物体的浮沉条件及应用ppt课件.ppt

物体的浮沉条件及应用 1 浸没在水中的木块为什么向上浮起 2 浸没在水中的铁块为什么沉到容器底部 3 浸没在水中的乒乓球为什么向上浮起 4 钢铁制成的船为什么能在海面上航行 5 物体在液体中都受到浮力 为什么有的上浮 有的下沉 有的悬浮 提出问题 悬浮 一 物体浮沉的条件 F浮 GF浮 GF浮 G 二力平衡 向浮力方向运动 向重力方向运动 一只鸡蛋浸没在不同密度的盐水中出现的情况 请分析鸡蛋在三种状态下的受力情况 并比较浮力和重力的相对大小 浮力与重力的关系 一 物体的浮沉条件 下沉 F浮 G 浮力与重力的关系 上浮 F浮 G 一 物体的浮沉条件 漂浮 漂浮 F浮 G 浮力与重力的关系 悬浮 一 物体的浮沉条件 悬浮 F浮 G 1 浮力与重力的关系 悬浮 上浮 F浮 G 一 物体的浮沉条件 漂浮 漂浮 F浮 G 悬浮 F浮 G 下沉 F浮 G 物体的沉浮条件 物体的浮沉取决于物体浸没在液体中受到的的相对大小 浮力和重力 巧施妙计 浸没在水中的一只鸡蛋 由于鸡蛋受到的力大于力 鸡蛋下沉 想一想 如何让这个鸡蛋浮起来 浮 重 讨论 一个实心物体浸没在液体中 你能否根据物体密度与液体密度之间的关系 对物体的浮沉作出判断 如何推导 结论 物 液下沉 物 液悬浮 F浮 液gV排 G mg 物V物g 物体浸没时 式中的V排和V物是相等的 因此比较浮力和重力的大小只要比较一下物体和液体的大小即可 2 物体密度与液体密度间的关系 F浮 G上浮 r液 r物F浮 G悬浮 r液 r物F浮 G下沉 r液 r物 浮力 F浮 r液gV排 重力 G r物gV物 V排 V物 研究条件 实心物体浸没在液体中 受重力和浮力 一 物体的浮沉条件 漂浮 r液 r物 根据浮沉条件进行比较 合作探究显身手 上浮 F浮 G 悬浮 F浮 G 下沉 F浮 G 漂浮 F浮 G 2 物体密度与液体密度间的关系 研究条件 实心物体浸没在液体中 受重力和浮力 浮力 F浮 r液gV排 重力 G r物gV物 V排 V物 F浮 G上浮 r液 r物F浮 G悬浮 r液 r物F浮 G下沉 r液 r物 漂浮 r液 r物 1 浮力与重力的关系 3 悬浮和漂浮的相同点和区别 相同点 都是静止在液体中 都只受重力和浮力作用 根据二力平衡条件 重力和浮力相等 即 F浮 G F浮 G 悬浮 漂浮 不同点 1 悬浮时 物体停留在液体内部的任何地方 它必定全部浸没在液体中 而漂浮 物体是静止在液面上 它必定有一部分露在液面之上 2 悬浮时 物体浸没在液体中 所以V排 V物 而漂浮时 物体只有一部分浸入液体中 所以V排 V物 V排 V物 V排 V物 悬浮 漂浮 物体浮沉与密度关系应用 g g 为什么汤圆刚入锅时沉底的 煮熟了就浮到水面上了 生活现象解释1 海洋的灾难 油污染 泄漏的石油为什么都漂浮在水面 生活现象解释2 早在殷商之前 我国古代人民对浮力就有深入的观察 到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体 这是我国最早的木船 芦湖独木舟 我国古代对浮力的应用 二 浮力的应用 周朝以后不仅在小河上能架设浮桥 在黄河 长江这样的大河流上也多次架设过浮桥 浮桥 我国古代对浮力的应用 我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼 灯笼能腾空而起 飞向天空 我国古代对浮力的应用 三国时期有 曹冲称象 除了以舟称物之外 以舟起重也是中国人的发明 据史籍记载 真定县僧人怀丙曾 打捞铁牛 他创造了浮力起重法 我国古代对浮力的应用 1 工作原理 将钢铁做制成空心的轮船 增大体积 使它排开更多的水 达到增大浮力 最终使F浮 G船 漂浮在水面 轮船有大小 怎样反映轮船的运载能力呢 2 排水量 m排 轮船满载时排开水的质量 F浮 m排g而F浮 G m船 m货 m排 轮船 二 浮力的应用 轮船是用密度大于水的材料制成的 所以必须把它作成的 这样虽然受到的重力 但体积很多 受到的浮力 所以能浮在水面 例2 空心 不变 增大 增大 应用一 轮船 集装箱货轮 原理 增大来增大浮力 货轮从长江 淡水 驶入东海 它受到的浮力将如何变化 轮船将上浮些还是下沉些 排开液体体积 轮船由江河驶入海里 重力 浮力 轮船将一些 填 上浮 或 下沉 例1 不变 不变 上浮 应用二 潜水艇 原理 