93_研究物體的浮沉條件

1、第九章 浮力與升力9.3 研究物體的浮沉條件像“泰坦尼克”號這樣的鋼鐵巨輪為什么能浮在海面上？撞上撞上冰山后，冰山后， “泰坦尼克泰坦尼克”號為什么會沉沒？號為什么會沉沒？到底什么決定了物體的沉??？雞蛋放入水中，然后加鹽雞蛋放入水中，然后加鹽結(jié)論：結(jié)論：1 1浮力的大小與浮力的大小與_有關(guān)有關(guān)觀察觀察液體的密度液體的密度解釋生活中的現(xiàn)象解釋生活中的現(xiàn)象: : 容器中有一個雞蛋沉在水下，當(dāng)不斷向容器容器中有一個雞蛋沉在水下，當(dāng)不斷向容器加鹽攪拌后，雞蛋會從水中浮出來，最終漂浮在加鹽攪拌后，雞蛋會從水中浮出來，最終漂浮在水面上，試用所學(xué)的物理知識解釋這種現(xiàn)象。水面上，試用所學(xué)的物理知識解釋這種現(xiàn)象

2、。 答：開始因為雞蛋的密度大于水的密度所以沉底；加鹽后，鹽水的密度變大，當(dāng)鹽水的密度大于雞蛋的密度時，雞蛋就會漂浮在水面上。沉浮條件 當(dāng)當(dāng)F F浮浮G G時時, ,合力方向豎直合力方向豎直向下，物體在液體中向下運動稱向下，物體在液體中向下運動稱為為下沉下沉G G下沉下沉 當(dāng)當(dāng)F F浮浮G G時時, ,合力為零，即二力合力為零，即二力平衡，此時物體將靜止在液體中任平衡，此時物體將靜止在液體中任意深度的地方稱為意深度的地方稱為懸浮懸浮。懸浮懸浮 當(dāng)當(dāng)F F浮浮G G時時, ,合力為零，合力為零，即二力平衡，即二力平衡，此時物體將此時物體將懸浮懸浮。當(dāng)當(dāng)F F浮浮G G時，時，合力方向豎直合力方向豎

3、直向上，物體就向上，物體就上浮上浮漂浮漂浮時時F F浮浮G G。當(dāng)當(dāng) F F浮浮G G時時, ,合力方向豎合力方向豎直直向下，物體向下，物體就就下沉下沉。物體的浮沉條件物體的浮沉條件浸沒在液體中浸沒在液體中靜止靜止的物體的物體當(dāng)當(dāng)F F浮浮G G時，合力方向豎直向下，物體就下時，合力方向豎直向下，物體就下沉沉當(dāng)當(dāng)F F浮浮G G時，合力為零，即二力平衡此時物時，合力為零，即二力平衡此時物體將懸浮體將懸浮當(dāng)當(dāng)F F浮浮G G時，合力方向豎直向上，物體就上時，合力方向豎直向上，物體就上浮浮物體物體漂浮漂浮課堂思考 漂浮與懸浮有什么共同點與不同點？共同點：在平衡力的作用下靜止不動。 漂浮與懸浮在液面

4、上的物體，浮力等于重力。不同點：漂浮是物體一部分浸入液體中，懸浮是整個物體浸沒在液體中。F浮浮G G假設(shè)：假設(shè)：實心物體完全浸沒在液體中時實心物體完全浸沒在液體中時, , V V排排=V=V物物=V=V=液液g gV V=物物g gV V遷移深化遷移深化 圖釘、鐵塊在水中下沉圖釘、鐵塊在水中下沉小木塊、大木塊在水中上浮至漂浮小木塊、大木塊在水中上浮至漂浮(1) 漂浮漂浮 F浮浮=G V排排物物(2) 懸浮懸浮 F浮浮=G V排排=V物物 液液=物物(3) 上浮上浮 F浮浮G V排排=V物物 液液物物(4) 下沉下沉 F浮浮G V排排=V物物 液液物物 浸在液體中的物體的浮和沉浸在液體中的物體的

5、浮和沉,決定于所受的決定于所受的浮力和重力的合力的情況浮力和重力的合力的情況 。物物是物體的密度（平均密度），而不是構(gòu)是物體的密度（平均密度），而不是構(gòu)成該物體的物質(zhì)的密度成該物體的物質(zhì)的密度物體的浮沉條件物體的浮沉條件思考 改變物體浮沉的方法有哪些？ 改變自身的重力大小。 改變自身的體積大小。 改變液體密度大小。長風(fēng)破浪長風(fēng)破浪航空母艦航空母艦二、浮沉條件在技二、浮沉條件在技術(shù)上的應(yīng)用術(shù)上的應(yīng)用1、輪船小小竹筏小小竹筏航空母艦航空母艦 輪船總是漂浮在水面上，輪船總是漂浮在水面上， 一艘輪船從一艘輪船從河里駛向駛向大海大海，它受到的重力大小它受到的重力大小 （變大、變小、不變）；它（變大、變小

