第3節(jié)物體的浮沉條件及應用

1、 作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個力就彼此平衡。平衡狀態(tài)： 保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的物體受到的力一定是平衡力。受平衡力作用的物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。觀察下面幾個物體的浮沉情況觀察下面幾個物體的浮沉情況提問：物體的浮與沉是由什么因素決定的呢？提問：物體的浮與沉是由什么因素決定的呢？ 1浸沒在水中的木塊為什么向上浮起？ 2浸沒在水中的鐵塊為什么沉到容器底部？ 3浸沒在水銀中的鐵塊為什么向上浮起？ 4鋼鐵制成的船為什么能在海面上航行？ 5物體在液體中都受到浮力，為什么有的上浮、有的下沉、有的懸?。刻岢鰡栴}提出問題懸浮懸浮上浮上浮下沉下沉 探究物

2、體的浮沉條件我們可以從浸在液體里的物體的受力情況去分析，設計如下圖的實驗來驗證.實驗序號 實驗方法 觀察小瓶運動情況 小瓶受力情況1把蓋上蓋子的空小瓶浸沒于水中，再松手 2把裝滿水并蓋上蓋子的小瓶浸沒于水中，再松手 3設法使小瓶既不上浮也不下沉，即靜止在水中（也叫懸?。?小瓶上浮小瓶上浮小瓶下沉小瓶下沉小瓶靜止小瓶靜止F F浮浮 G GF F浮浮 G GF F浮浮 G G結論：結論： 1. 1.物體在液體中的沉浮取決于物體所受的物體在液體中的沉浮取決于物體所受的重重力力和和浮力浮力的大小即通過改變重力或浮力的大小，的大小即通過改變重力或浮力的大小，可以改變物體的浮沉狀態(tài)?？梢愿淖兾矬w的浮沉狀態(tài)

3、。 2. 2.當當F F浮浮G G時，物體上浮，最終漂浮：時，物體上浮，最終漂?。篎 F浮浮=G.=G. 當當F F浮浮G G時，物體下沉，最終沉底：時，物體下沉，最終沉底：F F浮浮+N=G.+N=G. 當當F F浮浮G G時，物體處于懸浮時，物體處于懸浮. .水面水面G G物物F F浮浮F F浮浮G G物物下沉下沉上浮上浮兩個過程：兩個過程：F F浮浮 G G物物 物體下沉物體下沉 F F浮浮G G物物 物體上浮物體上浮. . .三個狀態(tài)：三個狀態(tài)： F F浮浮=G=G物物 物體漂浮物體漂浮 F F浮浮= G= G物物 物體懸浮物體懸浮 F F浮浮+N=G+N=G物物 物體下沉到水底物體下

4、沉到水底G G物物F F浮浮水面水面F F浮浮G G物物G G物物F F浮浮漂浮漂浮懸浮懸浮沉底沉底. . . .N N下沉下沉: :F F浮浮 G G液液gVgV排排物物gVgV物物V V排排=V=V物物液液物物懸?。簯腋。篎 F浮浮= G= G液液gVgV排排=物物gVgV物物V V排排=V=V物物液液=物物漂浮漂浮: :F F浮浮= G= G液液gVgV排排=物物gVgV物物V V排排V物物上浮上浮: :F F浮浮 G G液液gVgV排排物物gVgV物物V V排排=V=V物物液液物物上浮上浮: :F F浮浮 G G物物液gV排m物g液液gVgV排排物物gVgV物物V V排排=V=V物物液

5、液物物下沉下沉: :F F浮浮 G G物物液gV排m物g液液gVgV排排物物gVgV物物V V排排=V=V物物液液m物g液液gVgV排排=物物gVgV物物V V排排=V=V物物液液=物物漂浮漂浮: :F F浮浮= G= G物物液gV排m物g液液gVgV排排=物物gVgV物物V V排排V物物浮沉條件（物體浸沒在液體在）1.當F浮=G物時，懸浮，（V排=V物 液=物）；2.當F浮G物時，上浮，（V排=V物 液物）；最終漂浮， F浮=G物，（ V排物）；3.當F浮G物時，下沉,（ V排=V物 液物）；最終沉底，F(xiàn)浮+N=G,(V排=V物).浮沉條件（物體浸沒在液體中且實心） 1.當F浮=G物時， 液

