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第五节 物体的浮与沉
第十章 压强和浮力
新课引入
飞艇在空中自由地上升、下降
人躺在死海中悠闲地看书
这个问题自然让我们想到物体在液体中的受力情况,因为只有力才能改变物体的运动状态。
对于以上这些现象,你们想提出什么问题?
物体的浮与沉取决于什么条件呢?
物体的沉浮条件
一
新知探究
观察 鸡蛋的沉浮
取一枚新鲜鸡蛋,放在清水中,观察它在水中沉浮的情况。向水中慢慢加些盐,并轻轻搅拌,观察到鸡蛋怎样运动?如果再加些清水,又会发生什么现象?
水中的鸡蛋同时受到重力和浮力的作用。当浮力大于重力时,鸡蛋上浮;当浮力小于重力时,鸡蛋下沉;当浮力等于重力时,鸡蛋悬浮在水中。
水面
G物
F浮
F浮
G物
下沉
上浮
两个过程:
F浮< G物
物体下沉
F浮>G物
物体上浮
三个状态:
F浮=G物
物体漂浮
F浮= G物
物体悬浮
F浮物体下沉到水底
G物
F浮
水面
F浮
G物
G物
F浮
漂浮
悬浮
下沉到水底
平时常见到 在水中会上浮; 在水中会下沉。
因为不同物质 不同。猜测物体在液体中的沉浮跟物体密度与液体密度之间的关系有关。
木头、泡沫等
石块、金属块等
密度
一个实心物体浸在液体中,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?
G
F浮>G 上浮
F浮
G
F浮F浮
下沉:由F浮ρ液g V排<ρ物g V物
因为 V排= V物
所以 ρ液< ρ物
上浮:由F浮>G可得:
ρ液g V排>ρ物g V物
因为 V排= V物
所以 ρ液>ρ物
G
F浮
F浮=G 悬浮
F浮
G
F浮=G 漂浮
漂浮:由F浮=G可得:
ρ液g V排=ρ物g V物
因为 V排< V物
所以 ρ液>ρ物
悬浮:由F浮=G可得:
ρ液g V排=ρ物g V物
因为 V排= V物
所以 ρ液= ρ物
浸在液体中的物体的浮和沉,取决于所受的浮力和重力的合力的情况。还可以通过改变液体和物体密度来改变物体的浮沉状态。
总 结
控制沉与浮
二
1.潜水艇
靠改变自身重力上浮和下潜(通过改变蓄水箱中的水的多少)。
工作原理:
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。
2.热气球
工作原理:
F浮=
ρ冷空气gV排
G总=ρ热空气gV球+G球面
F浮>G总
热气球上浮
加热内部空气密度减小,重力减小,使得浮力大于重力而上浮
工作原理
借助浮力打捞沉入海底的物体就是利用浮力的典型例子,如图。
将两只木船装上沙子并拴在一起,用铁索一端固定在船上,另一端拴住物体,往水中卸掉沙子,物体就可打捞出水。
3.沉船打捞
1. 根据F浮与G的关系判断:浸没在液体中的物体,其
浮沉主要取决于它所受到的______和______的大
小;当浮力大于重力时,物体______;当浮力小
于重力时,物体______;当浮力等于重力时,物
体处于______或______状态。
浮力
重力
上浮
下沉
悬浮
漂浮
随堂练习
2. 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
C
A
B
3. 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
C
4. 如图所示为长征18号潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程的三种情况示意图,则下列对此潜水艇的分析中正确的是( )
A.上浮过程中所受浮力逐渐变大
B.悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C.漂浮时潜艇底部所受海水压强最大
D.漂浮时排开的海水所受的重力最小
D
物体的浮沉条件
上浮
漂浮
悬浮
下沉
F浮>G物
ρ 液> ρ物
F浮< G物
ρ 液< ρ物
F浮= G物
ρ 液= ρ物
F浮= G物
ρ 液> ρ物
课堂小结