第3节水的浮力(共5课时)

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名称 第3节水的浮力(共5课时)
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文件大小 4.4MB
资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2013-10-10 14:30:39

文档简介

(共38张PPT)
物体的浮沉条件是什么?
(1)物体下沉:F浮 ρ液
(2)物体上浮:F浮>G物 或ρ物<ρ液
(3)物体悬浮:F浮=G物 或ρ物= ρ液
(4)物体漂浮:F浮=G物 或ρ物< ρ液
复习提问
计算浮力的方法:
1、F=G-G′
2、F=G排液=m排液g=ρ排液gV排液
3、 F=ρ排气gV排气
4、F=F向上-F向下
5、漂浮时:F=G物=ρ物gV物 (V物6、悬浮时: F=G物=ρ物gV物(V物=V排液)
1、三个体积相同的球甲、乙、丙,它们浮在同一种液体中,如图,则它们的密度关系为( )
A、ρ甲=ρ乙=ρ丙
B、ρ甲>ρ乙>ρ丙
C、ρ甲<ρ乙<ρ丙
D、ρ甲=ρ乙<ρ丙
C
知识应用:
如何将橡皮泥浮在水面上
应用一、 船
采用“空心”的办法增大可以利用的浮力
应用一、 船
采用“空心”的办法,增大体积,使它排开更多的水,达到增大浮力,最终使F浮=G船,浮在水面。
F浮
G船
轮船有大小,怎样反映轮船的运载能力呢?
排水量
排水量:满载时排开的水的质量。(不是排开水的重力)
轮船由江河驶入海里:重力 ,浮力 ,轮船将 一些(填“上浮”或“下沉”)
例1
不变
不变
上浮
轮船是用密度大于水的材料制成的,所以必须把它作成 的,这样虽然受到的重力 ,但体积 很多,受到的浮力 ,所以能浮在水面。
例2
空心
不变
增大
增大
浮沉条件的应用
1、轮船
用空心的办法,增大排开水的体积,以增大可利用的浮力
轮船的大小通常用排水量来表示
排水量:
轮船满载时排开水的质量(m排)
通常用“吨”作单位
应用二、潜水艇
①采用:浸没水中后浮力不变,靠改变自身重力(向水舱充水或排水)来实现沉浮
②潜水艇在水面下无论沉、浮,受到的浮力不变。当向水舱充水时,当潜水艇的平均密度ρ平均>ρ水时,潜水艇下沉, 当ρ平均=ρ水时,潜水艇悬浮,而排水时,当 ρ平均<ρ水时,则潜水艇上浮。
潜水艇是靠改变 来实现上浮和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到水下200m深处,它受到水的压强将 ,受到的浮力将 。
例3
潜水艇是靠改变 来实现上浮和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到水下200m深处,它受到水的压强将 ,受到的浮力将 。
自身重力
变大
不变
例3
2、潜水艇
A、向水舱中充水,潜水艇重力加大,
G>F浮,潜水艇就逐渐潜入水中
B、水舱中充适量水,潜水艇的重力等于同
体积的水重,G=F浮,潜水艇就悬浮在水中
C、用压缩空气将水舱中的水排开一部分,
潜水艇重力变小,G靠改变自身重力来实现沉浮
3、气球
你知道气球采用了什么办法使它能够受到空气的浮力而升空呢?
气球内充有密度小于空气的气体(如氢气、氦气或热空气),气球的总重力小于浮力,气球就上升。
4、飞艇——装了带螺旋桨的发动机,可定向飞行的一种氦气气球。
①采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法,使它受到的浮力大于重力而升空。升空时ρ平均< ρ空气。
②用改变自身的体积,实现沉浮。如减小体积,则有F浮③气球不能无限制地升入高空,当F浮=G球时,应该悬浮,实际上在没有达到悬浮时,其内部气压大于外部气压而破裂。
应用三、气球和飞艇
气球和飞艇是靠改变 来实现浮沉的。
自身的体积
小结
利用浮力的关键是调节重力和浮力的关系。
(1)若保持浮力不变,可改变自身的重力,实现沉浮(如浸没水中的潜水艇)
(2)若保持重力不变,可改变排开液体(或气体)的体积实现沉浮。(如轮船、鱼泡和气球)。
5、物体漂浮条件的应用——密度计
密度计是测定液体密度的仪器,它是个密封的玻璃管,下端装有铅粒,上端有刻度。把它放在待测的液体中时,它浮在液面上,液面所对的刻度值就是待测液体的密度值。你知道密度计测液体密度的原理吗?
应用四、密度计
①利用物体漂浮在液面时F浮=G计原理工作的。
② 密度计上的刻度线不均匀,自上往下,刻度线越来越密,刻度值越来越大。密度计上的刻度值是被测液体的密度与水的密度的比值。
0.8
1.0
1.8
2.0
0.8
1.0
1.8
2.0
0.8
1.0
1.8
2.0
硫酸

