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第三节物体的浮沉条件及应用温故知新温故知新1 1、浮力的大小与哪些因素有关？、浮力的大小与哪些因素有关？2 2、浮力的大小跟物体排开的液重之间的关系？、浮力的大小跟物体排开的液重之间的关系？3 3、物体的重力怎样计算？、物体的重力怎样计算？4 4、运动和力的关系是怎样的？、运动和力的关系是怎样的？液液、V V排排F F浮浮=G=G排排G G=mg=mg=gV=gV物体受平衡力作用时，运动状态不改变物体受平衡力作用时，运动状态不改变物体受非平衡力作用时，运动状态改变物体受非平衡力作用时，运动状态改变做做想想做做想想请同学们把你带来的小物品放入水中观察请同学们把你带来的小物品放入水中观察你发现了什么？你发现了什么？有些物体上浮到水面，而有些物体下有些物体上浮到水面，而有些物体下 沉到水底沉到水底 点拨：点拨： 这些物体都受到了这些物体都受到了浮力浮力，也都受到，也都受到重力重力的作用。的作用。 物体上浮或下沉时，物体上浮或下沉时，浮力浮力和和重力重力的大小有什的大小有什么关系？么关系？提出问题提出问题 做做想想：做做想想：演示演示浮沉子浮沉子的浮与沉。的浮与沉。 提出问题：怎样可以控制浮沉子的浮沉？提出问题：怎样可以控制浮沉子的浮沉？一、物体的浮沉条件是什么？一、物体的浮沉条件是什么？活动：让鸡蛋像潜艇一样浮沉活动：让鸡蛋像潜艇一样浮沉 把一个鸡蛋轻轻地放入浓盐水中把一个鸡蛋轻轻地放入浓盐水中现象现象漂浮漂浮将清水缓缓倒入浓盐水中，并轻轻地搅拌。将清水缓缓倒入浓盐水中，并轻轻地搅拌。现象现象悬浮悬浮继续将清水缓缓倒入浓盐水中，并轻轻地搅拌。继续将清水缓缓倒入浓盐水中，并轻轻地搅拌。现象现象下沉下沉现象现象上浮上浮再加入适量的盐粒，并轻轻地搅拌。再加入适量的盐粒，并轻轻地搅拌。静止状态，平衡状态静止状态，平衡状态漂浮漂浮悬浮悬浮 漂浮：物体漂浮：物体浮浮在在液面上液面上, ,有部分体有部分体积露出液面的现象。积露出液面的现象。 悬浮：物体悬浮：物体沉没沉没在液体里，可以停留在在液体里，可以停留在任何位置，不露出液面。任何位置，不露出液面。运动过程，非平衡状态运动过程，非平衡状态上浮上浮 上浮：当物体浸上浮：当物体浸没液体中时，物体会没液体中时，物体会向上运动的现象。向上运动的现象。 下沉：当物体浸下沉：当物体浸没液体中时，物体会没液体中时，物体会向下运动的现象。向下运动的现象。下沉下沉交流与合作交流与合作（1 1）鸡蛋在盐水中受到哪两个力的作用？）鸡蛋在盐水中受到哪两个力的作用？（2 2）鸡蛋处于不同状态是由于哪个力发生了变化？）鸡蛋处于不同状态是由于哪个力发生了变化？漂浮时漂浮时F浮浮悬浮时悬浮时F浮浮上浮时上浮时F浮浮下沉时下沉时F浮浮归纳总结归纳总结 浸在液体中的物体，其浮或沉取决于它所受到的浸在液体中的物体，其浮或沉取决于它所受到的浮力浮力和和重力重力的大小。的大小。物体的浮沉条件物体的浮沉条件当当时，物体上浮；时，物体上浮；当当时，物体下沉；时，物体下沉；当当时，物体处于时，物体处于悬浮悬浮或者或者漂浮漂浮的状态。的状态。因为物体处于因为物体处于悬浮悬浮或者或者漂浮漂浮的状态时，的状态时，F F浮浮=G=G于是得到测浮力大小的另一种方法于是得到测浮力大小的另一种方法平衡法：平衡法：F F浮浮=G=G物物称重法：称重法：F F浮浮= G= GF F压力差法：压力差法：F F浮浮= F= F向上向上 F F向下向下阿基米德原理公式法：阿基米德原理公式法：F F浮浮=G=G排排=液液gVgV排排二力平衡法：二力平衡法： F F浮浮=G=G物物 归纳总结：归纳总结：计算浮力大小的方法计算浮力大小的方法: :思维启发思维启发鸡蛋为什么既可在盐水中漂浮，又可悬浮？