研究物體的浮沉條件課件

1、1、在空氣中用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)某石塊重為5N；浸沒(méi)在水中稱量，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N；浸沒(méi)在另一種液體中稱量，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.4N，求這種液體的密度. 找出這個(gè)隱含條件是本題的關(guān)鍵.解 F浮液=GF液=5N1.4N=3.6N因?yàn)榻](méi)，所以V排液=V石=V排水=3104m32、用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一實(shí)心物塊，物塊下表面與水面剛好接觸，如圖甲所示。從此處勻速下放物塊，直至浸沒(méi)于水中并繼續(xù)勻速下放（物塊未與水底接觸）。物塊下放過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與物塊下表面浸入水的深度h的關(guān)系如圖乙。g取10N/kg，水的密度是1.0103kg/m3求：（1）物塊受到的重力；（2）物塊完全浸沒(méi)在水中受到的浮力；（

2、3）物塊的密度。9.3 研究物體的浮沉條件溫故知新1、浮力的大小與哪些因素有關(guān)？2、浮力的大小跟物體排開(kāi)的液重之間的關(guān)系？3、物體的重力怎樣計(jì)算？4、運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系是怎樣的？液、V排F浮=G排G=mg=gV物體受平衡力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變物體受非平衡力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變潛艇下沉上浮懸浮物體的浮與沉是由什么因素決定的呢？導(dǎo)入新課 將小木塊、乒乓球、金屬塊浸沒(méi)在水中，松手后，它們將怎樣運(yùn)動(dòng)？做一做導(dǎo)入新課一、物體的浮沉條件是什么？活動(dòng)：讓雞蛋像潛艇一樣浮沉 把一個(gè)雞蛋輕輕地放入濃鹽水中現(xiàn)象漂浮將清水緩緩倒入濃鹽水中，并輕輕地?cái)嚢琛，F(xiàn)象懸浮繼續(xù)將清水緩緩倒入濃鹽水中，并輕輕地?cái)嚢琛，F(xiàn)象下沉現(xiàn)象上

3、浮再加入適量的鹽粒，并輕輕地?cái)嚢?。靜止?fàn)顟B(tài)，平衡狀態(tài)漂浮懸浮 漂?。何矬w浮在液面上,有部分體積露出液面的現(xiàn)象。 懸浮：物體沉沒(méi)在液體里，可以停留在任何位置，不露出液面。運(yùn)動(dòng)過(guò)程，非平衡狀態(tài)上浮 上?。寒?dāng)物體浸沒(méi)液體中時(shí)，物體會(huì)向上運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。 下沉：當(dāng)物體浸沒(méi)液體中時(shí)，物體會(huì)向下運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。下沉交流與合作（1）雞蛋在鹽水中受到哪兩個(gè)力的作用？（2）雞蛋處于不同狀態(tài)是由于哪個(gè)力發(fā)生了變化？漂浮時(shí)F浮懸浮時(shí)F浮上浮時(shí)F浮F浮=GF浮=GF浮G下沉?xí)rF浮歸納總結(jié) 浸在液體中的物體，其浮或沉取決于它所受到的浮力和重力的大小。物體的浮沉條件當(dāng)F浮G時(shí)，物體上浮。稱重法：F浮=GF壓力差法：F浮= F向上

4、 F向下阿基米德原理公式法：F浮=G排=液gV排二力平衡法： F浮=G物 歸納總結(jié)：計(jì)算浮力大小的方法:（懸浮或漂浮時(shí)）思維啟發(fā)雞蛋為什么既可在鹽水中漂浮，又可懸浮？ 雞蛋在漂浮或懸浮時(shí)，F(xiàn)浮=G，由于G不變，F(xiàn)浮也不會(huì)改變。根據(jù)F浮=G排=m排g =液gV排可知：液變小時(shí)， V排應(yīng)變大。液變大時(shí)， V排應(yīng)變?。?輪船從河里航行到海里，船會(huì)上浮一些還是下沉一些？為什么？想一想輪船始終漂浮，F(xiàn)浮不變，液變大， V排應(yīng)變小，船會(huì)上浮一些。平時(shí)常見(jiàn)到 在水中會(huì)上浮； 在水中會(huì)下沉。因?yàn)椴煌镔|(zhì) 不同。猜測(cè)物體在液體中的沉浮跟物體密度與液體密度之間的關(guān)系有關(guān)。木頭、泡沫等石塊、金屬塊等密度 一個(gè)實(shí)心物

5、體浸在液體中，你能否根據(jù)物體密度與液體密度之間的關(guān)系，對(duì)物體的浮沉作出判斷？GF浮G 上浮F浮GF浮G下沉F浮下沉：由F浮G可得： 液 gV排物上?。河蒄浮G可得 液 gV排物 gV物 因?yàn)?V排= V物 所以 液物講授新課GF浮F浮=G懸浮F浮GF浮=G漂浮 漂?。河蒄浮=G可得： 液 gV排=物 gV物 因?yàn)?V排物懸?。河蒄浮=G可得： 液 gV排=物 gV物 因?yàn)?V排= V物 所以 液= 物講授新課浮沉條件漂浮 F浮=G V排物懸浮 F浮=G V排=V物 液=物上浮 F浮G V排=V物 液物下沉 F浮G V排=V物 液物 簡(jiǎn)單的說(shuō)，浸在液體中的物體的浮和沉，取決于所受的浮力和重力的合

