1.3 第三節(jié) 水的浮力 第4課時(shí)

1、第四課時(shí)第四課時(shí) 物體浮沉的條件物體浮沉的條件 小結(jié)小結(jié) 上浮上浮 下沉下沉 懸浮懸浮 漂浮漂浮 F浮 浮 G物 物 F浮 浮 = G物 物 F浮 浮 物 物 液 液 物 物 物 物 V浸 浸 V物 物 = V浸 浸 V物 物 = V浸 浸 V物 物 = V浸 浸 V物 物 物體浮沉的條件不但可以用來解釋許多生活現(xiàn)象，物體浮沉的條件不但可以用來解釋許多生活現(xiàn)象， 而且在生產(chǎn)、生活和科研上也有許多重要的應(yīng)用。而且在生產(chǎn)、生活和科研上也有許多重要的應(yīng)用。 五五、物體浮沉的應(yīng)用物體浮沉的應(yīng)用 （一）、輪（一）、輪 船船 輪船漂浮在水面輪船漂浮在水面上上 F浮 浮 G排液 排液 G自重 自重 G貨物

2、貨物 = = 1.一塊鋼板放在水里會(huì)下沉，但為什么用一塊鋼板放在水里會(huì)下沉，但為什么用 鋼板制造的輪船卻能夠漂浮在水面上呢？鋼板制造的輪船卻能夠漂浮在水面上呢？ 1 1.把一塊橡皮泥放在水面把一塊橡皮泥放在水面 上，上，觀察觀察橡皮泥橡皮泥的浮沉？的浮沉？ 橡皮泥將沉入水底橡皮泥將沉入水底 2.將橡皮泥捏成碗狀，再將橡皮泥捏成碗狀，再 把它放在水面上，把它放在水面上，觀察觀察 橡皮泥橡皮泥的浮沉？的浮沉？ 橡皮泥將能浮在水面上橡皮泥將能浮在水面上 鋼板制成的輪船，由于船體中間很大部分是空鋼板制成的輪船，由于船體中間很大部分是空 的，能夠排開比自身體積大得多的水，獲得更的，能夠排開比自身體積大得

3、多的水，獲得更 大的浮力，所以能夠漂浮在水面上。大的浮力，所以能夠漂浮在水面上。 吃水線吃水線（吃水線標(biāo)志），通常指（吃水線標(biāo)志），通常指船舶載重線船舶載重線，表，表 明船明船體的體的吃水深度。商船一邊油漆上的標(biāo)志吃水深度。商船一邊油漆上的標(biāo)志，表表 明船舶載貨后可能的各種吃水程度明船舶載貨后可能的各種吃水程度。 輪船船體浸入水越深，表明排開的水量越多。輪船船體浸入水越深，表明排開的水量越多。 輪船的大小常用輪船的大小常用排水量排水量來表示，所謂來表示，所謂排水量就是排水量就是 輪船裝滿貨物時(shí)排開水的質(zhì)量。輪船裝滿貨物時(shí)排開水的質(zhì)量。 2. 一艘輪船自重一艘輪船自重0.7萬噸，它的排水量為萬噸

4、，它的排水量為 1.8萬噸，則它最多可運(yùn)載多少貨物？萬噸，則它最多可運(yùn)載多少貨物？ F浮 浮 G排液 排液 G自重 自重 G貨物 貨物 = G貨物 貨物=G排液 排液 G自重 自重 = - 1.8萬噸萬噸-0.7萬噸萬噸 =1.1萬噸萬噸 3. 一艘輪船從江河駛?cè)氪蠛：螅艿降母×σ凰逸喆瑥慕玉側(cè)氪蠛：?，受到的浮?如何變化？排開水的體積如何變化？如何變化？排開水的體積如何變化？ 從江海駛?cè)氪蠛?，都是處在漂浮狀態(tài)，故受到的從江海駛?cè)氪蠛?，都是處在漂浮狀態(tài)，故受到的 浮力都等于重力，并保持不變。浮力都等于重力，并保持不變。 但由于但由于海水的密度要大于江河水的密度海水的密度要大于江河水的密度，

