物體的沉浮條件及應用課件

1912年泰坦尼克號從英國南安普敦出發(fā)，途經(jīng)法國瑟堡-奧克特維爾以及愛爾蘭昆士敦，方案中的目的地為美國的紐約，開始了這艘“夢幻客輪〞的處女航。4月14日晚11點40分，泰坦尼克號在北大西洋撞上冰山,兩小時四十分鐘后，4月15日凌晨2點20分漂浮，由于只有16艘救生艇，1503人葬生海底，造成了當時在和平時期最嚴重的一次航海事故，也是迄今為止最廣為人知的一次海難。電影?泰坦尼克號?就是根據(jù)這一真實海難而改編。為什么泰坦尼克號漂浮了？物體的沉浮條件及應用GF浮F浮G當F?。紾時,合力為零，即二力平衡，此時物體將懸浮〔漂浮〕。當F浮＞G時，合力方向豎直向上，物體就上?。rF?。紾。當

F?。糋時,合力方向豎直向下，物體就下沉。F浮G漂浮與懸浮有什么共同點與不同點？不同點：漂浮是物體一局部浸入液體中，懸浮是整個物體浸沒在液體中。共同點：1.在平衡力的作用都處于靜止狀態(tài)〔其中懸浮是靜止在液面以下的任何位置；漂浮是靜止在液面上的任何位置〕。2.物體處于懸浮和漂浮時，浮力等于重力。之前之后思考：將雞蛋放入清水中加鹽至變?yōu)闈恹}水，觀察雞蛋在水中的懸浮情況。實驗現(xiàn)象：雞蛋浸在水中時沉在杯的底部；當鹽水中逐漸加鹽水，雞蛋逐漸上浮，直至漂浮在水面上實驗分析：向杯中加鹽的同時，鹽水的密度逐漸，雞蛋的浮力也逐漸增加實驗結論：浮力的大小與液體平均密度有關，且密度越大，浮力越大G下沉F浮物體的浮沉條件G上浮F浮F浮G懸浮F浮＜G物G排＜G物m排g＜m物gρ液gV排＜ρ物gV物∵V排=V物∴ρ液<ρ物F浮=G物G排=G物m排g=m物gρ液gV排=ρ物gV物∵V排=V物∴ρ液=ρ物∴ρ液＞

ρ物F?。?/p>

G物G排＞

G物m排g＞

m物gρ液gV排＞

ρ物gV物∵V排=V物新課講授F浮=ρ液V排gG=m物g=ρ物VgV排=V

兩力關系

公式帶入密度關系

運動狀態(tài)ρ物

ρ液ρ物

ρ液ρ物

ρ液上升直至漂浮下沉至容器底部懸浮GF浮GF浮GF浮<>=密度與實心物體運動狀態(tài)〔浮沉〕的關系一、物體的浮沉條件ρ物Vg<ρ液V排gρ物Vg=ρ液V排gρ物Vg>ρ液V排g<=>浸沒情況物理現(xiàn)象

狀態(tài)

條件ρ液與ρ物關系

V排與V物關系浮部分浸沒漂浮在液面上靜止于液面上

F浮=G物ρ液>ρ物

V排<V物

全部浸沒上浮向上運動

F浮>G物ρ液>ρ物V排＝V物懸全部浸沒停留在液體里任何深度處靜止于液體中F浮=G物ρ液=ρ物V排＝V物沉全部浸沒下沉向下運動F浮<G物ρ液<ρ物V排＝V物全部浸沒沉底靜止在液體底部F浮<G物ρ液<ρ物V排＝V物例：把牙膏皮頭部剪掉，卷成一團放入水中，因為重力＿＿＿＿浮力，所以要＿＿＿＿，假設把它做成空心筒狀放入水中，牙膏皮的重力＿＿＿＿，但它排開水的體積＿＿＿＿，受到的浮力＿＿，當浮力＿＿＿＿重力時，就浮在水面上了。>下沉不變變大變大等于思考：改變物體浮沉的方法有哪些？1.改變自身的重力大小。2.改變自身的體積大小。3.改變液體密度大小。思考：一個實心物體浸沒在液體中，你能否根據(jù)物體密度與液體密度之間的關系，對物體的浮沉作出判斷？例：下沉時〔物體浸沒在液體中〕因為F浮＜G物即：ρ液gV排＜m物gρ液gV排＜ρ物V物g所以ρ液＜ρ物V排=V物工作原理：利用把密度比水大的鋼材制成制成空心的輪船，增大體積，使它的平均密度減小，同時排開更多的水，到達增大浮力，最終F浮=G船，漂浮在水面。排水量〔m排〕〔反映輪船的運載能力〕：輪船滿載時排開水的質(zhì)量〔不是排開水的重力〕：F浮=m排g而F浮=G∴m船+m貨=m排浮力的應用:1.輪船2、潛水艇工作過程：潛水艇在水面下無論沉、浮，受到的浮力不變。當向水艙充水時，F(xiàn)浮<G潛水艇下沉，當F浮=G時,潛水艇懸浮，而排水時，當F浮>G時，那么潛水艇上浮。工作原理：浸沒水中后浮力不變，靠改變自身重力〔向水艙充水或排水〕來實現(xiàn)沉浮3、氣球和飛艇氣袋吊籃噴嘴熱氣球的工作原理氣球和飛艇的共同點：〔1〕氣球和飛艇內(nèi)充有密度小于空氣的氣體——氫氣、氦氣、熱空氣等。

