D知识点二 浮沉条件的应用1轮船轮船是采用“空心”法来增大体积从而增大浮力，使它浮于水面的，它们受到的浮力等于船的总重。轮船浮力的大小通常用排水量来表示，排水量是指轮船满载时排开的水的质量，根

4、据漂浮条件知，排水量船自身的质量满载时货物的质量。2潜水艇潜水艇是靠改变自身的重力来实验浮沉的，潜水艇为了实现升降，必须使浮力大小不等于重力，潜水艇在水下时，由于艇壳不能任意改变，因此浮力是不变的，要想控制上浮、下沉就只有改变自重，潜水艇两侧都有水舱，与高压气舱相连，高压气体能将水从水舱内排出，减小潜水艇重力，当其小于浮力时潜水艇就上浮；当浮力大小等于重力，潜水艇可在水中任一位置保持静止，即悬浮；关闭高压气舱使进水口打开，在水压作用下水舱进水，自重增大到大于浮力时，潜水艇开始下沉。3气球和飞艇气球和飞艇是漂浮在空中的，内部所充气体的密度必须小于空气的密度，一般充有氢气或氦气，充气时体积增大，浮

5、力增大，当浮力增大到大于其重力时，气球和飞艇就上升；反之，排出一部分氢气或氦气时，气球和飞艇就下降，因此它们是通过改变体积来实现上升和下降的。热气球是通过加热的方式使气球内气体热膨胀，从而减小气体的密度，因此热气球只要停止加热，气球体积就会缩小，浮力减小，降回地面。4密度计密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的，用密度计测量液体的密度时，它受到的浮力总等于它的重力，由于密度计制作好后它的重力就确定了，所以它在不同液体中漂浮时所受到的浮力都相同，根据 可知：待测液体的密度越大，则 越小，密度计浸入液体中的体积越小，露出部分的体积就越大；反之待测液体密度越小，则 越大，密度计浸入液体中的体积越大，

6、露出部分的体积就越小，所以密度计上的刻度值是“上小下大”。规律方法指导1基本概念：轮船的排水量，轮船满载时排开水的质量。2基本规律：物体的浮沉条件：物体漂浮特点：3基本原理：轮船的漂浮原理：利用浮沉条件，将钢铁做成空心的，增大浮力。潜水艇的浮沉原理：通过改变自重来实现上浮下沉。气球和飞艇的升空和落地原理靠改变自身体积，从而改变浮力来实现升空和落地。经典例题透析一、基础例题1、把重 5N、体积为 的物体投入水中。若不计水的阻力、当物体静止时，下列说法中正确的是A物体漂浮 B物体漂浮C物体悬浮 D物体沉底解析：把物体投入水中，浸没时所受浮力为，物体的重力 ， ，物体沉底，受到的浮力为 4N。答案：

7、（D）总结升华：比较物重和浮力大小，确定运动状态，关键是先假设 。举一反三一只鸡蛋沉没在杯中水底，添加下列哪种物质并搅拌，能使鸡蛋浮起来（ ）A食盐 B水 C酒精 D食用油解析：物体浸没在水中，排开液体的体积不变，当向水中添加物质时，液体密度变化，加盐时液体密度变大，由 知 变大。当 时，鸡蛋上浮。而加水、酒精、食用油都使液体密度变小，浮力变小， ，不会浮起来。答案：（A）2、在远洋轮船的船舷上都漆着五条“吃水线”又称“载重线”，如图所示，其中标有 W 的是北大西洋载重线，标有 S 的是印度洋载重线。当船从北大西洋驶向印度洋时，轮船受到的浮力变化以及北大西洋与印度洋的海水密度和 的关系有（ ）

8、A浮力增大B浮力减小C浮力不变D浮力不变解析：轮船在北大西洋和印度洋中均漂浮在水面上，满足 ，轮船重力不变，从北大西洋驶向印度洋所受浮力相等。由图可知，北大西洋载重线 W 在印度洋载重 S 下方，即轮船在北大西洋中排开水的体积小于在印度洋中排开水的体积。由公式， ，得 。答案：（C）总结升华：解此题关键是从选项中知需要比较船在两种液体中浮力和密度大小。两种情况都漂浮，都等于船重，故浮力不变。根据 知， 大的 小，故 。举一反三一艘 5000t 的货轮从我国东海驶入长江的南京港，该货轮受到的浮力_(选填“变大”“变小”或“不变”)，货轮在水面以上的高度将_。(选填“增加”“减小”或“不变)解析：

9、货轮在东海和长江都是漂浮的，它受到的浮力都等于货轮的重力，所以货轮受到浮力也不变，但由于 ，根据 知，在长江中的 较大，所以在水面以上的高度将减小。答案：（不变，减小， ）3、如图所示为杭州西湖孤山草坪上的一只观光用的载人升空气球。（可看作球体，体积 ）球的半径为 4m，球内充有氦气、气球能搭载物体的最大质量为125kg 空气密度为 ，问：若该气球只搭载一个质量为 55kg 的人观光，则当气球搭载此人匀速升至高空时，需要多大的力才能将气球拉住？气球的球壳和所配重物的质量为多少千克？解析：拉住气球的所用的力为：气球的体积为气球所受的浮力为气球内氦气的重力球壳及所配重物的总质量总结升华：解此题的关

