九年級(jí)物理14.5《浮力》教學(xué)案(無(wú)答案)人教新課標(biāo)版

1、第十二章 浮力一、教法建議【拋磚引玉】為了通過(guò)物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力，現(xiàn)在已經(jīng)有些教師提出教師要?jiǎng)?chuàng)造性的教，學(xué)生也要?jiǎng)?chuàng)造性的學(xué)。他們?cè)谠囼?yàn)新的教學(xué)模式分組式、項(xiàng)目式教學(xué)模式。教師在課堂上只提供實(shí)驗(yàn)材料和要研究的問(wèn)題。告訴學(xué)生要完全什么任務(wù)，而不告訴學(xué)生具體做法，教師只在學(xué)生遇到困難時(shí)給予幫助。最后，師生共同對(duì)各組研究的結(jié)果進(jìn)行討論和評(píng)價(jià)。這種教學(xué)模式能充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用與地位。本章知識(shí)內(nèi)容包括浮力、浮沉條件、阿基米德原理、浮力的利用。這些內(nèi)容無(wú)論是概念的建立、原理再發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用都非常適合分組式、項(xiàng)目式的數(shù)學(xué)模式的試驗(yàn)?！局更c(diǎn)迷津】解決浮力問(wèn)題的阿基米德原理是由右希臘學(xué)者阿基米

2、德發(fā)現(xiàn)的。他是物理學(xué)家，還是數(shù)學(xué)家，是他發(fā)現(xiàn)的杠桿平衡原理。大家都知道，阿基米德在替國(guó)王檢驗(yàn)黃金王冠中是否摻假過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了以他名字命名的這個(gè)流體靜力學(xué)原理的故事。據(jù)物理學(xué)史記載，正是檢驗(yàn)黃金王冠這件事促使阿基米德去研究物體的浮沉問(wèn)題。結(jié)果使他寫(xiě)下了論浮體這一光輝著作，流傳至今。教師要重視阿基米德發(fā)現(xiàn)原理史實(shí)的介紹，這可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓更多的學(xué)生把科學(xué)家、發(fā)現(xiàn)家當(dāng)成心中的偶象，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。二、學(xué)海導(dǎo)航【思維基礎(chǔ)】填空題1一切浸入液體的物體，都受到液體對(duì)它豎直向上的 。2一金屬塊掛在彈簧秤上，在空氣中稱時(shí)，彈簧秤讀數(shù)是27牛，把它全部浸在水中稱時(shí)，彈簧秤讀數(shù)是17牛，該金屬塊所受

3、的浮力是 。3浸沒(méi)在水中的某物體上表面受到的水的壓力為20牛，如果物體在水中受到的浮力為50牛，那么物體下表面受到的水的壓力大小是 牛，方向是 。4阿基米德原理的內(nèi)容是 。數(shù)學(xué)表達(dá)式是 ，這個(gè)原理適用于液體和 。5重9.8牛的物體掛在彈簧秤上，如果把它1/2的體積浸入水中，彈簧秤的讀數(shù)為7.35牛。物體在水中所受的浮力為 牛，物體的體積是 米3。6浸入液體的物體同時(shí)受到重力G和浮力F浮的作用。當(dāng)F浮G時(shí)， ；當(dāng)F浮=G時(shí)， ；當(dāng)F浮G時(shí)， 。當(dāng)物體漂浮在液面上時(shí)，F(xiàn)浮 G。7有兩個(gè)體積相同的木塊，在水中的情況如圖121所示。比較下列各量：受到的浮力，F(xiàn)A FB；木塊的質(zhì)量，mA mB；木塊的密

4、度，A B。8浸沒(méi)在液體里的實(shí)心物體，當(dāng)密度物液，物體 ；當(dāng)物=液，物體 ；當(dāng)物液，物體 。9有一質(zhì)量10千克的物體，當(dāng)它浮在水面上時(shí)，所受浮力是 牛，浮力的方向是 。101千克的氣球飄在空中受 和 的作用，當(dāng)它在空中勻速上升時(shí)，這兩個(gè)力的大小是 牛。參考答案1浮力。210牛。370牛，豎直向上。4浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)的液體受到的重力，F(xiàn)浮=G排=液gV排，氣體。52.45，5104。6下沉，懸浮，上浮，=。7，。8上浮，懸浮，下沉。998，豎直向上。10浮力，重力，9.8?！窘?jīng)典題解】 【浮力】例題1 如圖122所示，有一正立方體每邊長(zhǎng)10厘米，浸入水中。在（

