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八年级科学物体浮沉的条件

发布时间:2013-11-05 09:39:07  

1、小瓶处于什么状态?小瓶 受到几个力的作用?

F浮

2、这些力的施力物体分 别是什么?有什么关系?
G

小瓶处于漂浮状态,F浮和G是一对 平衡力,F浮=G

F浮 1、要使下瓶下沉可以怎么办? 加水

2、此时物体受到几个力作 用?有什么关系?
小瓶处于下沉状态,F浮<G

G

1、怎样再使它浮上来呢? 把瓶子的水倒出来一部分

2、此时物体受到几个力作 用?有什么关系?
小瓶处于上浮状态,F浮>G

F浮

G

1、如果瓶中装适量的水,使 它浸没在水中时受到的浮力恰 好等于受到的重力,瓶子会怎 样? 瓶子可以浸没水中任何位置。 悬浮 2、此时物体受到几个力作 用?有什么关系? 小瓶处于悬浮状态,F浮=G

F浮

G

1、根据实验你能否发现一种使物体上浮、 下沉和悬浮的方法? 改变自身重力

2、根据实验你能否发现物体上浮、下沉、 漂浮和悬浮的条件是什么?

F浮

F浮

F浮

G F浮>G, 物体上浮 F浮

G F浮<G, 物体下沉

G F浮=G, 物体悬浮

物体的沉浮条件:物体 F浮=G, 的浮沉取决于物体所受 物体漂浮 的浮力和重力的大小。

G

物体浮沉的条件

当汤圆刚放入水中时,会沉入锅底,而当汤圆煮 熟时,则会浮出水面。这是为什么? 汤圆刚放入水中时,汤圆受到的浮力小于重力,汤 圆沉入锅底;汤圆煮熟时,它的体积增大,浮力也 随之增大,汤圆受到的浮力大于重力,汤圆浮出水 面。

7月29日,在黎巴嫩首都贝鲁特附近的海滩上,一只小 螃蟹在浓黑的油污中挣扎。黎巴嫩环境部长29日称,由于 敌军轰炸了黎巴嫩的一个发电厂,造成数千吨燃油泄入地 中海,使得地中海面临严重的环境灾难。

泄漏到大海的石油为什么都是漂浮在水面, 而不会沉入水底呢?

一个实心物体浸没在液体中,你能 否根据物体密度与液体密度之间的关系, 对物体的浮沉作出判断? 例: 下沉时 ∵F浮<G物 即:ρ液gV排<m物g ρ液gV物<ρ物V物g ∴ρ液<ρ物

悬浮:F浮=G物 下沉:F浮<G物 上浮:F浮>G物

ρ物 =ρ液 ρ物 >ρ液 ρ物 <ρ液 ρ物 <ρ液

实心物体

漂浮:F浮=G物

汤圆刚放入水中 时,会沉入锅底

汤圆煮熟时, 则会浮出水面。

石油在海面上形成一层 油膜(海上“沙漠”)

泄漏到大海的石油为什么都是漂浮在水面, 而不会沉入水底呢?

1.酒精的密度是0.8 X 103千克/米3 , 把 体积为500厘米3的铁块浸没在酒精中,它 3.92 受到的浮力是 牛.
2.一只实心球恰好能悬浮于酒精中(酒精的密度是 0.8 X 103千克/米3 ),把 此球浸没于水中,则( ) B A 一定下沉 B 一定上浮 C 悬浮 D 都有可能

B

3. 将一只漂浮在水面上的咸鸭蛋从水中捞出投 入到盐水中,在两种不同的液体中,

咸鸭蛋受到的 浮力哪一个更大( C ) A. 水中的大 B.盐水 中的大 C.一样大 D.不能确定

4.测定血液的密度不用密度计,因为这样做需要 大量的血液,而采用巧妙的方法:先在几支试管 中装入浓度不同的、呈淡蓝色的硫酸铜溶液,然 后分别在每支中滴入一滴.血液.分析人员只看 到哪一支管中血液悬浮在中间,就能判断血液的 密度其根据是( C ) A.液体内部同一深度向各个方向的压强相等 B. 液体的压强随深度的增加而增加 C.物体的浮沉条件 D.血液的上部受到的压强大于下部受到的压强