6、力的情況。還可以通過(guò)改變液體和物體密度來(lái)改變物體的浮沉狀態(tài)。講授新課狀 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(diǎn)說(shuō) 明F浮 G物F浮 G物F浮 =G物F浮 =G物分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的過(guò)程分析平衡狀態(tài)液物液物液=物液物物 是物體的密度（平均密度），而不是構(gòu)成該物體的物質(zhì)的密度講授新課F浮GF浮GF浮GF浮G漂浮與懸浮有什么共同點(diǎn)與不同點(diǎn)？共同點(diǎn)：懸浮與漂浮在液面上的物體，浮力等于重力。不同點(diǎn)：即：懸?。篤排=V物；物= 液漂?。篤排V物；物5N 因?yàn)椋?F浮G，物體最終會(huì)漂浮在水面上所以：F浮=G=5N。 答：物體受到的浮力為5N。 例2、冰山露出海

7、面的部分只是冰山的一部分，所以常有“冰山一角”的說(shuō)法。若海水的密度是1.03103kg/m3，冰的密度是0.9103kg/m3，則這座冰山露出海面的體積是總體積的幾分之幾？因?yàn)楸狡≡诤Ｃ嫔辖猓核裕篎浮G因?yàn)镕浮= 海水gV排，G=冰gV所以：海水gV排=冰gV V排/V= 冰/ 海水= 0.9103kg/m3/（ 1.03103kg/m3 ）=90/103V露/V=1-90/103=13/103 （3）選擇合適的方法列出等式（一般考慮平衡條件）。 （4）根據(jù)具體情況，合理選擇適用公式。在通常情況下，有關(guān)浮力的計(jì)算題，常會(huì)用到多個(gè)計(jì)算公式，有時(shí)同一公式會(huì)多次使用，但有關(guān)的物理量有所不同。解

8、決浮力計(jì)算題的方法：（1）確定研究對(duì)象，認(rèn)準(zhǔn)要研究的物體； （2）分析物體受力情況并畫出受力示意圖，判斷物體在液體中所處的狀態(tài)(看是否靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng))；二、浮沉條件在技術(shù)上的應(yīng)用 根據(jù)物體的浮沉條件，可以控制物體在液體中的浮沉。 利用物體浮沉條件的關(guān)鍵是調(diào)節(jié)重力G和浮力F浮的關(guān)系。 (1)若保持浮力不變，可改變自身的重力，實(shí)現(xiàn)沉浮； (2)若保持重力不變，可改變排開(kāi)液體（或氣體）的體積或液體（或氣體）密度的大小實(shí)現(xiàn)沉浮。1、潛水艇 （1）工作原理：潛水艇的上浮、下潛和懸浮，靠改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 （2）潛水艇自重的改變?nèi)Q于水艙內(nèi)充水或放水的多少。 2、利用浮筒打撈沉船 現(xiàn)代打撈沉船

9、的方法是:將幾個(gè)充滿水的大型浮筒沉入水底,用鋼纜把浮筒與沉船緊緊地拴在一起,然后用高壓空氣把浮筒中水排出,從而改變自身重力，沉船就隨著浮筒一起浮出水面。 球內(nèi)充有密度比空氣小得多得氫氣，用于氣象觀察。安裝的探空儀，能把高空的溫度、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等情況傳送給地面觀測(cè)站。3、氣象探測(cè)氣球 氣象探測(cè)氣球通過(guò)改變自身體積來(lái)改變浮力的大小，從而實(shí)現(xiàn)氣球的上升和下降。氣袋吊籃噴嘴4、熱氣球 噴嘴點(diǎn)火加熱,袋內(nèi)空氣受熱膨脹,熱氣球體積增大，浮力增大,當(dāng)浮力大于重力時(shí),氣球上升?？酌鳠魺釟馇?、飛艇 利用氦氣、氫氣密度比空氣密度的小，通過(guò)改變自身體積來(lái)改變浮力的大小，從而實(shí)現(xiàn)飛艇的上升和下降。上小下大

