浮力复习学案.docx

PAGE PAGE 1 学案：《“蛟龙”探海——浮力复习》 一、蛟龙入海 船为什么会浮在水面？在下图中画出“向阳红09”船所受力的示意图。 搭载“蛟龙”号深海潜水器的“向阳红 09”船 2011 年 7 月 1 日从江苏江阴苏南国际码头起航执行 5000m 级海试任务。 想一想：“向阳红 09”船从长江驶入大海，船所受浮力大小如何变化？判断的依据？ 那船体会上浮些还是下沉些？ 2011 年 7 月 26 日，“向阳红 09”船在指定海域，将“蛟龙”号深海潜水器释放入海， 进行第二次下潜试验任务。 “蛟龙号”释放分离前 “蛟龙号”释放分离后 想一想：在 “蛟龙号”潜水器入水并与母船完全分离后，母船所受浮力又如何变化？ 3 时 38 分 ，“蛟龙号”深海潜水器由“向阳红 09”船上的主钢缆吊起缓缓下降，浸入海水，直到完全浸没。 想一想： 在此过程中,“蛟龙号”深潜器所受浮力大小又如何变化？ 想一想：“蛟龙号”深潜器浸没后，在不断下潜的过程中，所受浮力大小如何变化？ 试一试：在坐标系中画一下“蛟龙号”浸没前后所受浮力大小与“蛟龙号”下表面所处深 度关系的大致图像吗？以及钢缆拉力与下表面所处深度的大致图像？ F 浮 F 拉 h h 算一算：“蛟龙号”深潜器高约 3.4m，装载了压载铁后，总质量约21t，体积大约 20m3， 请大家估算一下“蛟龙号”深潜器完全浸没在海水中所受浮力？ （ ρ海水=1.03ⅹ103kg/m3，g=10N/kg） 我能行: 根据提供给的材料以及我们的计算结果，能否将上面的两个坐标系略加完善？ 二、 谁主沉浮 4 时 46 分，“蛟龙号”深潜器成功下潜至 2000m 的深度，并保持悬停状态，此时，海面控制中心传来指令，要求“蛟龙号”继续下潜，挑战更深的深度。 6 时 17 分，“蛟龙号”下潜至最大深度 5057m 后接受到指令：“立即上浮” 想一想：如果你是“蛟龙号”的操作人员，你将如何操作，使处于悬停状态的“蛟龙号” 实现下沉、上浮？ 【材料】 “蛟龙号”采用常用的“深潜器无动力下潜上浮技术”。潜水器两侧侧舱内配备 4 块压载铁，重量可以根据下潜不同深度与要求调整。在“蛟龙号”浸没海水中并继续下潜过程中，往水舱中放水，使“蛟龙号”潜水器总重力 浮力，实现下潜；当潜水器到达设定深度时，可操作抛弃其中两块压载铁，并适当调整水舱中的水量，使潜水器处于悬停状态，保持在这个深度实现作业，包括匀速直线航行、拍照、取样等，此时“蛟 龙号”总重力 浮力，“蛟龙号”处于 状态；当任务完成，再抛弃另外 2 块压载铁，使潜水器总重力 所受浮力，实现上浮，到达水面 。 想一想：压载铁释放后，能下沉，那么制作压载铁的材料必须具有怎样的特点？ 想一想：为了保证“蛟龙号”抛弃压载铁后能顺利上浮，制作“蛟龙号”舱体的材料最好有怎样的特点呢？ 周六，小明到叔叔工作的我市某新型材料制造企业参观，发现废料间墙角有一正方体废料，叔叔告诉小明，这就是民用的工业级高强度固体浮力材料。若这正方体废料边长为10cm，质量 0.5kg。小明将这块废料放入水中，判断这块废料最终会处于什么状态? 小明走进叔叔的办公室，发现叔叔办公桌上放着大小完全一样的三个正方体物体，小明把这三个正方体放入水中，三个正方体最终静止时如图所示(A 漂浮，B 悬浮，C 沉底)。 请你帮小明判断一下： A、B、C 三个物体密度大小关系？ A、B、C 三个物体此时所受浮力大小关系？ 三、深入探究 漂浮于海面的冰山熔化真的会导致海平面上升吗？ 小明为了探究冰山熔化后海平面是否变化，就将一块体积为200cm3 的冰块放入浓盐水中， 冰块处于漂浮状态，液面位置如图所示。（ρ盐水=1.1g/cm3, ρ冰= 0.9g/cm3，g 取 10N/kg） 这块冰块所受重力多少牛？ 这块冰块所受浮力多少牛？ 这块冰块浸入盐水部分的体积多大？ 这块冰完全熔化，熔化成水的体积多大？ 根据以上计算结果，小明判断出：漂浮于海面的冰山熔化 （会/不会）导致海平面上升. 如果没有具体数据，你能否判断漂浮在盐水水面上的冰块完全熔化后，液面的升降情况？ 四、我来巩固 9 时 30 分，“蛟龙号”深海潜水器浮出水面。“向阳红 09”船上的起吊主钢缆吊起“蛟龙号”潜水器，如图所示。（1）“向阳红 09”船自身质量为 4100t ，“蛟龙号” 潜水器质量为 20t（抛弃压载铁后）。此时 “向阳红 09”船排开海水的体积为多少？ （ ρ 海水=1.03 × 103kg/m3, g=10N/kg） （2）“向阳红09”号船，将“蛟龙号”潜水器吊起，如图所示．已知此时滑轮组的机械效率为85%，钢缆拉力F 为多大？ （g=10N/kg，结果保留三位有效数字） 质量相等的A、B、C 三个物体，放入水中静止时如图所示（A 漂浮，B