内容正文:
沉与浮
4
第 10 章 流体的力现象
潜艇
下沉
上浮
悬浮
物体的浮与沉是由什么因素决定的呢?
观察与思考
学习目标
利用沉浮条件解释轮船、潜艇、热气球等的原理。(难点)
02
理解沉浮条件。(重点)
01
03
能利用沉浮条件解释一些简单问题。(难点)
实验探究:物体的浮沉条件
物体的沉浮条件
观察:鸡蛋的沉浮
取一枚新鲜鸡蛋,放在清水中,观察它在水中沉浮的情况。向水中慢慢加些盐,并轻轻搅拌,观察到鸡蛋怎样运动?如果再加些清水,又会发生什么现象?
物体的沉浮条件
A
C
B
物体的沉浮条件
现象1 下沉
F浮<G
物体的沉浮条件
现象2 悬浮
F浮=G
物体的沉浮条件
G
F浮
现象3 漂浮
F浮>G
物体的沉浮条件
物体在液体中的沉浮取决于物体所受的浮力和重力的大小。
通过改变重力或浮力的大小,可以改变物体的浮沉状态。
当F浮>G 时, 物体上浮;
当F浮<G 时, 物体下沉;
当F浮=G 时, 物体处于悬浮或者
漂浮状态。
悬浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
漂浮
物体的沉浮条件
变大
变大
变大
>
变小
变小
变小
<
适中
适中
适中
=
上升
悬浮
鱼鳔的大小变化能使鱼在水中自由沉浮
鱼鳔
V排
F浮
F浮
G
鱼鳔
V排
F浮
F浮
鱼鳔
V排
F浮
F浮
G
G
下沉
物体的沉浮条件
抹香鲸靠加热或冷却脑油来控制沉降
乌贼的骨中有许多小的充气隔室
鹦鹉螺具有螺旋形的外壳,壳内有很大的充气囊
物体的沉浮条件
独木舟
宝船
孔明灯
盐水选种
控制沉与浮
热气球
热气球是通过加热球内的空气以减小热气球整体所受的重力。当热气球所受的重力小于受到的浮力时,热气球就可以升空了。
控制沉与浮
动手做:做一个热气球
1. 取一个大的轻纸袋,用细铁丝编一个简单的小筐,再用几条胶带把小筐挂在纸袋下面,筐里面放一团用酒精浸湿的棉花。
2. 把热气球拿到室外,点燃酒精棉,热气球就能升起来了,你能解释热气球升起来的原因吗?
3. 想一想用什么办法能使升起的热气球降回地面?
控制沉与浮
浮船打捞
浮筒绑在沉船两侧时使整体体积增大,总的浮力增大,排出浮筒中的水,浮筒的重力减小,当浮力大于重力时沉船上浮。
控制沉与浮
讨论交流:打捞中山舰
中山舰是“浓缩了中国现代史”的一代名舰,其排水量780t,长62.48m,宽8.99m,1938年在长江被日军击中,沉入19m深的长江。
如果由你来组织打捞中山舰,你会怎么做?
控制沉与浮
物体的 浮沉条件
上浮:F浮>G物
下沉:F浮< G物
悬浮或漂浮:F浮= G物
控制沉与浮
热气球
浮船打捞
沉与浮
决定因素:F浮与G物共同决定
浮沉条件
课堂小结
1.关于浸在液体里的物体所受的浮力,下列说法中不正确的是( )
A.浮力的方向竖直向上
B.浮力的施力物体一定是水
C.浮力的大小与排开液体的质量成正比
D.铁球也能浮在液面上
B
随堂训练
2.用手将一个木球放入水中某一深度后,松开手,木球上浮,在木球未露出水面的时候,下列说法中正确的是( )
A.木球所受的重力、浮力都不变
B.木球所受的重力不变,浮力变大
C.木球所受的重力、浮力都变小
D.木球所受的重力不变、浮力逐渐变小
A
随堂训练
3.一实心铁球分别浸没在水、酒精、水银中,受到浮力最大的是( )
A.水 B.酒精
C.水银 D.无法确定
C
水
酒精
水银
随堂训练
课外探索,超越自我
元宵节是我国的传统节日,这一天全家欢聚,常常煮汤圆以示庆贺。小华在帮姥姥煮汤圆时发现:把生汤圆放入锅中,汤圆先是沉入锅底,煮一段时间后汤圆才又浮起来,你知道原因是什么吗?
汤圆刚放入水中
汤圆煮熟时
随堂训练
$$浸在液体中的物体将会处于什么样的状态呢?现在我们就来进行实验,观察他们所处的状态。当我把乒乓球浸入水中。放手后,乒乓球最后漂浮在水面上。我把铜块放到水银中时,我们观察到它也漂浮在水银面上。我再把铜块浸在水中。我们观察到铜块沉到水底。我们来看看浸在盐水中的鸡蛋。我们观察到鸡蛋悬浮在水中,可见不同的物体在液体中会出现下沉直至沉底、上浮直至漂浮以及悬浮各种状态,那么浸在液体中的物体为什么会处于这些状态?他们应该满足怎样的条件呢?现在我们就以浸在盐水中的鸡蛋为研究对象来进行研究。当我把鸡蛋放入浓盐水中时,鸡蛋此时受到了竖直向下的重力和竖直向上的浮力。由于浮力大于重力,所以我们看到鸡蛋上浮。但当鸡蛋露出水面后,排开的盐水体积变小,它受到的浮力也随之变小,最后浮力和重力相等时,鸡蛋就会漂浮在盐水面上了。这说明浸没在液体中的物体,当浮力大于重力时,物体将上浮,最终会漂浮。现在,当我们慢慢加清水稀释浓盐水时,盐水的密度在不断变小。我们观察到鸡蛋浸在盐水中的体积却变大了,以致鸡蛋最后全部悬浮在吸盐水中。这个过程我们知道鸡蛋的重力和所受的浮力始终是相等的这说明浸没在液体中的物体,当浮力等于重力时,物体将处于悬浮状态。如果我们继续不断的加清水,盐水的密度在不断变小。鸡蛋所受的浮力在不断变小。当浮力小于重力时,我们会观察到悬浮的鸡蛋慢慢的下沉。以至最后沉在杯底静止。这说明浸没在液体中的物体,当浮力小于重力时,物体将处于下沉状态。人类又是如何利用物体沉浮的条件来为社会生活服务的呢?同学们想一想,轮船和潜水艇是利用什么原理制成的呢?下面我们来看两个实验。这是一个易拉罐的外壳。我将它卷起后放入水中。我们看到它全部下沉到水底。现在我把它展开。做成这个形状再放入水中,它却能漂浮在水面上,这是什么缘故呢?因为铁皮展开前后重力是不发生改变的。但铁皮展开做成这个形状后,放入水中时,它排开水的体积会明显增大,浮力也就增大了当浮力等于重力时,它就会漂浮在水面上。轮船就是靠增大空心体积的办法来增大排开水的体积,从而增大浮力,实现漂浮来远航的。那么,潜水艇浸没在深水中,它又是怎样实现上浮下沉的呢?这是一个模拟潜水艇上浮下沉的仪器。它上面有两个孔。现在我用一根橡皮管把它的一个孔与针筒相连,把它放入水中,拉动针筒的活塞,水从另一个孔逐渐进入潜水艇。我们看到它进入水中的体积逐渐增大,当它全部浸入水中后再进水,我们看到它开始下沉。当我推动活塞逐渐排出体内的水。我们看到它又开始上浮,最后漂浮在水面上。潜水艇就是利用物体的浮沉条件,靠改变自身的重力来实现下沉上浮的。