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第3節　浮力的應用 學案
知識點1 物體的浮沉條件
1、物體的浮沉決定于它受到的_______和_______的大小.
2、物體的浮沉條件：
①當F浮_______G物時，物體會上浮至漂浮；
②當F浮_______G物時，物體會漂浮或懸浮；
③當F浮_______G物時，物體會下沉。(填“大于”“小于”或“等于”)
物質浮沉狀態與密度
3、阿基米德原理的表達式是F浮=G排　，推導式為F浮=_____________________，實心均質的物體重力G物=_______，當把此物體完全浸入某種液體中時，則V排_______V物，松手后，若：
①F浮﹤G物，可得ρ物_______ρ液，物體下沉；
②F浮=G物， 可得ρ物_______ρ液，物體懸浮；
③F浮﹥G物，可得ρ物_______ρ液，物體上浮。
4、農業生產中常用鹽水浸泡法來挑選種子：將要篩選的種子浸入濃度適宜的鹽水中，飽滿的種子會沉在底部，而干癟蟲蛀的種子會浮在液面上，你知道這種方法的科學道理嗎？
漂浮與懸浮
相同點：物體處于二力平衡狀態，浮力等于重力，即F浮=G物.
不同點：漂浮是物體在液面上的平衡狀態，物體只有部分浸入液體中，V排﹤V物；而懸浮是物體在液體內部的平衡狀態，物體此時全部浸入(浸沒)液體中，V排=V物.
典例1、一物塊的質量為90g，體積為100cm3，現將它浸沒在水中，物體所受的浮力為_______N，松手后，物體將會_______（上浮/下沉/懸浮），最終靜止時物體排開水的質量_______g．（g=10N/kg，ρ水=1.0g/cm3）
典例2、同一只雞蛋先后放入甲、乙兩杯不同濃度的鹽水中，雞蛋在甲杯處于懸浮狀態，如圖甲；在乙杯處于漂浮狀態，如圖乙.可以肯定的是(　)
甲杯鹽水密度比乙杯鹽水密度小
B.甲杯鹽水密度比乙杯鹽水密度大
C.甲圖雞蛋受到的浮力比乙圖雞蛋受到的浮力小[
D.甲圖雞蛋受到的浮力比乙圖雞蛋受到的浮力大
典例3、用手將一重為8N的物體全部壓入水中，物體排開的水重10N，此時物體受到的浮力為_______N，放手后物體將_______（選填“上浮”、“下沉”或“懸浮”），待物體靜止時所受浮力為_______N，排開水的體積是_______m3。
知識點2 輪船、氣球、氣艇、潛水艇的浮沉原理
1、輪船：鋼鐵的密度比水大，可以把它做成_____________________，以使它能排開更多的水，增大可以利用的______________。
2、輪船的大小通常用______________來表示。排水量就是______________________________________。
3、潛水艇：由于潛水艇中兩側有水箱，它浸沒在水中時受到的浮力不變，但是可以通過調節水箱中的儲水量來改變潛水艇的_______，從而改變______________與______________的關系，而使它下沉、懸浮或上浮.
4、氣球：充入的是密度比空氣______________很多的氣體，如______________、______________。空氣對它的浮力______________它的重力，所以氣球可以升入高空.
1、將金屬箔卷成一團和做成中空的筒，分別放在水中，觀察金屬箔的浮沉情況.
現象分析：金屬箔的密度_______水的密度，它比同體積的水______________，放入水中時，重力_______浮力，所以在水中會______________；做成空心裝，金屬箔受到的重力_______，但是可以使排開水的______________，受到的浮力______________，所以能夠浮在水面上，即采用空心的辦法能______________可利用的浮力.
2、輪船從淡水河駛往海里，船會上浮些還是下沉些？
設計實驗：把木塊放入水中，在齊水處作一記號，然后向水中加鹽攪拌，觀察此時木塊浸在水面的位置，再畫一條線作記號，進行比較.
實驗現象：__________________________________________。
現象分析：兩次都是漂浮狀態，重力______________，受到的浮力______________，由G物=F浮=ρ液gV排和ρ海水_______ρ淡水，可得排開的鹽水體積______.
結論：輪船從淡水河駛往海里，船會______________.
提問：輪船在淡水中的吃水線是在海水中吃水線的上方還是下方？
3、利用圖示裝置，探究潛水艇的上浮與下潛原理.
現象：向艙內充水后______________；
水艙內的水排出一部分后______________；
結論：潛水艇是靠改變______________來實現上浮和下潛的。
4、做一個塑料袋熱氣球：取一個稍大的薄塑料袋，袋口用很細的銅絲框成一個圓口，開口朝下，用電吹風向袋內吹熱空氣。放手后，塑料袋熱氣球便冉冉上升。
水中的魚自重不變，是靠改變自身體積(改變體內魚鰾大小)，從而改變自身受到的浮力來實現浮沉.
典例1、輪船從海里駛到河里，它受到的浮力_______，它排開河水的體積_______它排開海水的體積.
