物体的浮沉条件及应用讲义

1 物体的浮沉条件及应用物体的浮沉条件及应用 1 1 目标目标 1 通过物体的浮沉现象的研究 知道物体的浮沉条件 2 通过浮沉条件的实际应用 了解物理知识在生产 生活和社会中的应用 重点重点 理解物体的浮沉条件和改变物体浮沉的方法 难点难点 灵活利用浮力知识解决实际问题 问题问题 1 1 物体的浮沉条件物体的浮沉条件 思考思考 阅读课本 P57 内容 提出问题 物体的浮与沉是由什么因素决定 活动活动 1 1 怎样使物体上浮或下沉 将如下物品 橡皮泥 空的有盖塑料小瓶 生鸡蛋 硬币 泡沫塑料等浸没在水中后松开手 它 们将如何运动 上浮的物体有 下沉的物体有 思考 用怎样的方法可以使原来沉下去的物体浮上来 使浮在水面上的物体沉下去呢 还能提 供的器材有 盐 注射器 橡皮泥 从受力角度看 此方法中改变的力是 是怎样改变的 塑料小瓶 此方法中改变的力是 生鸡蛋 此方法中改变的力是 是怎样改变的 结论 可见改变物体的可见改变物体的 力和力和 力的关系就可以改变物体的浮与沉 力的关系就可以改变物体的浮与沉 总结总结 1 1 自学自学 信息快递 了解漂浮和悬浮的概念 1 漂浮 2 悬浮 活动活动 2 2 探究物体的浮沉条件 问题 在物体上浮和下沉时 重力和浮力之间会存在怎样的关系呢 即物体的浮沉条件是什么 议一议 怎样测量物体所受的重力 怎样利用所给的器材和配重物使小瓶上浮 下沉和漂浮 在小瓶中分别装入不同的配重物就可使小瓶上浮 下沉和漂浮 怎样利用所给的量筒测量和计算物体上浮 下沉和漂浮时受到的浮力 答 a 在量筒中倒入适量的水 记下水面到达的刻度 V1 b 将小瓶放入水中利用配重物使其处于上浮 下沉或漂浮状态 再记下 V2 c 则 V排 F浮 d 对于上浮时要使小瓶保持浸没状态 可用一根针将瓶子按入水中 将所得到的数据填写在下表中 填写表格中所缺部分 如果 浮力 N 物体的状态重力 N V1 mlV2 ml 浮力 N 重力所浮力 的关系 下沉 上浮 浸没 漂浮 物体的浮与沉由物体的浮与沉由 力和力和 力的大小关系决定力的大小关系决定 2 物体在浸没时浮力和重力相等 物体即不上浮也不下沉 可以停在液体内任何深度的地方 人们把这种 状态叫 结论结论 则物体的浮沉条件可以归纳为 则物体的浮沉条件可以归纳为 当物体浸没时 当物体浸没时 如果如果 F F浮 浮 G G 则物体 则物体 如果如果 F F浮 浮 G G 则物体 则物体 如果如果 F F浮 浮 G G 则物体 则物体 当物体部分浸入时 当物体部分浸入时 如果如果 F F浮 浮 G G 则物体 则物体 总结总结 2 2 思考思考 判断物体浮沉的另一种方法 对实心的物体而言 根据重力和浮力的关系我们还可以推导出另一种判断浮沉的方法 根据阿基米德原理可得 F F浮 浮 液 液V V排排g g 又因为G mg 物V物g 对于浸没的物体而言 V V 排排 V V 物物 若 则F F浮 浮 G G G 物体上浮 上浮稳定后处于漂浮状态 这时F F浮 浮 G G 总结总结 3 3 思考思考 悬浮和漂浮有什么异同 答 1 相同之处 物体受到的浮力都等于物体受到的重力 即 F浮 G物 2 不同之处 排液体积不同 悬浮时 对实心物体而言 V排 V物 漂浮时 V排 V物 密度不同 对实心物体而言 悬浮时 物 液 漂浮时物 液 物体浮沉的条件 物体浮沉的条件 浸入液体中的物体同时受到两个力的作用 浸入液体中的物体同时受到两个力的作用 力和力和 力 力 物体的沉浮就取决于这两个力的大小关系 一共有三种受力情况 物体的沉浮就取决于这两个力的大小关系 一共有三种受力情况 1 1 当当 F F浮 浮 G G 时 上浮 物体处于不平衡状态 时 上浮 