酒精
5、物体漂浮条件的应用——密度计
密度计是测定液体密度的仪器,它是个密封的玻璃管,下端装有铅粒,上端有刻度。把它放在待测的液体中时,它浮在液面上,液面所对的刻度值就是待测液体的密度值。你知道密度计测液体密度的原理吗?
仔细观察密度计上的刻度,它有什么特点?
刻度上疏下密
刻度值上小下大
密度计:利用漂浮时,F浮=G物的
特点,测定液体的密度
密度计是利用     来测量液体密度的仪器,被测液体的密度越大,密度计浸入液体的深度越 ,露出液面的部分 。当把密度计放入某种液体中静止时,液面正对0.6这个刻度,则这种液体的密度为 kg/m3。
例5
漂浮时F浮=G计

0.6×103
0.8
1.0
1.8
2.0
0.6
某液

两个完全相同的圆筒形容器,内装质量相等,密度分别为ρ1、ρ2的液体,将同一密度计分别放入两液体中,都浮在液面上,如图所示,则密度计在两液体中受到的浮力F1 _____F2;两液体的密度ρ1 _______ρ2;两液体对容器底的压强p1 _______p2。(选填“>”“=”或“<”)
=
>
=
课堂小结
浮沉条件的应用
1、轮船:采用“空心”的办法增大排开水的体积,以增大可利用的浮力
2、潜水艇:靠改变自身重力来实现沉浮的
3、热气球(飞艇):靠改变浮力(或重力)来
实现升降的
4、密度计:利用漂浮时,F浮=G物的
特点,测定液体的密度
2.将一个铝制空心球用手没入水中,放手后球将: ( )
A、上浮 B、下沉
C、悬浮 D、无法确定
巩固练习
D
1.船只采用“ ”的办法增大可以利用的浮力,漂浮在水面上。潜水艇靠改变 来实现浮沉,要使浮在水面的潜水艇潜入水中,应当 。
空心
自身的重力
向水舱充水
3.一艘轮船从东海驶入长江时,下列说法错误的是: ( )
A、轮船受到的浮力不变
B、轮船排开的液体受到的重力不变
C、轮船排开的液体的体积不变
D、轮船排开的液体的体积增大
C
4.排水量为1000t的轮船在河水中航行,满载时船及所装货物共重 N,受到河水的浮力是 N,如果河水密度为1.0×103kg/m3,船排开的河水的体积是 m3。(取g=10N/kg)
107
107
103
5. 在0℃和标准大气压的情况下,一个10m3的氢气球,在空气中受到多大的浮力?空气密度为1.29kg/m3,氢气密度为0.09kg/m3,取g=10N/kg。(共11张PPT)
水的浮力(一)
1、看课本图
氢气球往上升
气艇悬浮在空中
潜艇悬浮在水中
飘浮在水面的木块、游泳的人等等
一、浮力无处不在
结论:
水有浮力
你见到过生活中有浮力存在的现象吗?
2、演示实验:
①木块放在桌面上;木块放在水中。
受力分析:
结论:
水面上的木块受到水的浮力。
②下沉物体:
结论:
下沉物体受到水的浮力
F浮=G-G′
(两次读数差)
③物体放在其他液体中:
结论:
所有液体都能够对放入其中的物体产生浮力;
同一物体浸没在不同的液体中,浮力不同。
3、看课本图
说说实验的现象和说明的问题
4、浮力的方向:
竖直向上
浮力的施力物体:
液体或气体
