内容正文:
第九章浮力
第四节物体的浮与沉
(1)能通过实验认识物体的浮沉条件,能通过实例说明物体的浮沉条件在生产生活中的应用。
(2)能关心我国在深潜方面的成就。
学习目标
将木块和铁块分别放入水中,观察松手后它们的运动方向,试着分析其中的原因。
F浮
当F浮>G时,合力向上,物体上浮。
当F浮<G时,合力向下,物体下沉。
当F浮=G时,合力为零,物体悬浮在水中。
F浮
1.浮力与重力的关系
知识点一物体的浮沉条件
物体的浮沉条件视频
F浮> G 上浮: ρ液> ρ物
F浮= G 悬浮: ρ液 = ρ物
F浮< G 下沉: ρ液< ρ物
浮力:F浮=ρ液gV排 ; 重力:G =ρ物g V物;
研究条件:实心物体浸没在液体中,受重力和浮力。
漂浮: ρ液>ρ物
根据浮沉条件进行比较:
V排 = V物
2.物体密度与液体密度间的关系
2.物体密度与液体密度间的关系
将新鲜鸡蛋放入盛水容器中,向水中加盐,并搅拌,不断增加盐水的浓度。观察鸡蛋在容器中的位置变化。
想想做做
6
(1)上浮和下沉是不平衡态;
悬浮和漂浮是平衡(静止)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
3.浮沉条件的讨论
7
思考
钢铁制成的潜水艇又为什么能在水中随意地下潜和上浮呢?
螺母在水中下沉
军舰却能漂浮在水面上
8
实验探究
阿基米德原理:
物体受到的浮力等于物体排开的液体所受的重力。
甲:挤扁
乙:撑开
F甲浮
G乙
G甲
G甲
G乙
V甲排
V乙排
F甲浮
F乙浮
=
<
<
F乙浮
9
浸没在液体中的物体,当浮力大于重力时,物体上浮;当浮力小于重力时,物体下沉;当浮力等于重力时,物体处于悬浮状态。
实验结论
10
教师引导学生得出结论。
早在殷商之前,我国古代人民对浮力就有深入的观察,到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体,这是我国最早的木船。
芦湖独木舟
知识点二浮沉条件的应用
用橡皮泥做成能承载重物的小船,使它漂浮在水面上。
想想做做
12
(1)工作原理:将钢铁做制成空心的轮船,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
∴ m船+m货= m排
(3)载重线
轮船
13
工作原理:靠改变自身重力上浮和下潜。
模拟潜水艇:用注射器向密封的瓶内打气,将瓶内的水排出,瓶向上浮起。
潜水艇
排出水,潜艇受到的重力减小,潜艇上浮
注入水,潜艇受到的重力增大,潜艇下沉
14
潜水艇视频
如图所示,潜水艇悬浮在水中时,下列说法正确的是( )。
A.要使潜水艇上浮,应向水舱充水;
B.要使潜水艇下沉,应将水舱里的水排出一部分;
C.当潜水艇悬浮在水中时,潜水艇重等于同体积的水重;
D.潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的
C
例题讲解
工作原理:靠空气浮力升空
内部充有小于空气密度的气体
气球与飞艇
17
热气球原理视频
密度计
工作原理:靠当液体的密度越大时,物体排开液体的体积就越小;反之,则排开液体的体积越大;
密度计视频
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)
【解析】
轮船浮在海面上,F浮 = G ;
它驶入河里也浮在河面上:F′浮= G 。
∵ G 不变,∴ F浮不变:
F浮 = F′浮
ρ海水 g V排= ρ海水 g V′排,
∵ ρ海水> ρ海水 , ∴ V排 >V′排
不变
不变
变大
例题讲解
20
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 ×9.8 N/kg×5×10-4 m3
=4.9 N<15 N
∵ F浮<G ∴物体下沉
B
21
A
B
例4 如图所示,A、B两物体静止在水中( )
A.两物体受到的浮力一定相等
B.两物体受到的浮力不等,A物体受到的浮力大
C.两物体的密度不等,B物体的密度大
D.两物体的重力不等,A物体的重力大
C
22
例5 一冰块漂浮在水面上,当冰完全熔化后,容器中的水面将如何变化?
当冰化成水后,质量不变,所以,m水= m冰
冰排开水的体积等于冰化成水的体积
∴液面高度不变
【解析】冰漂浮在水面上,F浮= G冰
23
当冰放入盐水中时,冰熔化后,液面如何变化?
∵ ρ水< ρ盐水,∴V排> V盐水
冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积
∴液面上升
【解析】冰漂浮在盐水中,F浮 = G
24
一、物体浮沉条件
二、浮力的应用
1、浮力与重力的关系
轮船、潜水艇、气球与飞艇、密度计
2、物体密度与液体密度的关系
F浮> G 上浮: ρ液> ρ物
F浮= G 悬浮: ρ液 = ρ物
F浮< G 下沉: ρ液< ρ物
漂浮: ρ液>ρ物
课堂小结
1.(多选)用同一支密度计测定不同液体的密度,下列叙述正确的是( )
A 密度计漂浮的越高,所受的浮力越大
B 密度计漂浮在不同液体中,所受的浮力都相等
C 密度计排液体积越大,液体密度越大
D 密度计漂浮的越高,液体密度越大
B D
随堂练习
26
2.质量相等的实心铝球和铁球放在水中,铁球受的浮力 铝球受的浮力;若把它们都放在水银中静止时,则铁球受的浮力 铝球受的浮力(选填“>”、“<”、“=”)
<
=
27
3.某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标,现根据战时需要上浮或下潜。在下潜过程中潜水艇所受的重力为G1、浮力为F1;上浮过程中所受的重力为G2、浮力为F2。则( )
A.F1<F2,G1=G2 B.F1=F2,G1>G2
C.F1>G1,F2<G2 D.F1<G1,F2>G2
B
4.陈诚将完全相同的两个小球A、B分别放入盛有不同液体的容器甲、乙容器中,容器放在水平桌面上,小球静止时如图所示,此时两容器中液面相平,则( )
A.A球所受浮力大
B.B球所受浮力大
C.甲容器容器底所受液体压强大
D.乙容器容器底所受液体压强大
C
5.两个底面积不等的圆柱形容器(S甲<S乙),分别盛有甲、乙两种不同的液体,将两个完全相同的小球分别放入这两种液体中,小球静止时的位置如图所示,此时两液面刚好齐平.若将这两小球从液体中取出,则液体对容器底部压强的变化量△p甲、△p乙的大小关系是( )
A.△p甲一定大于△p乙 B.△p甲一定等于△p乙
C.△p甲一定小于△p乙 D.△p甲可能小于△p乙
A
6.把一小球放入盛满酒精的溢水杯中,它沉入容器底部,从杯中溢出10g酒精.若将该小球放入盛满水的溢水杯中,它漂浮在水面上,从杯中溢出水的质量是( )
A.大于10g B.小于10g
C.等于10g D.无法判断
A
7.在装有液体的甲、乙两烧杯中,同时放入两个完全相同的物体,如图,当物体静止后两烧杯内液面恰好相平.若液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是P甲、P乙,液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙,则对它们的判断正确的是( )
A.P甲>P乙,F甲=F乙 B.P甲=P乙,F甲>F乙
C.P甲=P乙,F甲<F乙 D.P甲<P乙,F甲=F乙
A
作业布置
1.
2.
3.
Lavf57.67.100
Lavf57.67.100
$