鸡蛋为什么既可在盐水中漂浮，又可悬浮？ 鸡蛋在漂浮或悬浮时，鸡蛋在漂浮或悬浮时，根据根据F F浮浮=G=G排排=m=m排排g =g =液液gVgV排排可知可知液液变小时，变小时， V V排排应变大。应变大。液液变大时，变大时， V V排排应变小；应变小； 轮船从河里航行到海里，船会上浮一些还是下轮船从河里航行到海里，船会上浮一些还是下沉一些？为什么？沉一些？为什么？想一想想一想 轮船始终漂浮，轮船始终漂浮，F F浮浮不变，不变，液液变大，变大， V V排排应变小，应变小，船会上浮一些。船会上浮一些。F浮浮G G=液液gVgV=物物gVgV思维拓展思维拓展 假设：实心物体完全浸没在液体中时假设：实心物体完全浸没在液体中时,V,V排排=V=V物物=V=VG G=mg=mg=物物gVgV物物F F浮浮=G=G排排=液液gVgV排排若物体上浮：若物体上浮：F F浮浮GG物物则则物物液液若物体悬浮：若物体悬浮：F F浮浮=G=G物物则则物物= = 液液若物体下沉：若物体下沉：F F浮浮G 液液 注意：注意：物物是是物体的密度（平均密度）物体的密度（平均密度），而不是，而不是构成该物体的物质的密度构成该物体的物质的密度则则物物 液液若物体漂浮：若物体漂浮：F F浮浮=G=G物物， V排排V物物交流与合作交流与合作漂浮与悬浮有什么共同点与不同点？漂浮与悬浮有什么共同点与不同点？共同点：共同点： 在平衡力的作用下静止不动；在平衡力的作用下静止不动； 悬浮与漂浮在液面上的物体，浮力等于重力。悬浮与漂浮在液面上的物体，浮力等于重力。不同点：不同点： 漂浮是物体一部分浸入液体中，悬浮是整个物漂浮是物体一部分浸入液体中，悬浮是整个物体浸没在液体中。体浸没在液体中。即：悬浮：即：悬浮：V V排排=V=V物物；物物= = 液液漂浮：漂浮：V V排排VV物物；物物 5N =6N5N 因为：因为： F F浮浮GG，物体最终会漂浮在水面上物体最终会漂浮在水面上所以：所以：F F浮浮=G=5N=G=5N。 答：物体受到的浮力为答：物体受到的浮力为5N5N。 例例2 2、冰山露出海面的部分只是冰山的一部分，所冰山露出海面的部分只是冰山的一部分，所以常有以常有“冰山一角冰山一角”的说法。若海水的密度是的说法。若海水的密度是1.031.0310103 3kg/mkg/m3 3，冰的密度是，冰的密度是0.90.910103 3kg/mkg/m3 3，则这座，则这座冰山露出海面的体积是总体积的几分之几？冰山露出海面的体积是总体积的几分之几？因为冰山漂浮在海面上因为冰山漂浮在海面上解：解：所以：所以：F F浮浮G G因为因为F F浮浮= = 海水海水gVgV排排，G G=冰冰gVgV所以：所以：海水海水gVgV排排=冰冰gVgV V V排排/V=/V= 冰冰/ / 海水海水= 0.9= 0.910103 3kg/mkg/m3 3/ /（ 1.03 1.0310103 3kg/mkg/m3 3 ）=90/103=90/103V V露露/V=1-90/103=/V=1-90/103=13/10313/103 （3 3）选择合适的方法）选择合适的方法列出等式列出等式（一般考虑（一般考虑平衡条件）。平衡条件）。 （4 4）根据具体情况，合理选择适用公式。）根据具体情况，合理选择适用公式。在通常情况下，有关浮力的计算题，常会用到在通常情况下，有关浮力的计算题，常会用到多个计算公式，有时同一公式会多次使用，但多个计算公式，有时同一公式会多次使用，但有关的物理量有所不同。有关的物理量有所不同。