〔2〕原理：利用空氣的浮力，通過改變自身體積來實現(xiàn)上升和下降的。我國古代屢次在河流上架設浮橋湯圓剛放入水中時會沉入鍋底。湯圓煮熟時則會浮出水面。為什么生湯圓在水中是沉的，熟湯圓在水中是浮的?湯圓剛放入水中時，湯圓受到的浮力小于重力，湯圓沉入鍋底；湯圓煮熟時，它的體積增大，浮力也隨之增大，湯圓受到的浮力大于重力，湯圓浮出水面。氣球：〔1〕氣球內(nèi)充有密度小于空氣的氣體如氫氣等。

〔2〕原理：當ρ氣>ρ空氣時，必有F浮>G物，物體在空氣中上?。ぷ髟恚嚎扛淖冏陨碇亓ι细『拖聺摗ＤM潛水艇：用注射器向密封的瓶內(nèi)打起，將瓶內(nèi)的水排出，瓶向上浮起潛艇三國時期有“曹沖稱象〞。除了以舟稱物之外，以舟起重也是中國人的創(chuàng)造。據(jù)史籍記載，真定縣僧人懷丙曾“打撈鐵牛〞。他創(chuàng)造了浮力起重法。我國古代對浮力的應用實例輪船潛水艇氣球和飛艇具體方法原理實際應用二、浮力的利用用空心方法，增大體積，增大受到的浮力靠水艙充、放水來改變自重靠充氣或升溫來改變體積，從而改變浮力利用漂浮條件工作利用浮沉條件工作利用浮沉條件工用∵F浮=G船

=ρ水gV排

∴V排=G船/ρ水gV排與G船和ρ水有關∵F浮一定∴G變化∵G一定〔忽略氣體重力變化〕V排變化∴F浮變化打撈沉船的方法:將充滿水的大型浮筒沉入水底,用鋼纜把浮筒與沉船緊緊地拴在一起,然后用高壓空氣把浮筒中水排出,沉船就隨著浮筒一起浮出水面.請解釋這樣打撈沉船的道理答：浮筒中水排出后重力大大減少，浮力卻沒有減少，即使拴上沉船也是G<F浮，因此能浮上水面鹽水選種的道理：飽滿種子的密度要大于鹽水的密度而下沉。魚鰾的功能：當魚鰾充氣時，魚體的平均密度減小，魚體上??；魚鰾排氣時，魚體的平均密度增大，魚體下沉。魚鰾起著調(diào)節(jié)魚體平均密度的功能。密度計用途：一種可以直接測量液體密度的儀器?？潭忍攸c：上小下大，刻度間隔不均勻。工作原理：利用物體漂浮在液面上時浮力等于重力的原理制成。１.密度計是測液體密度的儀器，它是根據(jù)物體漂浮在液面時F浮_____G物〔填＝、<、>〕的原理制成的。２.使用密度計時必須使其______，才能正確測出液體的密度。３.密度計在各種不同的液體中所受浮力是______〔相同、不同〕的，在密度_____〔大、小〕的液體中露出液面的體積較大，故密度計的刻度是上_____下______〔大、小〕。＝漂浮相同大大小漂浮物體具有的特點物體漂浮在液體中，所受的F浮=G物同一物體漂浮在不同液體中，所受F浮相同。同一物體在不同液體里漂浮，在密度大的液體里V排小。漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，ρ物就是ρ液的幾分之幾。將漂浮物體全部浸入液體里，需加豎直向下的外力等于液體對物體增大的壓力。上浮，F(xiàn)浮>G，ρ液>ρ物合力方向豎直向上下沉，F(xiàn)浮<G，ρ液<ρ物:合力方向豎直向下懸浮，F(xiàn)?。紾，ρ液＝ρ物漂浮，F(xiàn)?。紾，ρ液>ρ物合力為零，即二力平衡1、浮沉條件2、應用改變排開液體體積來改變浮力（如輪船、魚）改變自身的重力（如潛水艇）輪船、密度計、熱氣球、潛水艇的浮沉原理。上浮下沉漂浮或懸浮25牛自身重力自身體積3、潛水艇是靠改變