靠改变自身上浮和下潜 重力 潜水艇是模仿自然界中的鱼制造出来的 你能说说鱼是通过什么方式来实现浮沉的 拓展 鱼的浮沉 工作原理 靠空气浮力升空 内部充有小于空气密度的气体 二 浮力的应用 气球和飞艇 采用充密度比空气小的气体 氢气 氦气 热空气 的办法 使它受到的浮力大于重力而升空 升空时 平均 空气 原理 用改变自身的体积 实现沉浮 如减小体积 则有F浮 G球下降 气球不能无限制地升入高空 当F浮 G球时 应该悬浮 实际上在没有达到悬浮时 其内部气压大于外部气压而破裂 应用三气球和飞艇 喷嘴点火加热 袋内空气受热膨胀 浮力增大 浮力大于重力 气球上升 喷嘴火焰熄灭 袋内空气变冷 浮力减小 浮力小于重力 气球下降 应用四密度计 工作原理 利用物体漂浮在液面上时 F浮 G物原理制成的 物体在不同液体中漂浮时 物体排开液体的体积不同 密度计 刻度特点 上小下大 刻度间隔不均匀 自上往下 刻度线越来越密 刻度值越来越大 读数方法 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 密度计是利用来测量液体密度的仪器 被测液体的密度越大 密度计浸入液体的深度越 露出液面的部分 当把密度计放入某种液体中静止时 液面正对0 6这个刻度 则这种液体的密度为kg m3 漂浮时F浮 G计 浅 0 6 103 多 密度计是测液体密度的仪器 它是根据物体漂浮在液面时F浮 G物 填 的原理制成的 使用密度计时必须使其 才能正确测出液体的密度 密度计在各种不同的液体中所受浮力是 相同 不同 的 在密度 大 小 的液体中露出液面的体积较大 故密度计的刻度是上 下 大 小 漂浮 相同 大 大 小 把下端缠有一些铁丝的细木棍放在液体A中露出液面的长度是5cm 放在液体B中露出液面的长度4cm 放在液体C中露出液面的长度是6cm 则液体的密度最大 B c A c 体验应用 用同一支密度计测甲 乙 丙三种液体的密度 如图所示 则甲 乙 丙三种液体的密度及密度计在三种液体中所受浮力大小关系如何 密度 丙 乙 甲 浮力 甲 乙 丙 三 归纳与整理 例1关于浮力 下列说法中正确的是 A 上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大B 沉在容器底部的物体一定不受浮力C 在水中上浮的物体在煤油中可能悬浮D 没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大 运用浮力知识解决问题 C 三 例题分析 例2一艘轮船从海里驶入河里 它受到的重力大小 它受到的浮力 它排开水的体积 填变大 变小或不变 解析 轮船浮在海面上 F浮 G 它驶入河里也浮在河面上 F 浮 G G不变 F浮不变 F浮 F 浮 海水gV排 海水gV 排 海水 海水 V排 V 排 不变 不变 变小 例3重为15N的物体 浸没于装满水的容器中后 溢出了5 10 4m3的水 则此物体是 A 浮在水面上B 沉到水底C 悬浮在水中D 以上几种情况都有可能 解析 根据阿基米德原理F浮 水gV排 1 0 103kg m3 9 8N kg 5 10 4m3 4 9N 15N F浮 G 物体下沉 B 例4如图所示 A B两物体静止在水中 A 两物体受到的浮力一定相等B 两物体受到的浮力不等 A物体受到的浮力大C 两物体的密度不等 B物体的密度大D 两物体的重力不等 B物体的重力大 解析 A物体漂浮 B物体悬浮 不知GA与GB的关系 不能根据F浮 G比较浮力的大小 又 不知VA排与VB排的关系 不能根据F浮 水gV排比较浮力的大小 例4如图所示 A B两物体静止在水中 A 两物体受到的浮力一定相等B 两物体受到的浮力不等 A物体受到的浮力大C 两物体的密度不等 B物体的密度大D 两物体的重力不等 B物体的重力大 解析 A漂浮 A A B A C 例5一冰块漂浮在水面上 当冰完全熔化后 容器中的水面将如何变化 当冰化成水后 质量不变 所以 m水 m冰 冰排开水的体积等于冰化成水的体积 液面高度不变 解析 冰漂浮在水面上 F浮 G冰 当冰放入盐水中时 冰熔化后 液面如何变化 水V盐水冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积 液面上升 解析 冰漂浮在盐水中 F浮 G 2 质量相等的实心铝球和铁球放在水