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浮力复习学案

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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。

1.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？

2.2011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？

3.3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？

浮力复习学案全文共1页，当前为第1页。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？

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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

1.4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？

2.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?

浮力复习学案全文共2页，当前为第2页。

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3.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：

（1）A、B、C三个物体密度大小关系？

（2）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）

（1）这块冰块所受重力多少牛？

（2）这块冰块所受浮力多少牛？

（3）这块冰块浸入盐水部分的体积多大？

（4）这块冰完全熔化，熔化成水的体积多大？

（5）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