5、所以，所以， 根據(jù)阿基米德原理根據(jù)阿基米德原理F浮 浮 液 液 g V排液排液可 可知，知，輪船排輪船排 開水的體積將減少開水的體積將減少。 （二）、潛（二）、潛 艇艇 潛艇是海軍的主要艦種之一，它潛艇是海軍的主要艦種之一，它 既能在水面航行，又能潛入水下進(jìn)行機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)。既能在水面航行，又能潛入水下進(jìn)行機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)。 1.如如右右圖所示，在玻璃球圖所示，在玻璃球 內(nèi)裝滿水，并用橡皮管內(nèi)裝滿水，并用橡皮管 把它連到針筒上。把它連到針筒上。 2.用針筒將玻璃球內(nèi)的水抽出，用針筒將玻璃球內(nèi)的水抽出， 觀察玻璃球的運(yùn)動(dòng)狀況。觀察玻璃球的運(yùn)動(dòng)狀況。 3.用針筒把水再次壓入用針筒把水再次壓入 玻璃球內(nèi)，觀察玻璃

6、玻璃球內(nèi)，觀察玻璃 球的運(yùn)動(dòng)狀況。球的運(yùn)動(dòng)狀況。 你知道你知道了了潛艇在水中潛艇在水中如如 何何實(shí)現(xiàn)上浮和下沉實(shí)現(xiàn)上浮和下沉的的嗎？嗎？ 改變潛艇自身的重力。改變潛艇自身的重力。 2 潛艇潛艇原理原理 當(dāng)水艙充滿水時(shí)當(dāng)水艙充滿水時(shí)：潛艇潛艇重力大于浮力重力大于浮力潛艇下沉潛艇下沉 水艙里的水排出水艙里的水排出：潛艇潛艇重力重力小小于浮力于浮力潛艇潛艇上浮上浮 水艙里留適量的水水艙里留適量的水：潛艇潛艇重力重力等等于浮力于浮力 潛艇潛艇懸浮懸浮 （三）、密度計(jì)（三）、密度計(jì) 構(gòu)造構(gòu)造：密度計(jì)是一根密封的玻璃管密度計(jì)是一根密封的玻璃管， 玻璃管下部的玻璃泡內(nèi)封裝玻璃管下部的玻璃泡內(nèi)封裝 有小鉛丸或

7、水銀有小鉛丸或水銀，玻璃管的玻璃管的 上部標(biāo)有刻度。上部標(biāo)有刻度。 原理原理： F浮 浮 液 液 g V排液 排液 G計(jì) 計(jì) 所測(cè)所測(cè)液體的密度不同，密度計(jì)液體的密度不同，密度計(jì) 排開液體的體積就不同，液面排開液體的體積就不同，液面 對(duì)應(yīng)密度計(jì)的位置也就不同。對(duì)應(yīng)密度計(jì)的位置也就不同。 密度計(jì)的刻度密度計(jì)的刻度是：是： 種類：種類： 比重計(jì)比重計(jì) 比輕計(jì)比輕計(jì) 比重計(jì)是用來測(cè)量密度大于比重計(jì)是用來測(cè)量密度大于1的液體，的液體， 即密度比水大，它的下端裝的鉛丸或水即密度比水大，它的下端裝的鉛丸或水 銀多一些。這種銀多一些。這種密度密度計(jì)的最小刻度線是計(jì)的最小刻度線是 “1”，標(biāo)，標(biāo)在在最高處，由

8、上而下，順次是、最高處，由上而下，順次是、 1.1、1.2、1.3 比輕計(jì)是用來測(cè)量密度比水小的液體。比輕計(jì)是用來測(cè)量密度比水小的液體。 它下它下端端裝的鉛丸或水銀少一些，這種裝的鉛丸或水銀少一些，這種密密 度度計(jì)的最大標(biāo)度線是計(jì)的最大標(biāo)度線是“1”，標(biāo)標(biāo)在最低處，在最低處， 由下而上順次是、由下而上順次是、0.9、0.8、0.7 下下大大上小上小 密度計(jì)的刻度密度計(jì)的刻度是如何標(biāo)示的？是如何標(biāo)示的？ （四）、航天員在水中處于懸浮狀態(tài)訓(xùn)練（四）、航天員在水中處于懸浮狀態(tài)訓(xùn)練 為了使航天員能夠適應(yīng)太空的特殊環(huán)境，人為了使航天員能夠適應(yīng)太空的特殊環(huán)境，人 們?cè)O(shè)計(jì)了在大型水池中對(duì)航天員進(jìn)行太空行們?cè)O(shè)

