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1、第二课时浮力的三种计算方法教学目标【知识与技能】1 .知道浮力的三种计算方法.2 .能运用阿基米德原理解决简单的问题.【过程与方法】1 .培养学生的观察、分析、解决问题的能力.2 .利用阿基米德原理对浮力现象中的有关问题进行计算.【情感、态度与价值观】1 .通过阿基米德原理的探究活动,体会科学探究的乐趣.2 .通过运用阿基米德原理解决实际问题,意识到物理与生活的密切联系.重点难点重点运用商基米德原理解答和计算有关浮力的问题.【难点】运用阿基米德原理解答和计算有关浮力的问题.教学过程知识点一方法称重法合作探究称重法:用弹簧测力计测量浮力大小.物体的受力情况如下图,由力的平衡可知,G=FZF示,那
2、么/=G-例1一物体在弹簧测力计下,示数为8N,当它浸入水中时,示数为3N,此时物体所受的浮力为(B)A.3NB.5NC.8ND.11N【跟进训练】某实验小组在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系时,做了如下图的四次测量,弹簧测力计的示数分别为、凡和R,那么(B)A.F*=RFiB.F涪=RFiC.F睿=F1-F?D.F涪=&-F知识点二方法二压力差法【合作探究】压力差法:F湃=F制上一F制下,如下图.例2同一物体分别按如下图两种方式置于同种液体中,那么以下说法中正确的选项是(B)A.物体第一次受到的压力差大于第二次受到的压力差B.物体第一次受到的压力差等于第二次受到的压力差C.物体第一次受
3、到的压强差大于第二次受到的压强差D.物体第一次受到的压强差等于第二次受到的压强差【跟进训练】如下图为铜制零件,其上部为边长=0.2m的立方体,下部为边长/=0.Im的立方体.0的下外表与容器底部黏合,且水面恰好与。上外表相平,g取IONkg,那么零件所受的浮力为(C)A.0B.20NC.60ND.80N解析:因为下部立方体与容器底部黏合,故水没有产生向上的压力.上部立方体的下外表积的一局部(与水接触)受到向上的压力,这局部的面积S=-=(0.2)2-(0.1m)2=0.03痛,这局部外表受到水的压强为夕=1.OX1O3kgm310NkgO.2m=2000Pa,由于浮力是物体上、下外表的压力差产
4、生的,所以F为=pS=2000PaXO.03m2=60N.知识点三方法三一阿基米德原理法【合作探究】阿基米德原理法:F部=G弃=m桂g=P取gV怛A.求浮力直接用公式计算物体所受的浮力.例3(江苏常德中考)如下图用一细绳拴住体积为0.6df重为4N的木块,使它浸没在水中,此时绳的拉力为多大?解答木块浸没在水中所受浮力Fi=P水g%=1.0X1()3kgm310N/kg0.610-3m3=6N.物体受竖直向下的重力、细线的拉力和竖直向上的浮力,所以拉力尸=-G=6N-4N=2N.B.求物体的体积和密度在物体全部浸没或知道浸入比例的情况下,根据变形式3力,可以得到A,继而求得物体的体积/怙,P液g
5、物体完全浸没时,入=/捽;知道了物体浸入的比例,也可以得到辄由物体的体积%和物体的重力G就可以求得物体的密度P粉.例4如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0X10Tm2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为o.5kg的水.现将一个质量分布均匀、体积为5.OXKT5f的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.OX10T(g取ioN/kg,水的密度P*=1103kgm3)(1)求物块受到的浮力大小.(2)求物块的密度.解答(1)?拷=4.0乂10一13,那么F洋=P=OX1O3kgm310Nkg4105m3=0.4N.(2)由于物块漂浮在水面上,那么物块的重力G=F科=0.
