内容正文:
第六节 物体的浮沉条件
第八章 压强与浮力
观察与思考
1.一个小小的铁片在水中要沉入水底,而像“泰坦尼克”号这样的钢铁巨轮为什么能浮在海面上?
2.木块和石块都受到重力和浮力,那么为什么一个会上浮?一个会下沉?
到底什么决定了物体的沉浮?
观察与思考
1.浮力与重力的关系
当物体浸没在水中时,受到重力G和浮力F浮。这两个力的合力决定在水中由静止释放的物体如何运动。
F浮
G
F浮
G
一、物体的浮沉条件
F浮
G
F浮
G
一、物体的浮沉条件
当F浮>G时,合力向上,物体上浮,最终物体漂浮在液面。
当F浮<G时,合力向下,物体下沉,最终沉底。
当F浮=G时,合力为零,物体悬浮在水中。
上浮的物体,最终会漂浮,此时二力平衡,F’浮=G。
一、物体的浮沉条件
若物体下沉:
则有F浮<G
G排<G
ρ液gV排<ρ物gV物
ρ液<ρ物
最终:沉底
ρ液<ρ物
对于浸没在液体中的物体,V排=V物,由此可推导:
若物体悬浮:
则有F浮=G
G排=G
ρ液gV排=ρ物gV物
ρ液=ρ物
最终:悬浮
若物体上浮:
则有F浮>G
G排>G
ρ液gV排>ρ物gV物
ρ液>ρ物
最终:漂浮
ρ液>ρ物
一、物体的浮沉条件
我们知道,铁的密度大于水的密度,所以一个实心铁块在水中会下沉。那么为什么用钢铁制成的轮船却能漂浮在水面上呢?
一、物体的浮沉条件
实验探究
取一只金属材质的空鞋油管,先将它挤瘪,拧紧盖后放入水中。将鞋油管从水中取出,将它撑开并拧紧盖后再放入水中,如图所示。
甲
已
二、浮沉条件的应用
两次鞋油管所受的重力G甲和G乙的大小关系是G甲______G乙;两次排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲______V乙;两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲______F乙。
甲
已
=
<
<
甲
已
物体所受重力不变时,通过改变物体排开液体的体积,进而改变物体受到浮力的大小可以实现物体的浮沉。
原理:把密度比水大的钢材制成空心状,使它能排开更多体积的水,增大可利用的浮力。
轮船的大小通常用排水量表示,排水量即轮船装满货物时排开水的质量。
排水量 = 船