5、1）情況中，正立方體一半浸入水中時(shí)物體所受浮力 ；（2）情況中，正立方體全部浸入水中，上表面距水面5厘時(shí)，物體所受的浮力 。分析：計(jì)算浸在液體中的物體上下兩表面受到液體的壓力之差，就是物體受到的浮力。如設(shè)上表面所受壓力為F1，（方向豎直向下），下表面所受壓力為F2（方向豎直向上），則在情況（1）中物體所受浮力 F=F2F1 （此種情況F1=0） =ghS0 =1.0103千克/米39.8牛/千克5102米1.0102米2 =4.9牛在情況（2）中物體所受浮力 F=F2F1 =gh2Sgh1S =gS(h2h1) =1.0103千克/米39.8牛/千克1.0102米210102米 =9.8牛答：

6、此題應(yīng)填（1）4.9牛，（2）9.8牛。例題2 掛在彈簧秤上的鐵塊重7.8牛，當(dāng)它全部浸在水中時(shí)，彈簧秤讀數(shù)為6.8牛，此時(shí)鐵塊所受浮力為 牛，方向?yàn)?。分析：這是求浮力的另一種方法，即稱量法。設(shè)G表示物體在空氣中稱量彈簧秤的讀數(shù)，F(xiàn)表示物體在某種液體中稱量時(shí)彈簧秤的讀數(shù)，則物體在此種液體中所受浮力為 F浮=GF此題G=7.8牛，F(xiàn)=6.8牛，代入上式 F浮=GF =7.8牛6.8牛 =1牛答：此題應(yīng)填1，豎直向上。【阿基米德原理】例題3 有一金屬塊在空氣中重8.33牛，把它全部浸入水中稱時(shí)重7.35牛，把它全部浸沒(méi)在另一種液體中稱時(shí)重6.86牛。則金屬塊的密度是 千克/米3，液體的密度2是

7、千克/米3。分析：（1）設(shè)金屬塊的質(zhì)量是m，體積是V，其密度 金屬塊的質(zhì)量 設(shè)金屬塊全部浸入水中所受浮力為F1，水的密度為1，則金屬塊的體積 由式聯(lián)式可得 （2）設(shè)金屬塊全部浸入液體所受浮力為F2，金屬塊的體積V，則液體的密度 由式聯(lián)立可得 答：此題應(yīng)填8.5103，1.5103。例題4 要使密度是0.50103千克/米3，重14.7牛的木塊完全浸沒(méi)在水中需加向下壓的力等于 牛。分析：如果木塊受的重力為G，木塊完全浸沒(méi)水中時(shí)，受到的浮力為F1，則所需加的向下壓的力 F=F1G設(shè)水的密度為1，木塊的體積為V，根據(jù)阿基米得原理，木塊受到的浮力 F1=1gV設(shè)木塊的質(zhì)量為m，密度為，木塊的體積為 式

8、中木塊的質(zhì)量又為 由式聯(lián)立得 答：此題應(yīng)填14.7。例題5 如圖123所示，一個(gè)體積為0.2分米3的鐵球（鐵的密度為7.8103千克/米3）用一細(xì)繩與一木塊連接在一起，木塊的密度0.5103千克/米3，體積為5分米3。若不斷向容器內(nèi)注入水，問(wèn)：（1）當(dāng)水浸沒(méi)木塊的體積為3分米3時(shí)，繩子對(duì)木塊作用的拉力大??？（2）繼續(xù)向容器內(nèi)注入，木塊浸入水中的體積至少為多大時(shí)，鐵球?qū)θ萜鞯讻](méi)有壓力？解：（1）木塊在水中共受三個(gè)力作用：浮力F1、重力GA、繩的拉力T1，當(dāng)木塊浸入3分米3時(shí)，木塊受力平衡，如圖94。 答：此時(shí)繩子拉力為4.9牛（2）要使鐵球?qū)θ萜鞯椎膲毫榱?，鐵球所受浮力F2，繩子拉力T2與鐵球