二、探究:浮力与物体排开水的关系
1、看课本:说说探究的基本步骤。
2、演示实验:阿基米德定律
实验步骤:
1、在溢水杯中装满水。方法:往溢水杯里
倒水,直到溢水杯口有水流出
2、等水流停止后,在溢水杯口接一塑料袋
3、用弹簧秤称出金属块在空气中的重力G,
并记录
4、把金属块浸没在溢水杯的水中,记录弹
簧秤的读数F'
5、计算金属块在水中受到的浮力F浮
6、称出被金属块从溢水杯中排到塑料袋中
的水重G排液
结论:
物体在液体中受到的浮力大小等于排开的液体受到的重力。
阿基米德原理
浸入液体里的物体受到向上的浮力,
浮力的大小等于排开的液体受到的重力。
F浮
=G排液
ρ液 V排液g
=
V排液表示物体排开液体的体积,它等于物体浸入液体的体积。
这个原理也适用于气体
练习:
1、浸在液体中的物体受到浮力的作用,那么施力物体是( )
A、地球 B、盛液体的容器
C、液体 D、物体本身
2、体积为50厘米3的铜块,全部浸入水中,排开水的体积是 厘米3,排开水的重是 牛
受到的浮力是 牛;
若它的2/5体积浸入水中时,排开水的体积
是 厘米3,受到的浮力是 牛。
C
50
0.49
0.49
20
0.196
你现在知道了几种计算浮力的方法?
1、弹簧秤法: F浮=G-G'
2、阿基米德原理的公式法:
F浮=G排液=ρ液 V排液g
通过这堂课的学习你有哪些收获呢?
1、浮力的施力物体、受力物体
2、浮力的方向
3、影响浮力大小的因素
4、阿基米德原理
5、科学的实验方法(共16张PPT)
你现在知道了几种计算浮力的方法?
1、视重法: F浮=G-G'
2、阿基米德原理的公式法:
F浮=G排液=ρ液 V排液g
3、浮力产生的原因:
F浮=F向上-F向下
物体上浮时:
ρ液g V排
ρ物g V物
>
ρ液 > ρ物
F浮 > G物
此时V排=V物
物体的浮沉条件
物体下沉时:
ρ液g V排
ρ物g V物
<
ρ液 <ρ物
F浮 < G物
此时V排=V物
有没有既不上浮,也不下沉的情况呢?
F浮
G物
此时物体受哪几个力的作用?这几个力有怎样的关系?
讨论分析
悬浮
悬浮状态
结论5:
物体悬浮时:F浮=G物 (此时ρ液 ρ物)

=
有没有既不上浮,也不下沉的情况呢?
悬浮
悬浮状态
F浮
G物
物体上浮的最终结果(即状态)是什么呢?
物体处于漂浮状态时,物体共受到哪些力?这些力有怎样的关系?


F浮
G物
漂浮
F浮
G物
物体漂浮时:F浮=G物 (此时ρ液>ρ物)
结论3:
漂浮状态
F浮
G物
因F浮>G物,物体受力不平衡,要向上运动(上浮)
物体下沉的最终结果(即状态)是什么?
此时物体共受哪几个力的作用?这几个力又有怎样的关系?


F浮
G物
F支
F浮
G物
沉底
沉底状态
F浮
G物
因F浮结论4:
物体沉底时:F浮=G物 -F支(此时ρ液<ρ物)
浮沉条件小结:
密度关系 力的关系
两个过程 上浮过程 ρ液>ρ物 F浮>G物
下沉过程 ρ液<ρ物 F浮三种状态 漂浮 ρ液>ρ物 F浮=G物
悬浮 ρ液=ρ物 F浮=G物
沉底 ρ液<ρ物 G物= F浮+ F支
  