9、計(jì)了在大型水池中對(duì)航天員進(jìn)行太空行 走模擬訓(xùn)練的方法走模擬訓(xùn)練的方法。 為了保證航天員為了保證航天員 在水中處于懸浮在水中處于懸浮 狀態(tài)，應(yīng)使航天狀態(tài)，應(yīng)使航天 員自身及所攜帶員自身及所攜帶 的裝備受到的浮的裝備受到的浮 力與重力相等力與重力相等。 （五）、熱氣球和氣艇（五）、熱氣球和氣艇 人類早就幻想著像鳥兒一樣在藍(lán)天自由飛翔，正是熱氣人類早就幻想著像鳥兒一樣在藍(lán)天自由飛翔，正是熱氣 球使人類第一次實(shí)現(xiàn)了這一愿望。球使人類第一次實(shí)現(xiàn)了這一愿望。1783年年11月的一天，月的一天， 法國(guó)的蒙戈?duì)栙M(fèi)埃兄弟用紙和布制造了一個(gè)大袋子，用法國(guó)的蒙戈?duì)栙M(fèi)埃兄弟用紙和布制造了一個(gè)大袋子，用 火加熱袋里的空

10、氣，制成了最早的熱氣球。由于球內(nèi)熱火加熱袋里的空氣，制成了最早的熱氣球。由于球內(nèi)熱 空氣的密度比球外冷空氣小，使得熱氣球受到空氣的浮空氣的密度比球外冷空氣小，使得熱氣球受到空氣的浮 力大于重力，從而能在空氣中上升，如圖所示。力大于重力，從而能在空氣中上升，如圖所示。 1783年年12月，法國(guó)學(xué)者查理用月，法國(guó)學(xué)者查理用 密度小于空氣的氫氣代替熱空氣。密度小于空氣的氫氣代替熱空氣。 他制造的氫氣球升到他制造的氫氣球升到2000多米多米 的高空。后來，載人的氫氣球能的高空。后來，載人的氫氣球能 到達(dá)到達(dá)20000米的高空?，F(xiàn)在，觀米的高空。現(xiàn)在，觀 測(cè)高空氣象的氣球大多數(shù)是氫氣測(cè)高空氣象的氣球大多

11、數(shù)是氫氣 球。球。 為了克服氣球沒有動(dòng)力的缺點(diǎn)，人們制造了氣艇，為了克服氣球沒有動(dòng)力的缺點(diǎn)，人們制造了氣艇， 在大氣囊下安裝了帶螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖所示。在大氣囊下安裝了帶螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖所示。 氣艇曾被用于軍事偵察、轟炸和作為空中交通工氣艇曾被用于軍事偵察、轟炸和作為空中交通工 具。早期的氣艇充的都是易燃的氫氣，后來發(fā)生具。早期的氣艇充的都是易燃的氫氣，后來發(fā)生 了幾次氫氣爆炸事故，使人們改用了氦氣。了幾次氫氣爆炸事故，使人們改用了氦氣。 1.醫(yī)生給病人體檢，有時(shí)需要測(cè)量病人血液醫(yī)生給病人體檢，有時(shí)需要測(cè)量病人血液 的密度。如果用密度計(jì)進(jìn)行血液測(cè)量，需要血液的密度。如果用密度計(jì)進(jìn)行血液測(cè)

12、量，需要血液 量較多。分析人員采用了一個(gè)巧妙的方法：先在量較多。分析人員采用了一個(gè)巧妙的方法：先在 幾個(gè)試管內(nèi)分別裝入密度不同的、呈淡藍(lán)色的硫幾個(gè)試管內(nèi)分別裝入密度不同的、呈淡藍(lán)色的硫 酸銅溶液，然后分別在每個(gè)試管中滴進(jìn)一滴血液。酸銅溶液，然后分別在每個(gè)試管中滴進(jìn)一滴血液。 只要看到哪一個(gè)試管中的血滴懸在硫酸銅溶液中，只要看到哪一個(gè)試管中的血滴懸在硫酸銅溶液中， 就能判斷出血液的密度。說說這一做法的依據(jù)。就能判斷出血液的密度。說說這一做法的依據(jù)。 根據(jù)物體浮沉條件，根據(jù)物體浮沉條件，血滴懸血滴懸浮浮在在某種密度的某種密度的硫酸硫酸 銅溶液中銅溶液中，則它受到，則它受到硫酸銅溶液硫酸銅溶液的浮力

13、等于自身的浮力等于自身 受到的重力。根據(jù)阿基米德原理，它的密度與該受到的重力。根據(jù)阿基米德原理，它的密度與該 硫酸銅溶液硫酸銅溶液的密度相同。的密度相同。 2.人們常用人們常用“浮筒打撈法浮筒打撈法”打撈沉船，它的做法是：打撈沉船，它的做法是： 把幾個(gè)浮筒灌滿水，將它們沉到水底，潛水員用鋼索把把幾個(gè)浮筒灌滿水，將它們沉到水底，潛水員用鋼索把 它們拴在沉船的兩側(cè)。然后，打撈船上的機(jī)器開動(dòng)起來，它們拴在沉船的兩側(cè)。然后，打撈船上的機(jī)器開動(dòng)起來， 把空氣壓進(jìn)浮筒，將筒內(nèi)的水排出去，沉船就可以浮起把空氣壓進(jìn)浮筒，將筒內(nèi)的水排出去，沉船就可以浮起 來（如圖來（如圖1-33）。這樣做的原理是什么？）。這樣