6、gV排=物gV物，即液=物懸??； 2.當F浮G物時， 液gV排物gV物，即液G物時， 液gV排物gV物，即液物上浮.狀態(tài)上浮下沉懸浮漂浮物體受力分析浮沉條件浮力和重力比較液體密度和物體密度比較特點說明F F浮浮 G G物物F F浮浮 G G物物F F浮浮 =G=G物物F F浮浮 =G=G物物F F浮浮G G物物F F浮浮G G物物F F浮浮G G物物分析運動狀態(tài)變化分析運動狀態(tài)變化的過程的過程分析平衡狀態(tài)分析平衡狀態(tài)F F浮浮G G物物液液物物液液物物液液= =物物液液物物物物是物體的密度（平均密度），而不是構成是物體的密度（平均密度），而不是構成該物體的物質(zhì)的密度該物體的物質(zhì)的密度浸沒情況物

7、理現(xiàn)象 狀態(tài) 條件液與物 關系 V排與V物 關系浮部分浸沒漂浮在液面上靜止于液面上 F浮=G物液 物 V排G物液 物 V排V物懸 全部浸沒停留在液體里任何深度處靜止于液體中F浮=G物液=物 V排V物沉全部浸沒下沉向下運動F浮G物液物 V排V物全部浸沒沉底靜止在液體底部F浮G物液物 V排V物干癟、蟲蛀的種子會上浮直至漂浮，而飽滿的種子下沉到容器底部。鹽水選種的原理:浸沒在液體中的物體，如果它的密度小于液體的密度，物體上浮；如果它的密度等于液體的密度，物體可以懸浮在液體內(nèi)；如果它的密度大于液體，物體下沉。鹽水選種的道理：飽滿種子的密度要大于鹽水的密度而下沉。想想做做想想做做將新鮮雞蛋放入盛水容器中

8、，向水中加鹽，并攪拌，不斷增加鹽水的濃度。觀察雞蛋在容器中的位置變化。早在殷商之前，我國古代人民對浮力就有深入的觀察，到殷商時已由制獨木船發(fā)展到用木板組成大的船體，這是我國最早的木船。蘆湖獨木舟蘆湖獨木舟周朝以后不僅在小河上能架設浮橋，在黃河、長江這樣的大河流上也多次架設過浮橋。浮橋浮橋我國漢代曾發(fā)明過一種做軍事我國漢代曾發(fā)明過一種做軍事信號用的燈信號用的燈籠籠，燈籠能騰空而起，飛向天空。，燈籠能騰空而起，飛向天空。 三國時期有三國時期有“曹沖稱象曹沖稱象”。除了以舟稱物之外，以舟起重也是中國人除了以舟稱物之外，以舟起重也是中國人的發(fā)明。據(jù)史籍記載，真定縣僧人懷丙曾的發(fā)明。據(jù)史籍記載，真定縣僧

9、人懷丙曾“打打撈鐵牛撈鐵?！?。他創(chuàng)造了浮力起重法。他創(chuàng)造了浮力起重法。用橡皮泥做成能用橡皮泥做成能承載重物的小船，承載重物的小船，使它漂浮在水面使它漂浮在水面上。上。想想做做想想做做輪輪 船船1.1.工作原理（道理）：工作原理（道理）：采用采用“空心空心”辦法，雖然它所受的重辦法，雖然它所受的重力沒有改變，但是排開的水較力沒有改變，但是排開的水較多，因而受到較大的浮力，所多，因而受到較大的浮力，所以能漂浮在水面上。以能漂浮在水面上。2.2.排水量（排水量（m m排排）：）：輪船滿載時排開水的質(zhì)量：輪船滿載時排開水的質(zhì)量：輪船漂浮，F(xiàn)浮= G排=m排g 而 F浮=G船+G貨，則 m船g+m貨g=

