学习目标

    1.认识水对人类生存发展的重要性，了解水体的分布，了解水的循环。

    2.了解水的组成和一些重要性质。

    3.理解密度的概念、公式和单位，会进行有关密度的计算，学会对物质密度的测定。

    4.理解压强的概念、公式和单位，会进行有关固体压强的计算，了解水和液体压强的特点。

    5.理解浮力的概念、公式和单位，会根据阿基米德原理对浮力进行计算及解决一些实际问题，了解物体的浮沉条件及浮沉条件的应用。

    6.能用密度、压强、浮力的知识解决实际问题。

课堂学习设计

   [知识要点]

   一、水的分布和循环

   1.水的分类。

(1)根据水的状态分

(2)根据水中含盐量的多少分

    (3)根据水在地球上的积聚情况分

对人类最重要、关系最密切的是陆地淡水。

2.水的重要性。

(1)水是生物生存所需的最基本的物质之

    (2)水是生命有机体的重要组成部分。

    3.水的循环。

    (1)地球上的水循环:海洋水、陆地水、大气水之间的互相转换；

(2)最重要的是海洋与陆地之间的循环、。

二、水的组成

    1.水电解能产生  氢气  和  氧气  ，说明水是由  氢  和  氧  组成的。

    2.水的重要性质。

    纯净水是一种  没有  颜色  没有  气味  没有  味道的  液体  ；标准状况下沸点为

  100℃  ，凝固点为  0℃  ；水有一种异常现象，即  4℃  时密度最大。

    三、水的密度

    l。密度是物质的一种  特性  。密度用  单位体积  某种物质的  质量  来表示，公式为  ρ=  ，单位有  千克／米3  和  克／厘米3  等。

    2.密度的应用。

    利用密度知识可以:(1)求物质的质量；(2)求物质的体积；(3)鉴别物质；(4)判断物体是否空心。

    3.学会有关密度问题的计算。

    4.学会测物质的密度。

    (1)测物质密度的原理是  ρ= ；

    (2)测量方法:用天平测物体的质量，用量筒测物体的体积。

    四、水的压强

    1.压力。

    (1)压力是物体之间由于相互挤压而产生的。

    (2)压力的特点:

①方向:与受力物体的表面垂直；

②作用点:在被压物体上；

    ③大小:可能与重力无关。

    2.压强。

    (1)压强是衡量压力作用效果的科学量，大小与压力大小与受力面积大小有关；

    (2)单位面积上受到的压力称压强，公式为 p=，单位为牛／米2，该单位的专门名称为  帕斯卡  。

    3.有关压强的计算。

    (1)分析压力和受力面积分别是哪个、多大?

    (2)注意单位的统一。

    4.增大和减小压强的方法。

    5.液体(水)的压强。

    (1)液体对支撑它的容器底部和侧壁都有压强，大小与液体深度有关，深度越大，压强越大。

    (2)液体内部向各个方向都有压强，同一深度向各个方向压强都相等。液体内部的压强可用压强计测量。液体内部的压强跟液体的密度和深度有关，计算公式为p＝ρ液gh。

    五、水的浮力        

    1.浸在液体中的物体都受到液体向上的作用力——浮力的作用。

    2.浮力的计算——阿基米德原理。

    F浮＝ρ液gV排液＝G排液

    (1)浮力的大小只与液体的密度和物体排出液体的体积有关，与物体的密度、物体的体积、液体的体积无直接关系；

    (2)计算浮力时ρ液的单位是  千克／米3  ，V排液的单位是  米3  ；

    (3)浮力的计算公式也适用于气体。

    3.物体在液体中的浮沉条件。

    对浸没在水中的物体:

    (1)当F浮>G物时，物体上浮，最后漂浮，此时F浮＝G物，V排液    (2)当F浮＝G物时，物体悬浮，V排液=V物；

    (3)当F浮    对于实心物体:

    (1)漂浮时ρ液>ρ物；

    (2)悬浮时ρ液＝ρ物；

    (3)下沉时ρ液<ρ物。

    4.物体浮沉条件的应用。

    (1)密度计(测液体的密度)根据漂浮原理制成；

    (2)潜水艇靠改变自身重力来实现上浮或下沉(浮力不变)。

    [典型例题解析]

