内容正文:
10.3物体浮沉条件应用
像“泰坦尼克”号这样的钢铁巨轮为什么能浮在海面上?
撞上冰山后, “泰坦尼克”号为什么会沉没?
到底什么决定了物体的沉浮?
实验验证
探究过程一:将实验桌上的小瓶、橡皮泥分别投入水中,观察它们在水中的浮沉情况。
观察到什么现象?
探究过程二:请同学们想办法改变它们的沉浮,并尝试思考你是通过什么方法来改变它们原来的浮沉情况的?
小瓶原来处于什么状态,你采取了什么方法,从而改变了它的浮沉。
橡皮泥原来处于什么状态,你采取了什么方法,从而改变它的浮沉。
在物体体积不变的情况下,物体越重越容易下沉
在物体重力一定时,物体的体积越大,受到的浮力越大越容易上浮
实验验证
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
F浮
下沉
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
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
课堂思考漂浮与悬浮有什么共同点与不同点?
共同点:
在平衡力的作用下静止不动。
漂浮与悬浮在液面上的物体,浮力等于重力。
不同点:
漂浮是物体一部分浸入液体中,悬浮是整个物体浸没在液体中。
实验结论一
物体悬浮或漂浮
物体下沉
F =G
浮
物
F >G
浮
物
物体上浮
F < G
浮
物
实验验证
将鸡蛋放入浓盐水中,逐渐加入清水,观察鸡蛋在水中的悬浮情况。
随着水的不断加入,盐水的密度越来越小,原本漂浮在浓盐水表面的鸡蛋开始一点一点下沉。
实验结论二
物体的沉浮与液体的密度有关
推倒过程
G =mg=ρ物 gV物
F浮 =ρ液 gV排
物体全浸入时:V排 = V物
G < F浮时:ρ物 gV物<ρ液 gV排则ρ物 <ρ液
密度与实心物体运动状态(浮沉)的关系
两力关系 密度关系 运动状态
ρ物 ρ液
ρ物 ρ液
ρ物 ρ液
上升直至漂浮
下沉至容器底部
悬浮
G > F浮
G < F浮
G =F浮
<
>
=
达标练习题:
一 、填空:
上浮
下沉
漂浮或悬浮
25牛
1、浸没在液体中的物体,当F>G时,物体将----------;当F<G时,物体将---------;当F=G时,物体将-----------------。
2、一物体在空气中称重为37牛,浸没到水中称重为12牛,则物体受的浮力是------------。如果绳子断了物体将会------------。
下沉
第二课时
思考 改变物体浮沉的方法有哪些?
改变自身的重力大小。
改变自身的体积大小或改变液体密度大小从而改变浮力大小。
浮沉条件的应用
1.轮船
2.潜水艇
3.热气球
4.密度计
长风破浪
航空母舰
1、轮船
小小竹筏
工作原理:物体漂浮在水面的原理工作的。
利用把密度比水大的钢材制成空心的使它的平均密度减小,同时排开更多的水,增大可利用的浮力。
轮船在河里和海里都是浮体,因而所受浮力相同,都等于轮船自身的重力。根据阿基米德原理,它在海水里比在河水里浸入的体积小。
轮船
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
像“泰坦尼克”号这样的钢铁巨轮为什么能浮在海面上?
“泰坦尼克”号为什么会沉没呢?
水中蛟龙
水中蛟龙
2、潜水艇
工作原理:靠改变自身的重力来实现潜水艇的上浮、下潜和悬浮的。
潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放水的多少。
潜水艇
气袋
吊篮
喷嘴
3、热气球
喷嘴点火加热,袋内空气受热膨胀密度变小,排开气体的体积增大,浮力增大,浮力大于重力时,气球上升。
喷嘴火焰熄灭,袋内空气变冷体积减小,排开气体的体积减小,浮力减小, 浮力小于重力,气球下降。
1、孔明灯(热气球)
2、飞艇
——利用氦气、氢气密度比空气小,实现浮力大于重力而在空中上升 。
知识拓展
3、气球
(1) 气球内充有密度小于空气的气体——氢气、氦气等。
(2)原理:当ρ气> ρ空气时,必有F浮>G物,物体在空气中上浮.
知识拓展
4、气象探测气球
球内充有密度比空气小得多得氢气,用于气象观察。
应用:盐水选种
——利用浸没在液体中的物体受到的浮力跟液体的密度ρ液有关,ρ液越大, F浮越大。
ρ物< ρ液,物体上浮;
ρ物> ρ