9、重力GB應(yīng)為平衡力，如圖125所示。 此刻上端木塊受到的強(qiáng)子拉力也應(yīng)為13.328牛，木塊保持平衡，受力情況如圖126。 木塊浸入水中的體積 答：木塊浸入水中的體積至少是3.86103米3。解決浮力的題目，一般需要按下列方法進(jìn)行：1了解題目中有幾個(gè)物理過(guò)程；2對(duì)每個(gè)過(guò)程中的研究對(duì)象，分析它的受力情況，畫(huà)出受力的示意圖；3列出力的平衡方程；4浮力、重力未直接給出時(shí)，需依據(jù)：F浮=液gV排和G=物gV物，將平衡方程轉(zhuǎn)化密度、體積相乘的關(guān)系式，再進(jìn)一步求解。解時(shí)要注意統(tǒng)一各物理量的單位，皆采用國(guó)際單位制的單位。例題6 有一金屬球，在空氣中稱時(shí)，彈簧秤讀數(shù)為14.7牛，浸在水中稱時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)為4.

10、9牛，已知該金屬的密度為2.0103千克/米3。則（ ）（A）球是實(shí)心的 （B）球是空心的（C）無(wú)法判定球是實(shí)心的還是空心的分析：球在空氣中稱時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)可以認(rèn)為就是球重，用球重減去球浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧秤的讀數(shù)，就是球在水中受到的浮力。再根據(jù)阿基米德原理就可求出球的體積，再往下解題，以鑒別球是實(shí)心還是空心的，可有三種解法。設(shè)球重為G，球浸沒(méi)在水中的彈簧秤的讀數(shù)為G，球在水中受的浮力為F1 F1=GG設(shè)水的密度為1，則球的體積 V=由式聯(lián)立得 鑒別球是實(shí)心還是空心的，有三種方法。解法一：設(shè)金屬的密度為，如果球是實(shí)心的，則球重 因G實(shí)G，所以球是空心的。解法二：如果球是實(shí)心，則其體積 因V實(shí)V，

11、所以球是空心的。解法三：如果球是實(shí)心的，則其密度 因，所以球是空心的。答：此題應(yīng)選（B）。浮力有關(guān)的綜合性的題目，一般都有幾種解法。每題可多想幾種解法，既可以培養(yǎng)自己的思維能力，又可以從中找出較簡(jiǎn)單的解法。【浮沉條件】例題7 把一個(gè)蠟塊放入盛滿酒精的容器中，溢出酒精的質(zhì)量是4克；若把該蠟塊放入盛滿水的容器中，則溢出水的質(zhì)量是（ ）（已知蠟=0.9103千克/米3，酒精=0.8103千克/米3）（A）4克 （B）4.5克 （C）5克 （D）3.6克分析：解這類題目，常用比較物體密度與液體密度的方法，判斷出物體的浮沉。當(dāng)物體浸沒(méi)在液體里時(shí)，V排=V物，又因?yàn)镕浮=液gV排，G物=物gV物，所以當(dāng)物

12、液時(shí)，物體下沉；當(dāng)物液時(shí)，物體懸??；當(dāng)物液時(shí)，物體上浮，最終漂浮。由浮沉條件來(lái)判斷，蠟塊放在酒精中將下沉浸沒(méi)在酒精中。設(shè)蠟塊的體積為V，根據(jù)阿基米德原理 蠟塊的重為 若把蠟塊放進(jìn)水里，由浮沉條件來(lái)判斷，蠟塊將漂浮在水面上。蠟塊的重與水的浮力平衡。若設(shè)所求溢出水的質(zhì)量為m排水，則依據(jù)阿基米德原理有 m排水g=F浮=G即 m排水=4.5103千克答：此題應(yīng)選（B）。例題8 如圖127所示，在一個(gè)較大容器的水面上放一木塊，木塊上面放一個(gè)體積為1分米3，重7.84牛的物體，此時(shí)木塊漂浮。如果將物體從木塊上拿下放入水中，當(dāng)木塊和物體都靜止時(shí)，容器中的水面將（ ）（A）上升 （B）下降 （C）不變 （D）

13、無(wú)法判斷分析：物體的質(zhì)量為 物體的密度 因木塊上物體的密度小于水的密度，若把此物體從木塊上拿下并放入水中，物體將漂浮在水面。如圖128所示。物體在木塊上時(shí)F浮=G，水gV=G木+G物 排液體積物體在水中漂浮時(shí)，物體與木塊排液總體積為V=V物排+V木排，根據(jù)阿基米德原理 F浮物=水gV物排 F浮木=水gV木排物體和木塊漂浮在水面，故有 F浮物=G物，F(xiàn)浮木=G木 因此，V=V變化前后排液體積相同，液面高低無(wú)變化。答：此題應(yīng)選（C）?！舅季S體操】例題1 一空心銀球在空氣中稱為2.058牛，在水中稱為1.764牛，求銀球空心部分的體積是多少？（銀的密度是10.5103千克/米3）分析1如果設(shè)銀球的體

