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第十章 浮力
第3节 物体的浮沉条件及应用
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第十章
1.知道物体的浮沉条件,并能判断物体的浮沉;
学习目标
2.运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象;
导入新课
像“泰坦尼克”号这样的钢铁巨轮为什么能浮在海面上?
撞上冰山后,“泰坦尼克”号为什么会沉没?
到底什么决定了物体的沉浮?
讲授新课
物体的浮沉条件
上浮
悬浮
下沉
F浮
F浮
F浮
G
G
G
F浮 > G
F浮 = G
F浮 < G
上浮
悬浮
下沉
前提:物体完全浸没,即V排=V物
讲授新课
物体的浮沉条件
上浮
F浮
G
F浮
G
F浮= G
漂浮
物体上浮过程中开始浮出水面这时F浮逐渐减少,到F浮=G时,物体静止在液面上称为漂浮。 此时 V排 < V物
物体的浮沉条件
漂浮与悬浮有什么共同点与不同点?
不同点:漂浮是物体一部分浸入液体中,悬浮是整个物体浸没在液体中。
共同点:1.在平衡力的作用都处于静止状态(其中悬浮是静止在液面以下的任何位置;漂浮是静止在液面上的任何位置)。
2.物体处于悬浮和漂浮时,浮力等于重力。
讲授新课
物体的浮沉条件
物体在液体中的浮沉
讲授新课
物体的浮沉条件
一个实心物体浸没在液体中,你能否根据物体密度与液体密度之间的关系,对物体的浮沉作出判断?
F浮 > G
ρ液V排g > ρ物V物g
物体浸没 V排 = V物
上浮
F浮
G
浸没在液体中的物体,如果它的密度小于液体的密度,物体上浮
1.上浮
ρ液 > ρ物
讲授新课
物体的浮沉条件
F浮 = G
ρ液V排g = ρ物V物g
物体浸没 V排 = V物
悬浮
F浮
G
2.悬浮
浸没在液体中的物体,如果它的密度等于液体的密度,物体悬浮
ρ液 = ρ物
讲授新课
物体的浮沉条件
F浮 < G
ρ液V排g < ρ物V物g
物体浸没 V排 = V物
下沉
F浮
G
浸没在液体中的物体,如果它的密度大于液体的密度,物体下沉
3.下沉
ρ液 < ρ物
讲授新课
物体的浮沉条件
4.漂浮
F浮
G
F浮= G
ρ液V排g = ρ物V物g
物体漂浮 V排 < V物
ρ液 > ρ物
讲授新课
物体的浮沉条件
上浮
悬浮
下沉
F浮
F浮
F浮
G
G
G
上浮 悬浮 下沉 漂浮
F浮 > G F浮 = G F浮 < G
ρ物 < ρ液 ρ物 = ρ液 ρ物 > ρ液 ρ物 < ρ液
F浮
G
F浮= G
讲授新课
物体的浮沉条件
生活小实验
鸡蛋的浮与沉
讲授新课
浮力的应用
轮船
钢铁的密度远大于水,怎样用沉重而坚硬的钢铁制成可以承载那么多货物的船呢?
讲授新课
浮力的应用
轮船
船体做成空心的,排开水的体积增大,受到的浮力增大
原理
讲授新课
浮力的应用
轮船装满货物时排开水的质量
排水量
F浮 = G排
F浮 = G总
G排= G总
m排= m总
某轮船的排水量
是2.0×104 t
此船满载时,货物质量和船身质量之和为2.0×104 t
轮船漂浮
阿基米德 原理
讲授新课
浮力的应用
潜水艇是如何实现上浮和下潜的?
靠改变自身重力实现浮沉
原理
潜水艇
讲授新课
浮力的应用
内部充的是密度小于空气的气体(如氢气、氦气或热空气),使浮力大于重力而升空。
原理
F浮
G
气球和飞艇
讲授新课
浮力的应用
密度计
1、测量液体密度的仪器
2、原理: 漂浮 F浮 =G
玻璃管
玻璃泡
3、使用方法:将密度计插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值。
(装入铅丸或铁砂)
使密度计能够竖立在液体中,便于读数
讲授新课
浮力的应用
ρ液
F浮
V排g
=
密度计刻度不均匀,上疏下密,刻度值上小下大
同一密度计在使用中所受浮力大小不变(漂浮 F浮 =G)
ρ液
F浮
V排g
=
甲液体
乙液体
ρ甲 > ρ乙
讲授新课
随堂练习
1、浸没在液体中的物体,当F>G时,物体将_______;当F上 浮
下 沉
漂浮或悬浮
2、一只实心球恰好能悬浮于酒精中(酒精的密度是0.8g/cm3),把此球浸没于水中,则 ( )
A 一定下沉 B 一定上浮 C 悬浮 D 都有可能
B
3、 将一只漂浮在水面上的咸鸭蛋从水中捞出投入到盐水中,在两种不同的液体中,咸鸭蛋受到的浮力哪一个更大 ( )
A. 水中的大 B.盐水 中的大 C.一样大 D.不能确定
C
4.关于物体沉浮条件及应用实例,下列分析合理的是( )
A.把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现
B.潜水艇靠改变排水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉
C.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同
D.轮船从长江驶入东海,吃水深度变大
C
5.一物块的质量为90g,体积为100cm3,现将它浸没在水中,物体所受的浮力为_____N,松手后,物体将会______(上浮/下沉/悬浮),最终静止时物体排开水的质量______g.(g=10N/kg,ρ水=1.0g/cm3)
1
上浮
90
随堂练习
6.放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中.当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示.则( )
A. 甲容器中液体的密度较大
B. 乙容器中物块受到液体的浮力较大
C. 甲容器中物块排开液体的重力较大
D. 乙容器底部受到液体的压强较大
D
甲
乙
随堂练习
物体的浮沉条件及应用
物体的浮沉条件
浮力的应用
上浮: F浮 >G
悬浮: F浮 =G
气球和飞艇
轮船
潜水艇
下沉: F浮 <G
ρ物 < ρ液
ρ物 = ρ液
ρ物 > ρ液
课堂小结