课件15张PPT。有关浮力问题的分析和计算 水的浮力(三)知识要点: 1、正确理解阿基米德原理:
浸在液体中的物体受到向上的浮力;
浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。数学表达式是:F浮=G排液=ρ液gV排。例1.某艘轮船的最大排水量是2×104吨,
若轮船自身质量是3 ×103吨,那么这轮船
最多可装____吨货物。 对阿基米德原理及其公式的理解:
(1)浮力的大小由液体密度ρ液和排开液体的
体积V排两个因素决定。浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、
物体的密度及物体的形状无关。浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的
变化而改变。如图所示,盛水容器里浸有四个体积相等的物
体,物体1是石子,2是木块,3是铜块,4是铁块,
它们受到的浮力分别为F1、 F2、 F3、 F4,则
它们所受的浮力的大小是( )
A F1>F2> F3 > F4
B F1<F2< F3 < F4
C F1= F2 = F3= F4
D F1=F3 = F4 > F2浸没在液体中的物体,它在液体中深度越深,
受到的浮力( )
A越大 B越小 C不变 D都有可能一铜球完全浸没于水中后继续下沉,如图所示,
在下沉过程中,铜球所受 ( )
A压强增大,浮力增大
B压强增大,浮力不变
C压强不变,浮力增大
D压强不变,浮力不变(2)阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中
的物体都适用。(3)当物体浸没在液体中时,V排=V物,当物体部分浸在液体中时,
V排 当液体密度ρ液一定时,V排越大,浮力也越大。(4)阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:F浮=ρ气gV排。如图所示,A球浮在水面上,B球沉于水底。
若往水里撒盐,盐溶解后,A、B两球受到
的浮力FA、FB将是( )
A FA变大,FB不变
B FA变大,FB变小
C FA不变,FB变大
D FA不变,FB不变2、如何判断物体的浮沉:判断物体浮沉的方法有两种(1)受力比较法:
浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用。
F浮>G物,物体上浮;
F浮 F浮=G物,物体悬浮; 体积是0.1米3的木块浸没在水中,受到的浮力大小
是____牛,木块将_____。
(填“上浮”、“悬浮”、“下沉”)
(Ρ木=0.6克/厘米3)(2)密度比较法:
浸没在液体中的物体,只要比较物体的密度ρ物和 液体的
密度ρ液的大小,就可以判断物体的浮沉。 ρ液>ρ物,物体上浮;
ρ液<ρ物,物体下浮;
ρ液=ρ物,物体悬浮; 对于质量分布不均匀的物体,如空心球,求出物体的平均密度,
也可以用比较密度的方法来判断物体的浮沉。3、正确理解漂浮条件: 漂浮问题是浮力问题的重要组成部分,解决浮力问题
的关键是理解物体的漂浮条件F浮=G物。 (1)因为F浮=ρ液gV排,
G物=ρ物gV物,
又因为F浮=G物(漂浮条件)
所以,ρ液gV排=ρ物gV物,
由物体漂浮时V排ρ物,
即物体的密度小于液体密度时,物体将浮在液面上。
此时,V物=V排+V露。 (2)根据漂浮条件F浮=G物,
得:ρ液gV排=ρ物gV物,V排= V物
同一物体在不同液体中漂浮时,ρ物、V物不变;
物体排 开液体的体积V排与液体的密度ρ液成反比。
ρ液越大,V排反而越小。
4、计算浮力的一般方法:
计算浮力的方法一般归纳为以下四种:(1)根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下,一般用于已知
物体在液体中的深度,且形状规则的物体。(2)根据阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液gV排,这个公式对
任何受到浮力的物体都适用。计算时要已知ρ液和V排。(3)根据力的平衡原理:将挂在弹簧秤下的物体浸在液
体中,静止时,物体受到重力,浮力和竖直向上的拉力。
这三个力平衡:即F浮=G物-F拉运用上述方法求浮力时,要明确它们的适用范围,
弄清已知条件,不可乱套公式。(4)根据漂浮、悬浮条件:F浮=G物,这个公式只适用于
计算漂浮或悬浮物体的浮力。课件32张PPT。水的浮力水能载舟,亦能覆舟。船能浮在水面上,但有时候却会沉入大海呢?
