浮力与浮沉状况

浮力与浮沉状况

教学难点：

1、理解浮力产生的原因。

2、对直观现象进行具体的分析，判断物体的沉浮状态

教学难点分析：

1、根据条件，确定物体的浮沉状态。浮沉条件是指它所受重力、浮力的大小。

2、使学生能够正确理解：漂浮、悬浮、上浮；浸在、浸没等名词的含义。

3、求浮力主要有三法：

（1）从浮力产生的原因求：F

浮= F下面受浮力-F上面受浮力。

（2）称重法求浮力：F浮=重力G-挂在测力计上物体全部浸入水时测力计示数。（3）用阿基米得原理求。能正确理解公式中字母的意义：密度是指所浸入的液体的密度，体积是指物体浸入水是体积，或者说是物体排开液体的体积，而不是物体的体积。

教学方法：

1、探究法

2、练习法

知道了一些概念的含义以后，能对题目有一定的理解，能具体分析受力状况，判断物体的沉浮状态，并且举一反三，强化训练。

教学过程：

1、浮力产生的原因：物体受到液体或气体对其向上与向下的压力差产生的

2、有关浮力问题的解题思路：

浮力问题是力学的重点和难点。解决浮力问题时，要按照下列步骤进行：（1）确定研究对象。一般情况下选择浸在液体中的物体为研究对象。

（2）分析物体受到外力。主要是重力G（mg或ρ物gV物）、浮力F浮（ρ液gV排）、拉力、支持力、压力等。

（3）判定物体的运动状态。明确物体上浮、下沉、悬浮、漂浮等。

（4）写出各力的关系方程和由题目给出的辅助方程。如体积间的关系，质量密度之间的关系等。

（5）将上述方程联立求解。通常情况下，浮力问题用方程组求解较为简便。（6）对所得结果进行分析讨论。

例题分析：

1、如右图所示，一船在某水域作业时，将装满金属工具的大铁箱用绳子悬放入水。第一次放，因水太深，铁箱没触碰到水底，此时船的

吃水线在A处。换个地方第二次再放，铁箱才接触到水底。

下列说法正确的是

A、铁箱在船上时，船的吃水线在A处下方

B、铁箱接触到水底时，船的吃水线仍在A处

C、铁箱接触到水底时，船的吃水线在A处之下

D、铁箱接触到水底时，船的吃水线在A处之上

分析：

题目中，整体受到向下的力为：箱子的重力和船的重力，整体受到向上的力

为：箱子的浮力和船的浮力ρ

水g（V

箱

+ V A）。

A选项中，整体受到向下的力为：箱子的重力和船的重力，整体受到向上的

力为：船的浮力ρ

水g V

船

。

B、C、D选项，整体受到向下的力为：箱子的重力和船的重力，整体受到

向上的力为：船的浮力ρ

水g（V

箱

+ V

船

）和地面给的支持力

整体受力平衡，向上的力等于向下的力，向下的力都是重力相等。题目中的

与A选项中相比较，ρ

水g（V

箱

+ V A）=ρ

水

gV

船

。所以（V

箱

+ V A）= V

船

，即V

船

>V A。

选项中的吃水线应该在A线以上。题目中的与B、C、D选项相比较，ρ

水

g（V

箱+ V A）=ρ

水

g（V

箱

+ V

船

）和地面给的支持力，即V

船

吃水线应该在A线以下。

说明：分析这种类型的题目时，最主要的就是把物体的状态分析清楚，状态清楚了就知道了浮力、重力的大小是什么关系。注意题目条件改变时是改变了什么。重力大小只跟质量、重力加速度有关，浮力大小只跟液体密度、重力加速度、排开水的体积有关。

2、把质量相等的两块橡皮泥分别捏成实心球状和碗状，轻轻

放到水面，静止之后，实心球橡皮泥沉到容器底部，碗状橡

皮泥漂浮在水面，如图所示，则它们所受浮力的大小关系是

（）

A、F球＞F碗

B、F球＜F碗

C、F球＝F碗

D、F球≥F碗

分析：实心球状的状态是沉在池底，说明橡皮泥的重力大于它所受到的浮力。碗状的状态是漂浮，说明橡皮泥的重力等于它所受到的浮力。两块橡皮泥的质量相等，那么重力就相等，所以所受到的浮力应该是碗状的大。

说明：这道题有学生问，既然是问浮力大小那么为什么不直接用F浮=ρ

液gV

排

，

来直接求解，解释是这样的，ρ

液g两次是不变的，V

排

发生了变化。虽然捏成碗

状的总体积会比实心球状的体积大，但是总体积不等于排开水的体积。

3、如图所示，把甲铁块放在木块上，木块恰好浸没于水

中，把乙块系在这个木块下面，木块也恰好浸没水中，已

知铁的密度为7.9×103kg/m3．求：甲、乙铁块的质量比。

分析：

甲铁块和木块组成的系统，由总重力和总浮力平衡方程

ρ水gV木=（ρ木V木+ ρ铁V甲）g

乙铁块和木块组成的系统，由总重力和总浮力平衡方程

ρ水g（V木+ V乙）=（ρ木V木+ρ铁V乙）g

通过以上两个平衡方程，可得

ρ铁V甲+ ρ水V乙= ρ铁V乙

即得到如下甲体积和乙体积的关系

V甲/ V乙=（ρ铁- ρ水）/ρ铁

因为甲和乙铁块的密度相同，两者质量之比为体积之比。

说明：甲铁块和乙铁块的不同之处在于前者没有浸没于水中，而后者完全浸没与