10、键是受力分析，受到向上的力是浮力 ，受到所有受下的力，平衡时都等于浮力。举一反三某人用一根绳子系住水中的一个物体，试图将这个物体打捞出水，若物体的密度为，体积为 ，g 取 10N/kg，求：要将物体提出水面，所用的绳子至少应能承受多大的拉力。在从水中向上提升物体的过程中，绳子承受的最小拉力是多大？解析：将物体提出水面，所用的绳子承受的拉力 T 至少应等于物体的重力在从水中向上提升物体的过程中，物体受到三个力作用即重力 G、拉力 T 和浮力 F，。答案：300 N 200 N二、综合型例题4、如图甲所示，一体积为 的实心物体 A 悬挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的读数为 2.8N，物体 A 的密度

11、为_ (g 取 10N/kg)，当把物体完全浸没在某种液体中时，弹簧测力计的读数变为 1.8N(如图乙所示)物体在这种液体中受到的浮力是_N。现有水银 ，水 ，酒精，把物体 A(不改变形状)分别放入上述三种液体中(三种液体足够)A会在其中的_ 处于漂浮状态。右图是水、水银、酒精的质量体积图像，其中_是水银质量体积图像。(选项“a”“b”“c”)解析：A 的密度 ，。不改变 A 的形状时，它的密度也不会改变，而水银的密度比它大，其他液体密度都比它小，故只能在水银中处于漂浮状态。由公式 知，图像中的 a 应为水银的质量体积图像。答案： 1.0 水银 总结升华：这是“称重法”测浮力的典型例题，浮力等

12、于物体的重力减去弹簧测力计的拉力。在分析图像时，根据 可知体积相同时，有 ，质量大的密度也大，从而确定哪条是密度大的液体图像。举一反三一个空心球，空心部分体积为整个体积的一半，它漂浮在水面上，有一半体积露出水面，若将空心部分注满水，放入水中再静止时将（水足够深）（ ）A漂浮 B悬浮 C沉底 D无法确定解析：当空心球漂浮在水面上时， ，此时 ，故；当空心部分注满水时，球的重力等于空心球的重力和水的重力之和，则注满水的总重力为 ，即此时球的密度与水的密度相同，所以球将悬浮在水中。答案：（B）5、（2011 苏州）如图所示是“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。实验中保持物体处于

13、静止状态，图甲和图乙中物体露出液面的体积相等，弹簧测力计测得的拉力大小的关系是：F 1F 2，F 2F 3 4.则：(1)由图甲和图乙的探究可以得出的结论是：_；(2)由图乙和图丙的探究可以得出的结论是：_；(3)由图丙和图丁的探究可以得出的结论是：_。解析：（1）物体排开液体的体积相等时，所受浮力大小与液体密度有关；液体密度大，浮力也大（2）物体浸在同一种（密度相同的）液体中时，所受浮力大小与物体排开液体的体积有关；排开液体的体积大，浮力也大（3）物体浸没在液体中时，所受浮力的大小与深度无关总结升华：此题主要从表中获得信息，概括总结出规律。成果测评基础达标一、填空题1元宵节是我国的传统节日，

14、这一天小华全家团聚，煮汤圆以示庆祝，小华在帮妈妈煮汤圆时发现，生汤圆放入锅中由于浮力_重力而下沉，在煮的过程中，汤圆受热膨胀，浮力_(选填“增大”、“减小”或“不变”)，致使浮力_重力而上浮。2潜水员在水下工作时，要靠身上背的氧气瓶给自己供氧，开始时他感到氧气瓶“拉着”他下沉，过一段时间后感到氧气瓶“托着”他上浮，开始时氧气瓶能“拉着”潜水员下沉的原因是_。3水面上漂浮着一个物体且物体的 体积露出水面，则此物体的密度为_。4（2011 江西）刚倒入玻璃杯中的雪碧会产生很多小气泡。此时，将一些葡萄干加入杯中，有些葡萄干会沉入杯底，这些葡萄干表面因吸附足够的小气泡，受到的浮力_重力，从而上浮；上浮

15、到液面后，由于小气泡破裂，导致它们受到的浮力_重力，于是又沉入杯底。二、选择题5小梅帮妈妈做饭时，把一个质量为 100g 的土豆放进盛满水的盆里，有 90g 的水溢出，则( )A土豆会浮在水面上 B土豆会沉入盆底C土豆会悬浮在水中 D不能据此判断出土豆的浮沉6如图所示，是高空中的一只热气球，以下有关它的说法正确的是( )A为使静止的热气球下降，必须继续给热气球中的空气加热B为使静止的热气球下降，只需把热气球上的物体抛掉一部分C热气球正在匀速下降，假如有一物体从热球上掉下来，热气球将立即上升D热气球正在匀速下降，假如有物体从热气球上掉下，热气球将先下降后上升7游泳潜入海底观光，在水面下不断下潜的

16、过程中受到的浮力和压强的变化情况是( )A浮力逐渐变大 B浮力逐渐变小C压强逐渐变大 D压强逐渐变小基础达标答案与解析1答案：小于 增大 大于解析：汤圆下沉说明浮力小于重力，汤圆受热膨胀体积变大，排开液体的体积变大，浮力变大，当浮力大于重力时上浮。2答案：氧气瓶受到的重力大于受到水的浮力解析：开始时氧气瓶受到的重力大于受到水的浮力，氧气瓶在水中下沉，随着氧气的逐渐使用减小，氧气瓶的重力减小，当重力小于浮力时，氧气瓶托着潜水员上浮。3答案：解析：物体漂浮在水面上，即4答案：大于 小于解析：葡萄干表面因吸附足够的小气泡，排开水的体积增大，当浮力大于重力时上浮；上浮到液面后，由于小气泡破裂，导致排开水的体积减小，当浮力小于重力时会沉入杯底。5答案：B解析：根据阿基米德原理知 ，而 ，故下沉。