(共22张PPT)
第八章
压强与浮力
第六节
物体的浮沉条件
把体积为200cm3、密度为0.8×103kg/m3的物体用手压入水中。
⑴计算物体所受力的大小,⑵松手后分析物体的运动情况,⑶物体最终
静止时的状态。(g取10N/kg)
解:⑴物体受到的重力
物体受到的浮力
⑵松手后,因为浮力_____重力,所以物体会_______。在上浮过程中,当
物体还未露出水面时,重力大小_______,浮力大小_______。在从水中露
出水外的过程中,重力______,浮力________。
⑶物体最终静止在水面时叫做________,此时所
受的浮力跟重力_______,
即物体漂浮时:F浮_______G
大于
上浮
不变
不变
不变
减小
漂浮
相等
=
一、物体的浮沉条件
1、当浮力____重力时,物体会上浮。此时ρ液____ρ物
物体最终会______
2、当浮力____重力时,物体会下沉。此时ρ液____ρ物
物体最终会______,此时有
F浮+F支=G
3、当浮力____重力时,物体会悬浮。此时ρ液____ρ物
4、物体的漂浮条件:F浮______G
图中A是悬浮的,B是漂浮的,
C和D不是悬浮也不是漂浮
大于
>
漂浮
小于
<
沉底
等于
=
=
(漂浮的物体不能悬浮)
ρ蛋>ρ水
下沉
加盐后悬浮
ρ蛋=ρ盐水
继续加盐,盐水密度变大,鸡蛋受的浮力______
所以排开液体的体积变小,最后漂浮
不变
这是因为水里含盐多,密度大,人的身体只要有一大半浸没在水面下,所得到的浮力就足以托起全身的重量了。因此,这位游客就可以躺在“死海”里自由自在地看书了!
1、轮船
二、物体浮沉条件的应用
(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
如:排水量为1000t的轮船所受的浮力
F浮=m排g=1000×103kg×10N/kg=107N
(3)排水线
(吃水线)
例1、轮船从长江驶入大海,所受的浮力_______,排开液体的体积_______
所以轮船会__________一些。(填“浮起”或“沉下去”)
不变
变小
浮起
变小
变大
轮船漂浮
2、潜水艇
上浮和下潜时,潜水艇的体积不变,
所受的浮力不变。
潜水艇是靠___________________来上浮和下潜的
改变自身的重力
3、鱼
鱼是靠______________来上浮和下潜的
所受的浮力
压缩机向水箱打气,水箱内水排出,上浮
压缩机从水箱吸气,海水进入水箱,下沉
4、密度计
⑴作用:测液体密度
铅粒:使其能竖直立在液体中
⑵原理:密度计放入任何
液体中都是漂浮的
浮力相等
浸入液体中的体积越小
液体密度越大
乙液体的密度较大
5、气球和飞艇
气球飞艇匀速上升、下降或静止都满足:
氢气球,氦气球,热气球
氢气球容易爆炸,氦气球不会爆炸
气球是靠改变自身的体积来上浮和下降的
例3、如图所示,在容器中放一个上、下底面积均为10
cm2、
高为5
cm,体积为80
cm3的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底
部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则
石鼓受到的浮力是(
)g取10N/kg
A、0
B、0.3N
C、0.5N
D、0.8N
B
例4、质量相等的甲、乙两物体,分别浸没在两杯不同的液体中,结果
甲下沉,乙上浮。试比较甲、乙两物体哪个受的浮力大?
m甲=m乙
G甲=G乙
F乙浮>G乙
F甲浮<G甲
∴F甲浮<F乙浮
例5、把一重为40N,体积为5dm3的物体投入水中,静止时,物体
受到的浮力是多少?(g取10N/kg)
解:物体的密度为:
由于物体的密度小于水的密度,所以把物体投入水中静止时,
物体会漂浮在水面上。
所以物体此时受的浮力:
例6、一木块漂浮在水面上时有五分之三的体积浸在水中,求木块的密度。
解:设木块的体积为V,则
V
V排
因为木块漂浮在水面,所以
F浮=G
总结:物体漂浮时,有几分之几的体积浸入水中,则物体的密度就是水
的密度的几分之几。
问题
:冰的密度为0.9×103kg/m3,则冰漂在水面上时,有几分之几的体积露在水面外?
十分之一
例7、量筒内盛有100mL水,将一开口向上的空玻璃瓶浮在水面上,量筒中
水面与120mL刻度相平;如将瓶沉入水中(瓶内无空气),量筒内水面与
108mL刻度相平,求做成瓶子的玻璃的密度(g取10N/kg)
解:当玻璃瓶漂浮时有
玻璃的体积为
玻璃的密度为
例8、给你一个水槽,水,盐,玻璃棒,一支密度计,你如何测出
一个鸡蛋的密度?
答:水槽装水,把鸡蛋放入水中,向水中不断加盐,并用玻璃棒
搅拌,当鸡蛋悬浮时,用密度计测出盐水的密度即是鸡蛋的密度。
刚好悬浮
例9、一氢气球的球皮连同吊篮的总重力为100N,要用此气球吊起400N重的货物,应向气球中充入多少千克的氢气?
(氢气的密度0.09kg/m3,空气的密度1.29kg/m3,g取10N/kg)
解:设需要充入的氢气质量为m,依题意有
例10、底面积为100cm2的圆柱形容器中装入2kg水(如图甲),把
一个质量为300克、体积为500cm3的物体放入圆柱形容器内的水中,
物体最终漂浮在水面上,求:⑴容器内的水面上升的高度是多少?
⑵由于物体的放入使水对容器底部的压强增加了多少?
V物
V排
S
Δh
解:⑴物体漂浮在水面
例11、一烧杯中装有水(水未满),水面浮有一块冰,当冰熔化后,
杯中的水面____________;如果冰中有一个小石子,当冰熔化后,杯
中的水面___________;如果冰是漂浮在盐水面上,当冰熔化后,杯中
的水面_____________。
设冰的质量为m
冰原来排开水的体积
冰熔化成水的体积
导致水位降低
导致水位升高
不变
降
升
降低
降
升
升高
有一水池,池中有一小船,船中装有石块,若把石块投入水中,则池子中
的水面会________________
降低
设石块质量为m
石块投入水中后占据的体积
降
升
例12、放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重5N,底面积为100cm2,
弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块,现将物块浸没在水中,容
器内水面由16cm上升到20cm(g=10N/kg),求:
⑴物块放入水中后,容器底受到的水的压强
⑵物块受到的浮力
⑶物块浸没水中后,容器底对桌面的压强。
解:⑴容器底受到水的压强
⑵物块排开水的体积
物块受到的浮力为
容器对桌面的压力:
⑶水的重力为
容器对桌面的压力
容器对桌面的压强