10.3 物体的浮沉条件及应用课件 2022-2023学年人教版物理八年级下册

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 1、物体的浮沉条件。 2、浮力的应用。 学习目标 1. 浮沉现象 (1)物体上浮,最终漂浮在液面上; (2)物体悬浮,可以静止在液面下任何位置; (3)物体下沉,最终沉入液体底部。 新知一 物体的浮沉条件 探究新知 2. 物体的浮沉条件 (1)物体的浮沉取决于浮力与重力的大小关系: 状态 物体浸没在液体中 物体部分浸在液体中 上浮 悬浮 下沉 漂浮 条件 F 浮>G 物 F 浮=G 物 F 浮<G 物 F 浮=G 物 示意图 (2)物体的浮沉与密度的关系: ①浸没在液体中的物体,若ρ 物<ρ 液,物体将上浮,最终漂浮; ②浸没在液体中的物体,若ρ 物=ρ 液,物体将悬浮; ③浸没在液体中的物体,若ρ 物>ρ 液,物体将下沉。 3. 浮沉条件的理解 (1)上浮和下沉是动态过程。物体浸没在液体中时,受到的浮力最大。 ①当F浮>G物时,物体上浮,随着物体不断上升,其将有一部分开始露出液面,物体所受的浮力也开始减小,当到F 浮=G物时,物体就处于平衡状态——漂浮。 ②当F浮<G物时,物体下沉,直至容器底对物体产生一定的支持力为止,此时物体在重力、浮力和支持力的作用下处于平衡状态——沉底。 (2)漂浮和悬浮时,物体处于平衡状态。由浮沉条件知,漂浮和悬浮时有G物=F浮,则m物g=m排g, 可见m物=m排。 特别提示: 证明:由于物体浸没在液体中,则V排=V物,物体的重力G物=ρ物gV物,物体所受的浮力F浮=ρ液gV 排。 (1)若ρ物<ρ液,则G物<F浮,故物体会上浮,最终漂浮; (2)若ρ物=ρ液,则G物=F浮,物体受平衡力的作用,会悬浮; (3)若ρ物>ρ液,则G物>F浮,故物体会下沉。 警示误区: 悬浮与漂浮的区别和联系: 悬浮 漂浮 在液体中的位置 液体内部任意位置 液体表面任意位置 体积关系 V 排=V 物 V 排<V 物 密度关系 ρ物=ρ液 ρ物<ρ液 力的关系 F 浮=G 物 例 1 游泳时戴游泳圈是防止溺水的有效方法。质量为50 kg 的小蓉戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上,如图1 所示。游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是( ) A. 5 000 N B. 500 N C. 50 N D. 5 N C 解题秘方:人体受力如图2 所示,利用G=mg 算出人的重力,利用公式V= 估算人的体积, 再利用公式F浮=ρ 水gV排算出人受到 的浮力,则游泳圈对人的作用力等 于浮力F浮和人的重力G 之差。 解析:小蓉的重力G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N;人体的密度约1.0×103 kg/m3,人体的体积V= = = 0.05 m3,小蓉漂浮在水面时,约的体积露出水面,即V 排=(1- )V= V= ×0.05 m3=0.045 m3,小蓉漂浮时受到的浮力F 浮=ρ水gV 排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.045 m3= 450 N,则游泳圈对小蓉的作用力F=G-F浮=500 N-450 N=50 N。 1-1. 如图3 所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是( ) A. 向杯子中加盐 B. 向杯子中加水 C. 倒出少量的水 D. 轻轻摇晃杯子 A 1-2. 甲、乙、丙是由不同材料制成、质量相等的实心球, 把它们投入水中静止后,甲球漂浮、乙球悬浮、丙球沉底,则它们受到浮力的情况是( ) A. 三球浮力相同 B. 甲球浮力最小 C. 乙球浮力最小 D. 丙球浮力最小 D 1. 浮力的改变方法 (1)改变液体(或气体)的密度; (2)改变物体排开液体(或气体)的体积。 新知