内容正文:
思考:为何浮于海面的泰坦尼克号船会沉于海底呢?物体的浮与沉的条件是什么呢?
10.3 物体浮沉条件及应用
第十章 浮力
将体积一样小木块、金属块浸没在水中,松手后,它们将怎样运动?
为什么受到的浮力一样,沉浮却不一样?
想想做做:盐水浮鸡蛋
思考:改变液体的密度可改变鸡蛋在盐水中的位置,在物体的浮沉过程中,物体密度与液体密度有什么关系呢?
悬浮
上浮
下沉
F浮
F浮
F浮
上浮: F浮>G
一、物体的浮沉条件
F浮
漂浮
漂浮:F浮 = G
悬浮:F浮 = G
下沉: F浮<G
1.浮力与重力的关系
G
G
G
G
G物
F浮
F浮
G物
下沉
上浮
两个过程
F浮< G物
物体下沉
F浮>G物
物体上浮
三个状态
F浮=G物
物体漂浮
F浮= G物
物体悬浮
F浮<G物
G物
F浮
水面
F浮
G物
G物
F浮
漂浮
悬浮
下沉到水底
浮力:F浮=液gV排 ; 重力:G =ρ物g V物;V排 = V物
条件:
一、物体的浮沉条件
2.讨论物体密度与液体密度间的关系
(1)实心物体浸没在液体中
(2)受重力和浮力的作用
V排=V物 ρ液>ρ物
上浮
F浮
上浮
F浮> G
F浮= ρ液gV排
G= mg=ρ物gV物
ρ液gV排>ρ物gV物
G
ρ液>ρ物
漂浮
F浮
漂浮
F浮= G
F浮= ρ液gV排
G= mg=ρ物gV物
ρ液gV排=ρ物gV物
V排<V物
G
ρ液<ρ物
下沉
F浮
下沉
F浮< G
F浮= ρ液gV排
G= mg=ρ物gV物
ρ液gV排<ρ物gV物
V排=V物
G
V排=V物 ρ液=ρ物
悬浮
F浮
悬浮
F浮= G
F浮= ρ液gV排
G= mg=ρ物gV物
ρ液gV排=ρ物gV物
G
(1)上浮和下沉是非平衡状态;
悬浮和漂浮是平衡(静止)状态
(2)上浮、下沉和悬浮:V排=V;
漂浮:V排<V
(3)空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平
均密度ρ物与液体密度ρ液比较
一、物体的浮沉条件
3.浮沉条件的讨论
F浮 >G物
F浮 <G物
F浮 =G物
F浮 =G物
F浮
G物
G物
F浮
F浮
G物
分析运动状态变化的过程
分析平衡状态
F浮
G物
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
ρ物是物体的密度(平均密度),而不是构成该物体的物质的密度
浮沉条件总结
(1)工作原理:将钢铁制做成空心的轮船,可以排开更多的水,漂浮在水面上。
(2)排水量(m排):
轮船满载时排开水的质量:
F浮= m排g 而 F浮=G
则 m船+m货= m排
二、物体浮沉条件的应用
1、轮 船
三国时期有“曹冲称象”。
除了以舟称物之外,以舟起重也是中国人的发明。据史籍记载,真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛”。他创造了浮力起重法。
二、物体浮沉条件的应用
曹冲称象
2、潜水艇
二、物体浮沉条件的应用
工作原理:靠改变自身重力上浮和下潜。
潜艇
二、物体浮沉条件的应用
2、潜水艇
工作原理:靠空气浮力升空
内部充有小于空气密度的气体
二、物体浮沉条件的应用
3、气球和飞艇
我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼,灯笼能腾空而起,飞向天空。
二、物体浮沉条件的应用
孔明灯
例1 关于浮力,下列说法中正确的是( )
A. 上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大
B. 沉在容器底部的物体一定不受浮力
C. 在水中上浮的物体在煤油中可能悬浮
D. 没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
C
例题导练
例2 一艘轮船从海里驶入河里,它受到的重力大小 ,
它受到的浮力 ;它排开水的体积 。(填变大,变小或不变)
不变
不变
变小
例题导练
例3 重为15 N的物体,浸没于装满水的容器中后,溢出了5×10-4 m3的水。则此物体是( )
A.浮在水面上 B.沉到水底
C.悬浮在水中 D.以上几种情况都有可能
【解析】根据阿基米德原理
F浮 = ρ水 gV排
=1.0 ×103 kg/m3 ×10 N/kg×5×10-4 m3
=5 N<15 N
由于F浮<G 则物体下沉
B
例题导练
1、铁钉在水中下沉,是因为受到的浮力 重力,
在完全沉没下沉过程中,铁钉受到的浮力_____(均选
填“变大”“变小”或“不变”)
2、漂浮在水面上的皮球,用手将其慢慢压入水中的
过程中,皮球受到的浮力将 ,施加的压力将