10、 m排gm m船船+m+m貨貨=m=m排排。工作原理：靠改變自身重力上浮、懸浮和下潛。模擬潛水艇：模擬潛水艇：用注射器向密封的瓶內(nèi)用注射器向密封的瓶內(nèi)打起，將瓶內(nèi)的水排出，瓶向上浮起打起，將瓶內(nèi)的水排出，瓶向上浮起潛艇潛艇潛水艇潛水艇 潛水艇動畫 工作原理：靠改變自身重力來實現(xiàn)上浮、懸浮和下潛。過程:潛水艇在水面下無論下沉、上浮和懸浮，受到的浮力不變。當向水艙充水時，F(xiàn)浮G潛時，則潛水艇上浮。漂浮在水面時浮力也不一定相等。潛水艇自重的改變?nèi)Q于水艙內(nèi)充水或放潛水艇自重的改變?nèi)Q于水艙內(nèi)充水或放水的多少。水的多少。 潛水艇潛水艇體積_，如浸沒在水中時浮力也 ，靠改變_來實現(xiàn)浮沉。不變不變自身重力

11、自身重力不變不變你知道水中的魚是怎樣實現(xiàn)浮沉的？你知道水中的魚是怎樣實現(xiàn)浮沉的？ 工作原理：工作原理：靠空氣浮力升空靠空氣浮力升空內(nèi)部充有小于空氣密度的氣體內(nèi)部充有小于空氣密度的氣體氣球和飛艇氣球和飛艇熱氣球視頻氣袋氣袋吊籃吊籃噴嘴噴嘴 噴嘴點火噴嘴點火加熱加熱, ,袋內(nèi)空袋內(nèi)空氣受熱膨脹氣受熱膨脹, ,排開氣體的排開氣體的體積增大，體積增大，浮力增大浮力增大, ,浮浮力大于重力力大于重力時時, ,氣球上升。氣球上升。 噴嘴火焰熄噴嘴火焰熄滅，袋內(nèi)空氣變滅，袋內(nèi)空氣變冷體積減小冷體積減小, ,排排開氣體的體積減開氣體的體積減小，小，浮力減小浮力減小, , 浮力小于重力浮力小于重力, ,氣球下降

12、。氣球下降。氣球和飛艇的原理：密度小的氣體增大體積，改變浮力的大小?？酌鳠艨酌鳠簦釟馇颍釟馇颍╋w艇飛艇利用氦氣、氫氣密度比空氣的小，實現(xiàn)浮力大于重力而在空中上升 。氣象探測氣球球內(nèi)充有密度比空氣小得多得氫氣，用于氣象觀察。氣球（1） 氣球內(nèi)充有密度小于空氣的氣體氫氣、氦氣等。（2）原理：當氣G物，物體在空氣中上浮熱氣球的升降是一個比較復雜的過程，與熱氣熱氣球的升降是一個比較復雜的過程，與熱氣球體積及熱氣球內(nèi)部氣體的密度變化有關。當球體積及熱氣球內(nèi)部氣體的密度變化有關。當熱氣球的巨大氣袋充滿空氣（忽略體積變化）熱氣球的巨大氣袋充滿空氣（忽略體積變化）時時，用噴嘴加熱氣袋中的空氣，熱氣球內(nèi)部

13、氣，用噴嘴加熱氣袋中的空氣，熱氣球內(nèi)部氣體的溫度升高，密度減小。當熱氣球內(nèi)部氣體體的溫度升高，密度減小。當熱氣球內(nèi)部氣體的密度比其外部氣體的密度小到一定程度時，的密度比其外部氣體的密度小到一定程度時，熱氣球便上升了。熱氣球便上升了。 氣球、飛艇氣球、飛艇 充入密度充入密度_空空氣的氣體氣的氣體氣球、飛艇氣球、飛艇小于小于想想議想想議 議議?下降時下降時, ,氦氣球氦氣球_ 熱氣球熱氣球_ _ 放氣放氣停止加熱（降溫）停止加熱（降溫）湯圓剛放入水中時，湯圓剛放入水中時，會沉入鍋底會沉入鍋底湯圓煮熟時，則會浮湯圓煮熟時，則會浮出水面出水面密密度度計計 密度計視頻用途：用途：一種可以直接測量液一種可以直接測量液體密度的儀器。體密度的儀器。讀數(shù)方法：讀數(shù)方法：靜止時液面所對靜止時液面所對刻度乘以水的密度刻度乘以水的密度刻度特點：刻度特點：上小下大，刻度上小下大，刻度間隔不均勻。間隔不均勻。工作原理：工作原理：利用物體漂浮