5. 某物体的质量为100克,当把它放进盛满水的容 器中时,溢出50毫升的水,则此物体( B ) A.浮在水面上 B.沉到容器底部 C.悬浮在水中 D.无法判断 6.一块马铃薯恰好能悬浮在某一浓盐水中,如 果将这块马铃薯切成大小不等的两块,仍放到 这一盐水中,则( D ) A.大的一块下沉,小的一块漂浮 B.两块都下沉 C.两块都上浮 D.两块都悬浮

复习提问
物体的浮沉条件是什么?
? (1)物体下沉:F浮<G物 或ρ物> ρ液

? (2)物体上浮:F浮>G物 或ρ物<ρ液
? (3)物体悬浮:F浮=G物 或ρ物= ρ液 ? (4)物体漂浮:F浮=G物 或ρ物< ρ液

7.王杰同学在海底世界游玩时,观察到鱼嘴里 吐出的气泡上升时的情况如图所示,则下列对 气泡上升时受到的浮力和气泡内气体的压强的 分析正确的是(D ) A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小 C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小

8.三个体积相同的正方体a,b,c分别浮在同种液体的 液面上,如图所示,若它们所受的浮力分别为Fa,Fb,Fc, 则这三个力由小到大的顺序是 Fb < Fa < Fc.物体的 质量是ma , mb , mc ,则这三个质量由小到大的顺 序是 mb < ma < mc .

a

b c

9.一块木块浮在水面上时,先后出现了两种不同 的状态,如图所示,则两种情况下,木块受到的浮 力( C ) A.竖直状态的大 B.水平状态的大 C.一样大 D.不能确定

应用一、密度计
? ①利用物体漂浮在液面 时F浮=G计原理工作的。 ? ② 密度计上的刻度线不 均匀,自上往下,刻度 线越来越密,刻度值越 来越大。密度计上的刻 度值是被测液体的密度 与水的密度的比值。
0.8 1.0 1.8 2.0 0.8 1.0 1.8 2.0 0.8 1.0 1.8 2.0

硫 酸



酒 精

例5

漂浮时F浮=G计 ? 密度计是利用 来测量液体密度的仪器,被测 液体的密度越大,密度计浸入 浅 液体的深度越 ,露出液 多 面的部分 。当把密度计 放入某种液体中静止时,液面 正对0.6这个刻度,则这种液 0.6×103 体的密度为 kg/m3。

0.6 0.8 1.0 1.8 2.0

某 液

应用二、 船
? 采用“空心”的办法增大可以利用的 浮力

应用二、 船
? 采用“空心”的办法,增大体积,使 它排开更多的水,达到增大浮力,最 终使F浮=G船

,浮在水面。 F浮

G船

? 轮船有大小,怎样反映轮船的 运载能力呢?

? 排水量:满载时排开的水的质量。(不是 排开水的重力)

排水量

例1

不变 , 浮 ? 轮船由江河驶入海里:重力 上浮 不变 ,轮船将 ? 力 一些(填 “上浮”或“下沉”)

例2

? 轮船是用密度大于水的材料制成的, 空心 所以必须把它作成 的,这 不变 样虽然受到的重力 ,但体积 增大 很多,受到的浮力 ,所以能 浮在水面。

应用三、潜水艇
? ①采用:浸没水中后浮力不变,靠改变 自身重力(向水舱充水或排水)来实现 沉浮 ? ②潜水艇在水面下无论沉、浮,受到的 浮力不变。当向水舱充水时,当潜水艇 的平均密度ρ平均>ρ水时,潜水艇下沉, 当ρ平均=ρ水时,潜水艇悬浮,而排水时, 当 ρ平均<ρ水时,则潜水艇上浮。

例3

? 潜水艇是靠改变 来实现上浮 和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到 水 下 200m 深 处 , 它 受 到 水 的 压 强 将 ,受到的浮力将 。

例3

? 潜水艇是靠改变 来实现上浮 和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到 水 下 200m 深 处 , 它 受 到 水 的 压 强 将 ,受到的浮力将 。

