(共22张PPT)
第三节
物体的浮沉条件及应用
第十章
浮力
学习目标
1.能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的上浮、下沉和悬浮的条件。
2.能够运用物体的浮沉条件解释轮船、潜艇、和热气球的工作原理。
3.会根据沉浮条件解决生活中简单的沉浮现象。
温故知新
1.二力平衡的条件?
2.什么是浮力?
3如何用称重法测量浮力?
4浮力产生的原因是什么?
5.阿基米德原理?
问题探究一
1.浸没在水中的木块为什么向上浮起?
2.浸没在水中的铁块为什么沉到容器底部?
3.物体在液体中都受到浮力,为什么有的上浮、有的下沉、有的悬浮?此时的物体受到那些力的作用?且用力的图示表示出来。
1.浮力与重力的关系
悬浮
上浮:
F浮>G
一、物体的浮沉条件
漂浮
漂浮:F浮
=
G
悬浮:F浮
=
G
下沉:
F浮<G
2.物体密度与液体密度间的关系
上浮:
r液>
r物
悬浮:
r液
=
r物
下沉:
r液<
r物
浮力:F浮=r液gV排
;
重力:G
=r物g
V物;
(V排
=
V物)
研究条件:实心物体浸没在液体中,受重力和浮力。
漂浮:
r液>r物
根据浮沉条件进行比较
一、物体浮沉情况:
F浮=G物
F浮>G物
F浮<G物
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
漂浮
沉底
悬浮
状态
二力关系
(F浮、G物)
密度关系
(ρ液、ρ物)
结果
上浮
下沉
悬浮
探究实验二:
1.怎样使原来上浮的物体沉下去?
2.怎样使原来下沉的物体浮上来?
(1)工作原理:将钢铁做制成空心的轮船,可以排开更多的水,漂浮在水面上。
(2)排水量(m排):
轮船满载时排开水的质量:
F浮=
m排g
而
F浮=G
∴
m船+m货=
m排
(3)载重线
二、浮力的应用
工作原理:靠改变自身重力上浮和下潜。
二、浮力的应用
工作原理:靠空气浮力升空
内部充有小于空气密度的气体
二、浮力的应用
浮力的利用
用空心办法,增大体积,增大受到的浮力
靠水舱充、放水来改变自重
靠充气或升温来改变体积,从而改变浮力
利用漂浮条件工作
利用浮沉条件工作
利用浮沉条件工作
∵F浮=G船
=ρ水gV
排
∴V排=G船/ρ水g
V
排与G船和ρ水有关
∵F浮一定∴G变化
∵G一定(忽略气体重力变化)
V排变化
∴F浮变化
实例
轮
船
潜
水
艇
气球和飞艇
具体方法
原理
实际应用
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
二、浮力的应用
我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼,灯笼能腾空而起,飞向天空。
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
1.?
关于浸在液体里的物体所受的浮力,下列说法中
不正确的是
(
)
A.浮力的方向竖直向上;
B.浮力的施力物一定是水;
C.浮力的大小与排开液体的质量成正比;
D.实心的铁球也能浮在液面上.
2.用手将一个木球放入水中某一深度后,松开手,木
球上浮,在木球未露出水面的时候,下列说法中正
确的是 (
)
A.木球所受的重力、浮力都不变;
B.木球所受的重力不变,浮力变大;
C.木球所受的重力、浮力都变小;
D.木球所受的重力不变、浮力逐渐变小.
A
B
3、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
D
4、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 C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球受到的浮力不相等
A
B
C
C
5、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
6、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
C
C
7 重为15
N的物体,浸没于装满水的容器中后,溢出了5×10-4
m3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
【解析】
根据阿基米德原理
F浮
=
ρ水
gV排
=1.0
×103
kg/m3
×9.8
N/kg×5×10-4
m3
=4.9
N<15
N
∵
F浮∴物体下沉
B
8 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
【解析】
A物体漂浮,B物体悬浮。
∵
不知GA与GB的关系,
∴
不能根据F浮=G
比较浮力的大小。
又∵
不知VA排与VB排的关系,
∴不能根据F浮
=
ρ水
gV排比较浮力的大小。
课后作业
10 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?
当冰化成水后,质量不变,所以,m水=
m冰
冰排开水的体积等于冰化成水的体积
∴液面高度不变
【解析】冰漂浮在水面上,F浮=
G冰
当冰放入盐水中时,冰熔化后,液面如何变化?
∵
ρ水<
ρ盐水,∴V排>
V盐水
冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积
∴液面上升
【解析】冰漂浮在盐水中,F浮
=
G