《浮力应用》导学案

3．浮力的应用 第1课时
【学习目标】1.知道物体的浮沉条件；2.进一步学习浮力在生产和生活中应用的实例
【知识链接】飞艇是一种轻于空气的航空器，它与气球最大的区别在于具有推进和控制飞行状态的装置。

飞艇由巨大的流线型艇体、位于艇体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾面和推进装置组成。

艇体的气囊内充以密度比空气小的浮升气体（氢气或氦气）借以产生浮力使飞艇升空。

吊舱供人员乘坐和装载货物。

尾面用来控制和保持航向、俯仰的稳定。

【学法指导】1．悬浮和漂浮有相似之处，也有重要区别。

相似之处是：物体都处于平衡状态，各自所受重力G 和浮力F 浮的大小相等是一对平衡力。

重要区别是：A ．它们在液体中的位置不同，悬浮是物体可以静止在液体内部任一地方，而漂浮则是物体静止在液体表面上；
B ．处于悬浮状态的物体，其密度与液体密度相等，其体积等于物体排开液体的体积，处于漂浮状态的物体，其密度小于液体的密度，其体积大于物体排开液体的体积。

2．漂浮是上浮的最终结果。

3．轮船是采用空心的办法，增大可以利用的浮力。

轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量。

4．潜水艇的工作原理是靠充放水来改变自身的重力来实现上浮和下潜的。

5．密度计的用途是用来测定液体密度的仪器。

它是根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成的，它的刻度是上小下大。

【温故知新】（1） 浮力的大小跟哪些因素有关？（2） 阿基米德原理（用公式表示）是什么？
【探究新知】
一、自主预习：
1．讨论潜水艇的工作原理（1）潜在水下的潜水艇受_____力和______力作用。

（2）如图9-3-1，请画出潜水艇上浮、下沉、悬浮、漂浮的受力示意图。

（3）潜在水面下的潜水艇在上浮和下沉的过程中受到的浮力是否变化？(写出判断依据)
（4）潜水艇原理：潜水艇是靠改变________________实现上浮和下沉的。

2．总结物体的浮沉条件
（1）物体的浮沉取决于_________________________________
（2）浸没在液体里的物体
上浮 下沉 悬浮 漂浮 图9-3-1
当F 浮______G 物，物体上浮，ρ物_______ρ液
当F 浮______G 物，物体下沉，ρ物_______ρ液
当F 浮______G 物，物体悬浮，ρ物_______ρ液
上浮的最终结果是________，此时ρ物_______ρ液
3．探讨轮船的工作原理
（1）怎样能让铝箔漂浮在水面上？想办法解决。

（2）铝箔为什么能漂浮在水面上？
（3）轮船原理：采用________的办法，增大可以利用的________，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。

（4）同一艘轮船从河流驶入海里的过程中，轮船的重力、轮船受到的浮力、轮船的排水量、轮船排开液体的体积、轮船的吃水线这几个量中哪些没有变化？哪些有变化？怎样变化？（小组讨论）
（5）同一艘轮船从河流驶入海里是浮起一些还是沉下一些？（请以问答题的模式解答）
4．气球和飞艇
（1）气球和飞艇中充的是密度_____空气密度的气体，常采用____气、
______气或烧热的_______。

（2）要使气球降回地面，你打算用什么方法？
5．密度计（如图9-3-2）
小芳在一端封闭的均匀圆玻璃管中装入适量的小铅丸，制成一支密度计．密度计能在液体中竖直漂浮，如图9-3-3所示，根据它在液体中浸没的深度得知这种液体的密度．小芳的设计和制作过程如下：
a ．根据阿基米德原理及物体漂浮条件，推导出密度计在纯水中浸没的深度h 的表达式．
b ．根据h 的表达式，测量这支密度计自身的某些物理量，算出密度计在纯水中浸没的深度， 在管上画上纯水的密度值线A （如图9-3-4）．
c ．把密度计放入纯水中，验证刻度线A 的位置是否准确
请你根据上述的内容完成下列问题：
（1）设纯水密度为ρ，装了铅丸的玻璃管总质量为m ，玻璃管底面直径为d
．请用本题的图
9-3-2 图
9-3-3 图9-3-4
物理量符号表示步骤a中的表达式h=________（可能用到的数学公式：圆柱体体积V=Sh，
圆的面积S=пd2/4）
（2）若纯水密度已知，请你写出b步骤中所需用的测量仪器及对应测量的物理量．
（3）步骤c中，若水面在刻度线A以上，请你简要写出一种校准的方法．
（4）若把校准后的密度计放在密度为0．8×103kg／m3的酒精中，液面的位置在纯水密度值
刻度线上方还是下方？为什么？
二、合作探究：
1．潜水艇是靠改变________________实现上浮和下沉的；轮船是采用________的办法，增
大可以利用的________，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。

