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温故知新
什么是浮力?浮力的方向是怎体的
?
浸在液体或气体中的物体受到液体或气体对物体向上托的力叫浮力。浮力的方向是竖直向上的。
什么是阿基米德原理?其表达式是什么?
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。
计算式:F浮=
G排=
m排g=
r液
gV排
8.6
物体的沉浮条件
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.钢铁制成的船为什么能在海面上航行?
4.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?
悬浮
上浮
下沉
观察与思考:
一.物体的浮沉条件
当物体浸没在水中时,受到重力G和浮力F浮。这两个力的合力决定在水中由静止释放的物体如何运动。
1.前提条件:
由静止释放的物体,
①当F浮合力的方向竖直向下,物体下沉。
②当F浮=G,
合力为零,即二力平衡,物体悬浮在液体中。
③当F浮>G,
合力的方向竖直向上,物体上浮。
2.浮沉条件:
3.最终状态:
①当F浮②当F浮=G,
③当F浮>G,
下沉
悬浮
沉底
漂浮
上浮
F浮=G
F浮=G
F浮+F支=G
悬浮
悬浮
漂浮
沉底
对于浸没在液体中的物体,V排=V物,由此可推导:
若物体下沉,
则有F浮G排ρ液gV排<ρ物gV物
ρ液<ρ物
若物体悬浮,
则有F浮=G
G排=G
ρ液gV排=ρ物gV物
ρ液=ρ物
若物体上浮,
则有F浮>G
G排>G
ρ液gV排>ρ物gV物
ρ液>ρ物
4.用密度表示物体的浮沉条件
5.漂浮与悬浮的比较:(最终状态)
①相同点:F浮=G
②不同点:
漂浮
:
V物>V排
ρ液>ρ物
悬浮
:
V物=V排
ρ液=ρ物
如何让沉在容器底部的鸡蛋浮起来?
向水中加盐,增大液体的密度ρ液,从而增大鸡蛋所受的浮力F浮。
鸡蛋最后会漂浮在液面上,由二力平衡得:
F浮=G。
思考练习:
二.浮沉条件的应用
钢铁制成的万吨轮船为什么能漂浮在水面上?
(1)
原理:轮船做成空心的,增大了排开液体的体积V排,从而增大浮力F浮。
(2)排水量(m排)
轮船满载时排开水的质量:
m船+m货=
m排
(3)载重线
1.轮船:
2.潜水艇:
潜水艇是怎样实现上浮、下沉和悬浮的呢?
(1)原理:潜水艇可以通过改变调节水箱中的储水量来改变自身重力G,从而实现上浮、下潜和悬浮。
排出水,潜艇受到的重力减小,潜艇上浮
注入水,潜艇受到的重力增大,潜艇下沉
3.气球和飞艇:
热气球是怎样飞上天空的呢?
(1)气球内部气体密度小于空气密度
孔明灯
——最早的热气球
(1)原理:
密度计漂浮在液面上,二力平衡:F浮=G
G排=G
ρ液gV排=G
因为密度计重力不变,所以密度计所受浮力不变,
液体的密度越大时,密度计排开液体的体积越小;
反之,则排开液体的体积越大。
4.密度计:
(一种可以直接测量液体密度的仪器)
(2)特点:
①刻度不均匀,数值上大下小;
②密度计静止时,液面所对的刻度即为被测液体的密度。
初态(浸没V排=V物)
F浮>G
上浮
F浮=G
悬浮
F浮下沉
末态(平衡态)
漂浮:F浮'=G
悬浮:F浮=G
沉底:F支+F浮=G
推导
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液<ρ物
1.物体的浮沉条件
小结:
2.浮沉条件的应用
轮
船:空心法,通过增大V排来增大F浮。
潜水艇:通过改变自身重力G。
热气球:气球内部气体密度小于空气密度。
密度计:漂浮F浮=G
1.把一个重为10N的木块浸没在水中,松开手后上浮,最后漂浮在水面上,这木块受到的浮力(
)
A.上浮时小于10N,漂浮时大于10N
B.上浮时大于10N,漂浮时小于10N
C.上浮时等于10N,漂浮时等于10N
D.上浮时大于10N,漂浮时等于10N
D
练习:
2.将小铁块和小木块放入水中,结果发现木块浮在水面上,铁块沉入水底,下列分析正确的是(
)
A.木块受到浮力,铁块不受浮力
B.铁块沉入水底,所受浮力一定小于自身的重力
C.木块受到的浮力一定大于铁块所受的浮力
D.木块浮在水面上,所受浮力大于自身的重力
B
3.(多项选择)如图所示,用同一支密度计测定不同液体的密度,下列叙述正确的是(
)
A
密度计漂浮的越高,所受的浮力越大
B
密度计漂浮在不同液体中,所受的浮力都相等
C
密度计排液体积越大,液体密度越大
D
密度计漂浮的越高,液体密度越大
B
D
4.质量相等的实心铝球和铁球放在水中,铁球受的浮力
铝球受的浮力;若把它们都放在水银中静止时,则铁球受的浮力
铝球受的浮力(已知铁比铝的密度大)(选填“>”、“<”、“=”)
<
=
5.一艘轮船从海里驶入河里,它受到的重力大小
,它受到的浮力
;它排开水的体积
。(填变大,变小或不变)
不变
不变
变大
漂浮:F浮=G=ρ液gV排
6.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
B
【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