    [例1]  一只瓶的质量为200克，装满水后总质量为700克，若先在瓶内装一些金属颗粒，使瓶和金属颗粒的总质量为878克，然后在瓶内再装水至满瓶’，称得瓶的总质量为1318克，求金属颗粒的密度。

    [解析]  该瓶装满水后，水的质量为700克

—200克＝500克，则该瓶的容积V＝＝=500厘米3

    金属颗粒的质量m金＝878克—200克＝678克

    瓶内再装满水，水的质量m＇水＝1318克—878克＝440克，水的体积V＇水＝＝=440厘米3

    所以金属颗粒的体积V金＝500厘米3—440厘米3=60厘米3

    金属颗粒的密度ρ金＝＝＝11.3克／厘米3＝11.3×103千克／米3

    [答]  略

    [例2]  一位芭蕾舞演员的质量与一头大象的质量之比为1:200，大象每只脚的着地面

积是芭蕾舞演员与地接触面积的100倍，求演员对地的压强和大象站立时对地的压强之比。

    [解析]  演员和大象对地的压力之比应等于重力之比，也等于两者质量之比，即F1:F2＝1:200，大象站立时四只脚着地，由题意可知，大象站立时与地的接触面积是演员的400倍，则压强之比可求。

因为F1:F2＝G1:G2＝m1:m2＝1:200

    S1:S2＝1:(4×100)=1:400

    所以p1:p2＝:＝•＝×＝2:1

    [答]  略

    [例3]  如图1—41所示，装有铁块的小烧杯漂浮在水面上，当将杯中铁块取出并投入水中后，水面的高度将如何变化?

    [解析]  方法一:烧杯和铁块原先漂浮在水面上。

    则有F浮=G杯十C铁

    即ρ水V排g＝G杯+G铁

    整个杯子的排水体积为

    V排＝＝+

    当把铁块投入水中后，杯与铁块排开水的总体积为V＇排＝V杯排+V铁

    因为G铁=ρ铁V铁g，G杯=F浮杯＝ρ水V杯排g

    所以V＇排=+

    比较V排与V＇排的表达式，因为ρ铁>ρ水,所以V排>V＇排，铁块投入水中后水面将下降。

方法二:将烧杯和铁块看做一个整体，因为原先两者一起漂浮在水面上，故有F浮＝G总。

铁块投入水后，G总不变，由于铁块受到杯底对它向上的支持力N，所以整体受到的浮力减为F＇浮＝G总—N，即知F＇浮V＇排，水面将下降。

方法三:如图1—42所示，

设想将铁块从杯中取出，用细线挂在杯底，使其不与杯底接触，此时杯和铁块受到总浮力与排开水的总体积与原先一样，都是F浮＝G杯+G铁，V排＝F浮／ρ水g。再设想将细线剪断，铁块将沉入杯底，而杯子因失去向下的拉力将向上浮起一些，这将使杯子排开水的体积减小，于是水面将下降。

    [答]  略

    [说明]  方法一为常规解法，方法二则采用了整体分析法，方法三采用了等效变换的分析方法。后面两种解法比较巧妙。其中方法二更具一般性，可方便地用来解决类似的有关浮力问题。因此，在此基础上可进一步思考:假若把杯内的铁块依次换成木块、水、盐水、酒精，再将它们投入(或舀入)水中，水面高度又将如何变化?

    [课内练习]

    1.关于陆地水的叙述，正确的是  (  C  )

    A.陆地水都是淡水

    B.陆地水中最多的是湖泊水

    C. 由于水循环运动，陆地上的水才能得到不断补充

    D.陆地水主要指河水、湖泊水、地下水和水蒸气

    2.下列关于水的重要性质的叙述中，错误的    (  D  )

    A.通常情况下，水是一种无色液体

    D.纯净水是没有味道的

    C. 标准大气压下水的沸点是100℃

    D.由于物体的热胀热缩，0℃的水密度比4℃的水密度要大

    3.水的密度为1.0×103千克／米3，它表示   (  B  )

    A.1米3水的密度是1.0×103千克／米3

    B.1米3水的质量为1.0×103千克

    C. 1千克的水的体积是1米3

    D.1米3水的质量是1千克

    4.一小孩在结冰的河面上玩耍，突然发现脚下的冰即将破裂，他应采取的措施是  (  C  )

    A.站着不动    B.赶快向上跳起

    C. 轻轻地伏在冰面上并向岸边挪动

    D.立即改成单足

    5.一只实心铁球放到某一液体中，则铁球   (  D  )