14、做的原理是什么？ 將沉船與浮筒看作一個(gè)整體，當(dāng)浮筒內(nèi)的水未排出時(shí)，將沉船與浮筒看作一個(gè)整體，當(dāng)浮筒內(nèi)的水未排出時(shí)， 整體所受的重力大于浮力，整體所受的重力大于浮力， 所以船不會(huì)浮起。而當(dāng)所以船不會(huì)浮起。而當(dāng) 筒內(nèi)的水排出后，整體筒內(nèi)的水排出后，整體 所受的重力變小，以至所受的重力變小，以至 小于浮力，這樣，輪船小于浮力，這樣，輪船 與浮筒都將浮出水面。與浮筒都將浮出水面。 六、六、浮力產(chǎn)生的原因浮力產(chǎn)生的原因 設(shè)想有一個(gè)立方體的浸沒在水中設(shè)想有一個(gè)立方體的浸沒在水中 它的六個(gè)表面都受到壓力。它的六個(gè)表面都受到壓力。 左右兩側(cè)受到的壓力有何關(guān)系？左右兩側(cè)受到的壓力有何關(guān)系？ 前后兩側(cè)受到的壓力有

15、何關(guān)系？前后兩側(cè)受到的壓力有何關(guān)系？ 上下兩面受到的壓力上下兩面受到的壓力 有何關(guān)系？有何關(guān)系？ 上下兩個(gè)面的壓力的差，上下兩個(gè)面的壓力的差， 就是液體對(duì)物體的浮力。就是液體對(duì)物體的浮力。 F浮 浮 = F下表面下表面 - F上表面 上表面 求求浮力浮力大小的方法大小的方法 方法一、稱重法方法一、稱重法 F浮力 浮力 = GG 方法二、阿基米德原理法方法二、阿基米德原理法 F浮 浮 G排液 排液 液 液 g V排液 排液 方法三、方法三、懸浮漂浮條件懸浮漂浮條件法法 F浮 浮 =G物 物 方法四、方法四、壓力差法壓力差法 F浮 浮= F下表面 下表面 F上表面 上表面 1.小科和媽媽一起上街到

16、夜市買了一袋觀小科和媽媽一起上街到夜市買了一袋觀 賞魚（如圖賞魚（如圖 1-31），袋內(nèi)約有），袋內(nèi)約有13的體的體 積是封閉的空氣。小科回到家后將沒有打開塑料積是封閉的空氣。小科回到家后將沒有打開塑料 袋的觀賞魚直接放入家里的魚缸中。若不計(jì)塑料袋的觀賞魚直接放入家里的魚缸中。若不計(jì)塑料 袋的自重，那么這個(gè)裝著水和魚的塑料袋在魚缸袋的自重，那么這個(gè)裝著水和魚的塑料袋在魚缸 的水中所處的狀態(tài)是的水中所處的狀態(tài)是 -（ ） A懸浮在水中懸浮在水中 B漂浮在水面漂浮在水面 C下沉到缸底下沉到缸底 D先懸浮，后下沉先懸浮，后下沉 B 2.完全浸沒在水中的乒乓球，放手后從運(yùn)動(dòng)到靜完全浸沒在水中的乒乓球，

17、放手后從運(yùn)動(dòng)到靜 止的過程中，其浮力大小變化情況止的過程中，其浮力大小變化情況-（ ） A.浮力不斷變大，但小于重力浮力不斷變大，但小于重力。 B.浮力不變，但浮力大于重力浮力不變，但浮力大于重力。 C.浮力先大于重力，后小于重力浮力先大于重力，后小于重力。 D.浮力先不變，后變小，且始終大于重力直至浮力先不變，后變小，且始終大于重力直至 靜止時(shí)，浮力才等于重力靜止時(shí)，浮力才等于重力。 3.如圖所示兩個(gè)密度計(jì)如圖所示兩個(gè)密度計(jì)a、b，a密度計(jì)最上部刻密度計(jì)最上部刻 線為線為1，而，而b密度計(jì)最下部刻線為密度計(jì)最下部刻線為1若要測(cè)定若要測(cè)定 酒精的密度，則應(yīng)該使用密度計(jì)（酒精的密度，則應(yīng)該使用密度計(jì)（ ） Aa Bb C任意一