(共17张PPT)
10.3 物体的浮沉条件及应用
预习自测
阿基米德原理:F浮=G排=_____
重力: G物=m物g=____
浸在液体中的物体,当它所受的浮力大于所受的重力时,物体____;当它所受的浮力小于所受的重力时,物体____;当它所受的浮力与重力相等时,物体____在液体中或____在液面上。
采用“空心”的办法,可以增大可利用____,____就是应用这个原理制成的。
潜水艇是靠____来实现浮沉的。
气球和飞艇是利用空气的_____升到空中的,它们是靠改变气囊的体积调节____的大小来控制升降的。
一、物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体,受到两个力:______和_____
根据物体所受浮力和重力大小的不同,物体的浮沉存在几种情况?
F浮
G
浮力与重力的关系
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮>G
上浮
F浮=G
F浮下沉
悬浮
上浮到液面呈漂浮状态,
F浮=G
下沉至容器底部,F浮不变,
F浮+N支=G
悬浮
F浮
G
F支
物体密度与液体密度间的关系
F浮
G
F浮>G
上浮
F浮=G
F浮下沉
悬浮
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
浮力:F浮=r液gV排 重力:G =r物g V物
因为浸没: V排 = V物
可将浮力与重力关系变成 ρ液与ρ物的关系
石块不论多小,在水中总会下沉;冰块不论多大,在水中总会漂着。
ρ石>ρ水
ρ冰<ρ水
例题1:小凡将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了100g的水,则物体:( )
A. 漂浮在水面上 B. 悬浮在水中
C. 沉在溢水杯底部 D. 受到1.2N的浮力
变式:如图,将同一个小球先后放人装满甲、乙两种液体的相同烧杯中,小球在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮. 两种液体中小球所受浮力分别为F甲、F乙,两种液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙.则关于它们的关系下列说法正确的有( )
A.F甲>F乙,p甲=p乙 B. F甲=F乙,p甲>p乙
C.F甲=F乙,p甲<p乙 D.F甲<F乙,p甲=p乙
C
B
二、实验探究:如何改变物体的浮沉
探究1:如何使鸡蛋悬浮或漂浮?
探究2:制作能承载重物的橡皮泥船?
总结:改变物体浮沉的方法
物体浮沉情况是由什么决定的?
改变 :
改变 :
改变 :
改变 :
8
自身重力
浮力
液体密度
V排 (空心)
小组讨论:P58、59的独木舟、轮船、潜水艇、热气球、飞艇分别是采用以上哪一种方法来改变浮沉情况的?
独木舟
轮船
潜水艇
热气球
飞艇
轮船
(1)工作原理:采用空心的办法增大排开水的体积增大可以利用的浮力。
(2)排水量(m排):
轮船满载时排开水的质量:
F浮= m排g 而 F浮=G物
∴ m排=m船+m货
(3)载重线(吃水线)
例题2、 轮船总是漂浮在水面上, 一艘轮船从河里驶向大海,它受到的重力大小_________(变大、变小、不变);它受到的浮力大小____________(变大、变小、不变);它排开水的体积________(变大、变小、不变);轮船是下沉些还是上浮些?__________。
河水
海水
不变
不变
变小
上浮
知识探
解题思路:江、海中航行漂浮浮力不变,V排变化
潜水艇是如何实现上浮和下沉的?
例3.潜水艇潜入水中越深,所受水的压强 ;所受水的压力 ;所受水的浮力 。
潜水艇的下潜(充水)和上浮(排水)是靠改变自身重力来实现的。
增大
增大
不变
上升
悬浮
下沉
鱼鳔
V排
F浮
F浮_______G
变大
变大
变大
>
鱼鳔
V排
F浮
F浮_______G
适中
适中
适中
=
鱼鳔
V排
F浮
F浮_______G
变小
变小
变小
<
鱼儿是通过改变自身体积来实现浮沉的
鱼鳔的大小变化能使鱼在水中自由浮沉
热气球、飞艇是如何利用浮力的?
1.原理—利用空气受热膨胀密度变小,使得热气球的重力小于它所受到的浮力而上升。
2.升降的控制—燃烧器火焰的大小。
1.原理—利用氢气、氦气密度比空气的小,使得浮力大于重力而在空中上升 。
2.升降的控制—充气(上升)或排气(下降)。
球内气体密度小于空气密度
课堂练习
1. 如图所示,A、B两物体
静止在水中( )。
A.两物体受到的浮力一定相等
B.两物体受到的浮力不等,A
物体受到的浮力大
C.两物体的密度不等,B物体的密度大
D.两物体的重力不等,B物体的重力大
A
B
C
课堂练习
3.质量相等的实心铝球和铁球放在水中,铁球受的浮力_____铝球受的浮力;若把它们都放在水银中静止时,则铁球受的浮力_____铝球受的浮力(选填“>”、“<”、“=”)
2.用同一支密度计测定不同液体的密度,下列叙述正确的是( )
A 密度计漂浮的越高,所受的浮力越大
B 密度计漂浮在不同液体中,所受的浮力都相等
C 密度计排开液体积越大,液体密度越大
D 密度计漂浮的越高,液体密度越大
B D
<
=
加强练习
4. 小明同学将一只苹果放入水中,苹果在水里处于悬浮状态,则此苹果的密度为_______kg/m3.小明从水中取出苹果,分成一个大块和一个小片,再将小片放入水中,发现小片沉入水底,据此现象可以推断:若将大块浸没水中,松手后大块将会_______(选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”),大块的密度_______小片的密度(选填“大于”、“小于”或“等于”).
103
上浮
小于
加强练习
5. 假如地球的引力减小一半,那么对于漂浮在水面上的船来说,下列说法中正确的是( )
A.船受到的重力将不变,船所受的浮力不变
B.船受到的重力将减小,船所受的浮力减小
C.船受到的重力将减小,船所受的浮力不变
D.船受到的重力将不变,船所受的浮力减小
6. 如图所示,A、B、C三个体积相同的立方体,静止在同种液体中.下列说法正确的是( )
A.把A、B立方体捆绑在一起,一定漂浮在该液面上
B.把B、C立方体捆绑在一起,可能漂浮在该液面上
C.把A、C立方体捆绑在一起,一定漂浮在该液面上
D.把A、C立方体捆绑在一起,一定沉在容器底部
B
A