    A.一定下沉    B.一定上浮    C. 一定悬浮    D.无法确定

  6.下列测量工具中，刻度线分布不均匀，而且刻度由上到下逐渐变大的是    (  A  )

    A.密度计    B.弹簧秤    C. 温度计    D.量筒

    [课时小结]

    重点:1.水的循环及重要性。

         2.密度、压力、压强、浮力的概念、计算公式和单位。

         3.密度的测量。

         4.密度、压强、浮力的有关计算。

         5.密度、压强、浮力知识的应用。

    难点:1.密度、压强、浮力的理解和计算。

         2.用密度、压强、浮力解决实际问题。

课外同步训练

    [基础过关]

    1.下列人类活动中有利于淡水资源的利用和保护的是    (  B  )

    A.工业废弃物的任意排放

    B.植树造林、修建水库

    C. 农药和化肥的广泛使用

    D.生活垃圾和污水的任意倾倒

    2.如图1—43所示，甲、乙、丙、丁4只相同的杯子，分别盛有相同质量的水、盐水、酒精和水银，盛用水和水银的杯子应是(ρ水银>ρ盐水>ρ水>ρ酒精)    (  A  )

    A.丙、甲    B.甲、乙    C. 乙、甲    D.丙、丁

    3.一个只能装500克水的玻璃瓶，装满水后质量为750克，改装密度为0.8×103千克／米3的液体，则装满液体后质量为    (  A  )

    A. 650克    B.750克    C.850克    D.875克

    4.如图1—44所示，在玻璃管的下端有橡皮膜，管里装着水，这橡皮膜向下凸了。现把玻璃管放入盛有同种水的玻璃杯中，那么当玻璃管外的水面高于管内水面时，橡皮膜    (  A  )

    A.向上凹    B.向下凹    C. 变平    D.无法确定

    5.增大压强最好的办法是    (  C  )

    A.增大压力，增大受力面积    B.减小压力，增大受力面积

    C. 增大压力，减小受力面积    D.减小压力，减小受力面积

    6.把一块木块放入盛满酒精的容器中，溢出酒精的质量是80克。若把该木块放入盛满水的容器中，则溢出水的质量是(已知ρ木＝0.7×103千克／米3，ρ酒精=0.8×103千克／米3)  (  A  )

    A.80克    B.90克    C.45克    D.40克

    7.图1—45中，溢水杯A内水面恰好与口相平，B是小桶，弹簧秤四次测得数据由左向右分别为F1、F2、F3、F4，以上可计算出另两个数据。

    (1)F浮＝F1—F2  ；

    (2)G排水＝F3—F4  ；

    (3)比较(1)和(2)，可得上述两个数据之间的关系是  相等  的。此实验所得结论的文字表达为  浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力  。

  [深化提高]

8.我国约有4亿多人需配戴近视或远视眼镜，组成眼镜主要材料的部分技术指标如下表:

材料

    (2)如图1—46所示的一副铜合金镜架的质量为2×10-2千克，若以钛合金代替铜合金，求一副镜架的质量。

    [解]  (1)m玻＝ρ玻·V玻=2.5×103千克／米3×4×10-6米3=0.01千克

  (2)V===2.5×10-6米3

    m钛＝ρ钛·V＝4.5×103千克／米3×2.5×10-6米3=1.125×10-2千克

    9.某人体重600牛，站在一块木板上，木板平放在沙地上，设木板重200牛，木板底面积为0.5米2，每只鞋底面积为200厘米2。

    求:(1)人对木板的压强；

    (2)木板对沙地的压强。

[解]    (1)p1＝==15000帕

(2)p2＝===1600帕

    10.水面下10米深处有一个重4500牛、体积500分米3的水雷，它受到的浮力为多大?当它处于水面下5米深处时，它受到的浮力又是多大?静止后受到的浮力又是多大?

    [解]  (1)10米深处时，F浮=ρ水gV排水=ρ水gV物=1.0×103千克／米3×9.8牛／千克×0.5米3＝4.9×103牛    

    (2)5米深处时，由于V排水不变，故浮力大小不变    所以F＇浮＝4900牛

    (3)全部浸没时，由于F浮>G物，根据物体浮沉条件可知水雷要上浮最后处于漂浮状态，即静止后，F＇浮＝G物=4500牛。下载本文