资源简介

(共19张PPT)
第一部分　教材知识巩固
力学
第九讲　浮力
第2节　物体的浮沉条件及其应用
2022年版课程标准内容要求
2.2.9能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。
考点1
物体的浮沉条件
沉浮状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
图示
受力分析 F浮①______G F浮②______G F浮③______G F浮④______G F浮＋FN⑤______G
>
<
＝
＝
＝
沉浮状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
密度关系 ρ液⑥______ρ物 ρ液⑦______ρ物 ρ液⑧______ρ物 ρ液⑨______ρ物 ρ液⑩______ρ物
备注 处于动态,受力不平衡 可以停留在液体的任意深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
受力平衡
>
<
＝
>
<
1．[沪科“迷你实验室”、人教“想想做做”改编题]丽丽使用电子秤称得一个鸡蛋的质量为55 g,将其放入水中后沉入水底,如图所示,逐渐向水中加盐,待鸡蛋悬浮于水中静止时,鸡蛋所受浮力大小为_______N;沉底时鸡蛋受到的浮力为F1,悬浮时鸡蛋受到的浮力为F2,则F1______(选填“>”“＝”或“<”)F2。鸡蛋的密度________水的密度。
0.55
<
大于
考点2
物体浮沉条件的应用
应用 原理
轮船 轮船的大小通常用排水量表示。排水量就是轮船装满货物(满载)时排开水的①________。注:轮船从江河进入大海时,所受浮力不变,液体密度增大,故而排开液体的体积变小
潜水艇 潜水艇浸没在水中时排开液体的体积始终不变,所以潜水艇受到的浮力不变,靠改变②____________实现上浮与下潜。潜水艇想要上浮时,水舱应该③________(选填“注水”或“排水”)
质量
自身重力
排水
应用 原理
热气球、 飞艇 热空气的密度小于冷空气的密度,只要改变热气球内空气的温度就能实现热气球的上升、下降和悬浮
密度计 根据物体漂浮在液体中所受浮力等于重力的原理制成,密度计在待测液体中处于漂浮状态,待测液体的密度越大,密度计浸入待测液体的体积越小
2．[沪科图片改编题]“选种”是提高农作物产量的重要措施之一。在实际生产中有一种利用浮力选择谷种的方法:将备选的谷种浸在浓度适宜的盐水中,一些谷种会漂浮在盐水表面,一些谷种会沉在盐水底部,从而可选出好谷种。请判断盐水中哪些谷种是好谷种,并说明理由。
答：在盐水中沉底的谷种是好谷种。将种子放入盐水中后,由于干瘪、虫蛀的种子密度较小,故浸在盐水中会漂浮于液面上;而饱满的种子密度较大,故浸在盐水中会下沉。
命题点1
物体的浮沉条件及其应用
1．(2024贵州)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而________;茶叶充分吸水后由于其密度________水的密度而下沉。
上浮
大于
2．(2023贵州)半潜船是专门从事运输舰船、石油钻井平台等大型设备的海运船舶。如图所示是我国最大的半潜船“新光华”号,装载货物前,海水进入船内的压载水舱,甲板逐渐下潜至海面以下,但船楼建筑仍露出海面;把货物拖拽至甲板上方时,从压载水舱向外排出海水,半潜船逐渐上浮并托起货物直至甲板浮出海面一定高度,这样就完成了货物装载。请回答以下问题:
(1)半潜船装载货物时处于哪种浮沉情况
(2)若装载质量更大的货物,在保持甲板浮出海面高度相同的情况下,需要从压载水舱排出更多海水,请用浮力知识解释从压载水舱多排海水的原因。
答：(1)半潜船装载货物时处于漂浮状态;
(2)在保持甲板浮出海面高度相同,即排开海水的体积相同时,根据阿基米德原理可知,半潜船受到的浮力不变,半潜船在海中受到浮力、自身重力和货物的压力作用,若装载质量更大的货物,由物体的平衡条件可知,需要减轻半潜船的重力,故需要从压载水舱排出更多海水。