解决浮力计算题的方法解决浮力计算题的方法：（1 1）确定研究对象，认准要研究的物体；）确定研究对象，认准要研究的物体； （2 2）分析物体受力情况并画出受力示意图，）分析物体受力情况并画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态判断物体在液体中所处的状态( (看是否静止或看是否静止或做匀速直线运动做匀速直线运动) )；二、浮沉条件在技术上的应用二、浮沉条件在技术上的应用 根据物体的根据物体的浮沉条件，可以浮沉条件，可以控制物体在液体控制物体在液体中的浮沉。中的浮沉。 利用物体浮沉条件的关键是调节利用物体浮沉条件的关键是调节重力重力G和和浮力浮力F浮浮的的关系。关系。 (1) (1)若保持浮力不变，可若保持浮力不变，可改变自身的重力改变自身的重力，实现，实现沉浮；沉浮； (2)(2)若保持重力不变，可若保持重力不变，可改变排开液体（或气体）改变排开液体（或气体）的体积的体积或或液体液体（或气体）（或气体）密度的大小密度的大小实现沉浮。实现沉浮。1 1、潜水艇、潜水艇 （1 1）工作原理：）工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮，靠潜水艇的上浮、下潜和悬浮，靠改变自身的重力改变自身的重力来实现的。来实现的。 （2 2）潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放水潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放水的多少。的多少。 球内充有密度比球内充有密度比空气小得多得氢气，空气小得多得氢气，用于气象观察。用于气象观察。安装安装的探空仪，能把高空的探空仪，能把高空的温度、气压、湿度、的温度、气压、湿度、风速、风向等情况传风速、风向等情况传送给地面观测站。送给地面观测站。2 2、气象探测气球、气象探测气球 气象探测气球气象探测气球通过通过改变自身体积改变自身体积来改变来改变浮力的大小，从而实浮力的大小，从而实现现气球的气球的上升和下降。上升和下降。气袋气袋吊篮吊篮喷嘴喷嘴3 3、热气球、热气球 喷嘴点火加热喷嘴点火加热, ,袋内空气受热膨胀袋内空气受热膨胀, ,热气球体积热气球体积增大，浮力增大增大，浮力增大, ,当浮力大于重力时当浮力大于重力时, ,气球上升。气球上升。孔明灯孔明灯热气球热气球4 4、飞艇、飞艇 利用氦气、氢气密度比空气密度的小，利用氦气、氢气密度比空气密度的小，通过通过改变改变自身体积自身体积来改变来改变浮力的大小，从而实现飞艇浮力的大小，从而实现飞艇的上升和的上升和下降。下降。5 5、利用浮筒打捞沉船、利用浮筒打捞沉船 现代打捞沉船的方法是现代打捞沉船的方法是: :将几个充满水的大型浮筒将几个充满水的大型浮筒沉入水底沉入水底, ,用钢缆把浮筒与沉船紧紧地拴在一起用钢缆把浮筒与沉船紧紧地拴在一起, ,然后然后用高压空气把浮筒中水排出用高压空气把浮筒中水排出, ,从而从而改变自身重力改变自身重力，沉沉船就随着浮筒一起浮出水面。船就随着浮筒一起浮出水面。上小下大，上疏下密。上小下大，上疏下密。静止时液面所对刻静止时液面所对刻度乘以水的密度度乘以水的密度用途：用途：一种可以直接测量液一种可以直接测量液体密度的仪器。体密度的仪器。读数方法读数方法：刻度特点刻度特点：6 6、密度计、密度计又叫比重计或浮秤又叫比重计或浮秤原理：原理：在各种液体中在各种液体中总是漂浮，总是漂浮，F F浮浮G G。水水液体甲液体甲液体乙液体乙1.01.21.4种类：种类： 重表：用来测量密度大于水的的液体，最重表：用来测量密度大于水的的液体，最小刻度是小刻度是“1.00”1.00”，所有刻度线都在，所有刻度线都在1.001.00刻度的下面。刻度的下面。 轻表：用来测量密度小于水的的液体，最大刻轻表：用来测量密度小于水的的液体，最大刻度是度是“1.001.00”，所有刻度线都在，所有刻度线都在1.001.00刻度的上面。