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第3节 水的浮力4

发布时间:2013-11-13 11:40:50  

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

计算浮力的方法:
1、F=G-G′ 2、F=G排液=m排液g=ρ排液gV排液 3、 F=ρ排气gV排气 4、F=F向上-F向下 5、漂浮时:F=G物=ρ物gV物 (V物<V排液)

6、悬浮时: F=G物=ρ物gV物(V物=V排液)

知识应用: 1、三个体积相同的球甲、乙、丙,它们 浮在同一种液体中,如图,则它们的密度关系 为( C ) A、ρ甲=ρ乙=ρ丙 B、ρ甲>ρ乙>ρ丙 C、ρ甲<ρ乙<ρ丙 D、ρ甲=ρ乙<ρ丙

如何将橡皮泥浮在水面上?

应用一、 船
? 采用“空心”的办法增大可以利用的浮力

应用一、 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

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

, 一些

例2

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

浮沉条件的应用
1、轮船 用空心的办法,增大排开水的 体积,以增大可利用的浮力
轮船的大小通常用排水量来表示 排水量: 轮船满载时排开水的质量(m排)

通常用“吨”作单位

应用二、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 自身重力 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 变大 ,受 到的浮力将 不变 。

2、潜水艇 靠改变自身重力来实现沉浮
A、向水舱中充水,潜水艇重力加大, G>F浮,潜水艇就逐渐潜入水中 B、水舱中充适量水,潜水艇的重力等于同 体积的水重,G=F浮,潜水艇就悬浮在水中 C、用压缩空气将水舱中的水排开一部分,

潜水艇重力变小,G<F浮潜水艇浮出水面

你知道气球采用了什么办法使它能够受到 空气的浮力而升空呢?
3、气球 气球内充有密度

小于空 气的气体(如氢气、氦 气或热空气),气球的 总重力小于浮力,气球 就上升。

4、飞艇——装了带螺旋桨的发动机, 可定向飞行的一种氦气气球。

应用三、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。

? 气球和飞艇是靠改变 自身的体积 现浮沉的。

来实

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)。

5、物体漂浮条件的应用——密度计
密度计是测定液体密度的仪器,它是个密 封的玻璃管,下端装有铅粒,上端有刻度。 把它放在待测的液体中时,它浮在液面上, 液面所对的刻度值就是待测液体的密度值。 你知道密度计测液体密度的原理吗?

应用四、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

5、物体漂浮条件的应用——密度计
密度计是测定液体密度的仪器,它是个密 封的玻璃管,下端装有铅粒,上端有刻度。 把它放在待测的液体中时,它浮在液面上, 液面所对的刻度值就是待测液体的密度值。 你知道密度计测液体密度的原理吗? 仔细观察密度计上的刻度,它有什么特点? 密度计:利用漂浮时,F浮=G物的 特点,测定液体的密度 刻度上疏下密 刻度值上小下大

例5

? 密度计是利用 漂浮时F浮=G计 来 测量液体密度的仪器,被测液体的 密度越大,密度计浸入液体的深度 越 浅 ,露出液面的部分多 。 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 kg/m3。 体的密度为

0.6 0.8 1.0 1.8 2.0

某 液

两个完全相同的圆筒形容器,内装质量相等, 密度分别为ρ1、ρ2的液体,将同一密度计分别 放入两液体中,都浮在液面上,如图所示,则 = 密度计在两液体中受到的浮力F1 _____F2;两 > 液体的密度ρ1 _______ρ2;两液体对容器底的 压强p1 _______p2。(选填“>”“=”或 = “<”)

课堂小结
浮沉条件的应用 1、轮船:采用“空心”的办法

增大排开水的体 积,以增大可利用的浮力

2、潜水艇:靠改变自身重力来实现沉浮的
3、热气球(飞艇):靠改变浮力(或重力)来 实现升降的

4、密度计:利用漂浮时,F浮=G物的 特点,测定液体的密度

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 自身的重力 来实现浮沉,要使浮在 改变 水面的潜水艇潜入水中,应 向水舱充水 当 。 ?2.将一个铝制空心球用手没入水中,放 手后球将: ( D ) 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的轮船在河水中航行, 107 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 107 1.0×103kg/m3,船排开的河水的体积 103 3。(取g=10N/kg) 是 m

?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1.29kg/m3,氢气密度 为0.09kg/m3,取g=10N/kg。 解 : 据F浮 ? ?空气V球 g
? 1.29kg / m ? 10m ? 10 N / kg
3 3

? 129N


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