6、、不變）；它受到的浮力受到的浮力 大小大小 （變大、變小、不變（變大、變小、不變）；）；它排開它排開水的體積水的體積 （變大、變小、不變）；輪船是下沉（變大、變小、不變）；輪船是下沉些還是上浮些？些還是上浮些？河水河水海水海水我學(xué)我學(xué) 我用我用輪船（1）工作原理：物體）工作原理：物體漂浮漂浮在水面的原理工在水面的原理工作的。作的。（2）利用把密度比水大的鋼材制成）利用把密度比水大的鋼材制成空心空心的的使它排開更多的水，增大可利用的浮力。使它排開更多的水，增大可利用的浮力。（3）輪船在河里和海里都是浮體，因而所）輪船在河里和海里都是浮體，因而所受浮力相同，根據(jù)阿基米德原理，它在海水受浮力相同，根

7、據(jù)阿基米德原理，它在海水里比在河水里浸入的體積小。里比在河水里浸入的體積小。2、潛水艇利用吸水、排水的方法改變潛利用吸水、排水的方法改變潛水艇自身的重力實現(xiàn)上浮下潛的水艇自身的重力實現(xiàn)上浮下潛的 。二、浮沉條件在技術(shù)上的應(yīng)用1、潛水艇、潛水艇1.1.工作原理：潛水艇的上浮、下潛和懸浮，工作原理：潛水艇的上浮、下潛和懸浮，靠改變自身的重力來實現(xiàn)的?？扛淖冏陨淼闹亓韺崿F(xiàn)的。2.2.潛水艇自重的改變?nèi)Q于水艙內(nèi)充水或潛水艇自重的改變?nèi)Q于水艙內(nèi)充水或放水的多少放水的多少。 潛水艇 過程:潛水艇在水面下無論沉、浮，受到的浮力不變。當(dāng)向水艙充水時，F(xiàn)浮G時，則潛水艇上浮。 原理：浸沒水中后浮力不變，靠

8、改變自身重力（向水艙充水或排水）來實現(xiàn)沉浮過程和原理:3、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。利用熱空氣密度小，空氣利用熱空氣密度小，空氣受熱膨脹，熱氣球體積增大，受熱膨脹，熱氣球體積增大，也就是增大也就是增大V排排 ，達到增大浮，達到增大浮力的作用力的作用 。4 4、熱氣球熱氣球氣袋氣袋吊籃吊籃噴嘴噴嘴 噴嘴點火噴嘴點火加加熱熱, ,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滅，袋內(nèi)空氣變袋內(nèi)空氣變冷冷體積減小體積減小, ,排排開氣體的

9、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。氣球下降。5 5、孔明燈、孔明燈（熱氣球）（熱氣球）6、飛艇飛艇利用氦氣、氫氣密度比利用氦氣、氫氣密度比空氣的小，實現(xiàn)浮力大于重空氣的小，實現(xiàn)浮力大于重力而在空中上升力而在空中上升 。氣球和飛艇的共同點（1） 氣球和飛艇內(nèi)充有密度小于空氣的氣體氣球和飛艇內(nèi)充有密度小于空氣的氣體氫氣、氦氣、熱空氣等。氫氣、氦氣、熱空氣等。（2）原理：利用空氣的浮力，通過改變自身體積）原理：利用空氣的浮力，通過改變自身體積來實現(xiàn)上升和下降的。來實現(xiàn)上升和下降的。知識平臺知識平臺7 7、鹽水選種、鹽水選種利用浸沒在液體中的物

10、體受到的浮力跟液體的密度液有關(guān)，液越大， F浮越大。 物 液液，物體下沉。 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。鹽水選種的道理：鹽水選種的道理：飽滿種子的密飽滿種子的密度要大于鹽水的密度而下沉。度要大于鹽水的密度而下沉。8 8密密度度計計 工作原理工作原理：利用物體漂浮在液面上時浮利用物體漂浮在液面上時浮 力力 等于重力的原理制成的。等于重力的原理制成的。密度計密度計刻度特點刻度特點：上小下大，刻度間隔不均勻。上小下大，刻度間隔不均勻。讀數(shù)方法讀數(shù)方法：靜止時液面所對刻度乘以水的密度靜止時液面所對刻度乘以水的密度用途用途：一種可以直接測量液體密度的儀器。一種可以直接測量

11、液體密度的儀器。水水液體甲液體甲液體乙液體乙1.01.21.4原理：在各種液體中總是漂浮，原理：在各種液體中總是漂浮，F(xiàn)浮浮G?？潭戎档奶攸c：刻度值的特點：1、上面讀數(shù)小，下面讀數(shù)大；2、刻度不均勻，上疏下密、密度計是測液體密度的儀器，它是、密度計是測液體密度的儀器，它是根據(jù)物體漂浮在液面時根據(jù)物體漂浮在液面時F F浮浮_G_G物物（填、（填、 ）的原理制成的。）的原理制成的。、使用密度計時必須使其、使用密度計時必須使其_，才，才能正確測出液體的密度。能正確測出液體的密度。、密度計在各種不同的液體中所受浮、密度計在各種不同的液體中所受浮力是力是_（相同、不同）的，在密度（相同、不同）的，在密度