刻度的上面。 利用浸没在液体中的物体受利用浸没在液体中的物体受到的浮力跟液体的密度到的浮力跟液体的密度液液有关，有关，液液越大，越大， F F浮浮越大。越大。 7 7、盐水选种、盐水选种物物 液液，物体下沉。，物体下沉。 干瘪、虫蛀的种子会干瘪、虫蛀的种子会上浮直至漂浮，而饱上浮直至漂浮，而饱满的种子下沉到容器满的种子下沉到容器底部。底部。拓展与应用拓展与应用 为什么汤圆或水饺刚放入水中时为什么汤圆或水饺刚放入水中时, ,会沉入锅底会沉入锅底, ,而而当汤圆或水饺煮熟时当汤圆或水饺煮熟时, ,则会浮出水面则会浮出水面? ?鱼鳔的功能鱼鳔的功能鱼鳔起着调节鱼体体积的功能鱼鳔起着调节鱼体体积的功能。当鱼鳔充气时，鱼体的体积增大，鱼体上浮；当鱼鳔充气时，鱼体的体积增大，鱼体上浮；鱼鳔排气时，鱼体的体积减少，鱼体下沉。鱼鳔排气时，鱼体的体积减少，鱼体下沉。课堂练习课堂练习 1. 1.物体在液体中的浮沉决定于液体所受的物体在液体中的浮沉决定于液体所受的_力和力和_力的大小。力的大小。 2. 2.当物体所受的重力当物体所受的重力_ _ 浮力时，物体下沉；浮力时，物体下沉；当物体所受的重力当物体所受的重力_ _ 浮力时，物体上浮；当物体浮力时，物体上浮；当物体所受的重力所受的重力_ _ 浮力时，物体漂浮。当物体所受浮力时，物体漂浮。当物体所受的重力的重力_ _ 浮力时，物体悬浮。浮力时，物体悬浮。 3. 3.铁块在水中下沉是因为铁块受到的浮力铁块在水中下沉是因为铁块受到的浮力_ _ 重力；铁制的轮船漂浮在水面上是因为轮船受到的浮重力；铁制的轮船漂浮在水面上是因为轮船受到的浮力力_ _ 重力。重力。重重浮浮大于大于小于小于等于等于等于等于小于小于等于等于D空心空心自身的重力自身的重力向水舱充水向水舱充水 4. 4.船只采用船只采用“ ”的办法增大可以利用的浮的办法增大可以利用的浮力，漂浮在水面上。潜水艇靠改变力，漂浮在水面上。潜水艇靠改变 来来实现浮沉，要使浮在水面的潜水艇潜入水中，应当实现浮沉，要使浮在水面的潜水艇潜入水中，应当 5. 5.将一个铝制空心球用手没入水中，放手后球将（将一个铝制空心球用手没入水中，放手后球将（ ） A A、上浮、上浮 ；B B、下沉；、下沉； C C、悬浮；、悬浮； D D、无法确定。、无法确定。A 6 6、一个重为、一个重为0.5N0.5N的土豆浸没在装满水的烧杯中溢的土豆浸没在装满水的烧杯中溢出了出了0.4N0.4N的水，则土豆在水中的水，则土豆在水中 （ ） A A、下沉、下沉 B B、悬浮、悬浮 C C、上浮、上浮 D D、以上都有可能、以上都有可能甲甲C 7.7.小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥，小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥，将它分别置于甲、乙两杯液体中，观察到静止时的情将它分别置于甲、乙两杯液体中，观察到静止时的情形如图形如图5 5所示，下列说法正确的是所示，下列说法正确的是 （ ） A A铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大 B B铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大 C C乙杯液体的密度较大乙杯液体的密度较大 D D甲杯液体的密度较大甲杯液体的密度较大107107103 8. 8.