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9.3
研究物体的浮沉条件
(a)漂浮
(b)悬浮
(c)下沉
(d)上浮
讨论:
(1)鸡蛋在盐水中受到哪两个力的作用?
(2)鸡蛋处于不同状态是由于哪个力发生了变化?
(a)漂浮
(b)悬浮
(c)下沉
(d)上浮
G
F浮
F浮
G
F浮
G
F浮
G
静止
F浮
=G
静止
F浮
=G
非平衡
F浮
<G
非平衡
F浮
>G
当物体受到的浮力F浮 物重G时,浸在液体中的物体就会上浮;
当物体受到的浮力F浮 物重G时,浸在液体中的物体就会下沉;
当物体受到的浮力F浮 物重G时,物体悬浮在液体中或漂浮在液面。
大于
小于
等于
鸡蛋在悬浮和漂浮两种状态下,浮力都等于重力,那么,这两种
状态的不同之处是什么?
(a)漂浮
(b)悬浮
漂浮是物体浮在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中;
悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中.
悬浮和漂浮两种状态下?物体浮沉会与什么有关?
鸡蛋从悬浮变为漂浮的过程中,盐水的密度是否变化?
鸡蛋浸入液体的体积是否变化?鸡蛋受到的浮力是否相等?
根据阿基米德原理
F浮=G排=
ρ液
gV排
(a)漂浮
(b)悬浮
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
gV排=ρ物
gV物
因为
V排<
V物
所以
ρ液>ρ物
悬浮:由F浮=G可得:
ρ液
gV排=ρ物
gV物
因为
V排=
V物
所以
ρ液=
ρ物
G
F浮>G
上浮
F浮
G
F浮F浮
下沉:由F浮ρ液
gV排<ρ物
gV物
因为
V排=
V物
所以
ρ液<ρ物
上浮:由F浮>G可得:
ρ液
gV排>ρ物
gV物
因为
V排=
V物
所以
ρ液>ρ物
浸在液体中的实心物体浮沉条件
漂浮
F浮=G
V排∴ρ液>ρ物
悬浮
F浮=G
V排=V物
∴ρ液=ρ物
上浮
F浮>G
V排=V物
∴ρ液>ρ物
下沉
F浮V排=V物
∴ρ液<ρ物
简单的说,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。
状
态
上
浮
下
沉
悬
浮
漂
浮
物体受力分析
浮沉条件
浮力和重力
比较
液体密度和物体密度比较
特
点
说
明
F浮
>G物
F浮
<G物
F浮
=G物
F浮
=G物
分析运动状态变化的过程
分析平衡状态
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
ρ物
是物体的密度(平均密度),而不是构成该物体的物质的密度
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
气泵
进气
排水
排气
进水
气象台经常要放出探测气球?(?图9-16)?用于气象观测。球内充有密度比空气小得多的氢气,气球升空后,安装在它上面的探空仪能把高空的温度、气压、湿度、风速、风向等情况用无线电传送给地面观测站。探测气球的顶部装有放气阀门,当其工作完毕后,会自动打开阀门释放掉部分氢气,使气球体积缩小,所受浮力随之减小,气球就缓缓地落回到地面。
利用浮筒打捞沉船时,先在浮筒内注满水,并将其固定在沉船上,再向浮筒中输入高压空气,排出其中的水,使沉船和浮筒所受的重力小于浮力,沉船随之上升。
1.请列举物体浮沉条件在生活、生产实际中的应用事例,并与同学进行交流。
2.浸在液体中的物体受到的浮力F浮>物重G时,物体 ;当F浮<G时,物体 ;当F浮=G时,物体 。
上浮
下沉
悬浮或漂浮
3.如图9-17所示,人能浮在死海的海面上看书,为什么?
死海中的水含盐量较高,其海水密度较大,假如人完全浸没在死海中,人受到的浮力大于重力,就会上浮,最终漂浮在海面上.
4.如图9-18所示是学校物理兴趣小组制作的演示潜艇原理的模型,通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉或上浮,当从烧瓶中吸气使其下沉时,烧瓶受到的浮力将(
)。
A.增大
B.减小
C.不变
D.无法判断
C