内容正文:
10.3 物体的浮沉条件及应用
引入新课
活动:将木块、金属块和鸡蛋浸没在液体中,松手后,观察现象并描述。
木块上浮
铁块下沉
鸡蛋悬浮
浸没在水中的木块和金属块虽然都受到浮力的作用,但同时也受到重力的作用,如果浮力和重力大小不等,物体就不会保持静止,会出现上浮或者下沉的情况。
木块上浮
铁块下沉
问题:浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用,为什么有的物体上浮,有的物体下沉,有的物体还会悬浮在液体中?
引入新课
浮在水面的军舰和沉底的军舰都受到浮力的作用,那为什么有时浮在水面,被攻击后又沉底呢?物体的浮与沉由哪些因素决定?
1.活动1 按要求完成下面的实验。观察现象并思考原因。
一、物体的浮沉条件:浮力和重力的关系
①把盖紧盖子的空玻璃瓶浸没在水中再松手;
②把装满水盖紧盖子的玻璃瓶浸没在水中再松手;
③设法使小瓶既不上浮也不下沉,即静止在水中。
合作探究
(1)松手后,瓶子有哪些不同的运动状态?
上浮、下沉、静止三种运动状态
(2)松手后,瓶子受到了哪些力的作用?
受到浮力和重力的作用
G物
F浮
2.交流讨论:
观察与思考:“泰坦尼克”号这样的钢铁巨轮为什么能浮在海面上?
撞上冰山后,“泰坦尼克”号为什么会沉没?
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.在水中上浮的物体受到的浮力比它本身的重力大
D.没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
C
2.把重为5 N,体积为0.6 dm3的物体没入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体悬浮,浮力为6 N B.物体漂浮,浮力为5 N
C.物体下沉,浮力为6 N D.物体上浮,浮力为6 N
B
解析 当物体浸没在水中时,V排=V=0.6 dm3=6×10-4 m3,
受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-4 m3=6 N
F浮>G物,
所以物体上浮,当物体静止时,处于漂浮状态,此时F浮'=G物=5 N。故选B。
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
二、浮力的应用
最初人们利用密度小于水的木材,顺水漂流.
浮力的应用
轮船
钢铁的密度远大于水,怎样用沉重而坚硬的钢铁制成可以承载那么多货物的船呢?
12
浮力的应用
轮船
船体做成空心的,排开水的体积增大,受到的浮力增大
原理
13
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?
盐水浮鸡蛋
水
浓盐水
现象:
分析:
通过改变浮力或重力的大小,可以改变物体的浮沉状态。
鸡蛋放在清水中先是沉底;加盐后,鸡蛋上浮直至漂浮在水面上;再加清水后,鸡蛋又下沉直至沉底。
鸡蛋受到的重力不变。根据阿基米德原理ρ液变大,浮力变大了,鸡蛋的状态会发生变化。
想想做做
橡皮泥捏小船
二、浮力的应用
新课学习
(二)潜水艇
1.演示:浮沉子
思考:浮沉子时如何上浮和下沉的?
(二)潜水艇
二、浮力的应用
新课学习
2.潜水艇
阅读教材,思考潜水艇是如何上浮和下潜的?
潜水艇通过改变自身重力,实现上浮或下潜。
学以致用
盐水刚好可以让一颗生鸡蛋能漂起来
配制一定比例的盐水
不饱满的种子漂浮,饱满的种子沉底
盐水选种
总结提升——漂浮的五个规律
规律一:“二力平衡”,即物体所受浮力等于其自身重力
(F浮=G物)
规律二:“质量相等”,即物体排开液体的质量等于其自身质量
(m排=m物)
规律三:“浮力恒等”,即同一物体漂浮在不同液体中时,所受浮力相等(F1=F2=…=Fn=G物)
思考探究:
同样的潜水艇是怎样做到上浮、下潜的呢?
20
【解析】
潜水艇只受到两个力的作用,重力和浮力;注意潜水艇的水舱的体积是不变的;潜艇排开水的体积不变,潜艇处于同一液体当中(即排开液体的重力相等),那么浮力是不变的;浮力不变,只可能是重力的变化引起了潜艇的下沉、上浮和悬浮;潜艇有两个水舱,可以用人工的方法向水舱中压入和排出水;潜艇通过向水舱中压入和排出水能改变潜艇的重力;人工向水舱中压入水,直到重力大于浮力的时候,潜艇下沉;人工从水舱中排出水,直到重力小于浮力的时候,潜艇上浮;当重力与浮力相等时,潜艇悬浮。潜艇的原理是:靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。并且潜艇在浸没于水下不同深度所受浮力是相同的。
21
A. 橡皮泥的重力不变,是通过改变排开水的体积来实现漂浮的,故A错误;
B.潜水艇靠在水中排开水的体积不变,受到的浮力不变,是通过改变自身的重力来实现的,故B错误;
C.密度计漂浮在液体中, F浮始终等于G ,故C正确;
D.轮船从长江驶入东海, F浮= G船,由于ρ水变大,则V排变小,所以吃水深度变小,故D错误。
解析
2.关于物体沉浮条件及应用实例,下列分析合理的是( )
A.把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现
B.潜水艇靠改变排水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉
C.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同
D.轮船从长江驶入东海,吃水深度变大
C
22
(1)由物块在甲容器悬浮有ρ物=ρ甲,由物块在乙容器漂浮有ρ物<ρ乙,所以ρ甲<ρ乙,故A错误;两容器液面等高,p=ρgh,所以两液体对容器底压强: p甲<p乙,故D正确;
(2)两个相同的物块,在甲容器的物块悬浮,在乙容器的物块漂浮,两个相同的物块受到的浮力:F甲=F乙=G,故B错误;
由阿基米德原理得G甲排= F甲=F乙= G乙排,故C错误
解析
3.放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中.当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示.则( )
A. 甲容器中液体的密度较大
B. 乙容器中物块受到液体的浮力较大
C. 甲容器中物块排开液体的重力较大
D. 乙容器底部受到液体的压强较大
D
甲
乙
23
Lavf60.16.100
Lavf60.16.100
Lavf58.10.100
$