排水量为排水量为1000t1000t的轮船在河水中航行，满载时船的轮船在河水中航行，满载时船及所装货物共重及所装货物共重 N N，受到河水的浮力是，受到河水的浮力是 N N，如果河水密度为如果河水密度为1.01.010103 3kg/mkg/m3 3，船排开的河水的体积，船排开的河水的体积是是 m m3 3。（取。（取g=10N/kgg=10N/kg）C 9 9、把一个小球轻轻放入盛满水的杯中，静止时、把一个小球轻轻放入盛满水的杯中，静止时溢出了溢出了0.1kg0.1kg的水，则小球的质量的水，则小球的质量 （ ） A A 一定等于一定等于0.1kg B 0.1kg B 一定小于一定小于0.1kg0.1kg C C 大于或等于大于或等于0.1kg D 0.1kg D 小于或等于小于或等于0.1kg0.1kg 10. 10.请判断体积是请判断体积是0.6m0.6m3 3，质量是，质量是450kg450kg的水雷浸没的水雷浸没在水中的浮沉情况。（在水中的浮沉情况。（g=10N/kgg=10N/kg） 11 11、一木块浮在水面上有、一木块浮在水面上有1/21/2体积露出水面，放在体积露出水面，放在另一种液体中，有另一种液体中，有3/83/8的体积露出液面，求另一种液的体积露出液面，求另一种液体的密度体的密度液液。 12. 12.体积为体积为1.01.01010-3-3米米3 3的正方体木块，投入如图的正方体木块，投入如图所示装有水的容器中，静止后露出水面的高度为所示装有水的容器中，静止后露出水面的高度为5 51010-2-2米，容器的底面积为米，容器的底面积为0.040.04米米2 2. .（g g取取10N/kg10N/kg）求：求： 木块受到的浮力木块受到的浮力 木块的重力木块的重力 投入木块后，容器底增加的压强投入木块后，容器底增加的压强 若将此木块投入某液体中，露出液面高度为若将此木块投入某液体中，露出液面高度为4 4厘米，求这种液体的密度厘米，求这种液体的密度. . 本本 节节 小小 结结一、物体的浮沉条件：一、物体的浮沉条件：当当F F浮浮G G物物时，合力方向竖直向下，物体下沉；时，合力方向竖直向下，物体下沉； 当当F F浮浮G G物物时，合力为零，即二力平衡，此时物体时，合力为零，即二力平衡，此时物体将悬浮；将悬浮；当当F F浮浮G G物物时，合力方向竖直向上，物体就上浮；时，合力方向竖直向上，物体就上浮；当物体漂浮时，当物体漂浮时，F F浮浮G G物物（1 1）受力比较法）受力比较法（2 2）密度比较法）密度比较法液液= = 物物 物体悬浮；物体悬浮；液液物物 物体上浮或漂浮物体上浮或漂浮液液物物 物体下沉；物体下沉；二、浮力计算的方法：二、浮力计算的方法：称重法：称重法：F F浮浮= G= GF F压力差法：压力差法：F F浮浮= F= F向上向上 F F向下向下阿基米德原理公式法：阿基米德原理公式法：F F浮浮=G=G排排=液液gVgV排排二力平衡法：二力平衡法： F F浮浮=G=G物物 三、浮沉条件的应用：三、浮沉条件的应用： （1 1）潜水艇）潜水艇利用吸水、排水的方法改变潜水艇自身利用吸水、排水的方法改变潜水艇自身的重力实现上浮下潜的的重力实现上浮下潜的 。 （2 2）气象探测气球）气象探测气球通过改变自身体积来改变浮力的通过改变自身体积来改变浮力的大小，从而实现大小，从而实现气球的气球的上升和下降。上升和下降。 （3 3）浮筒打捞沉船）浮筒打捞沉船利用高压空气把浮筒中水排出利用高压空气把浮筒中水排出, ,从从而而改变自身重力，改变自身重力，沉船就随着浮筒一起浮出水面沉船就随着浮筒一起浮出水面。 （4 4）密度计）密度计利用密度计在各种液体中总是漂浮的状利用密度计在各种液体中总是漂浮的状态，态，F F浮浮G G ，浮力大小不变。，浮力大小不变。
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