知道浮沉条件与浮力重力的关系,浮沉条件与液体密度.物体密度的关系.并能解决相关问题.作出判断 查看更多

 

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我国古代对浮力的认识及应用

  大约在殷商时期,我们的祖先就开始认识和应用浮力了,是世界上应用浮力最早的国家之一.当时是利用较大的独木,从中间挖成槽形,放在江河的水中漂流,称为独木舟.人们利用它来载人和装运收获的猎物.后来又发展到用木板做成船体,在江河中代替独木舟航行.随着生产和技术的发展,以后各个朝代对船的形状和结构又进行了多次改进,使木船不仅能在内河、湖泊中航行,还制造了能适用于大海、大洋中航行的大型船舶.明朝时的郑和出使西洋用的大型“宝船”船队,其船体在结构上合理、精致、美观,都达到了古代造船工艺史上的巅峰.这一伟大的成果,是古代造船史上非常光辉的业绩,是我们祖先对世界航海事业作出的伟大贡献.

  浮桥是我国古代历史上应用浮力的伟大奇迹,在公元前8世纪周朝时就得到了广泛的应用.在以后的年代,发展到不仅可以在小河上架起浮桥,而且像黄河这样的大河上也架起了浮桥.相传在11世纪初,在蒲州附近潼关以北的黄河上曾架起一座很大的浮桥,浮桥的缆绳用8只铁牛系住,这些铁牛立于两岸,每只铁牛重数万斤.后来由于洪水泛滥,浮桥被冲垮,铁牛也沉入河中.如何把铁牛打捞起来,在当时的条件下,是比较困难的.和尚怀丙派人潜入水中,用铁索把铁牛和两只装满泥土的大船系在一起,然后再把船中的泥土除去,利用大船所受的浮力,把铁牛拉上来.

  利用物体的沉浮原理估测液体的密度,在我国宋、元时代已经开始.根据有关文献记载,密度的测定主要是和古代的制盐业密切联系的,即由于估测盐水的需要,发展了液体密度的测量技术,为晒盐业提供了条件.11世纪,姚宽在台州做官时,为了检查盐商是否舞弊,他首创了一种简单的估测盐水密度的方法.选用体积大体相同,而质量不同的莲子十粒,当把莲子放在盐水中时,如果这些浮沉子——莲子有5粒以上浮起,说明盐水是最浓的;如果有三四粒莲子浮起,说明此盐水是浓盐水;如果不足3粒莲子浮起,说明此盐水是稀盐水.到了元代,经进一步改进,制造了便于携带的简单装置.取四个莲子,分别用四种不同浓度的盐水浸泡,放在一个竹筒内,便成为简单的测定盐水浓度的装置.如果要测某种盐水的浓度,只要把待测盐水的一小部分装入筒内,观察各类莲子浮起的情况,便可以估测盐水的浓度.到了明代,测定盐水浓度的方法进一步简化,选一粒轻重合适的莲子,放在竹筒内,当把待测的盐水放入竹筒中时,如果莲子浮在水面上成横倒形,则盐水最浓;如果成垂直形,则盐水次浓;如果莲子沉而下浮,则盐水不浓.我国古代这种简单估测盐水浓度的方法,与现代密度计的原理相似,这说明我国古代对浮力的研究与应用已经相当深入了.

阅读后回答下列问题:

(1)我国古代为世界航海事业做出伟大贡献的著名人物是谁?

(2)和尚怀丙是采用什么办法打捞沉入河里的铁牛的?

(3)用你所学的知识解释我国明代估测盐水浓度的方法中所包含的科学道理.

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小明同学通过实验来研究影响浮力大小的因素,做了如图所示的一系列实验.

(1)对比分析①②③两次实验,得出的结论是________;
对比分析①③④两次实验,得出的结论是________;
对比分析①④⑤两次实验,得出的结论是________;
(2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”.他找来薄铁片、烧杯和水进行实验.实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底.
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上.
通过分析可知,第一次铁片受到的浮力________第二次铁片受到的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”);
小明得出:物体受到的浮力与其形状有关.小明得出错误结论的原因是:他只关注了铁片形状的改变,忽视了________对浮力大小的影响.
(3)“曹冲称象”的故事流传至今如图所示,最为人称道的是曹冲采用的方法,他把船上的大象换成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石头的重.人们把这种方法叫“等效替代法”.请你写出他运用的与浮力相关的物理知识________.

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小明同学通过实验来研究影响浮力大小的因素,做了如图所示的一系列实验.

(1)对比分析①②③两次实验,得出的结论是______;
对比分析①③④两次实验,得出的结论是______;
对比分析①④⑤两次实验,得出的结论是______;
(2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”.他找来薄铁片、烧杯和水进行实验.实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底.
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上.
通过分析可知,第一次铁片受到的浮力______第二次铁片受到的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”);
小明得出:物体受到的浮力与其形状有关.小明得出错误结论的原因是:他只关注了铁片形状的改变,忽视了______对浮力大小的影响.
(3)“曹冲称象”的故事流传至今如图所示,最为人称道的是曹冲采用的方法,他把船上的大象换成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石头的重.人们把这种方法叫“等效替代法”.请你写出他运用的与浮力相关的物理知识______.

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考点:

物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理。

专题:

应用题。

分析:

(1)知道航母在平静的水面上航行(漂浮),利用漂浮条件确定浮力与总重力的关系;

(2)战机在起飞前是停在航母上的,应将其与航母看成一个整体,再根据漂浮的条件,可判断战机起飞前后浮力的变化情况.

解答:

解:

(1)因为航母漂浮,所以它受到的浮力等于总重力;

(2)战机从航母上起飞后,航母的总重力减小,根据漂浮物体的重力等于自身重力,所以浮力将减小,由阿基米德原理可知排开水的体积会减小.

故答案为:等于;减小.

点评:

本题考查了学生对阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,明确战机起飞后对航母总重力的影响是本题的关键.

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小明同学通过实验来研究影响浮力大小的因素,做了如图所示的一系列实验.

(1)对比分析①②③两次实验,得出的结论是
液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大
液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大

对比分析①③④两次实验,得出的结论是
浸没在液体中的物体受到的浮力跟物体浸没的深度没有关系
浸没在液体中的物体受到的浮力跟物体浸没的深度没有关系

对比分析①④⑤两次实验,得出的结论是
物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大
物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大

(2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”.他找来薄铁片、烧杯和水进行实验.实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底.
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上.
通过分析可知,第一次铁片受到的浮力
小于
小于
第二次铁片受到的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”);
小明得出:物体受到的浮力与其形状有关.小明得出错误结论的原因是:他只关注了铁片形状的改变,忽视了
物体排开液体的体积
物体排开液体的体积
对浮力大小的影响.
(3)“曹冲称象”的故事流传至今如图所示,最为人称道的是曹冲采用的方法,他把船上的大象换成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石头的重.人们把这种方法叫“等效替代法”.请你写出他运用的与浮力相关的物理知识
漂浮在液面上的物体所受浮力等于物体自身重力
漂浮在液面上的物体所受浮力等于物体自身重力

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