浮力》第3节《物体的沉浮条件》.ppt

人教版物理 八年级(下),物理精讲精练课件,第3节 物体的浮沉条件及应用,一、物体的浮沉条件 1.比较浮力与重力 （1）F浮G时，物体_。 （2）F浮G时，物体_。 （3）F浮G时，物体_或_。,上浮,下沉,悬浮,漂浮,2.比较物体密度与液体密度 （1）液物，则物体_直至_。 （2）液=物，物体_。 （3）液物，物体_。,上浮,漂浮,悬浮,下沉,二、物体浮沉条件的应用 1.轮船 （1）采用空心的办法，增加_，增大受到的浮力。 （2）排水量：轮船按设计的要求满载时_。 2.潜水艇 靠水舱充水、排水改变_来实现上浮和下沉。 3.气球和飞艇 里面充的气体密度_空气密度，靠改变_，来改变浮力的大小，实现升降。,排开水的体积,排开水的质量,自身重力,小于,自身的体积,探究物体的浮沉条件 对浸在液体中的物体进行受力分析，思考以下问题:,1.浸在液体中上浮的物体，受到哪几个力的作用？合力的方向是什么？上浮的最终状态是什么？ 提示：对上浮的物体进行受力分析可知，物体受 重力和浮力的作用，如图所示。因为物体上浮， 所以合力的方向竖直向上；物体浮出液面后， V排减小，F浮减小，当F浮G时，合力等于零， 物体最终漂浮。 参考答案：重力和浮力 竖直向上 漂浮,2.浸在液体中下沉的物体，受到哪几个力的作用？合力的方向是什么？下沉的最终状态是什么？ 提示：对下沉的物体受力分析可知，物体受重力 和浮力的作用，如图所示。因为物体下沉，所以 合力的方向竖直向下；物体下沉到液体底部后， 会受到支持力的作用，合力会等于零，物体最 终沉底。 参考答案：重力和浮力 竖直向下 沉底,3.在液体中悬浮或漂浮的物体，受到哪几个力的作用？合力的大小是多少？悬浮或漂浮的最终状态是什么？,提示：对悬浮或漂浮的物体受力分析可 知，物体受重力和浮力的作用，如图所 示。因为物体静止不动，所以合力的大 小为零；悬浮物体可以悬浮在液体内部 的任意位置，漂浮物体在液面上。 参考答案：重力和浮力 零 悬浮物体可以悬浮在液体内部的任意位置，漂浮物体在液面上,4.对于实心物体，_（选填“能”或“不能”）利用液体密度和物体密度的关系来判断物体的浮沉。如果能，怎样判断？ 提示：根据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力F浮=G排= 液gV排，而物体的重力G物=物gV物，当物体浸没在液体中时， V排=V物，因此可以通过比较液体和物体的密度来判断物体的浮沉条件。 参考答案：能 物体浸没在液体中，当液物时， F浮G物，则物体上浮；当液=物时，F浮=G物，物体悬浮； 当液物时，物体下沉。,【归纳提升】物体的浮沉条件 （1） F浮G，合力向上，上浮，最终漂浮。 （2） F浮G，合力向下，下沉，最终沉底。 （3） F浮G，合力为零，悬浮或漂浮。 判断物体的浮沉，可以比较物体的重力和物体受到的浮力或者物体密度与液体的密度的大小关系。,【针对训练】 （2012南京中考）用手将一重为5 N的物体全部压入水中， 物体排开的水重为8 N，此时物体受到的浮力为_ N。放 手后物体将_（选填“上浮”“下沉”或“悬浮”），待 物体静止时所受浮力为_ N，排开水的体积是_m3。 （g取10 N/kg）,【教你解题】由题意可知物体所受的浮力 F浮=G排=8 N，物体 的重力G物=5 N，可按照以下思路进行分析：,【精讲精析】本题考查了物体的浮沉条件和阿基米德原理。根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力，物体排开的水重8 N，所以物体受到的浮力为8 N。物体的重力为5 N，浮力大于重力，所以物体会上浮至漂浮状态，物体在漂浮时受到的浮力等于物体的重力，所以物体静止时受到的浮力为5 N。根据F浮=水gV排得： 答案：8 上浮 5 510-4,探究浮沉条件的应用 在实验中注意观察橡皮泥小船的现象，思考以下问题： 1.将橡皮泥直接放入水中会沉入水底，而将其捏成“小船”却能漂浮在水面上并能承载一定质量的重物，这是为什么？这种做法采用了什么方法？,提示：橡皮泥的密度比水大，直接放入水中时，排开的水的体积很小，受到的浮力也很小，浮力小于重力，所以会沉入水底；当捏成小船状时，做成了空心，排开水的体积较大，受到的浮力也变大，等于橡皮泥的重力，所以能漂浮在水面上。 