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物体浮沉条件与应用123

发布时间:2014-01-24 13:51:41  

10.3 物体浮沉条件及应用

物体在液体中的几种状态: (1)静止态:漂浮、悬浮、沉底 (2)运动态:上浮、下沉

F浮

1.当F浮>G时,物体将___。

上浮

G
F浮

G

当部份体积露出液面时,排开液体 的体积减小,受到的浮力减小,最 漂浮 后F浮=G,物体处于___状态。

F浮

2.当F浮=G,由于物体受 平衡力作用,物体将处于 ____状态,此时物体 可以停留在液体内任何位 置。
悬浮

G

下沉 3.当F浮<G时,物体将___,最后

与容器底接触,物体受浮力、重力 和支持力三个力作用。
F浮
F支持力

G =F浮 +F支持力

G

物体浸没在液体中时:
1. F浮<G物,物体下沉,最后沉底. 2. F浮=G物,物体在液体中悬浮. 3. F浮>G物,物体上浮,最后漂浮.

对于实心物体,当物体全部浸没在液体内部时, V物=V排,由于F浮=ρ液gV排液, G 物 = ρ 物 g V物 V排液= V物 所以: 1. ρ液>ρ物时,上浮,最后漂浮。 2. ρ液=ρ物时,悬浮。 3. ρ液<ρ物时,下沉。

一.物体的浮沉条件
(一)力的条件:
(1)当F浮>G物时,物体上浮
(2)当F浮< G物时,物体下沉

(3)当F浮=G物时,物体可以悬浮在水中
的任何位置

(二)密度条件:
(1)当ρ液 > ρ物时,物体上浮

(2)当ρ浮 < ρ物时,物体下沉
(3)当ρ浮 = ρ物时,物体可以悬浮 在水中的任何位置

捏成一团的橡皮泥

做成空心的

捏成一团的橡皮泥会沉入水底,而做成空心的 橡皮泥却为什么会漂浮在水面?

(1)下沉原因:F浮<G
(2)空心的,G不变,V排变 大,F浮=ρ液gV排,所以 F浮变大,当漂浮在水面时, G= F浮

1、两次橡皮泥所受的重力G甲和G乙 = G 乙。 的大小关系是: G甲_____ 2、两次排开水的体积V甲和V乙的大 小关系是: V甲_ < ____V乙。 3、两次所受浮力F甲浮和F乙浮的大小 < 关系是: F甲浮_____F 乙浮。

二、浮沉条件的应用

1.轮船

说说看!
铁块在水中会下沉,而轮船的船壳 都是用钢板制造的,为什么能漂浮 在水面上? 物体做成空心的,以使它排开更 多的水,从而增大可以利用的浮 力。

结论:要用密度大于水的材料制成能 够漂浮在水面上的物体,可以把它做 空心 的,以使它排开更多的水, 成________ 增大 从而______ (增大、减小)可以利 用的浮力。

关于轮船

排水量:轮船满载时排开水的质量
由m排 可 得 G排= m排g 可得 F浮= G排 ( F浮=ρ液gV排) 可得 V排= F浮/ρ液g = m排g /ρ液g =m排/ρ液

1.同一物体分别漂浮在水面和酒精液面时,它受 到的浮力( A ) A A 一样大 B漂浮在水面时大 C 漂浮在酒精液面时大 D 无从比较

2.同一只轮船从河里开到海里,轮船所受

到的 不变 大于 浮力___,船排开河水的体积___排开 海水的体积。(填“大于”、“小于”或“等于 F浮 F浮
河水 海水

G

G

载重线 (吃水线)

为什么将吸管放入不同的液体中,液面所对 的位置会不同?

A

B

C

G= F浮, G不变, F浮也不变, F浮= ρ液gV排,ρ液变大,V排变小。
A、B、C三种液体密度关系是怎样的?

2、密度计
用途: 测量液体密度的仪器 读数方法:静止时液面所对

刻度乘以水的密度
刻度特点: (1)上面读数小,下面读数大
(2)刻度不均匀,上疏下密

工作原理:漂浮原理即G= F浮

大多数鱼类在水中游动时,能向上游动, 也能向下沉,甚至能在水中不动。鱼类 为什么能随意地上浮和下沉呢?