有些人游泳会淹死,而有些人却可以在死海上看书呢? 结论:在水中会上浮的物体受到水的浮力。 水底下的乒乓球为什么会浮到水面?在水中下沉的物体是否也受到水的浮力呢?你能用什么方法证明?实 验: P20的实验读数4.4N读数2.6N(读出下图的数据)1、在空气中将物体挂在弹簧秤下,记下弹簧秤的读数 F=G物
原因是:二力平衡
2、 将物体浸没在水下,弹簧秤的读数 F拉:【实验分析】变小表明:水对物体也有一个
向上托的力即浮力。G(即物体的重力)G’(称为视重)F浮=G-G’用弹簧秤测一测物体受到的浮力大小在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。可见:推广:
所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力. (热气球、烟上升、直升飞机在空中等等) 气体对进入其内的物体是否也有浮力呢?
有什么事实可以说明气体对物体也有浮力呢?请说说课本上证明气体浮力存在实验的原理?杠杆左边的质量不变,但由于篮球里的气体压强大,
传到了气球里面,这样排开大气的体积增加了,浮力也增加了,
所以杠杆失去了平衡。 小结
1?.浮力:浸在液体(或气体)中的物体受到 的液体(或气体)向上托的力叫做浮力。
2?. 浮力方向:
施力物体:
作 用 点:
3、大 小:
总是竖直向上?液 体(或气体)(1) F浮=G - F拉(2) ?物体的重心结论:所有的液体(或气体)都会对浸入其内的物体产生一个竖直向上的浮力。 当你躺在浴缸的水中时,你会有什么感觉?
水发生了什么变化?这说明了什么问题?实验器材:
弹簧秤、烧杯、水、量筒、溢水杯、物块浮力与物体排开的水有怎样的关系?说说你的实验步骤?阿基米德原理:
浸在液体中的物体,受到向上的浮力,
浮力的大小等于物体排开的液体的重力。F浮=G排液=ρ液gV排液阿基米德定理可以适用到气体 。对阿基米德定理 这个公式的理解应注意:
(1)公式中是液体的密度,而不是浸入液 体的物体的密度。
(2)公式中是浸入液体时,排开液体的体 积。物体完全浸入和物体部分浸入时区别。
(3)浮力只跟物体排开的液体的重力有关,而 与其他因素无直接关系 V物V物>V排V物将体积相同的A、B、C三个小球投入水中,
出现如图所示的三种情况,下列关于对三个
小球受到的浮力大小的说法正确的是( )
A A球浮在水面上,受到的浮力最大
B C球沉在底部,受到的浮力为零
C A球受到的浮力与B球受到的浮力相等
D B球受到的浮力与C球受到的浮力相等问题1 :物体在浸入水的过程中,从接触到水直到刚好全部浸没的过程中,受到的浮力有变化吗?为什么?问题2、当物体全部浸没水中后,再继续往下沉的过程中,受到的浮力有变化吗?为什么?问题3:浮在水面上的木块,它浸入水中部分的体积是50cm3,它在水面部分的体积是25cm3,它受到的浮力多大?(g=10牛/千克) 问题4: 将质量为3.9千克的钢球浸没在水中,钢球受到的浮力是多大?这时如果把钢球挂在弹簧秤上,读数是多少?
(ρ=7.8×103千克/米3)例1、把一矿石挂在弹簧称测力计上,在空气中称时读数为19.6牛,将矿石浸没在水中再称时,读数为9.8牛,
求(1)矿石受到的水的浮力为多大
(2)矿石的密度?例2:
一只铁球在空气中重3.12牛,全部浸没
在水中重为2.5牛,问这个铁球是实心
的还是空心的?(铁的密度为7.8×103千克/米3)听说过曹冲称象的故事吗?