14、積為V1，其空心部分的體積為V，球殼部分的體積為V，質(zhì)量為m，受到的重力為G，銀的密度為。水的密度為1，銀浸沒(méi)在水中稱時(shí)重為G，它在水中所受浮力為F1。同分析法解此題時(shí)，先從題目所問(wèn)的內(nèi)容開(kāi)始，逐步探究，其推理過(guò)程可表達(dá)為：（問(wèn)題要求空心部分體積V）解：設(shè)空心銀球的體積為V1，銀質(zhì)球殼的體積為V，銀球空心部分的體積 V=V1V設(shè)銀質(zhì)球殼的質(zhì)量為m，銀的密度為，球殼的體積 設(shè)球殼受到的重力為G，球殼的質(zhì)量 設(shè)水的密度為1，銀球在水中受到的浮力為F1，根據(jù)阿基米德原理空心銀球的體積 設(shè)銀球在水中稱時(shí)重為G，銀球在水中受到的浮力 F1=GG由式聯(lián)立可得 三、智能顯示【心中有數(shù)】本章所學(xué)的阿基米原理、

15、浮沉條件等知識(shí)是每年中考試題中的重要內(nèi)容。這些知識(shí)通常結(jié)合力學(xué)中的力的平衡、力的合成、質(zhì)量、密度、壓強(qiáng)和簡(jiǎn)單機(jī)械等知識(shí)組成有相當(dāng)難度的綜合題。這一點(diǎn)要給以注意。例題1 一個(gè)重為G的實(shí)心金屬球，掛在彈簧秤下并浸入某種液體，當(dāng)金屬球的體積的浸入液體中，靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為F，則金屬球的密度與該液體的密度之比為 。分析：金屬球靜止時(shí)受重力G，彈簧秤的拉力F和液體的浮力F浮三個(gè)力。它在這三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，因此有下式成立（見(jiàn)圖129） F浮=GF由阿基米德定律并設(shè)金屬球的質(zhì)量、體積和密度分別為m、V、2，液體的密度為1，依題意應(yīng)有下面式子成立 F浮=1g (V) G=mg =2gV將式代入式則

16、有 1gV=2gVF將式兩邊乘以m，并要注意到m=2V則式將變?yōu)?答：此題應(yīng)填 。例題2 木塊A漂浮在容器中的水面上，它的上面放有一塊石塊B，如圖1210（甲）所示，此時(shí)木塊A排開(kāi)水的體積為V1，若將石塊B從木塊A上取下，放入水中，靜止時(shí)，木塊A和石塊B排開(kāi)水的總V2，如圖1110（乙）所示。已知V1V2=2分米3，木塊A的體積為4分米3，石塊B的密度為3103千克/米3，g=10牛/千克，則容器底對(duì)石塊B的支持力為：（A）10牛（B）20牛（C）30牛（D）40牛分析：在圖（甲）的情況下，A、B受到的重力分別為GA=GB，共同受到的浮力為F浮，根據(jù)平衡條件可列出下式 F浮=GA+GB設(shè)水的密

17、度為水，依題意上式可改寫(xiě)為 水gV1=GA+GB在圖（乙）的情況，B沉到容器底，受到支持力T。若把A、B看成是一個(gè)系統(tǒng)，用整體法應(yīng)用平衡條法來(lái)列出方程 水gV2=GA+ (GBT)由與式聯(lián)立得 水g (V2V1)=T所以容器底對(duì)石塊B的支持力 T=1.0103千克/米310牛/千克2103米3 =20牛答：此題應(yīng)選（B）?！局悄茱@示】 一、填空題1浸在液體中的物體，受到 的浮力，浮力是由于周圍液體對(duì)物體向上和向下 差產(chǎn)生的。2阿基米德原理： ，用公式表示： ，這個(gè)原理也適用于 。3浸沒(méi)在液體用的物體，當(dāng)它受到的：浮力物重時(shí)，物體 ，浮力物重時(shí)，物體 ，浮力物重時(shí)，物體 ，浮在液面上的物體，受到

