内容正文:
第十章 浮力
八年级下册 •人教版2024
第3节物体的浮沉条件
及应用
“福建舰”
学习目标
1.能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件,并能通过改变物体所受的重力或浮力的大小,使物体在液体或气体中都处于不同的浮沉状态。
2.运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象,认识浮力知识在生产、生活中的应用价值。
观看视频《饺子的浮沉》
刚下锅
煮熟后
情景引入
今天我们一起学习第三节物体的浮沉条件。
物体在液体中都受到浮力,为什么有的上浮、有的下沉、有的悬浮?
G
F浮
(1)物体会出现两个运动过程:
F浮>G,上浮
G
F浮
F浮<G,下沉
(2)最终出现三种状态:
漂浮、悬浮、沉底
1.浮力与重力的关系
一、物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体,受到竖直向下的____ 和竖直向上的 。
重力
浮力
1.浮力与重力的关系
悬浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
上浮: F浮>G
F浮
G
漂浮
漂浮:F浮 = G
悬浮:F浮 = G
下沉: F浮<G
F浮
G
FN
沉底
一、物体的浮沉条件
(1)浮力大于重力( F浮>G )时,物体 。
(2)浮力等于重力( F浮=G )时,物体受力平衡,可以 在液体内任何地方。物体___________。
(3)浮力小于重力( F浮<G )时,物体 。
【总结:】
上浮
悬浮
下沉
1.浮力与重力的关系
一、物体的浮沉条件
由于浸没在液体中时,其排开液体体积等于物体体积,则有:
F浮<G
ρ液 gV排< ρ物 gV物
∵浸没 ∴ V排= V物
所以 ρ液 < ρ物
上浮:
F浮>G
即 ρ液g V排 > ρ物gV物
∵浸没 ∴ V排= V物
所以 ρ液 > ρ物
下沉:
F浮
G物
F浮
G物
2.物体密度与液体密度间的关系
浮力:F浮=ρ液gV排
重力:G =mg=ρ物 V物g;
一、物体的浮沉条件
2.物体密度与液体密度间的关系
F浮> G 上浮: r液> r物
F浮= G 悬浮: r液 = r物
F浮< G 下沉: r液< r物
一、物体的浮沉条件
漂浮: r液>r物
悬浮
F浮
G
G
漂浮
F浮
G
下沉
F浮
归纳小结:
因此也可以利用二者密度来描述物体的浮沉条件:
(1)物体密度小于液体密度时,物体 。
(2)物体密度等于液体密度时,物体受力平衡,可以 在液体内任何地方。物体___________。
(3)物体密度大于液体密度时,物体 。
上浮
悬浮
下沉
3.浮沉条件的讨论
一、物体的浮沉条件
3.浮沉条件的讨论
(1)上浮和下沉是不平衡态;
悬浮、漂浮和沉底是静止,属于平衡态,所受合力为0;
(2)上浮、下沉和悬浮:V排=V物;
漂浮:V排<V物
(3)空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平均密度
(ρ平=m总/V总)与液体密度ρ液比较。
注意:ρ平 是物体的平均密度,而不是构成该物体的物质的密度。
F浮 = G物
ρ液 gV排 = ρ物 gV物
ρ液 V排 = ρ物 V物
一、物体的浮沉条件
上浮(动) 下沉(动) 悬浮 漂浮 沉底
F浮____G F浮____G F浮____G F浮____G F浮+N___G
ρ液___ρ物 ρ液___ρ物 ρ液___ρ物 ρ液___ρ物 ρ液___ρ物
>
>
<
<
<
=
=
=
>
=
总结浮沉条件:
将新鲜的鸡蛋放到水和不同浓度的盐水中,观察,
学生讨论, 并解释原因。
【想想做做】
学以致用
1、小红在家帮妈妈洗菜,她把茄子没入水中,松手时发现茄子上浮,最后漂浮在水面上。关于茄子受到的浮力F浮和重力G的关系正确的是( )
A.茄子上浮过程中,F浮>G
B.茄子上浮过程中,F浮<G
C茄子漂浮在水面时,F浮>G
D.茄子漂浮在水面时,F浮<G
A
二、浮力的应用
芦湖独木舟
1、轮船:内部是“空心”的,虽然重力没有改变,但是排开水的_______ 增大,因而受到较大的 。轮船的大小通常用__________来表示。排水量就是轮船满载时排开水的质量。排水量用m排表示,排水量的单位是_____ 。