曹冲是怎么称象的?课后思考:作业:作业本第5节GFF =G - FGF浮桶G总G
课件36张PPT。1.当F浮>G时,物体将___。上浮当部份体积露出液面时,排开液体
的体积减小,受到的浮力减小,最
后F浮=G,物体处于___状态。漂浮课前复习:2.当F浮=G,由于物体受平衡力作用,
物体将处于____状态,此时物
体可以停留在液体内任何位置。悬浮3.当F浮<G时,物体将___,最后
与容器底接触,物体受浮力、重力
和支持力三个力作用。下沉G =F浮 +F支持力对于实心物体,当物体全部浸没在液体内部时,
V物=V排,由于F浮=ρ液gV排液,G物= ρ物gV物
所以:1.ρ液>ρ物时,上浮,最后漂浮。2. ρ液=ρ物时,悬浮。3. ρ液<ρ物时,下沉。1.同一物体分别漂浮在水面和酒精液面时,它受
到的浮力( )
A一样大 B漂浮在水面时大
C漂浮在酒精液面时大 D无从比较2.同一只轮船从河里开到海里,轮船所受到的
浮力___,船排开河水的体积___排开
海水的体积。(填“大于”、“小于”或“等于”)物体浮沉条件的应用捏成一团的橡皮泥做成空心的橡皮泥捏成一团的橡皮泥会沉入水底,而做成空心的
橡皮泥却为什么会漂浮在水面? (2)G不变,V排变大,F浮=ρ液gV排,所以
F浮变大,当漂浮在水面时, G= F浮(1)下沉原因:F浮<G铁块在水中会下沉,而轮船的船壳都是用
钢板制造的,为什么能漂浮在水面上?说说看!应用一、 船采用“空心”的办法,增大体积,使它排开更多的水,达到增大浮力,最终使F浮=G船,浮在水面。轮船有大小,怎样反映轮船的运载能力呢?排水量:满载时排开的水的质量。(不是排开水的重力)
轮船由江河驶入海里:重力 ,浮力 ,轮船将 一些(填“上浮”或“下沉”)例1不变不变上浮轮船是用密度大于水的材料制成的,所以必须把它作成 的,这样虽然受到的重力 ,但体积 很多,受到的浮力 ,所以能浮在水面。
例2空心不变增大增大为什么将吸管放入不同的液体中,液面所对
的位置会不同? G= F浮, G不变, F浮也不变, F浮=ρ液gV排,
ρ液变大,V排变小。你认为上图中的A、B、C三种液体的密度大小关系
是怎样的?应用二、密度计:1.用途:测量液体的密度。
2.工作原理:漂浮原理即G= F浮
3.刻度值的特点:
(1)上面读数小,下面读数大;
(2)刻度不均匀,上疏下密。密度计是利用 来测量液体密度的仪器,被测液体的密度越大,密度计浸入液体的深度越 ,露出液面的部分 。当把密度计放入某种液体中静止时,液面正对0.6这个刻度,则这种液体的密度为 kg/m3。 例3漂浮时F浮=G计浅0.6×103多大多数鱼类在水中游动时,能向上游动,也能向下沉,甚至
能在水中不动,那么鱼类为什么能随意地上浮和下沉呢?潜水艇也能在水中随意的上浮和下沉,它和鱼类的工作原理
是否一样?1.当注射器将气体压入玻璃球时,球内的水量减少球(和球内的水)受到的重力变小
G<F浮,球将上浮. 2.当注射器将球内的气体
吸出时球内的水量增多,球(和球内的水)受到的重力变大 , G>F浮,球将下沉. 应用三、潜水艇原理:浸没水中后浮力不变,靠改变自身重力(向水舱充水或排水)来实现沉浮潜水艇是靠改变 来实现上浮和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到水下200m深处,它受到水的压强将 ,受到的浮力将 。
例4潜水艇是靠改变 来实现上浮和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到水下200m深处,它受到水的压强将 ,受到的浮力将 。
例3潜水艇是靠改变 来实现上浮和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到水下200m深处,它受到水的压强将 ,受到的浮力将 。
例3潜水艇是靠改变 来实现上浮和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到水下200m深处,它受到水的压强将 ,受到的浮力将 。
例3潜水艇是靠改变 来实现上浮和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到水下200m深处,它受到水的压强将 ,受到的浮力将 。
自身重力变大不变例3①采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法,使它受到的浮力大于重力而升空。升空时ρ平均< ρ空气。
②用改变自身的体积,实现沉浮。如减小体积,则有F浮③气球不能无限制地升入高空,当F浮=G球时,应该悬浮,实际上在没有达到悬浮时,其内部气压大于外部气压而破裂。应用四、气球和飞艇气球和飞艇是靠改变 来实现浮沉的。
例4自身的体积小结利用浮力的关键是调节重力和浮力的关系。
(1)若保持浮力不变,可改变自身的重力,实现沉浮(如浸没水中的潜水艇)
(2)若保持重力不变,可改变排开液体(或气体)的体积实现沉浮。(如轮船、鱼泡和气球)。听说过曹冲称象的故事吗?