10、，上疏下密。靜止時(shí)液面所對(duì)刻度乘以水的密度用途：一種可以直接測(cè)量液體密度的儀器。讀數(shù)方法：刻度特點(diǎn)：6、密度計(jì)又叫比重計(jì)或浮秤原理：在各種液體中總是漂浮，F(xiàn)浮G。水液體甲液體乙1.01.21.4種類： 重表：用來(lái)測(cè)量密度大于水的的液體，最小刻度是“1.00”，所有刻度線都在1.00刻度的下面。 輕表：用來(lái)測(cè)量密度小于水的的液體，最大刻度是“1.00”，所有刻度線都在1.00刻度的上面。 利用浸沒(méi)在液體中的物體受到的浮力跟液體的密度液有關(guān)，液越大， F浮越大。 7、鹽水選種物 液，物體下沉。 干癟、蟲蛀的種子會(huì)上浮直至漂浮，而飽滿的種子下沉到容器底部。拓展與應(yīng)用 為什么湯圓或水餃剛放入水中時(shí),會(huì)

11、沉入鍋底,而當(dāng)湯圓或水餃煮熟時(shí),則會(huì)浮出水面?魚鰾的功能魚鰾起著調(diào)節(jié)魚體體積的功能。當(dāng)魚鰾充氣時(shí)，魚體的體積增大，魚體上??；魚鰾排氣時(shí)，魚體的體積減少，魚體下沉。課堂練習(xí) 1.物體在液體中的浮沉決定于液體所受的_力和_力的大小。 2.當(dāng)物體所受的重力_ 浮力時(shí)，物體下沉；當(dāng)物體所受的重力_ 浮力時(shí)，物體上浮；當(dāng)物體所受的重力_ 浮力時(shí)，物體漂浮。當(dāng)物體所受的重力_ 浮力時(shí)，物體懸浮。 3.鐵塊在水中下沉是因?yàn)殍F塊受到的浮力_ 重力；鐵制的輪船漂浮在水面上是因?yàn)檩喆艿降母× 重力。重浮大于小于等于等于小于等于D空心自身的重力向水艙充水 4.船只采用“ ”的辦法增大可以利用的浮力，漂浮在水面上

12、。潛水艇靠改變 來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉，要使浮在水面的潛水艇潛入水中，應(yīng)當(dāng) 5.將一個(gè)鋁制空心球用手沒(méi)入水中，放手后球?qū)ⅲ?） A、上浮 ；B、下沉； C、懸??； D、無(wú)法確定。A 6、一個(gè)重為0.5N的土豆浸沒(méi)在裝滿水的燒杯中溢出了0.4N的水，則土豆在水中 （ ） A、下沉 B、懸浮 C、上浮 D、以上都有可能甲C 7.小紅同學(xué)在一支鉛筆的下端粘上一塊橡皮泥，將它分別置于甲、乙兩杯液體中，觀察到靜止時(shí)的情形如圖5所示，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A鉛筆在甲杯液體中受到的浮力較大 B鉛筆在乙杯液體中受到的浮力較大 C乙杯液體的密度較大 D甲杯液體的密度較大107107103 8.排水量為1000t的輪船在

13、河水中航行，滿載時(shí)船及所裝貨物共重 N，受到河水的浮力是 N，如果河水密度為1.0103kg/m3，船排開(kāi)的河水的體積是 m3。（取g=10N/kg）C 9、把一個(gè)小球輕輕放入盛滿水的杯中，靜止時(shí)溢出了0.1kg的水，則小球的質(zhì)量 （ ） A 一定等于0.1kg B 一定小于0.1kg C 大于或等于0.1kg D 小于或等于0.1kg 10.請(qǐng)判斷體積是0.6m3，質(zhì)量是450kg的水雷浸沒(méi)在水中的浮沉情況。（g=10N/kg） 11、一木塊浮在水面上有1/2體積露出水面，放在另一種液體中，有3/8的體積露出液面，求另一種液體的密度液。12.將一邊長(zhǎng)是0.1m的實(shí)心正方體，緩慢放入盛滿水的燒

14、杯內(nèi)，待它靜止時(shí)，從杯中溢出0.6kg的水。(g取10N/kg，水 =1.0l03kg/m3) (1)求正方體受到的浮力； (2)求正方體排開(kāi)水的體積； (3)判斷正方體在水中靜止時(shí)處于漂浮、懸浮、還是沉底，并寫出判斷依據(jù)； (4)求正方體的密度。 體積為1.010-3 m3的正方體木塊，投入如圖所示裝有水的容器中，靜止后露出水面的高度為510-2 m,容器的底面積為0.04 m2.（g取10N/kg）求： 木塊受到的浮力； 木塊的重力； 投入木塊后，容器底增加的壓強(qiáng)； 若將此木塊投入某液體中，露出液面高度為4cm，求這種液體的密度；本 節(jié) 小 結(jié)一、物體的浮沉條件：當(dāng)F浮G物時(shí)，合力方向豎直向下，物體下沉； 當(dāng)F浮G物時(shí)，合力為零，即二力平衡，此時(shí)物體將懸浮；當(dāng)F浮G物時(shí)，合力方向豎直向上，物體就上?。划?dāng)物體漂浮時(shí)，F(xiàn)浮G物（1）受力比較法（2）密度比較法液= 物 物體懸?。灰何?物體上浮或漂浮液物 物體下沉；二、浮力計(jì)算的方法：稱重