参考答案：直接将橡皮泥放入水中，所受浮力小于重力，所以会沉入水底；捏成“小船”时，将其做成了空心，排开水的体积增大，能使其漂浮 空心法,2.制成轮船的材料的密度大于水,为什么还能漂浮在水面上？ 提示：制造轮船时，有很大一部分是空心的，这样可以增大排开液体的体积，增加轮船受到的浮力，当受到的浮力等于轮船重力时，轮船就漂浮在水面上。 参考答案：轮船是用“空心”的办法来增大浮力的，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。,3.潜水艇采用什么方法实现下潜、悬浮或上浮的？ 提示：潜水艇水舱中的水不断改变，使潜水艇的重力不断发生变化，当浮力和重力满足不同的关系时，就会下潜、悬浮或上浮。 参考答案：潜水艇依靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。,4.气球里为什么充密度小于空气的气体？ 提示：物体在气体中也受到浮力的作用，且浮力的大小等于排开气体的重力，要使气球上浮，气球受到的浮力要大于气球本身的重力，故里面充有的气体的密度应小于空气的密度。 参考答案：使气球受到的浮力大于气球受到的重力。,【归纳提升】改变物体浮沉状态的方法 （1）改变物体所受的浮力。 （2）在所受浮力不变的情况下改变物体的重力。,【针对训练】 如图所示，主要依靠空气的浮力而升空的物体是（ ）,【教你解题】解答本题的关键在于明确物体是否靠改变自身重力或自身体积来实现上升或下降的。 【精讲精析】选D。卫星靠的是外界的动力升空，A错；飞机和风筝靠的是流体压强与流速的关系，靠空气升力升空，B、C错；氢气球靠改变自身的体积获得空气的浮力，D对。,物体浮沉条件的应用 1.判断物体浮沉的两种方法 （1）比较物体重力（G物）和所受浮力（F浮）的大小。 （2）比较物体密度物和液体密度液的大小。 2.通过物体的浮沉状态判断物体的重力和浮力的大小关系或 物和液的大小关系,3.相互关系,F浮G物,液物,F浮G物,液物,F浮=G物,液=物,F浮=G物,液物,【特别提醒】 （1）物体漂浮时，V排V物；悬浮或沉底时， V排V物。 （2）如果物体是实心的，物是组成物体的物质的密度；如 果物体是空心的，物是物体的平均密度。,【典例】（2012襄阳中考）将一个物体放入足够多的水中静止时，排开水的体积为90 cm3；再将其放入足够多的酒精中静止时，排开了80 g的酒精，那么该物体的密度为_kg/m3（酒精=0.8103 kg/m3）。,【精讲精析】本题考查浮力的知识， 酒精=0.8103 kg/m3=0.8 g/cm3，这个物体排开的酒精的体 积为 大于它在水中排开水的体积90 cm3，所以它在水中一定漂浮， F浮=水gV排=1.0103 kg/m39.8 N/kg9010-6 m3 =0.882 N，这个物体重为：G=F浮=0.882 N，质量为 它在酒精中受到的浮力为 F浮 =G排=m酒精g=0.08 kg9.8 N/kg=0.784 NG，它在酒精中沉入底部，所以它的体积 V=V酒精=100 cm3，它的密度为：,答案：0.9103,1.如图所示为体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮 沉情况，此时甲、乙、丙三个物体所受的浮力分别为F甲、F乙、 F丙，则下面关系正确的是（ ） A.F甲F乙F丙 B.F甲F丙,【解析】选C。由题图可知，体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中，甲上浮，乙悬浮，丙下沉，三者排开的液体的体积和液体的密度都相同，由阿基米德原理得，F浮=G排=液gV排，所以甲、乙、丙三个物体所受的浮力相等,故选C。,2.（2012泰安中考）小明在“造船 比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成 小船，把它们放在盛有水的水槽中，然 后往小船内放入不同质量的物体，它们 均能漂浮在水面上，如图所示。针对此现象，下列说法正确的是（ ） A.三只小船受到的浮力相等 B.三只小船底面受到的压力相等 C.小船所装物体越重，受到的浮力越大 D.小船所装物体越轻，受到的浮力越大,【解析】选C。根据物体浮沉条件，当物体漂浮在水面上时，物体所受浮力等于物体的重力。所装物体越重，小船受到的浮力就越大，故C正确，D错误；根据题意可知，三只小船所装的物重不同，故所受浮力不同，故A错误；由于浮力大小不相等，小船底部受到的压力也不相等，故B错误。