内容正文:
第十章 浮力
第3节 物体的浮沉条件及应用
人教版 物理 八年级 下册
10.3 物体的浮沉条件及应用/
1
“蛟龙”号载人深潜器是我
国首台自主设计、自主集成研制
的作业型深海载人潜水器,设计
最大下潜深度为7 000米,也是
目前世界上下潜深度最深的作业型载人潜水器。
“蛟龙”号采用常用的“深潜器无动力下潜上浮技术”,可实现下潜、悬浮和上浮。
潜水器是如何实现下潜、悬浮和上浮的呢?
导入新知
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1. 知道物体的浮沉是由物体所受重力和浮力决定的;会判断物体的浮沉;能利用浮沉条件解释一些简单的现象。
2. 通过对轮船、潜水艇、气球、飞艇的浮沉原理的学习,体验科学、技术、社会的紧密联系。
素养目标
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知识点 1
物体的浮沉条件
F浮
G
浸没在液体中的物体,受到两个力:竖直向下的重力和竖直向上的浮力。
根据物体所受浮力和重力大小的不同,物体的浮沉存在三种情况。
探究新知
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F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮>G
上升
F浮=G
F浮<G
下沉
悬浮
完全浸入液体内的物体的受力分析
上升到液面呈漂浮状态,F浮逐渐减小到F浮=G
下沉至容器底部,F浮不变,F浮+N支=G
悬浮
F浮
G
N支
探究新知
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由于浸没在液体中的物体,其排开液体的体积跟物体自身的体积相等,因此物体的浮沉情况也可以用物体的密度跟液体的密度大小来描述。
F浮
G
根据F浮=ρ液gV排
G=ρ物gV物(实心)
F浮>G
上升
F浮=G
F浮<G
下沉
悬浮
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
石块不论多小,在水中总会下沉;冰块不论多大,在水中总会漂着。
ρ石>ρ水
ρ冰<ρ水
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饱满的种子在盐水中下沉,干瘪的种子则会漂浮在盐水面上。
利用盐水选种就是把漂浮的干瘪种子清除掉,保留下沉的饱满种子。
盐水选种
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状 态
条件
条件
浸没
F浮<G
F浮=G
F浮>G
实心
下沉
悬浮
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
上浮
物体的浮沉条件
漂浮:F浮=G
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C
A
B
质量相等的A、B、C三球,放于同一液体中静止后如图,可知密度最小的是_____球,受浮力最小的是________球。
C
A
B
A、B、C为体积相同的实心球,放入盛有某种液体的容器中,从图可知:______球的密度最大,______球所受的浮力最小。
m相等,看状态
V相等,看V排
密度比较,看状态
C
A
C
A
浮力大小的比较
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知识点 2
浮力的应用
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
周朝以后不仅在小河上能架设浮桥,在黄河、长江这样的大河流上也多次架设过浮桥。
浮桥
我国古代对浮力的应用
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轮船的原理
工作原理:将钢铁制做成空心的轮船,可以排开更多的水,使轮船漂浮在水面上。
排水量(m排):
轮船满载时排开水的质量:
F浮= m排g=G船=m船g
∴ m船= m排
(漂浮物的特点)
轮船
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轮船总是漂浮在水面上, 一艘轮船从河里驶向大海,它受到的重力大小_________(变大、变小、不变);它受到的浮力大小____________(变大、变小、不变);它排开水的体积________(变大、变小、不变);轮船是下沉些还是上浮些?__________。
河水
海水
不变
不变
变小
上浮
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潜水艇的原理
潜水艇的工作过程
工作原理:靠改变自身重力上浮和下潜。
潜水艇
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上升
悬浮
下沉
鱼鳔的大小变化能使鱼在水中自由沉浮
鱼鳔
V排
F浮
F浮_______G
变大
变大
变大
>
鱼鳔
V排
F浮
F浮_______G
适中
适中
适中
=
鱼鳔
V排
F浮
F浮_______G
变小
变小
变小
<
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利用密度比空气密度小的氦气、氢气、热空气等气体来工作的。
气球和飞艇
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利用如图中的量筒和水,测量小酒杯的密度(指图中小酒杯材料的密度)。实验步骤如下:
(1)向量筒中倒入适量