1. 关于浸在液体里的物体所受的浮力,下列说法中不正确的是 [ ] A.浮力的方向竖直向上;
B.浮力的施力物一定是水; C.浮力的大小与排开液体的质量成正比;  D.实心的铁球也能浮在液面上. 2.用手将一个木球放入水中某一深度后,松开手,木球上浮,在木球未露出水面的时候,下列说法中正确的是 ( )   
A.木球所受的重力、浮力都不变;   
B.木球所受的重力不变,浮力变大;    C.木球所受的重力、浮力都变小;   
D.木球所受的重力不变、浮力逐渐变小.
A
B
4.酒精的密度是0.8×103千克/米3,把体积为500厘米3的铁块浸没在酒精中,它受到的浮力是______牛.
5、一个体积为1000厘米3的物体浮在液面上,受到的浮力大小为4.9牛,画出这个物体的受力示意图,并求出这个物体的密度,这个物体是什么材料做的?
1.一个盛水的杯中悬浮着一个小球,杯子放在斜面上,如图,此处小球受到的浮力方向如何?
答:方向竖直向上。
F浮
3.图中甲、乙、丙、丁是四个材料、体积、形状互不相同的物体,图中注明了它们的沉浮情况,试在图中补画出每个物体受到的浮力F与重力G的完整情况(只要定性地表示出力的相对大小)。
甲上浮
乙下沉
丙漂浮
丁悬浮
F浮
F浮
G
G
G
F浮
G
F浮
3.体积是 200cm3的铁块,一半浸在酒精里,它受到的浮力有多大?(g取10N/kg)
解 : 铁块排开酒精体积
V排 =100 cm3=1.0×10-4m3
铁块所受浮力 
返回
例二 将体积为   的冰块,先后放入足够多的水和酒精中。求冰块在水和酒精中静止时受到的浮力有多大?(g取10牛/千克)
解 :
若冰块在水中浸没,则
冰将上浮至漂浮,静止时
若冰块在酒精中浸没,则
冰将下沉,静止时
 例三 铁块、铝块各一个,都重7.02牛,当它们浸没在水中时,各受到多大的浮力(取g=10牛/千克)(共9张PPT)
一、浮力的定性判断
1、一个鸡蛋沉在水中,往水中倒入一些浓盐水后,使鸡蛋悬浮在水中,鸡蛋受到的浮力将 。若再向水中倒一些浓盐水,使鸡蛋漂浮在水面上,鸡蛋受到的浮力将 。
变大
不变
2、甲、乙两实心球静止在液体中,
(1)若甲、乙体积相同,甲、乙受浮力比较( )
A.F甲>F乙 B.F甲(2)若甲、乙质量相同,甲、乙受浮力比较( )
A.F甲>F乙 B.F甲

A
C
3、如图,将同一个实心小球,先后三次分别放入甲、乙、丙三种不同的液体中,则小球受到浮力大小的情况是( ),液体的密度情况是( )
A.丙最小  B.乙最小 C.甲最小 D.一样大
a. ρ甲大 b. ρ乙大 c. ρ丙大 d. 一样大



