(沪粤新版)9.3研究物体的浮沉条件

1、9.3 研究物体的浮沉条件,温故知新,1、浮力的大小与哪些因素有关？,2、浮力的大小跟物体排开的液重之间的关系？,3、物体的重力怎样计算？,4、运动和力的关系是怎样的？,液、V排,F浮=G排,G=mg=gV,物体受平衡力作用时，运动状态不改变,物体受非平衡力作用时，运动状态改变,做做想想,请同学们把你带来的小物品放入水中观察,你发现了什么？,有些物体上浮到水面，而有些物体下 沉到水底,点拨： 这些物体都受到了浮力，也都受到重力的作用。,物体上浮或下沉时，浮力和重力的大小有什么关系？,提出问题,做做想想： 演示浮沉子的浮与沉。,提出问题：怎样可以控制浮沉子的浮沉？,一、物体的浮沉条件是什么？,活动：让鸡蛋像潜艇一样浮沉,把一个鸡蛋轻轻地放入浓盐水中,现象漂浮,将清水缓缓倒入浓盐水中，并轻轻地搅拌。,现象悬浮,继续将清水缓缓倒入浓盐水中，并轻轻地搅拌。,现象下沉,现象上浮,再加入适量的盐粒，并轻轻地搅拌。,静止状态，平衡状态,漂浮,悬浮,漂浮：物体浮在液面上,有部分体积露出液面的现象。,悬浮：物体沉没在液体里，可以停留在任何位置，不露出液面。,运动过程，非平衡状态,上浮,上浮：当物体浸没液

2、体中时，物体会向上运动的现象。,下沉：当物体浸没液体中时，物体会向下运动的现象。,下沉,交流与合作,（1）鸡蛋在盐水中受到哪两个力的作用？,（2）鸡蛋处于不同状态是由于哪个力发生了变化？,漂浮时,F浮,悬浮时,F浮,上浮时,F浮,F浮=G,F浮=G,F浮G,F浮G,下沉时,F浮,归纳总结,浸在液体中的物体，其浮或沉取决于它所受到的浮力和重力的大小。,物体的浮沉条件,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的状态。,因为物体处于悬浮或者漂浮的状态时，F浮=G,于是得到测浮力大小的另一种方法平衡法：,F浮=G物,称重法：F浮= GF,压力差法：F浮= F向上 F向下,阿基米德原理公式法：F浮=G排=液gV排,二力平衡法： F浮=G物,归纳总结：计算浮力大小的方法:,思维启发,鸡蛋为什么既可在盐水中漂浮，又可悬浮？,鸡蛋在漂浮或悬浮时，F浮=G，由于G不变，F浮也不会改变。,根据F浮=G排=m排g =液gV排可知,液变小时， V排应变大。,液变大时， V排应变小；,轮船从河里航行到海里，船会上浮一些还是下沉一些？为什么？,想一想,轮船始终漂浮，F浮不

3、变，液变大， V排应变小，船会上浮一些。,F浮,G,=液gV,=物gV,思维拓展,假设：实心物体完全浸没在液体中时,V排=V物=V,G=mg=物gV物,F浮=G排=液gV排,若物体上浮：F浮G物,则物液,若物体悬浮：F浮=G物,则物= 液,若物体下沉：F浮G物,则物 液,注意：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,则物 液,若物体漂浮：F浮=G物， V排V物,交流与合作,漂浮与悬浮有什么共同点与不同点？,共同点：,在平衡力的作用下静止不动； 悬浮与漂浮在液面上的物体，浮力等于重力。,不同点：,漂浮是物体一部分浸入液体中，悬浮是整个物体浸没在液体中。,即：悬浮：V排=V物；物= 液,漂浮：V排V物；物 液,将糖浆、水以及油注入高玻璃杯，由于密度不同，液体分成三层。,把橡皮、蜡块、瓶塞及鸡蛋等放入杯中，观察这些东西分别位于哪一层液面上？,物体的密度小，就漂浮在上层，密度最大的就沉到最下层。,做做想想,例1：把重5N、体积为06dm3的物体投入水中，当物体静止时，受到的浮力是多少？为什么？,已知：G=5N，V= 06dm3,求：F浮,解：,假设物体能浸没于水中，则此时受到

4、的浮力F浮为：,F浮=液gV排=10kg/cm310N/kg06dm3=6N5N,因为： F浮G，物体最终会漂浮在水面上,所以：F浮=G=5N。,答：物体受到的浮力为5N。,例2、冰山露出海面的部分只是冰山的一部分，所以常有“冰山一角”的说法。若海水的密度是1.03103kg/m3，冰的密度是0.9103kg/m3，则这座冰山露出海面的体积是总体积的几分之几？,因为冰山漂浮在海面上,解：,所以：F浮G,因为F浮= 海水gV排，G=冰gV,所以：海水gV排=冰gV,V排/V= 冰/ 海水 = 0.9103kg/m3/（ 1.03103kg/m3 ）=90/103,V露/V=1-90/103=13/103,（3）选择合适的方法列出等式（一般考虑平衡条件）。,（4）根据具体情况，合理选择适用公式。在通常情况下，有关浮力的计算题，常会用到多个计算公式，有时同一公式会多次使用，但有关的物理量有所不同。,解决浮力计算题的方法：,（1）确定研究对象，认准要研究的物体；,（2）分析物体受力情况并画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)；,二、浮沉条件在技术上的应用,根据

