内容正文:
5/3/2023
物体的浮沉条件及应用
想一想
潜水艇时而浮于水面,时而潜入水底,有时又能停留在水中,其中的奥秘在哪里?我们用实验来研究。
活动1: 让鸡蛋像潜水艇一样浮沉
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F浮
当F浮=G时,合力为零,即二力平衡,此时物体将静止在液体中任意深度的地方称为悬浮。
G
悬浮
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F浮
G
当F浮>G时,合力方向竖直向上,
物体在液体中向上运动称为上浮。
G
上浮
F浮
F浮=G时,合力为零,物体静止在
液面上称为漂浮。
漂浮
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F浮
G
当F浮<G时,合力方向竖直向下,
物体在液体中向下运动称为下沉。
G
下沉
F浮
当F浮+F支=G时,合力为零,物体静止在
底部称为沉底。
沉底
F支
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物体浮沉条件
当F浮>G物时,合力方向竖直向上,浸在液体中的物体就会上浮。
当F浮=G物时,合力为零,即二力平衡,此时浸在液体中的物体将悬浮或漂浮在液面。
当F浮<G物时,合力方向竖直向下,浸在液体中物体就下沉,直至沉底。
物体的浮沉条件
>
<
=
重力和浮力
浮力
漂浮
悬浮
下沉
上浮
议一议
能否根据物体密度与液体密度之间的关系,对物体的浮沉作出判断?
点拨
排
液
浮
V
g
F
=
r
结合物体的浮沉条件,你能做出判断吗?
分析:
悬浮:
F浮 = G
r液gV排
r物g V物
=
V排 =V物
r液 = r物
上浮过程:
F浮 > G
r液gV排
r物g V物
>
V排 =V物
r液 > r物
思考:上浮的最终结果是什么?
分析:
漂浮
分析:
漂浮:
F浮 = G
r液gV排
r物g V物
=
V排 <V物
r液 > r物
下沉过程:
F浮 < G
r液gV排
r物g V物
<
V排 =V物
r液 < r物
思考:下沉的最终结果是什么?
分析:
沉底
沉底:
F浮 < G
r液gV排
r物g V物
<
V排 =V物
r液 < r物
分析:
沉底:F浮< G ;V排 =V物; ρ液 < ρ物
比较液体密度与物体密度(物体平均密度)
悬浮:F浮 =G ;V排 =V物;ρ液 = ρ物
上浮:F浮 >G ;V排 =V物; ρ液 > ρ物
漂浮:F浮= G ;V排 <V物; ρ液 > ρ物
下沉:F浮< G ;V排 =V物; ρ液 < ρ物
改变液体的密度
漂浮
悬浮
下沉
上浮
谁主“沉浮”?
F浮=r液gV排
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想一想
鸡蛋在悬浮和漂浮两种状态下,浮力都等于重力,那么,这两种状态的不同之处是什么?
漂浮是物体浮在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中,
V排 <V物 , r液 > r物
悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸入液体中,
V排 =V物 , r液 = r物
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浮沉条件的应用
潜艇
下沉
上浮
悬浮
物体的浮与沉是由什么因素决定的呢?
应用一:潜艇
潜水艇的浮沉原理:
F浮 > G1
F浮 = G2
F浮 < G3
改变自身重力控制浮沉
上浮
漂浮
下潜
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应用二:轮船
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第二级
第三级
第四级
第五级
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轮 船
制作原理:利用把密度比水大的钢材制成空心的使它排开更多的水,增大可利用的浮力。
工作原理:漂浮条件( F浮=G物)。
轮船的排水量:轮船满载时排开水的质量.
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加热空气使气球里空气的密度变小的方法,
使它受到的重力小于浮力而升空。
应用三:热气球
应用四:探空气球
探空气球是通过改变排开空气的体积来改变浮力,从而升空的。
煮熟的饺子和元宵、油条在锅里能浮起来的道理与此类似。
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1、要用密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体,可以把它做成________的,以使它排开更多的水,从而______ (增大、减小)可以利用的浮力。
空心
增大
练一练
2.某物理兴趣小组在研究物体沉浮条件时做过一个小实验,他们将一土豆放入水槽中发现其在水中悬浮,然后将几枚大头针完全插入土豆中后发现土豆( )
A.下沉 B.上浮 C.悬浮 D.漂浮
A
3、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
4.如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