内容正文:
第3 节 物体的浮沉条件及其应用
第十章 浮力
学习目标
1 知道物体的浮沉条件;
2 知道浮力的应用;
3 通过观察、分析、了解轮船是怎样浮在水面的;
4 通过收集、交流关于浮力应用的资料,了解浮力应用的社会价值。
目录
物体的浮沉条件
01
浮力的应用
02
新课引入
浸没在液体中物体都受浮力,有的上浮,有的下沉,这是为什么?
观察思考
漂浮在海面上的轮船
浸在水底的鹅卵石
悬浮在液体中的小球
物体的浮沉究竟取决于什么呢?
一、物体的浮沉条件
演示
三个外形完全相同的“乒乓球”浸没在同种液体中,松手后,状态会一样吗?
现象:三只乒乓球发生了不同的运动。甲图:乒乓球上浮,最后漂浮在水面上。乙图:乒乓球下沉后,静止在水底。丙图:松手后,乒乓球悬浮不动。为什么呢?
甲
乙
丙
上浮:物体在液体中向上浮起的过程; 漂浮:上浮的物体最终漂浮在水面上;
悬浮:物体停留在液体中的某一深度处 下沉:物体在液体中下沉的过程;
一、物体的浮沉条件
分析:三个外形相同的乒乓球 (体积 相同)受到重力的大小不同:G甲>G乙>G丙;根据阿基米德原理F浮=ρ液g V排 =ρ液g V ;体积相同的三个乒乓球所受浮力相等。所以,乒乓球的沉浮取决于:
物体所受的浮力和重力的大小
原因:甲图中的乒乓球掉在地上能弹起来,是一只完好的乒乓球。乙图中的乒乓球打开蜡封的口,倒出不少沙子。丙图中的乒乓球打开蜡封的口,倒出的沙子比乙少。
一、物体的浮沉条件
一、物体的浮沉条件
F浮
G
上浮
上浮:F浮>G
悬浮:F浮= G
下沉:F浮<G
漂浮是上浮的最终状态:F浮=G
沉底是下沉的最终状态:
F浮+N支=G
F浮
G
沉底
N支
F浮
G
悬浮
F浮
G
漂浮
F浮
G
下沉
最终
最终
1、浮力与重力的关系
一、物体的浮沉条件
取一枚新鲜鸡蛋,放在清水中观察它在水中沉浮的情况.向水中慢慢加些盐,并轻轻搅拌,观察到鸡蛋怎样运动?如果再加些清水,又会发生什么现象?
演示
盐水浮鸡蛋
浓盐水
水
现象:鸡蛋放在清水中先是沉底;加盐后,鸡蛋上浮直至漂浮在水面上;再加清水后,鸡蛋又下沉直至沉底。
分析:鸡蛋受到的重力不变。根据阿基米德原理ρ液变大,浮力变大了,鸡蛋的状态会发生变化。
一、物体的浮沉条件
一、物体的浮沉条件
F浮>G
2、物体密度与液体密度间的关系
浮力:F浮= ρ液gV排
重力:G = ρ物gV物
根据浮沉条件进行比较:
上浮:ρ液>ρ物
悬浮:ρ液= ρ物
下沉:ρ液<ρ物
F浮<G
F浮= G
漂浮:Ρ液> ρ物
沉底:Ρ液< ρ物
浸没: V排= V物
一、物体的浮沉条件
(1)相同点:都是静止的平衡状态,受力特点相同:F浮=G物.
(2)不同点:
①悬浮是物体完全浸没在液体中。 V排=V物;对于实心物体: ρ物=ρ液。
②漂浮是部分浸没,V排<V物。 对于实心物体: ρ物<ρ液。
漂浮:F浮=G
悬浮:F浮=G
3.悬浮和漂浮的比较:
二、浮力的应用
中国古代很早就将浮力用于生产、生活中。从独木舟到郑和出使西洋用的大型”宝船“船队,从孔明灯到浮船打捞技术,从盐水选种到密度计,都体现出中华民族的智慧。
小船
古代用船打捞铁牛
郑和下西洋600周年纪念邮票
孔明灯
二、浮力的应用
1.轮 船
轮船是钢铁制成的,钢铁的密度远大于水的密度,为什么可以漂浮在水面上,还能承载那么多货物呢?
想想做做
制作橡皮泥小船
橡皮泥的密度比水的密度大橡皮泥放入水中会下沉。怎么使它漂浮在水面?看看谁做的船能承载更多的重物?
下沉
漂浮
能承载重物的橡皮泥船
把橡皮泥做成瓢状,它所受的重力没变,但排开水的体积变大了,因而受到的浮力变大了,所以能浮在水面上,轮船就是根据这个道理制成的。
二、浮力的应用
1.轮 船
二、浮力的应用
(1)工作原理:将钢铁制作成空心的轮船,可以排开更多的水,漂浮在水面上。
1.轮 船
(2)排水量(m排):轮船满载时排开水的质量。
F浮=m排g=G排
m船+m物=m排
轮船
二、浮力的应用
(1)原理:靠改变自身重力上浮和下潜。
2.潜水艇
(2)方法:潜水艇体积______,浸没在水中时浮力也 。通过水箱的充水或排水来改变自身的重力,实现上浮和下沉。
不变
不变
做一个潜艇
动手
按上图自制一个潜艇模型,把模型浸在水中,从管中抽气,模型将怎样运动?向管中打气,模型又会怎样?
二、浮力的应用
3.气球和汽艇
气球
原理:内部充有密度小于空气的气体(如氢气、氦气或热空气),使浮力大于重力而升空。
氢气球
飞艇
二、浮力的应用
4.密度计:
(1)用途:一种可以直接测量液体密度的仪器。
(2)工作原理:利用物体漂浮在液