(共16张PPT)
第十章 浮力
第3节
物体的浮沉条件及应用
潜艇
下沉
上浮
悬浮
物体的浮与沉是由什么因素决定的呢?
物体的浮沉条件
探究物体的浮沉条件
我们可以从浸在液体里的物体的受力情况去分析,设计如下图的实验来验证。
实验序号 实验方法 观察小瓶运动情况 小瓶受力情况
1 把盖上盖子的空小瓶浸没于水中再松手
2 把装满水并盖上盖子的小瓶浸没于水中,再松手
3 设法使小瓶既不上浮也不下沉,即静止在水中 (也叫悬浮)
小瓶上浮
F浮 >G
小瓶下沉
F浮 < G
小瓶静止
F浮 = G
结论
物体在液体中的沉浮取决于物体所受的浮力和重力的大小。
通过改变重力或浮力的大小,可以改变物体的浮沉状态。
当F浮>G 时, 物体上浮
当F浮<G 时, 物体下沉
当F浮=G 时, 物体处于悬浮或者漂浮状态
F浮
G
上浮
F浮
G
悬浮
F浮
G
下沉
F浮
G
漂浮
两个过程:
F浮
G物
下沉
F浮< G物
物体下沉
F浮
G物
上浮
F浮>G物
物体上浮
C
D
三个状态:
F浮
漂浮
G物
F浮
G物
悬浮
水面
F浮
G物
下沉到水底
F浮=G物
F浮= G物
F浮<G物
物体漂浮
物体悬浮
物体下沉到水底
想想做做
将新鲜鸡蛋放入盛水容器中,向水中加盐,并搅拌,不断增加盐水的浓度。观察鸡蛋在容器中的位置变化。
浮沉条件的讨论
(1)上浮和下沉是不平衡态;
悬浮和漂浮是平衡(静止)态
(2)上浮、下沉和悬浮:V排=V;
漂浮:V排<V
(3)空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平
均密度ρ物与液体密度ρ液比较
物体的浮沉条件
一质量为300g的物体浸没于盛满水的溢水杯中,从溢水杯中溢出了200g的水,此物体所受重力和浮力分别是多少?请判断该物体的浮沉情况
解:此物体所受重力
G物=m物g=0.3kg×10N/kg=3N
当其浸没于水中时所受浮力
F浮=m排g=0.2kg×10N/kg=2N
因为G物>F浮,所以此物体将下沉
物体的浮沉条件
如图所示,一个密度分布均匀的木块漂浮于水上,若将其露出水面的部分截去,则剩余部分静止后将( )
A、下沉 B、悬浮
C、仍然漂浮 D、无法判断
物体的浮沉条件
一个质量为150g、体积为200cm3的小球,投入水中静止后是什么状态,它受到的浮力是多大?向水中加盐,物体受到了浮力会变吗? ( 你有几种方法 )
阿基米德原理
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
F浮= G排= ρ液 gV排
阿基米德原理
浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开液体的重力
例1
一个重为7 N的铁球,当它浸没在水中时受到多大的浮力?g取10 N/kg,铁球的密度为7.9×103 kg/m3.
解:铁球的质量:m铁=(G铁)/g=(7 N)/10 N/kg=0.7 kg,
铁球排开水的体积:V排=V铁=(m铁)/ρ铁=7.9×103kg/m3/(0.7 kg)=8.9×10-5 m3,
铁球受到的水的浮力:F浮=G排=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×8.9×10-5 m3=0.89 N.
小芳同学在探究“浮力的大小等于什么”时,用弹簧测力计、小石块、烧杯、小桶等进行实验操作,如图所示,a、b、c、d是四个步骤示意图.设四个图中弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3、F4,由四个图中________两个图的弹簧测力计的示数可以求出小石块受到的浮力;被排开液体的重力为________;如果关系式______________成立,就可以得到著名的阿基米德原理.
例2
ac
F4-F2
F1-F3=F4-F2
课堂小结
物体的浮沉条件
浮力的应用
浮力问题解析
轮船
潜水艇
气球和飞艇