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物体沉浮条件及其应用
第一课时
第3章 浮力
观察下面几个物体的浮沉情况
提问:物体的浮与沉是由什么因素决定的呢?
活动:塑料瓶的下沉与上浮
发现:物体浸没在液体中时,究竟是浮是沉,是由该物体在液体中所受浮力和重力之间的关系决定的。
1.浸没在水中的木块会向上浮起
2.浸没在水中的铁块会沉到容器底部
上浮
下沉
运动状态
受力分析
举例分析
物体的沉浮条件(假设物体浸没,下同)
两个过程
液面
G
F浮
F浮
G
F浮< G
物体下沉
F浮>G
物体上浮
v
v
物体的沉浮条件
两个最终状态——当F浮<G时
G
F浮
F浮
G
v
若F浮< G
物体最终沉底
F支
F浮+F支= G
物体的沉浮条件
两个最终状态——当F浮>G时
G
F浮
F'浮
G
v
若F浮> G
物体最终漂浮
F'浮= G
注意:此时前后两个浮力是不同的(V排不同)!
物体的沉浮条件
若当物体浸没在液体中满足F浮=G时会发生什么?
F浮= G
物体既不上浮也不下沉,处于悬浮状态
——第三种最终状态
液面
F浮
G
物体的沉浮条件
当F浮>G时,物体_______,最终_______;
当F浮=G时,物体________,最终_______;
当F浮<G时,物体________,最终_______。
将上浮
将下沉
悬浮
漂浮
沉底
悬浮
悬浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮’
G
漂浮
F浮’
G
沉底
通过浮力和重力的比较,判断物体将要上浮或下沉或保持悬浮!
最后得出物体最终的状态为漂浮或沉底或悬浮!
判断下列物体所处状态或即将发生的运动变化
漂浮
沉底或悬浮
一、图中小球均静止,判断其所处状态(漂浮、悬浮、沉底)
悬浮
悬浮状态的物体,可以处
在液体内部的任何位置!
判断下列物体所处状态或即将发生的运动变化
二、判断物体的运动情况
1、重为30N的物体,现浸没在水中的体积为0.004m3,判断该物体运动情况?
2、原本漂浮在水面上的小球,将其露出水面部分切去,剩余部分的运动情况是?
阿基米德原理告诉我们:
F浮=G排=ρ液gV排
我们还可以展开什么联想?
即我们可以借助ρ液与ρ物的关系
判断物体运动状态!
G物=ρ物 gV物
物体的沉浮条件(假设物体浸没,下同)
G
F浮>G 上浮
F浮
上浮:
由F浮>G 可得:
ρ液 gV排>ρ物 gV物
因为 V排=V物
所以 ρ液 > ρ物
物体的沉浮条件
G
F浮=G 漂浮
F浮
漂浮:
由F浮=G 可得:
ρ液 gV排=ρ物 gV物
因为 V排<V物
所以 ρ液 > ρ物
物体的沉浮条件
G
F浮=G 悬浮
F浮
悬浮:
由F浮=G 可得:
ρ液 gV排=ρ物 gV物
因为 V排=V物
所以 ρ液 = ρ物
物体的沉浮条件
G
F浮<G 下沉
F浮
下沉:
由F浮<G 可得:
ρ液 gV排<ρ物 gV物
因为 V排=V物
所以 ρ液 < ρ物
物体的沉浮条件
G
F浮<G 沉底
F浮
沉底:
由F浮<G 可得:
ρ液 gV排<ρ物 gV物
因为 V排=V物
所以 ρ液< ρ物
物体的沉浮条件
漂浮
上浮
下沉
悬浮
沉底
F浮 G
>
F浮 G
<
F浮 G
=
F浮 G
=
F浮+F支 G
=
ρ液 ρ物
>
ρ液 ρ物
<
ρ液 ρ物
=
V排 V物
=
ρ液 ρ物
>
V排 V物
<
ρ液 ρ物
<
V排 V物
=
处于动态(运动状态不断改变,非匀速),受非平衡力作用。
可以停留在液面任意深度,任意位置。
是“上浮” 过程的最终状态
是“下沉” 过程的最终状态
处于静态,受平衡力。
1.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A. 上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大
B. 沉在容器底部的物体一定不受浮力
C. 在水中上浮的物体在煤油中可能悬浮
D. 没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
练一练
C
2.重为15N的物体,浸没于装满水的容器中后,溢出了5×10-4 m3的水。则此物体是( )
A.浮在水面上 B.沉到水底
C.悬浮在水中 D.以上几种情况都有可能
B
练一练
3.小科在帮妈妈做家务的时候,发现两根体积相同的筷子,甲浮在水面上,乙沉到水底。下列分析正确的是( )
A.甲受到浮力比乙大
B.甲的密度比乙小
C.甲受到浮力比自身的重力大
D.甲受到的压强比乙大
练一练
B
4.小明将一只桔子放在水中后发现,桔子漂浮在水面上。取出后用毛巾擦干,然后剥去桔子皮,再放入水中,发现去皮的桔子沉到水底了。关于这个现象,不能说明的结论是( )
A.桔子剥皮后密度变小
B.桔子皮的密度比桔子果肉的密度小
C.桔子剥皮后排开水的体积变小
D.桔子剥皮后受到的浮力变小
练一练
A
*5.一冰块漂浮在水面上,当冰完全熔化后,容器中的水面将如何变化?
当冰化成水后,质量不变,所以,m水= m冰
冰排开水的体积等于冰化成水的体积
故液面高度不变
分析:冰漂浮在水面上,F浮= G冰
练一练