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人教版物理第十章_第3节物体的浮沉条件及应用 课件

发布时间:2014-02-10 13:45:39  

第十章 第3节 物体的浮沉条件及应用

提出问题
1.浸没在水中的木块为什么向上浮起? 2.浸没在水中的铁块为什么沉到容器底部? 3.浸没在水银中的铁块为什么向上浮起? 4.钢铁制成的船为什么能在海面上航行? 5.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?
悬浮
上浮 下沉

一、物体的浮沉条件
1.浮力与重力的关系
F浮

上浮: F浮>G

漂浮

F浮 上浮
G F浮 悬浮 下沉 G G

悬浮:F浮 = G
下沉: F浮<G 漂浮:F浮 = G

F浮

G

一、物体的浮沉条件
2.物体密度与液体密度间的关系 研究条件:实心物体浸没在液体中,受重力和浮力。

浮力:F浮=r液gV排 ; 重力:G =r物g V物; V排 = V物 根据浮沉条件进行比较
F浮> G F浮= G F浮< G 上浮: r液> r物 悬浮: r液 = r物 下沉: r液< r物 漂浮: r液>r


想想做做

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。

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

二、浮力的应用
我国古代对浮力的应用 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

我国古代对浮力的应用 周朝以后不仅在小河上能架设浮桥,在黄河、长 江这样的大河流上也多次架设过浮桥。

浮桥

我国古代对浮力的应用 我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼,灯 笼能腾空而起,飞向天空。

我国古代对浮力的应用 三国时期有“曹冲称象”。 除了以舟称物之外,以舟起重也是中国人的发明。 据史籍记载,真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛”。他创 造了浮力起重法。

二、浮力的应用
想想做做

用橡皮泥做成能 承载重物的小船, 使它漂浮在水面 上。

二、浮力的应用
轮船 (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

二、浮力的应用
潜水艇 模拟潜水艇:用注射器向密封的瓶 内打起,将瓶内的水排出,瓶向上 浮起 工作原理:靠改变自身重力上浮和下潜。

潜艇

二、浮力的应用
气球和飞艇 内部充有小于空气密度的气体

工作原理:靠空气浮力升空

运用浮力知识解决问题

三、例题分析
例1 关于浮力,下列说法中正确的是(

C )。 ×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

例2 小

一艘轮船从海里驶入河里,它受到的重力大

不变 ,它受到的浮力 不变 ;它排开水 变小 。(填变大,变小或不变) 的体积
【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

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( B 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

例4 如图所示,A、B两物体 静止在水中( )。 A 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,B物体的重力大 【解析】 A物体漂浮,B物体悬浮。 ∵ 不知GA与GB的关系, ∴ 不能根据F浮=G 比较浮力的大小。 又∵ 不知VA排与VB排的关系, ∴不能根据F浮 = ρ水 gV排比较浮力的大小。

B

例4 如图所示,A、B两物体 静止在水中( C ) A 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,B物体的重力大
【解析】 A漂浮:ρA< ρ水 ; B悬浮:ρB= ρ水 ∴ ρB= ρ水> ρA , ρB> ρA 。

B

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? 【解析】冰漂浮在水面上,F浮= G冰 G冰 m冰 F浮 V排 ? ? ? ?水 g ?水 g ?水 当冰化成水后,质量不变,所以,m水= m冰 m水 m冰 V化水 ? ?

?水

?水

冰排开水的体积等于冰化成水的体积

∴液面高度不变

当冰放入盐水中时,冰熔化后,液面如何变化? 【解析】冰漂浮在盐水中,F浮 = G

V排 ?

G冰

? 盐水 g

?

m冰

? 盐水

V化水 ?

m水

?水

?

m冰

?水

∵ 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

课堂小结 物体的浮沉条件 浮力的应用 浮力问题解析
轮船
潜水艇 气球和飞艇

作 业
1.用同一支密度计测定不同液体的密度,下列叙 述正确的是( B D ) 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 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“>”、“<”、“=”)


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