2022年浮力的复习及应用----解决台秤问题 .pdf

1 浮力的复习及应用解决台秤问题复习课教学设计设计思想：浮力问题是初中科学教学中的一个难点，模型复杂多变，计算方法灵活，是中考科学复习中的一块重点知识。学生在学习浮力的时候，往往存在囫囵吞枣的现象，通过死记硬背和大量的做题，应付了八年级浮力的学习，但是缺乏对于浮力的本质问题的认识。所以当进行中考第一轮复习时，遇到浮力的问题，学生面对略为复杂的情景，就不知道如何进行受力分析、如何找到问题的原型，自然也就无法从自己所掌握的知识中，概括出解题的方法。为解决对浮力有关知识的理解问题，增加学生解决实际问题的能力，本节课第一部分通过知识回顾、理论证明对浮力的基本知识进行复习巩固，第二部分主要是针对中考中常常出现的台秤问题，应用浮力的反作用力对此类问题进行方法的指导，提高学生解决实际问题的能力。教学目标：1、使学生对浮力的知识点有进一步的掌握，通过简单例题对浮力的计算方法进行回顾，增加学生解决台秤问题的信心。2、通过对沉浮条件与物质密度关系的证明，使学生对已知结论的过程性内容，有深入的思考和认识。3、以一个反作用力问题，引发学生思考，并由此找到正确解决台秤问题的一种方法。教学设计：一、知识梳理1.基本概念浮力的定义：浸没在液体（气体）中的物体受到液体（气体）给它的一个向上托的力。浮力产生的本质：上下表面的压力差阿基米德原理：浸在液体（或气体）里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。公式：F浮=G排=液gV排（气体中：F浮=气gV排）请根据右图证明：阿基米德定律F浮=G排2.液体中，物体所受浮力的计算方法例 1：某物块用细线系在弹簧测力计下，在空气中称时示数是15N，浸没在水中称时示数是5N，则此物块受到的浮力是 N。称重法：F 浮=G-F拉 (实验室测浮力)例 2：一个棱长为10cm的正方体物块，浸没在水中，上表面距水面5cm，该物体受浮力多少牛？压力差法：F 浮F向上 F向下例 3：将体积为20cm3的物体浸没在水中，该物体受到的浮力为多少牛？公式法：F浮=G排=液gV排例 4：一个重 20N的物体能漂浮在水面上，若将此物体放到盐水中，该物体所受浮力将发生怎么样的变化？平衡法：F浮=G（悬浮、漂浮）3.沉浮条件名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 3 页 -2 证明：请从物体的沉浮状态推导浸在液体中的物体与该液体的密度关系结论应用：物液，下沉，G物F浮物=液，悬浮，G物=F浮物液，上浮，G物 F浮（静止后漂浮G物=F浮）讨论：人站立在地上，地面受到的压力的作用，其反作用力是地面人的支持力，这样的例子有很多，那么浮力的反作用力又是什么？知识补充：浮力的反作用力是物体对液体的压力。二、解决几个与台秤有关的问题例 1.小强利用如图所示装置，探究“物体处于平衡状态时各力的关系”如图所示，他根据实验数据绘制了示数FN随弹簧测力计的示数FT变化的图象请你根据图象分析：当弹簧测力计的示数FT=0.8N 时，台秤的示数FN=N分析：该问题看似与浮力的知识没有关系，但是在没有浮力的环境下，这样的实验模型，帮助学生搞清楚了一个很重要的问题台秤称量的其所受到的压力。例 2.如图所示，在托盘上放有一个装水的烧杯，一个质量m=900g，体积V=200cm3的实心物体被用细线吊着浸在水中（g=10N/kg）（1）计算物体受到的浮力，写出计算过程（2）此时托盘的示数较物体放入前如何变化？数值等于哪几个力的大小之和？分析：在认清台秤的指示原理后，通过对浮力反作用力的应用，解决此题。在解决这个问题时，要时刻明确分析的对象，打破浮力与物体重力部分抵消的错误解题思路，明确物体受到平衡力的作用，作用力与反作用力是不等价的，绝对不能能混淆。变式：如图所示，水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙，盛有适量的水，把一个橡皮泥做的小船放入乙后，小船处于漂浮状态，此时两鱼缸内的水面刚好相平然后把它们分别放在台秤上，则两次的示数（）A甲放上时大 B乙放上时大 C 甲和乙放上一样大 D 无法判断分析：学生解决该题是，往往使用的方法是：液面高度相同，则液体对容器底部产生的压强相等，则整个容器对台秤的压力也相等。学生没有意识到这样的解题方法在特定的情况下是成立的，但是在处理有些问题中则可能会出现问题：如：左右两个相同的容器中分别装有水，右侧容器中有一个物体在容器中沉底，此时两容器液面高名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 3 页 -3 度相等，此时两容器的底部受到的压力是不相等的。因为此时F 浮=G排液 G物，显然右侧容器底部受到的压力大于左侧的容器。但是如果按照学生的理解，从液面高度产生的压强去计算，显然是错误的，由此可见，这样的判断方法是不可靠的。3.如图所示，甲、乙两个台秤上各有一个容器，一个装满水而另一个未满，现各将一手指浸入水中，手指与容器壁、底均不接触则在手指浸入水中之后，两的示数变化情况是（）A甲变小，乙不变 B甲变大，乙不变C甲不变，乙变大 D甲变小，乙变大分析：对于溢水杯的问题，始终是具有思维碰撞的问题，有些对浮力知识理解不透的学生，常常会对于物体的重力、排开液体的重力、物体所受到的浮力这几个物理量很纠结，理不清楚这几个力的关系，什么时候该思考哪个物理量更是无法区分，但是只要抓住物体对液体的压力与液体对物体的浮力是一对相互作用力，问题就可以迎刃而解了。三、课堂练习1.如图所示，安放在水平桌面的台秤上，放有一个装有一定量水的容器，静止时的读数为12N，某人用细绳吊一个体积为100cm3，重为 2N的小石块浸没在容器的水中，石块没有触到容器底且无水溢出，此时台秤的读数为N；若将细绳剪断，石块下沉到底后，读数为 N。（g=10N/kg）2.如图所示，弹簧秤下面挂一物块，在空气中称时，弹簧秤及P、Q 示数分别如图（a）所示，则在图（b）中，P，Q示数分别应为（）A2.0N，1.0N B2.1N，1.1N C1.9N，1.1N D2.0N，1.1N 3.（2012?杭州）小吴同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入上盛有水的烧杯中，直至刚没入水中（不接触容器，无水溢出）在该过程中，下列有关弹簧测力计和示数的说法正确的是（）A弹簧测力计的示数减小，台秤示数不变B弹簧测力计的示数不变，台秤示数也不变C弹簧测力计的示数减小，台秤示数增大D弹簧测力计的示数不变，台秤示数增大名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 3 页 -