12、_ _ （大、?。┑囊后w中露出液面的體（大、?。┑囊后w中露出液面的體積較大，故密度計的刻度是上積較大，故密度計的刻度是上_下下_（大、?。＃ù?、小）。9、浮筒打撈沉船 浮筒打撈法是打撈沉船的一種方法，是用若干浮筒在水下充氣后，借浮力將沉船浮出水面。打撈沉船現(xiàn)代打撈沉船的方法是現(xiàn)代打撈沉船的方法是: :將幾個充滿將幾個充滿水的大型浮筒水的大型浮筒 沉入水底沉入水底, ,用鋼纜把浮用鋼纜把浮筒與沉船緊緊地拴在一起筒與沉船緊緊地拴在一起, ,然后用高然后用高壓空氣把浮筒中水排出壓空氣把浮筒中水排出, ,沉船就隨著沉船就隨著浮筒一起浮出水面浮筒一起浮出水面. .請解釋這樣打撈請解釋這樣打撈沉船的道理

13、沉船的道理答：浮筒中水排出后重力大大減少，浮力答：浮筒中水排出后重力大大減少，浮力卻沒有減少，即使拴上沉船也是卻沒有減少，即使拴上沉船也是GFG 空氣空氣時，必有時，必有F F浮浮GG物物，物體在，物體在空氣空氣中上中上浮浮知識拓展湯圓剛放入水中時，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魚鰾的功能當(dāng)魚鰾充氣時，魚體的當(dāng)魚鰾充氣時，魚體的平均密度平均密度減小，魚體減小，魚體上浮上?。霍~鰾排氣時，魚體的魚鰾排氣時，魚體的平均密度平均密度增大，魚體下沉。增大，魚體下沉。魚鰾起著調(diào)節(jié)魚體魚鰾起著調(diào)節(jié)魚體平均密度平均密度的功能的功能。當(dāng)當(dāng)F F浮浮G G物

14、物時，合力方向豎直向下，物體就下沉?xí)r，合力方向豎直向下，物體就下沉當(dāng)當(dāng)F F浮浮G G物物時，合力為零，即二力平衡，此時物體將時，合力為零，即二力平衡，此時物體將懸浮懸浮當(dāng)當(dāng)F F浮浮G G物物時，合力方向豎直向上，物體就上浮時，合力方向豎直向上，物體就上浮當(dāng)當(dāng)物體漂浮物體漂浮時，時，F(xiàn) F浮浮G G物物小結(jié)n F浮=G排=液gV排u F浮= F向上 F向下p F浮= G物 FlF浮=G物（懸浮或漂浮）浮力公式總結(jié)浮力公式總結(jié)： 水中的氣泡上升過程中，汽泡的2體積體積_4重力重力_5壓強壓強_6浮力浮力_1質(zhì)量質(zhì)量_3密度密度_不變不變變大變大變小變小不變不變變大變大變小變小浮浮力力2、物體浮

15、、物體浮沉的判定沉的判定受力比較法受力比較法a、b、c、密度比較法密度比較法a、b、3、浮力計、浮力計 算方法算方法a、稱、稱 重重 法、法、 F浮浮=G物物-Fb、壓、壓 力力 差差 法、法、 F浮浮=F向上向上-F向下向下c、原、原 理理 法、法、 F浮浮=G排排= 液液gV排排d、平、平 衡衡 法、法、 F浮浮= G物物 （懸浮或漂浮）（懸浮或漂?。┮阂何镂?上浮或漂浮上浮或漂浮液液= 物物 懸浮懸浮液液物物 下沉下沉4、浮力應(yīng)用：輪船、潛水艇、密度計、熱氣球等、浮力應(yīng)用：輪船、潛水艇、密度計、熱氣球等1、阿基米德原理：、阿基米德原理： F浮浮=G排排= 液液gV排排 （也適用于氣體）（也適用于氣體）F浮浮G物物 上浮上浮F浮浮= G物物 懸浮或漂浮懸浮或漂浮F浮浮G物物 下沉下沉c、 冰或冰中含有木塊、蠟塊、等密度小于水的物體，冰化為水后液面不變， 冰中含有鐵塊、石塊等密度大于水的物體，冰化為水后液面下降。 一冰塊放在一杯鹽水中，若冰塊全部溶化后，一冰塊放在一杯鹽水中，若冰塊全部溶化后，杯中液面將杯中液面將_（上升、下降、不變）（上升、下降、不變） 液面上升 由漂浮時，G物=G排 可知冰的重=排開的鹽水重 冰變成水后，水密度小于鹽水，則變成水的體積大于排開鹽水的體積 即溶化后液體總體積變大，即液面上升 “自我評價與作業(yè)”指導(dǎo) 略 上