,3.（2012成都中考）关于潜水艇的上浮和下沉，下列说法正确的是（ ） A潜水艇是通过改变自身重力达到上浮和下沉的 B潜水艇是通过改变浮力达到上浮和下沉的 C潜水艇下沉越深，所受浮力越大 D潜水艇浮出水面的过程中，所受浮力不变,【解析】选A。潜水艇两侧有水舱，通过往水舱中充水或向外放水来改变自身重力，从而实现上浮和下沉，故A正确；当潜水艇浸没在水中时，排开水的体积不变，根据阿基米德原理可知，它受到的浮力也不变，故B错误；潜水艇受到的浮力跟浸没在水中的深度无关，故C错误；潜水艇浮出水面的过程中，排开水的体积越来越小，受到的浮力越来越小，故D错误。,4.（2012南充中考）一个鸡蛋漂浮在装盐水的烧杯中，在慢慢往烧杯里注入清水的过程中（ ） A.鸡蛋在露出部分越来越少的过程中受到的浮力变小 B.鸡蛋在露出部分越来越少的过程中受到的浮力变大 C.鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力变小 D.鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力不变,【解析】选C。本题考查浮力与液体密度的关系。当鸡蛋在盐水中漂浮或悬浮时，鸡蛋受到的浮力始终等于鸡蛋的重力，所以鸡蛋从漂浮到悬浮的过程中，注入的清水越多，盐水的密度越小，鸡蛋露出的体积会越小，即鸡蛋排开水的体积越大，所以其浮力始终保持不变，故A、B都是错误的。鸡蛋从悬浮到沉入水底的过程中，排开水的体积不变（始终等于鸡蛋的体积），盐水的密度不断减小，鸡蛋受到的浮力不断减小，故C是正确的，D是错误的。,5.园园煮汤圆时发现，生汤圆放入锅内，由于浮力_（选填“大于”或“小于”）重力而下沉；煮熟的汤圆因其内部受热膨胀，浮力_（选填“增大”或“减小”），汤圆上浮。若一个汤圆的体积约为20 cm3,那么它在上浮过程中（未露出水面）所受浮力约为_N。（g取10 Nkg）,【解析】生汤圆下沉是由于它受到的浮力小于它所受的重力；煮熟的汤圆因其内部受热膨胀，体积增大，排开水的体积增大，所受浮力增大，故汤圆上浮。汤圆上浮过程中所受浮力约为F浮G排水gV排1.0103 kg/m310 N/kg2010-6 m30.2 N。 答案：小于 增大 0.2,6.（2012德州中考）在寓言故事乌鸦喝水中，乌鸦把小石块投入瓶中而喝到了水。如图所示，水中石块受到的浮力_（选填“大于”“小于”或“等于”）它受到的重力；水面上升过程中，水对瓶底的压强_（选填“增大”“减小”或“不变”）。,【解析】本题考查物体的浮沉条件及液体压强的相关知识。由题图可知，投入瓶中的小石块沉底，根据物体的浮沉条件可知，小石块受到的浮力小于其重力；由公式p=gh可知，水面上升过程中h增大，故水对瓶底的压强增大。 答案：小于 增大,7.小华用牙膏探究物体的沉与浮。如图所示，牙膏悬浮在水中，牙膏所受浮力_（选填“小于”“等于”或“大于”）重力。向水中加入食盐并使其溶解，牙膏将_（选填“上浮”或“下沉”）。如果不加食盐，将牙膏内部空气排出，再次放入水中后，牙膏将_（选填“上浮”或“下沉”）。,【解析】牙膏在水中处于悬浮状态时，浮力等于重力，此时牙膏的平均密度和水的密度相等，向水中加食盐，液体的密度增大，牙膏将上浮。如果把牙膏内部的空气排出后，牙膏排开水的体积减小，从而浮力变小，牙膏在水中将下沉。 答案：等于 上浮 下沉,8.（2012烟台中考）在实现登月“访吴刚、会嫦娥”千年夙愿的同时，我们一直在追寻着下海“闯龙宫、见龙王”的梦想。2011年7月，我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号（如图所示，其主要技术参数如表），在经过布放、下潜、上浮、回收等一系列操作后，顺利完成5 000 m级海试任务。2012年6月3日赴马里亚纳海沟向7 000 m级发起冲击，“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实。,“蛟龙”号采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，其两侧配备4块相同的压载块，当其到达设定深度时，可抛卸其中2块压载块，使其处于悬浮状态，从而实现各种实验作业。粗略计算压载块的体积为多大时，才