内容正文:
9.3 研究物体的浮沉条件
第九章 浮力与升力
1
冰块
浸没在水中的物体都受到浮力的作用,为什么有的物体要上浮,有的却要下沉呢?
2
物体的浮沉条件
上浮
悬浮
下沉
F浮
F浮
F浮
G
G
G
F浮 > G
F浮 = G
F浮 < G
上浮
悬浮
下沉
当F浮 > G时,
两力的合力方向为竖直向上,物体就会上浮。
当F浮 < G时,
两力的合力方向为竖直向下,
物体就会下沉。
当F浮 = G时,
两力的合力为零,即二力平衡,
物体将悬浮在液体中。
当物体浸没在液体中,
物体是沉还是浮?
3
F浮 > G
F浮 = G
F浮 < G
漂浮
上浮
悬浮
下沉
F浮 = G-F支
沉底
F浮 = G
两个运动过程
三个静止状态
物体的浮沉条件
F浮 > G
G = m物g = ρ物V物g
F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g
ρ液V排g > ρ物V物g
ρ液 > ρ物
物体浸没 V排 = V物
上浮
F浮
G
浸没在液体中的物体,如果它的密度小于液体的密度,物体上浮
1.上浮
当物体浸没在液体中,V排 = V物
5
物体的浮沉条件
F浮 = G
ρ液V排g = ρ物V物g
ρ液 = ρ物
物体浸没 V排 = V物
悬浮
F浮
G
2.悬浮
浸没在液体中的物体,如果它的密度等于液体的密度,物体悬浮
当物体浸没在液体中,V排 = V物
6
F浮 < G
物体的浮沉条件
ρ液V排g < ρ物V物g
ρ液 < ρ物
物体浸没 V排 = V物
下沉
F浮
G
浸没在液体中的物体,如果它的密度大于液体的密度,物体下沉
3.下沉
当物体浸没在液体中,V排 = V物
7
物体的浮沉条件
上浮
悬浮
下沉
F浮
F浮
F浮
G
G
G
当物体浸没在液体中,V排 = V物
上浮
悬浮
下沉
F浮 > G
F浮 = G
F浮 < G
ρ物 < ρ液
ρ物 = ρ液
ρ物 > ρ液
F浮 与 G的关系
ρ物 与 ρ液的关系
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生活小实验
鸡蛋的浮与沉
你知道是为什么吗?
9
F浮 = G-F支
液体密度增大,物体所受浮力增大,支持力减小,直到液体密度与物体密度相等时,浮力与重力的大小相等,物体开始悬浮。
F浮 = G
F浮 = G
液体密度继续增大,此时液体密度大于物体密度,即物体所受浮力大小大于其重力大小,物体开始上浮。
在鸡蛋逐渐浮出水面过程中,浸入在液体的体积减小,浮力减小,直到浮力大小重新等于重力时,鸡蛋漂浮在水面上。
F浮 > G
F浮 = G
F浮 < G
漂浮
上浮
悬浮
下沉
F浮 = G-F支
沉底
F浮 = G
两个运动过程
三个静止状态
ρ物 < ρ液
ρ物 < ρ液
ρ物 = ρ液
ρ物 > ρ液
ρ物 > ρ液
F浮 与 G
的关系
ρ物 与 ρ液
的关系
思考二:上浮物体所受的浮力一定大于下沉的物体所受的浮力吗?
(浮力大就一定上浮吗?)
思考一:上浮物体所受的重力一定小于下沉的物体所受的重力吗?
(轻的物体一定会上浮吗?)
设计实验辨析:
轻的物体不一定上浮。
浮力大的物体不一定上浮。
取决于浮力与重力的大小关系
物体的浮沉条件
(1)由物块在甲容器悬浮有ρ物=ρ甲,由物块在乙容器漂浮有ρ物<ρ乙,所以ρ甲<ρ乙,故A错误;两容器液面等高,p=ρgh,所以两液体对容器底压强: p甲<p乙,故D正确;
(2)两个相同的物块,在甲容器的物块悬浮,在乙容器的物块漂浮,两个相同的物块受到的浮力:F甲=F乙=G,故B错误;
由阿基米德原理得G甲排= F甲=F乙= G乙排,故C错误
解析
3.放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中.当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示.则( )
A. 甲容器中液体的密度较大
B. 乙容器中物块受到液体的浮力较大
C. 甲容器中物块排开液体的重力较大
D. 乙容器底部受到液体的压强较大
D
甲
乙
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F浮 > G
F浮 = G
F浮 < G
漂浮
上浮
悬浮
下沉
F浮 = G-F支
沉底
F浮 = G
两个运动过程
三个静止状态
ρ物 < ρ液
ρ物 < ρ液
ρ物 = ρ液
ρ物 > ρ液
ρ物 > ρ液
F浮 与 G
的关系
ρ物 与 ρ液
的关系
ρ液g
F浮
V排
=
密度计:密度计浸入液体中的体积越大,
表明该液体密度越小。
吸管在使用中所受浮力大小不变(漂浮 F浮 =G)
ρ液
F浮
V排g
=
盐水
水
浮沉条件的应用
现象:在不同液体中,吸管浸入的体积不同。
因此密度计读数是下大上小,从上至下的刻度是逐渐增大的,但刻度不均匀,上疏下密。
测量液体
密度的仪器
原理
靠改变浸入液体的体积改变浮力实现浮沉
15
密度计
1、测量