例3

? 潜水艇是靠改变 来实现上浮 和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到 水 下 200m 深 处 , 它 受 到 水 的 压 强 将 ,受到的浮力将 。

例3

? 潜水艇是靠改变 来实现上浮 和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到 水 下 200m 深 处 , 它 受 到 水 的 压 强 将 ,受到的浮力将 。

例3

潜水艇是靠改变 和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜 到 水 下 200m 深 处 , 它 受 到 水 的 压 强 变大 不变 将 , 受到的浮力 将 。

自身重力 来实现上浮

应用四、气球和飞艇

? ①采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、 热空气)的办法,使它受到的浮力大于重力 而升空。升空时ρ平均< ρ空气。 ? ②用改变自身的体积,实现沉浮。如减小体 积,则有F浮<G球下降。 ? ③气球不能无限制地升入高空,当F浮=G球时, 应该悬浮,实际上在没有达到悬浮时,其内 部气压大于外部气压而破裂。

例4

自身的体积 来实现 ? 气球和飞艇是靠改变 浮沉的。

小结
? 利用浮力的关键是调节重力和浮力的关系。 ? (1)若保持浮力不变,可改变自身的重力, 实现沉浮(如浸没水中的潜水艇) ? (2)若保持重力不变,可改变排开液体(或 气体)的体积实现沉浮。(如轮船、鱼泡 和气球)。

巩固练习
?1.船只采用“ 空心 ”的办法增大可以 利用的浮力,漂浮在水面上。潜水艇靠 改变自身的重力 来实现浮沉,要使浮在 水面的潜水艇潜入水中,应 当 向水舱充水 。 ?2.将一个铝制空心球用手没入

水中,放 D 手后球将: ( ) A、上浮 B、下沉 C、悬浮 D、无法确定

?3.一艘轮船从东海驶入长江时,下列说 法错误的是: (C ) A、轮船受到的浮力不变 B、轮船排开的液体受到的重力不变 C、轮船排开的液体的体积不变 D、轮船排开的液体的体积增大

?4.排水量为1000t的轮船在河水中航 107 行,满载时船及所装货物共重 107 N,受到河水的浮力是 N,如 果河水密度为1.0×103kg/m3,船排 103 开的河水的体积是 m3。(取g=10N/kg)

?5. 在0℃和标准大气压的情况下, 一个10m3的氢气球,在空气中受 到多大的浮力?空气密度为 解1.29kg/m3空气V球 g : 据F浮 ? ? ,氢气密度为0.09kg/m3, 取g=10N/kg。/ m 3 ? 10m 3 ? 10N / kg ? 1.29kg
? 129N

1. 关于浸在液体里的物体所受的浮力,下列 B ] 说法中不正确的是 [ A.浮力的方向竖直向上; B.浮力的施力物一定是水; C.浮力的大小与排开液体的质量成正比; D.实心的铁球也能浮在液面上. 2.用手将一个木球放入水中某一深度后,松开 手,木球上浮,在木球未露出水面的时候,下列 说法中正确的是 ( A ) A.木球所受的重力、浮力都不变; B.木球所受的重力不变,浮力变大; C.木球所受的重力、浮力都变小; D.木球所受的重力不变、浮力逐渐变小.

4.酒精的密度是0.8×103千克/米3,把体积 为500厘米3的铁块浸没在酒精中,它受到的浮 力是______牛.
5、一个体积为1000厘米3的物体浮在液面上, 受到的浮力大小为4.9牛,画出这个物体的受 力示意图,并求出这个物体的密度,这个物体 是什么材料做的?

1.一个盛水的杯中悬浮着一个小 球,杯子放在斜面上,如图,此处 小球受到的浮力方向如何?

F浮

答:方向竖直向上。

2.一个金属块挂在弹簧秤上,在空 气中称时,示数为 27牛 ,把它浸没 在水中称时,示数为17牛,它受到的 浮力是多少牛?

