(共27张PPT)
第4节 沉与浮
第十章 流体的力现象
潜艇
下沉
上浮
悬浮
物体的浮与沉是由什么因素决定的呢?
一、物体的沉浮条件
观察:鸡蛋的沉浮
A
B
C
现象1 下沉
F浮一、物体的沉浮条件
现象2 悬浮
G
F浮
F浮=G
(静止在液体内部)
现象3 上浮
F浮>G
最终状态 漂浮
(静止在液体的表面)
F浮=G
排开液体体积相同时,液体的密度增大,浮力增大。 物体重力不变时,浮力增大,受力不平衡。
上浮 F浮>G物
>
ρ物
最终漂浮
ρ液
悬浮 F浮=G物
物体浮沉情况:
ρ液=
ρ物
下沉 F浮物体浮沉情况:
ρ液<
ρ物
物体在液体中的沉浮取决于物体所受的浮力和重力的大小。
通过改变重力或浮力的大小,可以改变物体的浮沉状态。
当F浮>G 时, 物体上浮
当F浮<G 时, 物体下沉
当F浮=G 时, 物体处于悬浮或者漂浮状态
悬浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
漂浮
一、物体的沉浮条件
上浮: ρ液> ρ物
悬浮: ρ液 = ρ物
下沉: ρ液< ρ物
漂浮: ρ液>ρ物
推论:
交流讨论:鱼如何在水中沉浮
上升
悬浮
鱼鳔的大小变化能使鱼在水中自由沉浮
鱼鳔
V排
F浮
F浮
G
变大
变大
变大
>
鱼鳔
V排
F浮
F浮
适中
适中
适中
=
鱼鳔
V排
F浮
F浮
变小
变小
变小
<
G
G
下沉
鱼改变自身体积改变浮力上升下沉
抹香鲸靠加热或冷却脑油来控制沉降
乌贼的骨中包含有许多小的充气隔室
鹦鹉螺具有螺旋形的外壳,壳内有很大的充气囊
二、控制沉与浮
独木舟
宝船
孔明灯
盐水选种子
1.潜艇
二、控制沉与浮
潜艇是通过水箱改变自身重力(充水或排水)来实现沉浮的。
动手做:做一个潜艇
按下图自制一个潜艇模型,把模型浸在水中,从管中抽气,模型将怎样运动?向管中打气,模型又会怎样?
潜艇最早用于军事侦察和袭击,现在也用于深海考察,为开发海洋、获得新资源提供信息。
观光潜艇能让游客欣赏到神秘的海底景观
我国汉代曾发明一种作军事信号用的灯笼,俗称孔明灯.
想一想它升空的原理是什么?
2.热气球
热气球是通过加热空气或某些密度比空气小的气体(如氦气),以获得较大的浮力来升空的,其自带的加热器可以调节气囊中气体的温度,从而达到控制气球升降的目的。
二、控制沉与浮
动手做:做一个热气球
1. 取一个大的轻纸袋,用细铁丝编一个简单的小筐,再用几条胶带把小筐挂在纸袋下面,筐里放一团用酒精浸湿的棉花。
2. 把热气球拿到室外,点燃酒精棉,热气球就能升起来,你能解释热气球升起来的原因吗?
3. 想一想用什么办法能使升起的热气球降回地面?
二、控制沉与浮
3.浮船打捞
浮筒绑在沉船两侧时使整体体积增大,总的浮力增大,排出浮筒中的水,浮筒的重力减小,当浮力大于重力时沉船上浮。
打捞铁牛
讨论交流:打捞中山舰
中山舰是“浓缩了中国现代史”的一代名舰,其排水量780t,长62.48m,宽8.99m,1938年在长江被日军击中,沉入19m深的长江。
如果由你来组织打捞中山舰,你会怎么做?
(1)工作原理:将钢铁做制成空心的轮船,可以排开更多的水,漂浮在水面上。
(2)排水量(m排):
轮船满载时排开水的质量:
(不是排开水的重力),
单位是吨(t)
F浮= m排g 而 F浮=G
∴ m船+m货= m排
(3)载重线
轮 船
物体的 浮沉条件
上浮:F浮>G物
下沉:F浮< G物
悬浮或漂浮:F浮= G物
控制沉与浮
潜 艇
热气球
浮船打捞
沉与浮
决定因素:F浮与G物共同决定
浮沉条件
课堂小结
课外探索,超越自我
元宵节是我国的传统节日,这一天全家欢聚,常常煮汤圆以示庆贺。小华在帮姥姥煮汤圆时发现:把生汤圆放入锅中,汤圆先是沉入锅底,煮一段时间后汤圆才又浮起来,你知道原因是什么吗?
汤圆刚放入水中
汤圆煮熟时
发展空间
密度计
用途:
一种可以直接测量液体密度的仪器。
读数方法:静止时液面所对刻度,单位为g/Cm3
刻度特点:上小下大,刻度间隔不均匀。
工作原理:利用物体漂浮在液面上时浮
力 等于重力的原理制成的。
密度计的刻度为什么越往上值越小?
由F浮= G排=ρ液gV排,得:液体的密度越大,排开液体的体积越小,密度计露出液面部分越多。
0.8g/cm3
1g/cm3
1.2g/cm3
1g/cm3
0.8g/cm3
0.6g/cm3
酒精
水