鱼在水中如何浮沉
鱼用一个气囊来控制上浮下沉,这个气囊就是 鱼鳔,它隐藏在鱼身体的中央部位,当鱼要下沉 时,便使肌肉收缩,压迫鱼鳔,使鱼鳔体积变小, 浮力变小,浮力小于重力,鱼便下潜. 当鱼想浮出水面时,便使肌肉松驰,则鱼鳔体 积变大,鱼的浮力变大,浮力大于重力,鱼就上 浮. 死掉或眩晕了的鱼,因肌肉无法控制鱼鳔,任 其膨胀扩大,故会浮在水面.

3、走近潜水艇

潜水艇也能在水中随意的上浮和下沉, 它和鱼类的工作原理是否一样?

二.潜水艇原理

不变 ,如浸没在 2.潜水艇体积________ 水中时浮力也 不变 ,靠改 自身重力 变_______________ 来实现浮沉。

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.改变自重:向水舱内充水或放水。

4.气球和飞艇
(1) 气球和飞艇内充有密度小于空气的气体 (氢气、氦气、热空气等) (2)原理:利用空气的浮力,通过改变自身体积 来实现上升和下降。

加热时,袋内空气受 热膨胀,浮力增大。 浮力大于重力,气球 上升。

停止加热,袋内空气 变冷体积缩小,浮力减 小, 浮力小于重力,气 球下降。

孔 明 灯

? 我国汉代曾发明过一种做军事 信号用的灯笼,它用很轻的竹 篾扎成框架,用纸糊严,只在 下面留口,在灯笼的下面放一 个小碟,盛上松脂。点燃松脂 时,灯笼就能腾空而起,飞向 天空。

拓展与应用
打 捞 沉 船

盐 水 选 种

听说过曹冲称象的故事吗? 曹冲称象的原理是什么?

曹冲称象的故事中,曹冲把大象和石头分别放在 同一艘船上,并使两次水面在船上所对的刻度相 同,这样做是为了保证两次船在水下的 体积 相 同,两次船受到的浮力 相同 ,两次的总重 力 相等 ,两次的总质量 相等 ,因此只要称出石 块的质量,也就知道了大象的质量。

船漂浮,F浮=G物
F浮=ρ液gV排液, 控制V排

液不变。

学到了什么?
一.物体的浮沉条件
(一)力的条件:
(1)当F浮>G物时,物体上浮

(2)当F浮< G物时,物体下沉
(3)当F浮=G物时,物体可以悬浮在水中 的任何位置

(二)密度条件:
(1)当ρ (2)当ρ (3)当ρ
液 浮 浮

> ρ <ρ = ρ

物时,物体上浮 物时,物体下沉 物时,物体可以悬浮在

水中的任何位置

学到了什么?
二.浮沉条件的应用
? ? ? ? ? 1、轮船 2、潜水艇 3、气球、飞艇 4、测量密度(物体密度、液体密度) 5、浮力选矿、浮标

1、三个完全相同的实心球,分别在如图所示 的水、盐水、水银三种液体中静止,所受浮力 为F甲、F乙、F丙,下面判断正确的是( ) A、 F甲=F乙>F丙
C、 F甲=F乙< F丙


B 、 F 甲<F 乙 <F 丙
D 、 F 丙 < F 甲< F 乙
盐水 水银

2、如图,同一物体浸在甲液体中悬浮,浸在 乙液体中漂浮。比较物体在两种液体中所受浮 力F甲和F乙的大小及两种液体密度ρ 甲、 ρ乙 的大小,可以确定正确的是 ( )

A、 F甲=F乙
B、 F甲=F乙




ρ
ρ

甲=
甲<

ρ乙
ρ乙



C 、 F 甲 <F 乙
D 、 F 甲>F 乙




ρ
ρ

甲=

ρ乙
ρ乙


甲>

3、甲、乙是两个体积相同而材料不同的 实心球,它们静止在某种液体的情况, 如图,那么两球所受的浮力F甲 F乙, 两球的密度ρ 甲 ρ乙 (填“大于”“小于”或“等
于”)





4、如图所示,同一只密度计,先后放入密度为 ?A和?B的两种液体中,静止时如图,密度计在哪 种液体中受到的浮力大?

A

B

5、在图中,水面浮着一块冰, 当冰熔化了,容器中的水面将 A、下降 B、不变 C、升高 D、先下降,后升高


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