山东省武城县八年级物理下册 10.3 物体的浮沉条件及应用课件 （新版）新人教版.ppt

第三节 物体的浮沉条件及应用 温故知新 1 浮力的大小与哪些因素有关 2 浮力的大小跟物体排开的液重之间的关系 3 物体的重力怎样计算 4 运动和力的关系是怎样的 液 v排 f浮 g排 g mg gv 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 做做想想 请同学们把你带来的小物品放入水中观察 你发现了什么 有些物体上浮到水面 而有些物体下沉到水底 点拨 这些物体都受到了浮力 也都受到重力的作用 物体上浮或下沉时 浮力和重力的大小有什么关系 提出问题 做做想想 演示浮沉子的浮与沉 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 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 现象 漂浮 将清水缓缓倒入浓盐水中 并轻轻地搅拌 现象 悬浮 继续将清水缓缓倒入浓盐水中 并轻轻地搅拌 现象 下沉 现象 上浮 再加入适量的盐粒 并轻轻地搅拌 静止状态 平衡状态 漂浮 悬浮 漂浮 物体浮在液面上 有部分体积露出液面的现象 悬浮 物体沉没在液体里 可以停留在任何位置 不露出液面 运动过程 非平衡状态 上浮 上浮 当物体浸没液体中时 物体会向上运动的现象 下沉 当物体浸没液体中时 物体会向下运动的现象 下沉 交流与合作 1 鸡蛋在盐水中受到哪两个力的作用 2 鸡蛋处于不同状态是由于哪个力发生了变化 漂浮时 f浮 悬浮时 f浮 上浮时 f浮 f浮 g f浮 g f浮 g f浮 g 下沉时 f浮 归纳总结 浸在液体中的物体 其浮或沉取决于它所受到的浮力和重力的大小 物体的浮沉条件 当f浮 g时 物体上浮 当f浮 g时 物体下沉 当f浮 g时 物体处于悬浮或者漂浮的状态 因为物体处于悬浮或者漂浮的状态时 f浮 g 于是得到测浮力大小的另一种方法 平衡法 f浮 g物 称重法 f浮 g f 压力差法 f浮 f向上 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 归纳总结 计算浮力大小的方法 思维启发 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 f浮 g 由于g不变 f浮也不会改变 根据f浮 g排 m排g 液gv排可知 液变小时 v排应变大 液变大时 v排应变小 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 想一想 轮船始终漂浮 f浮不变 液变大 v排应变小 船会上浮一些 f浮 g 液gv 物gv 思维拓展 假设 实心物体完全浸没在液体中时 v排 v物 v g mg 物gv物 f浮 g排 液gv排 若物体上浮 f浮 g物 则 物 液 若物体悬浮 f浮 g物 则 物 液 若物体下沉 f浮 g物 则 物 液 注意 物是物体的密度 平均密度 而不是构成该物体的物质的密度 则 物 液 若物体漂浮 f浮 g物 v排 v物 交流与合作 漂浮与悬浮有什么共同点与不同点 共同点 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 不同点 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 即 悬浮 v排 v物 物 液 漂浮 v排 v物 物 液 将糖浆 水以及油注入高玻璃杯 由于密度不同 液体分成三层 把橡皮 蜡块 瓶塞及鸡蛋等放入杯中 观察这些东西分别位于哪一层液面上 物体的密度小 就漂浮在上层 密度最大的就沉到最下层 做做想想 例1 把重5n 体积为0 6dm3的物体投入水中 当物体静止时 受到的浮力是多少 为什么 已知 g 5n v 0 6dm3 求 f浮 解 假设物体能浸没于水中 则此时受到的浮力f浮为 f浮 液gv排 1 0kg cm3 10n kg 0 6dm3 6n 5n 因为 f浮 g 物体最终会漂浮在水面上 所以 f浮 g 5n 答 物体受到的浮力为5n 例2 冰山露出海面的部分只是冰山的一部分 所以常有 冰山一角 的说法 若海水的密度是1 03 103kg m3 冰的密度是0 9 103kg m3 则这座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 解 所以 f浮 g 因为f浮 海水gv排 g 冰gv 所以 海水gv排 冰gv v排 v 冰 海水 0 9 103kg m3 1 03 103kg m3 90 103 v露 v 1 90 103 13 103 3 选择合适的方法列出等式 一般考虑平衡条件 4 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 解决浮力计算题的方法 1 确定研究对象 认准要研究的物体 2 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 