5、物体的浮沉条件，可以控制物体在液体中的浮沉。,利用物体浮沉条件的关键是调节重力G和浮力F浮的关系。,(1)若保持浮力不变，可改变自身的重力，实现沉浮；,(2)若保持重力不变，可改变排开液体（或气体）的体积或液体（或气体）密度的大小实现沉浮。,1、潜水艇,（1）工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮，靠改变自身的重力来实现的。,（2）潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放水的多少。,球内充有密度比空气小得多得氢气，用于气象观察。安装的探空仪，能把高空的温度、气压、湿度、风速、风向等情况传送给地面观测站。,2、气象探测气球,气象探测气球通过改变自身体积来改变浮力的大小，从而实现气球的上升和下降。,3、热气球,喷嘴点火加热,袋内空气受热膨胀,热气球体积增大，浮力增大,当浮力大于重力时,气球上升。,孔明灯热气球,4、飞艇,利用氦气、氢气密度比空气密度的小，通过改变自身体积来改变浮力的大小，从而实现飞艇的上升和下降。,5、利用浮筒打捞沉船,现代打捞沉船的方法是:将几个充满水的大型浮筒沉入水底,用钢缆把浮筒与沉船紧紧地拴在一起,然后用高压空气把浮筒中水排出,从而改变自身重力，沉船就随着浮筒一起浮出水面。

6、,上小下大，上疏下密。,静止时液面所对刻度乘以水的密度,用途：,一种可以直接测量液体密度的仪器。,读数方法：,刻度特点：,6、密度计,又叫比重计或浮秤,原理：在各种液体中总是漂浮，F浮G。,水,液体甲,液体乙,1.0,1.2,1.4,种类：,重表：用来测量密度大于水的的液体，最小刻度是“1.00”，所有刻度线都在1.00刻度的下面。,轻表：用来测量密度小于水的的液体，最大刻度是“1.00”，所有刻度线都在1.00刻度的上面。,利用浸没在液体中的物体受到的浮力跟液体的密度液有关，液越大， F浮越大。,7、盐水选种,物 液，物体下沉。,拓展与应用,为什么汤圆或水饺刚放入水中时,会沉入锅底,而当汤圆或水饺煮熟时,则会浮出水面?,鱼鳔的功能,鱼鳔起着调节鱼体体积的功能。,当鱼鳔充气时，鱼体的体积增大，鱼体上浮；,鱼鳔排气时，鱼体的体积减少，鱼体下沉。,课堂练习,1.物体在液体中的浮沉决定于液体所受的_力和_力的大小。,2.当物体所受的重力_ 浮力时，物体下沉；当物体所受的重力_ 浮力时，物体上浮；当物体所受的重力_ 浮力时，物体漂浮。当物体所受的重力_ 浮力时，物体悬浮。,3.铁块在水中下沉是

7、因为铁块受到的浮力_ 重力；铁制的轮船漂浮在水面上是因为轮船受到的浮力_ 重力。,重,浮,大于,小于,等于,等于,小于,等于,D,空心,自身的重力,向水舱充水,4.船只采用“ ”的办法增大可以利用的浮力，漂浮在水面上。潜水艇靠改变 来实现浮沉，要使浮在水面的潜水艇潜入水中，应当,5.将一个铝制空心球用手没入水中，放手后球将（ ） A、上浮 ；B、下沉； C、悬浮； D、无法确定。,A,6、一个重为0.5N的土豆浸没在装满水的烧杯中溢出了0.4N的水，则土豆在水中 （ ） A、下沉 B、悬浮 C、上浮 D、以上都有可能,C,7.小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥，将它分别置于甲、乙两杯液体中，观察到静止时的情形如图5所示，下列说法正确的是 （ ） A铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大 B铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大 C乙杯液体的密度较大 D甲杯液体的密度较大,107,107,103,8.排水量为1000t的轮船在河水中航行，满载时船及所装货物共重 N，受到河水的浮力是 N，如果河水密度为1.0103kg/m3，船排开的河水的体积是 m3。（取g=10N/kg）,C,9、把一个小球轻轻放

8、入盛满水的杯中，静止时溢出了0.1kg的水，则小球的质量 （ ） A 一定等于0.1kg B 一定小于0.1kg C 大于或等于0.1kg D 小于或等于0.1kg,10.请判断体积是0.6m3，质量是450kg的水雷浸没在水中的浮沉情况。（g=10N/kg）,11、一木块浮在水面上有1/2体积露出水面，放在另一种液体中，有3/8的体积露出液面，求另一种液体的密度液。,12.体积为1.010-3米3的正方体木块，投入如图所示装有水的容器中，静止后露出水面的高度为510-2米，容器的底面积为0.04米2.（g取10N/kg）求： 木块受到的浮力 木块的重力 投入木块后，容器底增加的压强 若将此木块投入某液体中，露出液面高度为4厘米，求这种液体的密度.,本 节 小 结,一、物体的浮沉条件：,当F浮G物时，合力方向竖直向下，物体下沉；,当F浮G物时，合力为零，即二力平衡，此时物体将悬浮；,当F浮G物时，合力方向竖直向上，物体就上浮；,当物体漂浮时，F浮G物,（1）受力比较法,（2）密度比较法,液= 物 物体悬浮；,液物 物体上浮或漂浮,液物 物体下沉；,二、浮力计算的方法：,称重法：F浮= GF,压力差法：F浮= F向上 F向下,阿基米德原理公式法：F浮=G排=液gV排,二力平衡法： F浮=G物,三、浮沉条件的应用：,（1）潜水艇利用吸水、排水的方法改变潜水艇自身的重力实现上浮下潜的 。,（2）气象探测气球通过改变自身体积来改变浮力的大小，从而实现气球的上升和下降。,（3）浮筒打捞沉船利用高压空气把浮筒中水排出,从而改变自身重力，沉船就随着浮筒一起浮出水面。,（4）密度计利用密度计在各种液体中总是漂浮的状态，F浮G ，浮力大小不变。,

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