A
a
4. 甲、乙两物体的体积相等,在液体中分别向上和向下运动(如图)。则它们受到的浮力是( )
 A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法比较
5、将同一物体放在液体中的三种情况如图所示,比较它们受到的浮力大小,其中浮力最小的是( )
A、图甲   B、图乙  C、图丙 D、无法比较
6、由同种物质做成的实心物体,放在水中后有2/3的部分浸在水中,现将露出水面的部分切去,则剩余部分( )
A、将有1/3部分露出水面  B、将悬浮在水中
C、将下沉入水底 D、将有1/2部分露出水面
7、三个完全相同的杯子盛满水,然后将甲、乙两球分别放入两个杯子中,甲球静止在水面,而乙球静止在水中(如图所示),则三个杯子的总重力哪个大( )
(A)放甲球的杯子最大 (B)放乙球的杯子最大
(C)没放球的杯子最大 (D)三个杯子一样大
8、在一个杯子的水面上,漂浮着一块冰块,当冰块熔化时液面将____________。(忽略水的蒸发)
二、浮力的定量判断
1、使体积为0.5米3的长方体金属块,全部没入水中,金属块受到的浮力为________牛。当它的下表面受到水向上的压力是20牛时,它上表面受到水向下的压力是______牛;若金属块没入水中的深度增加,它的下表面受到水向上的压力变为30牛,则金属块受到的浮力为________牛。
2、质量为0.395千克的铁块在足够多的水中和在水银中所受浮力分别是多少?(g=10牛/千克)
3、用一弹簧秤在空气中称得一金属块的重力为7.35牛,当把它浸没在水中时,弹簧秤的读数变为4.41牛,求:
金属块受到的浮力。
金属块的体积。
金属块的密度。
4、一个质量是90㎏的物体,浮在水面上,露出水面的体积是30dm3 ,问:
(1)这个物体的体积是多少?
(2)这个物体的密度是多少?
5、如图,容器的底部用一根细绳拉住木块,木块的密度是0.6×103㎏/m3,木块的体积是0.15 m3(g取10N/kg),求:
(1)木块受到的浮力
(2)绳对木块的拉力
6、考古工作者从湖底打捞出一批出水文物。其中一长约70厘米、质量为100千克的石块,考古人员是用气囊把它从水中浮起拉离湖底的。经测算可知,石块受到气囊向上的拉力为588牛时,它恰好能在水中匀速上浮,求:
 (1)石块在水中受到的浮力
(2)该石块的密度
7、一个重为125.9N的铁桶,当铁桶内盛猛满水后共 重825.9N,若将水桶浸没在水中,需用多大的力才能提住它?(共11张PPT)
1、计算浮力有哪几种方法?
2、用语言来表述阿基米德原理。
3、浮力的大小跟哪些因素有关?
跟物体的哪些因素无关
跟液体的哪些因素无关?
知识回顾
1、同一个锥体用如图所示两种方法浸没在水中,这个锥体受到水的压力差是( )
(A)左边一个大
(B)右边一个大
(C)一样大
(D)都等于零
练习:
2、体积为1分米3的物体浸没在水中,受到水向上的压力是28牛,受到水向下的压力是 牛;如果深度增加后,受到向上的压力变为42牛,此时物体受到的浮力是 牛(g=10牛/千克)
C
18
10
三、浮力产生的原因
  长方体浸没在水中,其左右两个侧面和前后两个侧面的面积分别相等,并且相对应的距水面的深度相同处,水对它们的压强相等。所以长方体左右两个侧面和前后两个侧面受到水的压力的大小分别相等,方向分别相反,分别平衡。
现象:下表面受到水的压强大于上表面受到水压强。
原因:上表面距水面的深度小于下表面距水面的深度。
  又因长方体上下表面的面积相等,因此,下表面受到水的竖直向上的压力 上表面受到水的竖直向下的压力,其合力是竖直向上的。
F2
F1
大于
压力差法F浮= .
F向上-F向下
所以长方体受到的浮力等于下表面和上表面的压力差。
  把一块腊块放入烧杯里,让腊块紧贴烧杯底,加入水,观察腊块会否上浮?然后拨动腊块,使之不再紧贴烧杯底,观察能否上浮,请分析实验现象的原因。
答:水对腊块的底部没有向上的压力,由压力差法知腊块没有受到向上的浮力。
答:水对桥墩的底部没有向上的压力,由压力差法知桥墩没有受到向上的浮力。
  1874年8月的一天,在大西洋亚速尔群岛的西南方,有一艘深海考察潜艇,为研究海底矿产资源的分布,正在向深处下潜。
  舱内的考察人员被海底迷人的景色陶醉了,致使下潜速度过大,船体猛然撞到海底,陷入海底的沉积物中了。
  船员把潜艇水舱中的水全部排出,企图上浮。奇怪的是,潜艇丝毫不动,像被海底“吸”住一样。这是为什么?难道浮力真的消失了吗?怎么办?你能替他们想出摆脱困境的办法吗?
打捞沉船
试一试
1、某物体在空气中用弹簧秤测得其重力为10N,一部分浸在某液体中时(如图),弹簧秤示数为3N,则该物体受到液体对它的浮力为_____N,物体底面受到液体对它的压力为___N。
7
7
2、下列图中浸在水中的物体不受到水的浮力的是( )
E
A
B
C
E
D
F
紧粘在容器底部的立方体橡皮泥
粘在容器侧壁的橡皮泥
3、尖端打入河底的圆柱体木桩受浮力吗?