6、4N,那么质量m=/=:W=S的kg;物块的密度Q=Avm:i=0.8IO3kgm3.5.0X10mC.求液体的密度知道了修和产部,就可以求得待测液体的密度P.例5如下图,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上外表受到液体的压力为5N,下外表受到液体的压力K为13N.以下说法错误的选项是(C)A.正方体受到的浮力为8NB.液体的密度为O8X1(kgC.正方体上外表到液面的距离=5cmD.液体对物体下外表的压强为13X1()3pa【教师点拨】利用阿戴米德原理可以不需要叁和量直就可以巧妙地测出固体、液体的密度.【跟进训练】1.(多项选择)甲、乙两个实心物块,它们的质量相同,其密度分别为0
7、.8X10:kg/m和0.4X10kg/甲、乙物块均用固定在容器底的弹簧拉住,使它们浸没在水中静止,如下图,此时(AD)A.甲、乙物块所受浮力之比为1:2B.甲、乙物块所受浮力之比为2:1C.甲、乙物块所受弹簧拉力之比为2:3D.甲、乙物块所受弹簧拉力之比为1:62.烧杯内盛有某种液体,用细线将一体积为0.1dn?的铝块系在弹簧测力计下,使其浸没于某液体中,静止时弹簧测力计的示数为1.5N.该铝块在液体中受到的浮力为12N,此液体的密度为12X1()3kg(铝的密度为2.7X10kgm3)解:铝块的体积K=O.1dma=1104/,由O=轲得,铝块的质量初=Q铝嗅=2.7X1()3kgm311
8、0,m3=0.27kg,铝块的重力G=磔=0.27kg10N/kg=2.7N,铝块所受的浮力=G一尸示=2.7N-1.5N=1.2N.物体浸没在液体中,那么/排=P=IX1OTiTVi,由F注=P液4并可得液体的密度IX1O_4m310N/kg-1,2kg/m,知识点四三种方法的综合运用【合作探究】例6如下图,当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的;时,弹簧测力计的示数为5.0N;当O物体浸在水中的体积为物体体积的T时,弹簧测力计的示数为3.5N.从弹簧测力计上取下物体将其缓慢地放入水中(容器足够大,水足够多),那么物体静止时受到的浮力为(C)A.9.0NB.8.5NC.8.0ND
9、.7.5N解析:此题考查浮力公式Qf=Pg4和密度公式=堪用应用,难度较大.根据题意得P木g%=G-5、P水物=G-3.5,联立组成方程组,解得G=8.0N,%=9X10?,所以物体的密度为P68ON物=-j7ov77v-,vmV/1-=089X10kgm,那么P物。水,物体漂浮,/=68.0N.应选C.gV910m10N/kg【教师点拨】求解浮力问题的一般步骤:(D明确研究对象,进行受力分析,并画出受力示意图.(2)确定物体的状态,是实心的还是空心的,是一局部浸入还是全部浸入.(3)根据图象或信息找到物体的边长、受到的拉力等.(4)列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程.(5)根据求浮力的三种
10、计算方法得出浮力.(6)解方程求出未知量.【跟进训练】(四川泸州中考)如下图,用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0N,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为14N,将这一鹅卵石没入溢水杯后测力计的示数为0.9N,假设将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为以。木=1.OX1()3kgn?,g取10Nkg).那么以下说法正确的选项是(B)A.丙图中溢水杯溢到小桶中的水的质量为90gB.丙图中,浸没在水中的鹅卵石所受浮力为0.5NC.丁图中,弹簧测力计的示数厂应为7.4ND.鹅卵石的密度为1.56gcm3解析:由图可知,丙图中鹅卵石受到浮力/胃=G石一/经=1.4N0.9N=0.5N.根据阿基米德原理,溢水杯溢到小桶中的水的重力G浮=Z7浮=0.5N,那么卬水=.n.0.05kg=50g;故A错误,B正确.图中,g10Nzkg弹簧测力计的示数为QG息一G浮=(6.0N+1.4N)-0.5N=6.9N,故C错误.鹅卵石的密度P石=等=?=%Vzg自14N-7-j=1.0103kgm3=2.8g/cd,故D错误.卜淬u.bNXgP木g课堂小结求浮力的三种方法:称重法、压力差法和阿基米德原理法.练习设计完本钱课对应训练.