2. 一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水中，它受到的浮力是____N。

（g=10N/kg）
3. 弹簧秤下挂一物体，在空气中称时弹簧秤的示数是784N，浸没在水中时弹簧秤的示数
是735N，则物体受到的浮力是______，物体的体积是______，物体的密度是______．
4. 如图9-3-5所示，A．B．c为三个体积都是50cm3的木块，b有一半露出水面，
这三个物体所受浮力的大小分别为Fa=______N、Fb=______N、Fc=______N．
5．甲、乙两个等质量的物体，甲的密度是乙的两倍，若把它们浸
没在同种液体中，则甲、乙两物体受到的浮力之比是______．
6. 把一金属块浸没于盛满酒精的容器中,溢出酒精的质量为8g,若将此金属块浸没于
图9-3-5 盛满水的容器中,排开水的质量为_________g.
7. 某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件”时，将重为100g的物体放入盛满水的盆中,有90g
水溢出,则（）
A.物块会浮在水面上
B.物块会悬浮在水中
C.物块会沉入盆底
D.不能据此判断出物块的沉浮
8. 将质量相同的木块和铝块、铜块放入水中，木块漂浮，铝块、铜块下沉，则它们受到的
浮力（）
A. 铝块最大
B. 木块最大
C. 铜块最大
D. 一样大
9．气球里充的是密度______空气密度的气体。

气球为什么能升上高空？升上高空的气球又
是如何降回地面的？（通过课外查资料，小组交流讨论等方式明白其中的道理，并形成文字
报告，下节物理课以小组为单位汇报成果）
10、（多选）在公园平静的湖水中，经常能看到从湖底产生的气泡向上升，则气泡在水中向
上升的过程中，下列说法正确的是（）
A．气泡所受的液体的压强不变B．气泡所受的液体压强变小
C．气泡所受的浮力变大D．气泡所受的浮力不变
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3．浮力的应用第2课时
【学习目标】1．潜水艇、气球和飞艇的工作原理及分析、复杂的浮力分析和计算。

2．熟练地掌握浮力计算的5种方法。

【知识链接】热气球在中国已有悠久的历史，称为天灯或孔明灯，知名学者李约
瑟也指出，西元1241年蒙古人曾经在李格尼兹（Liegnitz）战役中使用过龙形
天灯传递信号。

法国的孟格菲兄弟于1783年才向空中释放欧洲第一个内充热空气
的气球。

法国的罗伯特兄弟是最先乘充满氢气的气球飞上天空的。

【探究新知】
一、自主预习：
1．潜水艇是靠改变来实现上浮和下沉的。

2．气球和飞艇是靠改变或来实现上升和下降的。

3．轮船的大小是用来表示。

4．排水量为1000t的轮船在ρ水=1×103kg/m3的河水中，它受到的最大浮力为
_______________N，它满载时排开的河水的体积为_______________m3.当它驶入ρ海水
=1.03×103kg/m3的海水中，它排开海水的体积为_______________m3，它从河里驶入海里将会_______________一些(填“上浮”或“下沉”).
二、合作探究：
1.“对木块能浮在水面上，而铁块却沉在水底的”解释，正确的是（）
A．木块很轻，铁块很重。

B．木块受到浮力，铁块没有受到浮力。

C．木块受到的浮力等于它受到重力，铁块受到的浮力小于它受到的重力。

D．三种说法都正确。

2．潜水艇浮出海面时的排水量是1545t，潜行时的排水量为2060t.求在海面时，艇身在水面以上和水面以下的体积各是多少?为了使它潜入水中，需要吸进多重的水才行(g取10N/kg)
3．用270g铝做一个能悬浮在水中的空心铝球，中间空心部分的体积应是多大?
4．匀速升空的氢气球体积为150m3，载重1300N，设空气的密度为1.29kg/m3，则氢气球在空气中所受浮力为多少?气球自重为多少?(g取10N/kg)
5．把粗细均匀的玻璃密度计放入水中，浮出水面的长度为2cm；放入密度为1.8×103kg/m3的硫酸中，浮出液面的长度为10cm；放入另一种液体中，浮出液面的长度为8cm，求这种液体的密度.
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