(共21张PPT)
第3节 物体的浮沉条件及应用
第十章 浮力
物体的浮沉条件
10.3《物体的浮沉条件及应用》
1、物体在液体中的状态:
状态
静止状态:
运动状态:
漂浮
悬浮
沉底
上浮→漂浮
下沉→沉底
物体的浮沉条件
10.3《物体的浮沉条件及应用》
1、物体在液体中的状态:
悬浮
上浮
下沉
上浮:
悬浮:
下沉:
F浮>G
F浮=G
F浮<G
漂浮
沉底
漂浮:
F浮=G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
物体密度与液体密度间的关系
10.3《物体的浮沉条件及应用》
用手拿着一个密度为ρ物的物体,
浸没在密度是ρ液的液体中,松手后:
G物=F浮
(1)如果物体的重力等于物体所受
的浮力,那么物体悬浮:
ρ物V物g=ρ液V排g
ρ物=ρ液
F浮
G
物体密度与液体密度间的关系
10.3《物体的浮沉条件及应用》
G物<F浮
(2)如果物体的重力小于物体所受的浮力,那么物体上浮最后变成漂浮:
ρ物V物g<ρ液V排g
ρ物<ρ液
F浮
G
物体密度与液体密度间的关系
10.3《物体的浮沉条件及应用》
G物>F浮
(3)如果物体的重力大于物体所受的浮力,那么物体下沉最后变成沉底:
ρ物V物g>ρ液V排g
ρ物>ρ液
F浮
G
物体的浮沉条件:
10.3《物体的浮沉条件及应用》
前提条件:物体浸没在液体中(V物=V排),
且只受重力和浮力作用。
ρ物>ρ液
上浮
悬浮
下沉
ρ物<ρ液
ρ物=ρ液
F浮>G
F浮=G
F浮<G
注意:物体漂浮和悬浮时F浮=G ,
但是V排不相等,
ρ物不相等。
漂浮(上浮的最终结果)( V排<V物),F浮=G
浮沉条件的讨论
10.3《物体的浮沉条件及应用》
(1)上浮和下沉是不平衡状态;
悬浮和漂浮是平衡(静止)状态
(2)上浮、下沉和悬浮:V排=V物;
漂浮:V排<V物
(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。
浮力的应用
10.3《物体的浮沉条件及应用》
早在殷商之前,我国古代人民对浮力就有深入的观察,到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体。这是我国最早的木船。
芦湖独木舟
浮力的应用---轮船
10.3《物体的浮沉条件及应用》
1、工作原理:
将钢铁制成空心的轮船,可以排开更多的水,能够漂浮在水面上。(空心法)
(1)排水量:轮船装满货物时排开水的质量
2、轮船的大小。
(2)单位:吨
F浮= m排g ,而 F浮=G
则 m船+m货= m排
浮力的应用
10.3《物体的浮沉条件及应用》
轮船从河水中驶入海水中时,由于轮船无论在河水还是海水中都处于漂浮状态,所受浮力都等于自身的重力,所以浮力不变。但由于液体的密度变大了,排开水的体积会变小,轮船会上浮一些。
(3)轮船从河水中驶入海水中时,浮力怎么变?
浮力的应用---密度计
10.3《物体的浮沉条件及应用》
(1)构造:玻璃管、刻度线、铅粒。
铅粒作用:降低密度计的重心,使密度计在
任何液体中都能竖直漂浮在液面上。
(2)工作条件:漂浮
(3)刻度的特点:
越靠近上面的刻度值越小。
浮力的应用---潜水艇
10.3《物体的浮沉条件及应用》
(1)潜水艇的状态:
(2)潜水艇是靠自身的重力
来实现自由上浮和下沉的。
①航行(漂浮) ②潜行(悬浮)
浮力的应用---潜水艇
10.3《物体的浮沉条件及应用》
(3)鱼是靠改变浮力来实现自由上浮和下沉的。
模拟潜水艇:向外拉注射器活塞使水进入塑料瓶,瓶下沉。用注射器向密封的瓶内打气,将瓶内的水排出,瓶向上浮起。
浮力的应用---气球
10.3《物体的浮沉条件及应用》
内部充有小于空气密度的气体(氢气/氦气)
工作原理:靠空气浮力升空。
(F浮>G总)
加热内部空气使密度减小,重力减小,使得浮力大于重力而上浮。
浮力的应用---热气球
10.3《物体的浮沉条件及应用》
工作原理:靠空气浮力升空。
(F浮>G总)
浮力的应用---飞艇
10.3《物体的浮沉条件及应用》
内部充有小于空气密度的气体(氢气/氦气)
工作原理:靠空气浮力升空。
(F浮>G飞艇)
随堂练习
10.3《物体的浮沉条件及应用》
例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
C
随堂练习
10.3《物体的浮沉条件及应用》
例2.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
随堂练习
10.3《物体的浮沉条件及应用》
例3 重为15N的物体,浸没与装满水的容器中后,溢出了5 ×10-4m3 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
随堂练习
10.3《物体的浮沉条件及应用》
例4 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?
水面不发生变化