解:F浮=G-F拉=27牛-17牛=10牛
答:它受到的浮力是10牛。

3.图中甲、乙、丙、丁是四个材料、体积 、形状互不相同的物体,图中注明了它们的 沉浮情况,试在图中补画出每个物体受到的 浮力F与重力G的完整情况(只要定性地表示 F浮 出力的相对大小)。 丙 F浮 漂 乙 F浮 浮 F浮 下 丁 沉 甲 G 悬 浮 上 G 浮 G G

3.体积是 200cm3的铁块,一半浸在酒精里,它 受到的浮力有多大?(g取10N/kg)
解 : 铁块排开酒精体积

V排 =100 cm3=1.0×10-4m3 铁块所受浮力

F浮 ? ?酒gV排酒 =0.8 ?10 kg/m ?10 N / kg ?1.0 ? 10 m
3 3 ?4 3

? 0.8N
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3 例二 将体积为 的冰块,先后放入足够多的水和酒精中。求冰块在水和酒精 中静止时受到的浮力有多大?(g取10牛/千克)

100 cm

G 解 : 冰 ? ?冰

? g ?V冰 ? 0.9 N 若冰块在水中浸没,则 F浮 ? ?水 ? g ?V排 ? 1N ? 0.9N

冰将上浮至漂浮,静止时 若冰块在酒精中浸没,则

F浮水 ? G冰 ? 0.9N

F浮 ? ?酒 ? g ?V排 ? 0.8N ? 0.9N

冰将下沉,静止时
F浮酒 ? 0.8N

例三 铁块、铝块各一个,都重7.02牛,当它们浸没在水中时,各受到多大的浮力 (取g=10牛/千克) 已知 :

? ? 1?10 3 kg/m3 G铁 ? G铝 ? 7.02 N,
? 铁 ? 7.9 ?10 kg/m , ? 铝 ? 2.7 ? 10 kg/m ,
3 3 3 3

求:

F浮

? F浮

五、物体浮沉条件应用
1、密度计 把模拟密度计分别放入水中和盐水中 为什么将吸管放入不同的液体中,液 面所对的位置会不同? (因为不同的液体密度不同,液体排开的体积 不同,液面对应的位置也就也不同)

注意:密度计的下端装有铅丸或水银;密度计上 所标的数值是纯数,这个纯数代表被测液体的密 度与水的密度的比值。(下大上小,刻度不均匀)

2、关于轮船 【轮船实验】 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?
做成空心的目的是调节浮力和重力的关系,即 把橡皮泥做成空心,它受到的重力没有改变, 而因为空心的橡皮泥可以排开更多的液体,获 得更大的浮力,从而使橡皮泥漂在液面。轮船 也是如此,Titanic的沉没,进水。(p27阅读) 有多条载重线(吃水线),因为浮力的大小不 仅与船只排开水的体积有关,而且和水的密度 有关。

3、关于潜水艇 【实验】注意观察:当注射器将气体压入 玻璃球时,或将球内的气体吸出时,玻璃 球内的水量和玻璃球沉浮的状态。 当注 射器将气体压入玻璃球时,球内的水量减 少,球(和球内的水)受到的重力变小, 一旦重力小于浮力,球将上浮;反之,当 注射器将球内的气体吸出时,球内的水量 增多,球(和球内的水)受到的重力变大, 一旦重力大于浮力,球将下沉。【课件演 示】潜水艇的结构和沉浮原理。 六、浮 力小结七、课后练习

讨论:
1、潜水艇是如何实现上浮和潜水的? 2、它自身的重量是如何改变?

实验:
P24把吸管分别放入水和盐水中(处于 漂浮状态),在吸管上分别标出两种液面 所对的位置

分析:
吸管在水中和盐水中都处于漂浮状态, 浮力都等于重力,所示吸管在水中和盐水 中受到浮力相等。吸管在水中排开水的体 积大于在盐水中排开盐水的体积,因为盐 水的密度大于水的密度。

你现在知道密 度计的原理吗?

构造: 密封的玻璃管,玻璃泡内封装有小铅丸 或水银,玻璃管上标有刻度。

特点:
1、密度计上所标的数值是纯数,这个 纯数代表被测液体的密度与水的密度的 比值。

2、上面的读数小,下面读数大。 3、刻度不均匀,上疏下密

你发现了什么?

原理:

用钢板制成空心,能漂浮在水面上 轮船的排水量:
轮船装满货物后排开水的重力,即轮船装满 货物时受的浮力。


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