3．(2025贵州)某次学校物理社团活动主题是“制作浮力秤”。经思考,小明决定用薄壁硬质饮料瓶、水槽、水、细线及几个质量不同的重物进行制作。他设想,让饮料瓶漂浮于水面上,在瓶身上标记出相应的质量刻度线,把待测物体放入瓶中,待水面静止时,根据水面所在刻度线的位置,便可读出待测物体的质量。小明进行如下制作:
【任务一】制作秤体
小明切掉饮料瓶底部,用细线将瓶盖与其中一个重物连接,旋紧瓶盖,将瓶体开口向上倒置于水槽中,待其静止后,若瓶体呈竖直状态,且与重物整体漂浮,则秤体制作完成,如图甲所示。此时瓶体便可作为秤盘盛放待测物体。
(1)此时秤体所受浮力大小________其重力大小。
【任务二】标注刻度
小明认为当秤体漂浮,且水面位于瓶体的圆柱状部分时才便于标记刻度。他发现图甲中秤体在水中的位置尚未满足标记刻度的条件。
等于
(2)为满足条件,小明用准备的器材进行调整,请你给他提出调整建议:
_________________。
调整完成后,小明先将饮料瓶身与水面齐平处标记为0 cm,此处即为质量标度的零刻度线;将饮料瓶取出,再将刻度尺对应的长度刻度值标记在瓶身上;测量出饮料瓶圆柱状部分的横截面积为50 cm2,再放入水中,如图乙所示。
(3)接下来,只需将瓶身上所标注的长度刻度值转换为相应的质量标度,便可完成浮力秤的制作。请你计算瓶身上刻度1 cm处所对应的质量标度为多少克 (ρ水＝1.0 g/cm3)
小明按照此方法计算并标注了浮力秤各刻度值对应的质量标度。
增加重物的质量
【任务三】拓展分析
小羽参照小明的方法,用一个横截面为圆形,切口处圆的面积也为50 cm2,但上下粗细不同的饮料瓶来制作浮力秤。她正确标记了零刻度线的位置,用刻度尺紧贴瓶身,在瓶身上标注了均匀的刻度,如图丙所示;接着她依照小明浮力秤的刻度值,在相同的刻度处标注了相同的质量标度(图中未画出)。
(4)请判断小羽制作的浮力秤所称出的物体质量比真实值偏大还是偏小 说明理由。
解：(3)增加待测物体,水面与刻度1 cm齐平时,需额外排开水的体积
V排＝Sh＝50 cm2×1 cm＝50 cm3
由平衡条件可知,mg＝ρ水V排g,
待测物体的质量m＝ρ水V排＝1.0 g/cm3×50 cm3＝50 g
故瓶身上刻度1 cm处所对应的质量标度为50 g
(4)偏小。小羽制作的浮力秤相同刻度下排开水的体积小于小明制作的浮力秤排开水的体积,故小羽制作的浮力秤所称的物体质量比真实值偏小。
4．(2022贵阳)《天工开物》中记录了古代劳动者煮海水制盐的方法,如图甲所示。用于制盐的海水密度有严格要求,在《西溪丛语》中谈到了用莲子选定海水的方法:采用多粒莲子投入盛有海水的容器中,若所有莲子均浮,则海水含盐重;若所有莲子均沉,则这样的海水就毫无制盐价值。
后来《熬波图咏》中谈到,将莲子分别浸入不同密度等级的海水中(一等海水密度最大,二、三、四等依次次之),充分浸泡后制备成不同测定标准的“浮子”。将“浮子”放入盛有待测海水的竹管内,如图乙所示,根据浮起的“浮子”数即可判断待测海水的密度范围。
请回答下列问题:
(1)煮海水制盐过程中,水发生的物态变化是________。
(2)若一粒浸泡后的莲子质量是3×10－3 kg,其受到的重力是多少 (g取 10 N/kg)
(3)《西溪丛语》谈到:无制盐价值的海水,莲子放入后会全部沉入水底。莲子沉入水底的原因是什么
(4)将四粒不同测定标准的“浮子”放入盛有待测海水的竹管内。请根据图乙中“浮子”静止时的情况判断:2号“浮子”制备时是浸泡在哪一等级的海水中 写出你判断的理由。(设各“浮子”的体积均相同,其密度与对应等级的海水密度相等)
汽化
解：(2)若一粒浸泡后的莲子质量是3×10－3 kg,其受到的重力
G＝mg＝3×10－3 kg×10 N/kg＝3×10－2 N
(3)无制盐价值的海水,其中的含盐量少,这种海水的密度较小;而莲子的密度大于这种海水的密度,所以莲子沉入水底。
(4)由图乙可知,V排1>V排2>V排3>V排4,待测海水密度一定,根据阿基米德原理可知,浮力F1>F2>F3>F4,1号“浮子”沉底,其浮力小于重力,2、3、4号“浮子”漂浮,它们的浮力均等于重力,所以G1>G2>G3>G4,根据G＝mg可知,“浮子”的质量m1>m2>m3>m4,根据ρ＝可知,“浮子”的密度ρ1>ρ2>ρ3>ρ4,所以,2号“浮子”制备时浸泡在二等海水中。

展开更多......

收起↑