第十章浮力复习教案
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教学过程
一、复习预习
本章我们学习了浮力的有关知识,知道了轮船、潜艇、飞艇等利用浮力的具体事例,初步认识科学技术对社会发展的影响,建立应用科学知识的意识。本章的重点是阿基米德原理,在复习的时候一定要注意它的表达式和实验探究过程,该知识属于中考重点内容,需要引起注意。
二、知识讲解
课程引入:创设问题情境,引入新课
日常生活中我们看到有很多物体可以漂浮在水面上,比如说轮船。轮船的质量有几百甚至几千吨,受到的重力很大,可是却可以浮在水面上而不下沉,说明肯定有一个与重力方向相反的力在托住轮船,来思考下面的问题:
1、这个力是什么力呢?
2、这个力的施力物体是什么?方向向哪里?
3、这个力的大小与什么有关系呢?
考点/易错点1、浮力
1.当物体浸在液体或气体中时会受到一个竖直向上的托力,这个力就是浮力。
2.浮力产生的原因:上、下表面受到液体对其的压力差,这就是浮力产生的原因。
3.称重法测量浮力:浮力=物体重力-物体在液体中的弹簧秤读数,即F浮=G-F′
4.决定浮力大小的因素:物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。与浸没在液体中的深度无关。
考点/易错点2、阿基米德原理
1.阿基米德原理:浸在液体里的物体受的浮力,大小等于它排开的液体受的重力。
公式:F浮=G排。
(1)根据阿基米德原理可得出计算浮力大小的数学表达式;F浮=G排=m液g=ρ液gV排。
(2)阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。
2.正确理解阿基米德原理
⑴阿基米德原理阐明了浮力的三要素:浮力作用点在浸在液体(或气体)的物体上,其方向是竖直向上,其大小等于物体所排开的液体(或气体)受到的重力,即F浮=G排液。
⑵“浸在”既包括物体全部体积都没入液体里,也包括物体的一部分体积在液体里面而另一部分体积露出液面的情况;“浸没”指全部体积都在液体里,阿基米德原理对浸没和部分体积浸在液体中都适用。
⑶“排开液体的体积”V排和物体的体积V物,它们在数值上不一定相等。
当物体浸没在液体里时,V排=V物,此时,物体在这种液体中受到浮力最大。
如果物体只有一部分体积浸在液体里,则V排<V物,这时V物=V排+V露。
⑷根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排-。即F浮的大小只跟ρ液、V排有关,而与物体自身的重力、体积、密度、形状无关。浸没在液体里的物体受到的浮力不随物体在液体中的深度的变化而改变。
⑸阿基米德原理也适用于气体:F浮=ρ气gV排,浸在大气里的物体,V排=V物。例如:热气球受到大气的浮力会上升。
考点/易错点3、物体的浮沉条件及应用
1.浸在液体中物体的浮沉条件
(1)物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部,上浮的结果是浮出液面,最后漂浮在液面。
(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力。但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。
2.应用(1)
①原理:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积增大,从而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水面上。
②排水量:轮船满载时排开的水的质量。m排=m船+m满载时的货物
(2)潜水艇
原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水或排水来改变自身重力,使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。
(3)气球和气艇
原理:气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气),
通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积,从而改变所受浮力大小。
4)密度计
原理:利用物体的漂浮条件来进行工作。
密度计的刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大.
3.浮力大小的计算方法:①称量法:F浮=G-F拉;
②压力差法:F浮=F向上-F向下;
③阿基米德原理法:F浮=G排=m排g=ρ液gV排;
④平衡法:F浮=G物(悬浮或漂浮)
三、例题精析
【例题1】
【题干】如图所示,金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡,在升至水面的过程中体积逐渐变
大,这个过程中气泡所受浮力将()
A. 不变
B. 变大
C. 变小
D. 无法确定
【答案】B
【解析】由图可知气泡在水中上升时,ρ水不变,V排=V气泡变大,所以由F浮=ρ水V排g可得:气泡受到的浮力变大.
【例题2】
【题干】将重为4N,体积为5×10-4m3的物体投入一装有适量水的烧杯中,当物体静止时,下列判断正确的是(g=10N/kg)()
A.物体上浮,F浮=4N
B. 物体漂浮,F浮=5N
C. 物体漂浮,F浮=4N
D. 物体沉底,F浮=5N
【答案】C
【解析】解答:∵G=mg=ρVg,∴物体的密度为ρ=m/V=G/Vg=4N/5×10−4m3×10N/kg =0.8×103kg/m3∵ρ<ρ水,∴物体在水中将漂浮;物体在水中受到的浮力:F浮=G=4N.故选C.
【例题3】
【题干】在水平桌面上,有完全相同的圆柱形容器甲和乙,盛有质量相等的同种液体。将体积相同、材料不同的小球A和B分别放入两容器中,结果A球漂浮,B球悬浮,如图所示。A、B两球所受的浮力分别为F A和F B,甲、乙两容器底部对桌面的压强分别为p甲和p
,则下列结论中正确的是()
乙
A. F A>F B p甲<p乙
B. F A<F B p甲>p乙
C. F A>F B p甲>p乙