(共20张PPT)
10.5物体的浮与沉
课程标准要求:通过实验探究,知道物体的浮沉条件,知道潜水艇浮沉的原理。
课程标准解读:
1.通过实验知道物体浸没在液体中可能出现的状态;
2.通过探究了解控制物体浮沉的方法;
3.通过探究,了解浸没在液体中的物体上浮直至漂浮的动态过程;
4.通过二力平衡知识理解物体的悬浮和漂浮的条件。
5知道潜水艇的浮与沉的原理。
问:同样的铁块在水中会下沉,在水银中却是上浮的,为什么?
问:人在水中是会下沉的,但在死海中却会漂浮的,为什么?
问:书P94思考:物体的浮与沉是由什么因素决定的呢?
根据这些现象猜一猜
猜:密度的大小,密度较小的会上浮,密度较大的会下沉。
探究:我们先来看一看物体浸入液体中会有哪些状态呢?视频
沉底:静止,三力平衡
悬浮:静止,二力平衡
漂浮:静止,二力平衡
F浮
G
F支
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
下沉:动态,G>F浮
上浮:动态,F浮>G
总结:把一个物体放入液体中,
会有下列三大情况,5种状态
①上浮至漂浮
②悬浮中间
③下沉至沉底
受力分析这5种状态
沉底:静止,三力平衡
悬浮:静止,二力平衡
漂浮:静止,二力平衡
F浮
G
F支
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
下沉:动态,G>F浮
上浮:动态,G<F浮
F浮=ρ液V排液g
G=mg=ρ物V物g
ρ物<ρ液
ρ物>ρ液
继续推导看看发现了什么?
推到最后发现:
决定物体浮或沉的是密度ρ,密度较小的上浮至漂浮;
密度较大的下沉至沉底;
密度相同时,悬浮在中间。
ρ物=ρ液
G=F浮
应用1:轮船:为什么钢铁做成轮船的样子就够漂浮的水面上?
F浮=ρ液V排液g
G=mg=ρ物V物g
利用在重力不能改变的情况下,来增大浮力,直到轮船可以漂浮在水面上。
增大浮力的方法就是增大V排液
F浮
G
应用2:潜水艇为什么能够控制好自由升降?
阅读书P95
F浮=ρ液V排液g
G=mg=ρ物V物g
在浮力不能改变的情况下
增大或减小重力的方法来实现自由升降。
增大或减小重力的方法是进水和排水
F浮
G
潜水艇原理和自制潜水艇视频
应用4:为什么热气球和孔明灯需要加热?
内部气体加热后密度变小,ρ热空气<ρ冷空气
密度较小的都会上浮
应用3:浮沉子的为什么可以自由浮沉?
与潜水艇一样
在浮力不能改变的情况下
增大或减小重力的方法来实现自由升降。
增大或减小重力的方法是进水和出水
应用5:密度计的原理?
F浮=ρ液V排液g
F浮
G
静止时,漂浮,二力平衡,G=F浮,F1=F2;
根据浮力公式F浮=ρ液V排液g,V排液越大的,ρ液越小,ρ1<ρ2。根据常识直接看也能看出来
下图这种自制简易的密度计是没法读出示数的,因为没有示数
先写出浮力公式,然后判断小船的状态,然后思考:油轮原本是漂浮的,浮力与重力大小关系?油轮后来还是漂浮的,浮力与重力大小关系?
1、一舰油轮在长江中航行时,排开的水的体积是300m?,油轮受到的浮力为
N.在码头卸下了100m?的燃油,卸下的燃油质量为
kg.
此时油轮排开的水的体积变为
m?.(燃油密度为0.8×103kg/m3,g取10
N/kg)
1、由F浮1=ρ液V排液g=103kg/m3x300m3x10N/kg=3x106N
2、m=ρV=0.8×103kg/m3x100m?=8x104kg
3、倒推:由F浮=ρ水V排水g=G-2N=1N
得V排水=F浮此时/ρ水g=G
此时
/ρ水g=(G1-G2)/ρ水g=(3x106N-8x105N)/ρ水g=2.2x106N/103kg/m3x10N/kg=220m3
注意因为船时漂浮的,二力平衡,其中G1=F浮1
3x106
8x104
220
2、把体积为2x10-3
m3,重为12N的物块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g=10N/kg)
(??
)
A.漂浮,F浮=20N
B.漂浮,
F浮=12N
C.沉底,F浮=20N
D.沉底,
F浮=12N
由F浮=ρ液V排液g=103kg/m3x2x10-3m3x10N/kg=20N
比较G<F浮,所以松手后时上浮至漂浮,
所以静止时候时漂浮状态,二力平衡,此时F浮=G
B
先写出浮力公式;
再思考,这个小球松手后是什么状态?
上浮至漂浮?还是下沉至沉底?
3、小球所受的重力为5N,体积为6x10-4m3,
浸没于水中时它所受的浮力
N;
松手后,小球静止时所受的浮力为
N
;
由F浮=ρ液V排液g=103kg/m3x6x10-4m3x10N/kg=6N
比较G<F浮,所以松手后时上浮至漂浮。
所以静止时候时漂浮状态,二力平衡,此时F浮=G
6
5
4、小明看到鸡蛋浮在盐水面上,他沿杯壁缓慢加入清水中使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是下图中的(
)
倒入清水,鸡蛋会慢慢下沉,至沉底
最初,漂浮,二力平衡,G=F浮;
后来,浸没并下沉,F浮=ρ液V排液g逐渐减小,G>F浮;
浮力先不变后减小,但不会为0。
A
5、一支密度计分别放入两种液体中,静止时位置如图所示。若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙
,
甲乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。下列说法正确的是(
)
A.F甲<F乙
B.F甲>F乙
C.ρ甲<ρ乙
D.ρ甲>ρ乙
静止时,漂浮,二力平衡,G=F浮,F甲=F乙;
根据浮力公式F浮=ρ液V排液g,V排液越大的,ρ液越小,ρ甲<ρ乙。根据常识直接看也能看出来
C
6、把质量相等的两块橡皮泥捏成实心球状和碗状,
轻轻放到水面上,静止之后,实心球状橡皮泥沉到容器底
部,碗状橡皮泥漂浮在水面上,如图所示,则它们受到的
浮力大小关系是( )
A.F球>F碗
B.F球<F碗
C.F球=F碗
D.F球≥F碗
①G>F浮1
②G=F浮2
F浮1<G<F浮2
B
拓展:中国潜水艇掉深纪实
课后活动:盐水浮鸡蛋
今天多努力,明天多奉献!
我爱学习,学习使我快乐!
再见