体积
浮力
排水量
吨(t)
F浮= m排g 而 F浮=G
∴ m船+m货= m排
2、潜水艇:通过改变_______ 来实现浮沉,其艇身装有水舱,向水舱充水时,重力大于浮力,从而__ ;当水舱充水,潜水艇重等于同体积水所受重力时,它可以 在水中。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时,潜水艇变轻,从而 。
自身重力
潜入水中
悬浮
上浮
二、浮力的应用
3、气球和飞艇:若气球中充的是密度 空气的气体,那么气球可以飘在空中。通常有两种方法:
(1)充入 或 ;
(2)充入被燃烧器加热而体积膨胀的热空气。
小于
氢气
氦气
二、浮力的应用
4、密度计:直接测量液体密度的工具
原理:密度计静止时漂浮在水面上,
F浮____G,同一支密度计放在不同的液体中,浮力大小_______,由公式F浮=ρ液gV排得:V排越大,液体密度越_______.
=
相等
小
二、浮力的应用
刻度特点:上小下大,刻度间隔不均匀。
浮沉条件的应用
生产
军事
气象
其他
轮船
潜水艇
热气球
密度计
物体的
浮沉条件
上浮
漂浮
悬浮
下沉
F浮>G物
ρ 液> ρ物
F浮< G物
ρ 液< ρ物
F浮= G物
ρ 液= ρ物
F浮= G物
ρ 液> ρ物
课堂小结
观看浮沉条件总结视频
为什么这么大的巨无霸能够漂浮在海面呢?
“福建”舰海试
你能用今天所学知识解释怎么实现上浮下潜的吗?
学以致用:
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
当堂检测
当堂检测
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
变小
当堂检测
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
B
方法1、由题意知溢出的水的体积就是V排 由阿基米德原理求出浮力等于5N,5N<15N ,F浮<G ∴沉底
方法2、由题意知溢出的水的体积就是V排=V物 ,由重力15N ,
G=mg得质量1.5kg,由ρ物= =
由ρ物>ρ水∴沉底。
当堂检测
4.有一木块竖直地浮在水面上,有1/5的体积露出水面,若把露出的体积切掉,则 ( )。
A.木块将全部浸没在水中
B.木块剩余部分4/5浸没水中
C.木块剩余部分1/5浸没水中
D.木块下沉入水底
B
5.当船从河里驶入海里时,下列说法正确的是( )
A.船所受的浮力大于重力 B.船体下沉一些
C.船所受的浮力小于重力 D.船体上浮一些
D
当堂检测
6.如图所示,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变 来实现的;潜水艇在上浮过程中,未露出水面之前,所受的浮力将 选填“变大”、“变小”或“不变”).
自重
不变
7.中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304 m、舰宽70.5 m,满载时排水量达67500 t.它满载时所受的浮力
为 (g取10 N/kg).2012年9月25日,该舰正式加入中国海军序列.2012年11月23日,中国航母舰载机歼-15着舰成功,当舰载机着舰后,浮力将 选填“不变”、“变小”或“变大”).
变大
当堂检测
7、潜水艇是靠改变_________ 现上浮和下潜的,潜水艇潜入水中后在水中潜行,当从内陆河通过入海口进入大海中,为了保证其航行的隐蔽性,应进行的操作是___________ ;此时潜水艇的重力变_______,浮力_________.
自身重力
吸进海水,增大自身重力
大
大
8.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,以下判断正确的是( )
A.液体的密度关系是
B.液体对容器底部的压强关系是
C.容器对桌面的压强关系是
D.小球受到的浮力大小关系是
D
当堂检测
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