典例2、“遠征號”潛水艇在南海執行任務，根據任務的要求，潛水艇需要在不同深度處懸浮，若海水密度保持不變，則下列說法錯誤的是( )
A．潛水艇排開海水的體積相等
B．潛水艇所受的重力大小不相等
C．潛水艇所受的浮力大小相等
D．潛水艇所受的浮力與重力大小相等
典例3、關于物體沉浮條件及應用實例，下列分析合理的是（ ）
A.把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面，是通過改變自身重力實現
B.潛水艇靠改變排水的體積來改變浮力，從而實現上浮和下沉
C.同一密度計在不同液體中漂浮時，所受浮力大小相同
D.輪船從長江駛入東海，吃水深度變大
知識點3 密度計及其應用
閱讀材料：姚寬是我國宋代的一位科學家。南宋紹興十五年(公元1145年)，他被派到臺州去做官，專管那里的鹽場.為了檢查鹽商是否舞弊，他首創了一種簡單的估測鹽水密度的方法。選用體積大體相同，而質量不同的蓮子十粒，當把蓮子放在鹽水中時，如果浮沉子——蓮子有5粒以上浮起，說明鹽水是最濃的；如果有三四粒蓮子浮起，說明此鹽水是濃鹽水；如果不足3粒浮起，說明此鹽水是稀鹽水，這就是利用浮力粗略判斷液體密度的大小的一種方法。
生活中我們可以用密度計快速準確地測定液體密度。
1、觀察密度計構造：一般密度計的下端是細長的，內裝彈丸，以降低重心，使密度計能穩定地豎直浮在液面上；密度計的中部則比較粗，這是為了增加浮力，使標度范圍增加.
2、觀察密度計的刻度特點：
密度計的刻度特點是 .
3、一杯密度不同的液體(清水)，觀察同一密度計在不同液體漂浮時排開液體體積有什么變化？密度計排開液體的體積與所測液體密度有什么關系？你知道密度計是利用什么原理制成的嗎？
密度計也叫比重計，是根據物體漂浮時浮力等于自身重力的原理制成的，它在不同的液體中漂浮時，露出液面的體積不同，根據液面對應的刻度讀出液體的密度。密度計刻度不均勻，上疏下密，刻度值上小下大。
典例1、把一支密度計先后放入三種不同的液體中，靜止時如圖所示，請完成以下小題。
(1)密度計在三種液體中受到的浮力(　　)
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 甲、乙、丙一樣大
(2)密度計在三種液體中排開液體的體積(　　)
A. 甲最大 B. 乙最大
C. 丙最大 D. 甲、乙、丙一樣大
(3)三種液體密度的大小關系是(　　)
A. ρ甲>ρ乙>ρ丙 B. ρ乙>ρ甲>ρ丙
C. ρ甲>ρ丙>ρ乙 D. ρ乙>ρ丙>ρ甲
典例2、在一支平底試管內裝入適量鐵砂，然后先后放入裝有甲、乙兩種不同液體的燒杯里，如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．試管在甲液體中受到的浮力較大
B．試管在乙液體里排開的液體質量較小
C．裝乙液體的燒杯底部所受壓強較大
D．在甲液體中試管底部所受液體壓力較大
知識點4 浮力與物質質量的推論
推論一：物體漂浮時
推論二：物體浸沒時
此法是借助常見液體——水來測密度大于水的物體的密度。反之、亦可用已知固體的密度求液體密度。
典例1、一座冰山漂浮在水面上，冰山露出水面的體積占這座冰山總體積的_______.(ρ水=1.0×103kg/m3，ρ冰=0.9×103kg/m3 )
典例2、如圖甲所示，用彈簧測力計懸掛一物體，保持靜止。當物體浸沒在水中靜止時彈簧測力計的示數如圖乙所示。求：(g取10 N/kg)
(1)物體的質量m。
(2)物體浸沒在水中受到的浮力F浮。
(3)物體的體積V。
(4)物體的密度ρ。
典例3、(廣東省)如題圖甲所示，用彈簧測力計通過細線拉著正方體物塊緩慢浸入某未知液體中，物塊受到的拉力F與其下表面浸入液體中的深度h之間的關系如題圖乙所示．則物塊受到的重力為________N，物塊剛好浸沒在液體中時其下表面浸入的深度為________cm，未知液體的密度為________kg/m3.(g取10 N/kg)
典例4、小明同學對一個金屬塊進行了兩次測量：第一次如圖甲所示，用細線系住金屬塊掛在彈簧測力計下，彈簧測力計的讀數為2.7 N；第二次如圖乙所示，讓金屬塊浸沒在盛水的杯子中，這時彈簧測力計的讀數為1.7 N。(g取10 N/kg)
(1)求金屬塊在水中受到的浮力。
(2)求金屬塊的體積。
(3)通過進一步計算，結合下表所列的“某些金屬的密度”，說明該金屬塊是由何種金屬制成的。

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