看是否静止或做匀速直线运动 二 浮沉条件在技术上的应用 根据物体的浮沉条件 可以控制物体在液体中的浮沉 利用物体浮沉条件的关键是调节重力g和浮力f浮的关系 1 若保持浮力不变 可改变自身的重力 实现沉浮 2 若保持重力不变 可改变排开液体 或气体 的体积或液体 或气体 密度的大小实现沉浮 1 潜水艇 1 工作原理 潜水艇的上浮 下潜和悬浮 靠改变自身的重力来实现的 2 潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放水的多少 球内充有密度比空气小得多得氢气 用于气象观察 安装的探空仪 能把高空的温度 气压 湿度 风速 风向等情况传送给地面观测站 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大小 从而实现气球的上升和下降 3 热气球 喷嘴点火加热 袋内空气受热膨胀 热气球体积增大 浮力增大 当浮力大于重力时 气球上升 孔明灯 热气球 4 飞艇 利用氦气 氢气密度比空气密度的小 通过改变自身体积来改变浮力的大小 从而实现飞艇的上升和下降 5 利用浮筒打捞沉船 现代打捞沉船的方法是 将几个充满水的大型浮筒沉入水底 用钢缆把浮筒与沉船紧紧地拴在一起 然后用高压空气把浮筒中水排出 从而改变自身重力 沉船就随着浮筒一起浮出水面 上小下大 上疏下密 静止时液面所对刻度乘以水的密度 用途 一种可以直接测量液体密度的仪器 读数方法 刻度特点 6 密度计 又叫比重计或浮秤 原理 在各种液体中总是漂浮 f浮 g 水 液体甲 液体乙 1 0 1 2 1 4 种类 重表 用来测量密度大于水的的液体 最小刻度是 1 00 所有刻度线都在1 00刻度的下面 轻表 用来测量密度小于水的的液体 最大刻度是 1 00 所有刻度线都在1 00刻度的上面 利用浸没在液体中的物体受到的浮力跟液体的密度 液有关 液越大 f浮越大 7 盐水选种 物 液 物体下沉 拓展与应用 为什么汤圆或水饺刚放入水中时 会沉入锅底 而当汤圆或水饺煮熟时 则会浮出水面 鱼鳔的功能 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 鱼鳔排气时 鱼体的体积减少 鱼体下沉 课堂练习 1 物体在液体中的浮沉决定于液体所受的 力和 力的大小 2 当物体所受的重力 浮力时 物体下沉 当物体所受的重力 浮力时 物体上浮 当物体所受的重力 浮力时 物体漂浮 当物体所受的重力 浮力时 物体悬浮 3 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力 重力 重 浮 大于 小于 等于 等于 小于 等于 d 空心 自身的重力 向水舱充水 4 船只采用 的办法增大可以利用的浮力 漂浮在水面上 潜水艇靠改变来实现浮沉 要使浮在水面的潜水艇潜入水中 应当 5 将一个铝制空心球用手没入水中 放手后球将 a 上浮 b 下沉 c 悬浮 d 无法确定 a 6 一个重为0 5n的土豆浸没在装满水的烧杯中溢出了0 4n的水 则土豆在水中 a 下沉b 悬浮c 上浮d 以上都有可能 c 7 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 观察到静止时的情形如图5所示 下列说法正确的是 a 铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大b 铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大c 乙杯液体的密度较大d 甲杯液体的密度较大 107 107 103 8 排水量为1000t的轮船在河水中航行 满载时船及所装货物共重n 受到河水的浮力是n 如果河水密度为1 0 103kg m3 船排开的河水的体积是m3 取g 10n kg c 9 把一个小球轻轻放入盛满水的杯中 静止时溢出了0 1kg的水 则小球的质量 a一定等于0 1kgb一定小于0 1kgc大于或等于0 1kgd小于或等于0 1kg 10 请判断体积是0 6m3 质量是450kg的水雷浸没在水中的浮沉情况 g 10n kg 11 一木块浮在水面上有1 2体积露出水面 放在另一种液体中 有3 8的体积露出液面 求另一种液体的密度 液 12 体积为1 0 10 3米3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5 10 2米 容器的底面积为0 04米2 g取10n kg 求 木块受到的浮力 木块的重力 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4厘米 求这种液体的密度 本节小结 一 物体的浮沉条件 当f浮 g物时 合力方向竖直向下 物体下沉 当f浮 g物时 合力为零 即二力平衡 此时物体将悬浮 当f浮 g物时 合力方向竖直向上 物体就上浮 当物体漂浮时 f浮 g物 1 受力比较法 2 密度比较法 液 物物体悬浮 液 物物体上浮或漂浮 液 物物体下沉 二 浮力计算的方法 称重法 f浮 g f 压力差法 f浮 f向上