18、的浮力 物重。4一個(gè)物體體積是0.5分米3，完全浸沒(méi)在水中，它受到的浮力是 牛。如果這個(gè)物體所受重力為4牛，它在水中將 。5把一個(gè)重19.6牛，體積是5分米3的物體，放在水中靜止時(shí)，它受到的浮力是 牛。6將鐵塊浸在水銀中，它浸入水銀中的體積與總體積之比是 。（鐵的密度是7.9103千克/米3，水銀的密度是13.6103千克/米3）7將甲、乙、丙三個(gè)質(zhì)量和體積都相等的球浸在A、B、C三種不同的液體中，靜止后它們的位置如圖1111所示。三個(gè)球所受浮力 大。三種液體的密度 最大。8有一金屬塊在空氣中重8.33牛，把它完全浸沒(méi)在水中稱時(shí)重7.35牛，把它浸沒(méi)在另一種液體中稱時(shí)重6.86牛。則金屬塊的密

19、度是 千克/米3，液體的密度是 千克/米3。9有一座冰山浮在海面上，露出水面的部分為1000米3，則此冰山所受重力為 牛。（海水密度是1.04103千克/米3，冰的密度是0.90103千克/米3）10體積為64厘米3的正方體木塊，浮在水面上，它受到水的浮力是 ，如果放進(jìn)裝滿水的水槽里，已知水槽深度H是3.0厘米，它受到水的浮力是 。（木塊的密度是0.80103千克/米3）二、選擇題1一個(gè)木塊和一塊石蠟，它們的質(zhì)量相同，把木塊放在鹽水中，石蠟放在水中。比較它們受到的浮力的大小。（木=0.6103千克/米3，蠟=0.9103千克/米3）（A）木塊受到鹽水的浮力大（B）石蠟受到水的浮力大（C）木塊受

20、到鹽水的浮力等于石蠟受到水的浮力（D）由于浮體的物質(zhì)不同，液體也不同，因此無(wú)法判斷誰(shuí)受的浮力大2有甲、乙、丙三杯液體?，F(xiàn)將同一實(shí)心球先后分別放入三杯液體中。觀察到的現(xiàn)象為：球在甲杯中沉入杯底，球受到的浮力只有球重的一半；球在乙杯中懸浮在液體中；球在丙杯中浮在液面上，且有一半露出液面。那么甲、乙、丙三種液體密度之比是：（A）4 : 2 : 1 （B）1 : 1 : 1 （C）1 : 2 : 4 （D）無(wú)法計(jì)算3潛水員由水面下2米深處潛入水面下20米深處的過(guò)程中，他受到的壓強(qiáng)、浮力變化情況是：（A）壓強(qiáng)增大，浮力增大 （B）壓強(qiáng)增大，浮力不變（C）壓強(qiáng)不變，浮力增大 （D）壓強(qiáng)減小，浮力不變4一木

21、塊在水中有2/5的體積露出水面，當(dāng)將這2/5的體積鋸掉，剩余部分將：（A）沉入水底 （B）停留在水中任意位置上（C）仍露出剩余體積的2/5 （D）露出一些，但小于剩余體積的2/35一個(gè)均勻的長(zhǎng)方體物體，質(zhì)量是27克，漂浮在密度為0.9103千克/米3的液體中，露出液面的高度為0.75厘米，若物塊底面積為8厘米3，則此物塊密度是：（A）0.8103千克/米3 （B）0.75103千克/米3（C）0.7103千克/米3 （D）0.6103千克/米36用彈簧秤鉤著A物體，然后將A物體依次完全浸沒(méi)在水中和酒精中，彈簧秤的示數(shù)分別是8牛和10牛。若改用該彈簧秤鉤著B(niǎo)物體依次完全浸沒(méi)在水中和酒精中時(shí)，彈簧秤的示數(shù)分別是5牛和7牛。則B物體的重力與A物體重力的比是：（A）5 : 6 （B）6 : 7 （C）7 : 8 （D）6 : 10智能顯示參考答案一、填空題1豎直向上，壓力。2浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)的液體受到的重力。 F浮=G排=液gV排，氣體3下沉，懸浮，上浮，等于。44.9，上浮。519.6。679 : 136。7一樣，A。88.5103，1.5103。96.5107。100.50牛，0.47牛。二、選