曹冲称象的原理是什么?船漂浮时,F浮=G物F浮=ρ液gV排液,控制V排液不变。课件14张PPT。阿基米德原理:
浸在液体中的物体,受到向上的浮力,
浮力的大小等于物体排开的液体的重力。F浮=G排液=ρ液gV排液阿基米德定理可以适用到气体 。课前复习:V物V物>V排V物ABC将体积相同的A、B、C三个小球投入水中,
出现如图所示的三种情况,下列关于对三个
小球受到的浮力大小的说法正确的是( )
A A球浮在水面上,受到的浮力最大
B C球沉在底部,受到的浮力为零
C A球受到的浮力与B球受到的浮力相等
D B球受到的浮力与C球受到的浮力相等2.浸没在液体中的物体,它在液体中的深度越深,
受到的浮力 ( )
A越大 B越小
C不变 D都有可能F浮=ρ液gV排液ρ液不变, V排=V物,
F浮相等。一实心铁球分别浸没水、酒精、水银中,受到浮力最大的是( )
A、水 B、酒精
C、水银 D、无法确定 水酒精水银物体的浮沉条件
水的浮力(二)1.当F浮>G时,物体将___。上浮请思考:浸没在液体中的物体受到哪些力的作用?当部份体积露出液面时,排开液体
的体积减小,受到的浮力减小,最
后F浮=G,物体处于___状态。漂浮2.当F浮=G,由于物体受平衡力作用,
物体将处于____状态,此时物
体可以停留在液体内任何位置。悬浮3.当F浮<G时,物体将___,最后
与容器底接触,物体受浮力、重力
和支持力三个力作用。下沉G =F浮 +F支持力对于实心物体,当物体全部浸没在液体内部时,
V物=V排,由于F浮=ρ液gV排液,G物= ρ物gV物
所以:1.ρ液>ρ物时,上浮,最后漂浮。2. ρ液=ρ物时,悬浮。3. ρ液<ρ物时,下沉。请说说物体漂浮在液面的条件?一个实心物体浸没在液体中,你能否根据物体的密度与液体
密度之间的关系,对物体的浮沉作出判断?请作出推导。例:密度均匀的实心物体悬浮在水中,将物体截成大小不等的两块后,仍放入水中,则( )
A、大块下沉,小块悬浮
B、大块下沉,小块上浮
C、两块都上浮
D、两块都悬浮
例:有一体积是2分米3,密度是0.6×103千克/米3的
木块,用绳子将它拴在水池底部的钩子上,如图所示,
如果绳子断了,木块就上浮到水面,问:
(1)木块在上浮过程中(未露出水面),受到浮力
的大小是否会发生变化?
(2)木块漂浮在水面时露出液面的体积多大?听说过曹冲称象的故事吗?
曹冲称象的原理是什么?船漂浮时,F浮=G物F浮=ρ液gV排液,控制V排液不变。