内容正文:
9.3浮与沉
学习目标
通过对生活实例的分析知道物体的浮沉状态
通过对物体的浮沉现象的受力分析知道物体的浮沉条件。
通过实例分析了解物理知识在生产、生活和社会中的应用,知道密度计、潜水艇、气球的原理。
(1)物体上浮,最终漂浮在液面上。
物体在液体中的运动状态
G物
F浮
F浮>G物
G物
F浮́
F浮=G物
部分露出液面
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(2)物体下沉,最终沉底。
物体在液体中的运动状态
G物
F浮
F浮<G物
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(3)物体悬浮,可以静止在液体中的任何位置。
物体在液体中的运动状态
G物
F浮
F浮=G物
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1. 物体的浮沉取决于物体所受的浮力和重力的大小。
漂浮 上浮 悬浮 下沉 沉底
2.物体浮沉条件:
F’浮=G物
F浮=G物
F浮>G物
F浮<G物
F浮<G物
F浮
G物
F浮
G物
F浮
G物
F浮
G物
F浮
G物
迷你实验室
“轻”的物体的(密度小)漂到上层,“重”的物体(密度大)的就沉到下层。
一个实心铁块浸没在液体中,你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?
F浮 = ρ液V排g
G物=m物g= ρ物V物g
推导:
V排= V物
ρ液V排g < ρ物V物g
ρ液 < ρ物
漂浮 上浮 悬浮 下沉 沉底
F浮=G物
F浮=G物
F浮>G物
F浮<G物
F浮<G物
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液<ρ物
2.物体浮沉与密度的关系:
质量相等的甲、乙、丙三个实心小球,放入水中后,甲球漂浮,乙球悬浮,丙球下沉,位置如图所示,小球受到的浮力大小关系为F甲 F乙 F丙,物体的密度大小关系为ρ甲
ρ乙 ρ丙。
=
思考
>
<
<
芦湖独木舟
孔明灯
如何让钢铁在水上漂浮?
空心增加排开液体体积,从而增大浮力
采用“空心 ”的办法增大可以利用的浮力。
1、原理:
2、轮船的排水量:
轮船满载时排开水的质量。
(1)轮船
浮力的应用
(2)潜水艇
改变自身重力与浮力的关系上浮和下潜。
潜艇
改变浮力与重力的关系实现上浮和下潜。
(3)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有关, ρ液越大, F浮越大。
ρ物< ρ液,物体上浮; ρ物> ρ液,物体下沉。
干瘪、虫蛀的种子会上浮直至漂浮,而饱满的种子下沉到容器底部。
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浮沉条件的应用
(4)密度计
密度计始终漂浮
则有: F浮 = G计
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酒精
水
盐水
密度计排开液体体积越小,液体密度越大。
示数“上小下大”
ρ1V1g = ρ2V2g
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氢(氦)气球
飞艇
热气球
(5)热气球
气球内充有密度小于空气的气体——氢气、氦气、热空气等,通过改变自身的浮力来实现上升和下降的。
气球、飞艇的浮沉原理:
它们是靠改变浮力(通过充气、放气调整气囊的体积)实现上升和下降的。
上升过程中,空气的密度逐渐变小,当浮力等于重力时,气球就不再上升了。
假设你现在乘坐气球或飞艇,如果气球或飞艇内装的是氦气或氢气,怎样做你才能够起飞和降落?
起飞:
充气
降落:
放气
假设你现在乘坐气球,如果气球内是热空气,怎样做你才能够起飞和降落?
热气球
起飞:
加大火力
降落:
减小火力
1、一个重5 N的物体,放入装满水的容器中时,溢出了0.4 kg的水,则此物体在水中静止时将 (填“漂浮”“悬浮”或“沉入底部”)(g = 10N/kg)。
沉入底部
2、将体积是80cm3、质量为60g的物体浸没在水中,松手后它将 (g = 10N/kg)( )
A.上浮 B.下沉
C.悬浮 D.不能确定
A
3、质量相同的实心木块、铜块和铝块,放入水中静止时( )。
A、铝块受的浮力最大 B、木块受的浮力最大
C、铜块受的浮力最大 D、三者所受浮力一样大
B
4、有一物体,先后放入A、B两种液体中,静止时,如图所示,由此可判断A 的密度 B的密度。此密度计在液体A中受到的浮力 在液体B中受到的浮力。(填等于、大于、小于)
大于
等于
5、完全潜入水中的潜水艇,再继续下潜,这时它受到