來實現(xiàn)浮沉的。氣球是靠改變

來實現(xiàn)升降的。1、浸沒在液體中的物體，當F>G時，物體將

；當F<G時，物體將

；當F=G時，物體將

。2、一物體在空氣中稱重為37牛，浸沒到水中稱重為12牛，那么物體受的浮力是。4、一木塊漂浮在水面上，沒入水中的體積為總體積的3/5，那么該木塊密度為。600kg/m35、密度計是測定

的儀器，它浮在不同液體中受的浮力是

的，在密度較大的液體中排開液體體積

，玻璃管浸入液面下的深度越

。液體密度一定較小小6、一實心鐵球分別放入水、酒精、水銀中，受到浮力最大的是

.

輪船從河里駛入海里，重力

，浮力

，排開水的體積

。B水銀不變不變減小7、密度均勻的實心物體懸浮在水中，將物體截成大小不等的兩塊后，仍放入水中，那么〔〕A、、兩塊都上浮B、兩塊都懸浮8、水面上漂浮著一塊冰，當冰完全熔化后，水面刻度將〔〕A、上升B、下降C、不變D、無法確定C9、水池中木船裝有石塊，將石塊投入池水中后，水面將〔〕A、上升B、下降C、不變D、無法確定B10.用手把體積為5×10-4m3的球浸沒在水中,球受到的浮力是N,假設該球重為8N，放手后這個球?qū)ⅰ策x填“上浮〞“懸浮〞或“下沉〞〕?！瞘=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3〕.5下沉11,先將半個西瓜皮放在水缸中,它漂在水面上,此時它受到的浮力大小為F浮1;然后把它按入水面下,發(fā)現(xiàn)它沉入水底,此時它受到的浮力大小為F浮2。那么F浮1與F浮2的大小關系是〔〕A.F浮1>F浮2B.F浮1=F浮2C.F浮1<F浮2 D.無法比較A12.有一質(zhì)量分布均勻的物體,漂浮在水面上,有1/3的體積露出水面,將露出水面局部切去后,剩余浸在水中的局部將()A.上浮B.懸浮C.下沉 D.無法確定A13.關于浮力，以下說法中正確的選項是〔〕。A.上浮的物體一定比下沉的物體受到的浮力大B.沉在容器底部的物體一定不受浮力C.在水中上浮的物體在煤油中可能懸浮D.沒入水中的物體在水中的位置越深受到的浮力越大C14.密度計是用來測量液體密度的儀器,把兩支完全相同的密度計分別放在甲、乙兩種液體中,密度計靜止時,兩種液體的深度相同,如下圖。甲、乙兩種液體對容器底的壓強分別為p甲和p乙,密度計受到的浮力分別為F甲和F乙,那么〔〕A.p甲<p乙F甲=F乙B.p甲<p乙F甲>F乙C.p甲>p乙F甲=F乙 D.p甲>p乙F甲<F乙A15.重為15N的物體，浸沒于裝滿水的容器中后，溢出了5×10-4m3的水。那么此物體是〔〕A．浮在水面上B．沉到水底C．懸浮在水中B16.輪船由江河駛入海里：重力，浮力，輪船將一些〔填“上浮〞或“下沉〞〕不變不變上浮所以F浮=G物2.浮體問題

例1：將體積為100cm3的冰塊放入水中,求冰塊靜止時受到的浮力是多大?(g=10N/Kg)

：V冰=100cm3=10－4m3，ρ冰=0.9×103kg/m3，ρ水=1.0×103kg/m3求：F浮解：因為ρ冰<ρ水所以冰塊靜止時漂浮在水面上。所以F浮=G物=ρ物gV物=0.9×103kg/m3×10N/kg×10－4m3=0.9N答：冰塊靜止時受到的浮力是0.9N。因為ρ冰<ρ水所以冰塊靜止時漂浮在水面上。例2：某正方體木塊的體積為V,密度為0.6×103kg/m3,將其放入水中靜止后,求木塊露出水面體積是總體積的幾分之幾?：V，ρ木=0.6×103kg/m3，ρ水=1.0×103kg/m3求：V露/V物解：因為ρ木<ρ水，所以木塊靜止時漂浮在水面上所以F浮=G物代入公式有：ρ液gV排=ρ物gV物

約分后得