2、活动10.2 探究物体的浮沉条件
⑴问题:在物体上浮和下沉时,重力和浮力之间会存在怎样的关系呢?即物体的浮沉条件是什么?
⑵议一议:(仔细观察图10-1)
①怎样测量物体所受的重力?
。
②怎样利用所给的器材和配重物使小瓶上浮下沉和漂浮。
在小瓶中分别装入不同的配重物就可使小瓶上浮下沉和漂浮。
③怎样利用所给的器材测量和计算物体上浮下沉和漂浮时受到的浮力?
答:a.在量筒中倒入适量的水,记下水面到达的刻度V1。
b.将小瓶放入水中利用配重物使其处于上浮下沉或漂浮状态,再记下
。
c.则V排= ,F浮= 。
d.对于上浮时要使小瓶保持浸没状态,可用一根针将瓶子按入水中。
⑶将所得到的数据填写在下表中。(填写表格中所缺部分)
物体的状态 |
重力/N |
浮力/N |
重力所浮力的关系 |
||
V1/ml |
V2/ml |
浮力/N |
|||
下沉 |
0.8 |
50 |
100 |
|
|
上浮(浸没) |
0.3 |
50 |
100 |
|
|
漂浮 |
0.3 |
50 |
80 |
|
|
⑷如果物体在浸没时浮力和重力相等,物体即不上浮也不下沉,可以停在液体内任何深度的地方,人们把这种状态叫 。
⑸结论:则物体的浮沉条件可以归纳为
当物体浸没时:如G>F浮,则物体 。
如G<F浮,则物体 。
如G=F浮,则物体 。
当物体部分浸没时,如G=F浮,则物体 。
1、活动 10.1怎样使物体上浮或下沉
⑴将如下物品浸没在水中后松开手,它们将如何运动?
(挤扁了的牙膏皮、空的有盖塑料小瓶、生鸡蛋)
。
⑵思考:用怎样的方法可以使原来沉下去的物体浮上来,使浮在水面上的物体
沉下去呢?(还能提供的器材有:盐、小硬币、玻璃杯)
①牙膏皮: 。从受力角度看,此方法中改变的力是 。是怎样改变的? 。
②塑料小瓶: 。此方法中改变的力是 。
③生鸡蛋: 。此方法中改变的力是 。是怎样改变的? 。
⑶结论:可见改变物体的 力和 力的关系就可以改变物体的浮与沉。
16.小明用实验测量粗细均匀竹棍的横截面积。他用短细线在竹棍的下端系一小石块,然后将它们放到水中,竹棍竖直立在水中,水面距竹棍上端16.8cm;再将系石块的竹棍放到煤油中,竹棍竖直立在煤油中,煤油的液面距竹棍上端9.8cm,两次实验中石块都不跟容器底接触。已知竹棍长40cm,质量是24g,石块的质量是18g,煤油的密度是水的密度的。由上述所给条件求
(1)细竹棍的横截面积。
15.旅游用的游艇上常常备有救生衣(一种颜色比较鲜艳的背心,并用密度比较小的发泡材料做成内胆),请你用下面给定的要求和数据来设计救生衣:①按能救护的人的质量为80Kg设计;②为了保护人的安全,穿上该救生衣能使人的10%的体积露出水面;③发泡材料的密度为0.01×103Kg/m3;④做救生衣的面料及其他辅料的质量不计;⑤人的密度可近似地取1×103Kg/m3.
请回答:
(1)为什么要用颜色比较鲜艳的面料来做救生衣?
(2)计算做一件这种救生衣的发泡材料的最小质量.
14.一方形木块体积为2.6×l0-3m3,放入盛有清水的圆柱形容器中,木块浸入水中部分的体积是1.56×10-3m3,容器的底面积为9×l0-2m2.(=1.0×l03Kg/m3,g取10N/Kg)求:
①木块受到的浮力;
②木块的质量和密度;
③木块放入后,容器底部受到水的压强增加多少?
13.如图甲所示,一圆柱形容器竖直放置在水平桌面上,其侧壁有一溢水口C,容器内的液面恰好与溢水口C齐平.先将一个由均匀材料制成的船形物A开口向上放入容器中,当船形物漂浮。在液面上(如图乙所示),从溢水口溢出液体的体积为V;然后使船形物A反转90°,当它浸没在液体中后容器内的液面下降了h(在船形物由漂浮到浸没的过程器内的液体未溢出).已知圆柱形容器的底面积为S,液体的密度为,
则(1)船形物A的质量mA=__________;
(2)组成船形物A材料的密度=________.(题型二)
12.为了测出普通玻璃的密度,小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶、一个量筒和适量的水.做了如下实验:
(1)在量筒内倒入50cm3的水;
(2)让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上(如图甲所示),此时水面与80cm3刻线相平;
(3)让小瓶口朝下沉没水中(如图乙所示),这时水面与62cm3刻线相平.则根据以上测出的数据可知:小瓶漂浮在水面时,它排开水的体积=_______;制造小瓶的玻璃的密度=________.(题型二)
11.已知某实心小球是由下表中所列出的塑料材料中的一种制成的。为了鉴别该小球究竟是由其中哪一种塑料制成的,某同学设计并进行了以下实验:
(1)把该小球放人盛有足够多酒精的量杯中,松手后,当小球处于平衡状态时,发现量杯内的液面由60mL处升高到90mL处(已知酒精的密度是0.8 × 103 kg/m3);
(2)再把该小球放人另一只盛有足够多水的量杯中,松手后,当小球处于平衡状态时,发现量杯内的水面由60mL处升高到87mL处。由以上实验数据,可推知该塑料小球的质量是_________kg,组成该小球的材料是____________。(题型一)
10.曾经有人向诺贝尔奖获得者、一位著名科学家求教一道题,题意大致如下:池中有一条船,船上装有石头,如果把船上的石头投入水中,池内水位将如何变化?这位科学家立刻判断水面会上升,因为船中石头投入水中后,池水因为石头占去一定体积而“膨胀”,水位应该上升。事实说明这位诺贝尔奖获得者的解释错了,此事因而成为名人的一则趣闻,请分析一下他到底错在何处?(题型二)
9.三个完全相同的实心铜球,分别在如图10-9所示的水、盐水、水银三种液体中静止,所受浮力分别为F甲、F乙、F丙,下面判断正确的是( )
(题型二)
A.F甲= F乙>F丙 B.F甲<F乙<F丙
C.F甲= F乙<F丙 D.F丙<F甲<F乙
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