物体处于不平衡状态 最后逐渐调整浸 最后逐渐调整浸 入液体中的体积 最后漂浮在水面 入液体中的体积 最后漂浮在水面 2 2 当当 F F浮 浮 G G 时 下沉 物体处于不平衡状态 时 下沉 物体处于不平衡状态 最后沉在容器底 最后沉在容器底 部 部 3 3 当当 F F浮 浮 G G 时 悬浮或者漂浮 物体处于平衡状态 时 悬浮或者漂浮 物体处于平衡状态 对实心的物体而言对实心的物体而言 液液 物物 物体上浮 上浮稳定后处于漂浮状 物体上浮 上浮稳定后处于漂浮状 态态 液液 物物 物体悬浮在液体中任何深度的地方 物体悬浮在液体中任何深度的地方 液液 物物 物体下沉 物体下沉 3 物体的浮沉条件及应用物体的浮沉条件及应用 2 2 目标目标 1 通过物体的浮沉现象的研究 知道物体的浮沉条件 2 通过浮沉条件的实际应用 了解物理知识在生产 生活和社会中的应用 重点重点 理解物体的浮沉条件和改变物体浮沉的方法 难点难点 灵活利用浮力知识解决实际问题 物体的浮沉条件物体的浮沉条件 在液体中的情况 F浮与 G物之间的大小关 系 液与 物之间的大小关系 实心的物体 上浮 漂浮 悬浮 下沉 问题问题 1 1 物体浮沉条件的应用物体浮沉条件的应用 应用应用 1 1 判断物体浮沉 判断物体浮沉 练习 1 如图所示 把一个苹果放入浓盐水中 苹果处于漂浮 状态 如果把水面以上的部分切去 则余下的部分 A 沉入水底 B 仍然漂浮 C 刚好悬浮 D 无法判断 应用应用 2 2 控制物体浮沉 控制物体浮沉 查阅分析下列物体是如何改变自己的浮沉状态的 1 轮船 信息 1 轮船是漂浮的 浮力和重力始终相等 所以当轮船从江里驶入大海 所受的浮力不变 但 由于海水的密度大于江水的密度 所以船身要上浮一些 信息 2 轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量 练习 2 在远洋轮船的船舷上 都漆着五条 吃水线 又称 载重线 如图所示 其中标有 W 的是北大西洋载重线 标有 S 的是印度洋载重线 当船从北大西洋驶向印度洋时 轮船受到的浮力以及北大西洋 1与印度洋的海水密度 2的关系有 A 浮力增大 1 2 B 浮力减小 1 2 C 浮力不变 1 2 D 浮力不变 1 乙 F甲 F乙 B 甲F乙 C 乙 甲 F甲 甲 F甲 F乙 练习 5 在装有液体的甲 乙两烧杯中 同时放入两个完全相同的物体 如图所示 当物体静 止后两烧杯内液面恰好相平 若液体对甲 乙两烧杯底部压强分别是P甲 P乙 液体对两物体的浮力 分别是F甲 F乙 则对它们的判断正确的是 A P甲 P乙 F甲 F乙 B P甲 P乙 F甲 F乙 C P甲 P乙 F甲 F乙 D P甲 P乙 F甲 F乙 问题问题 2 2 归纳总结归纳总结 1 1 怎样正确理解物体的浮沉条件 怎样正确理解物体的浮沉条件 答 1 物体的浮沉取决于它受到的重力和浮力的大小 2 当F F浮 浮 G G物 物 上浮 当F F浮浮 G G物 物 下沉 当F F浮浮 G G物 物 悬浮或漂浮 3 比较实心物体的密度与液体密度的大小 也可以判断物体的浮沉 当 物物 液液 上浮直至漂浮 当物物 液液 下沉 当 当 物物 液液 悬浮 4 应用 潜水艇 飞艇 气球等是物体浮沉条件的实际应用 5 物体的漂浮条件 物体漂浮在液面的条件 漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体受到的重力 即F F浮 浮 G G物 物 应用 轮船 密度计 2 2 计算浮力有哪些方法 计算浮力有哪些方法 3 答 1 利用称重法求浮力 即F F浮 浮 G G F F 2 利用阿基米德原理求浮力 即F F浮 浮 G G排液 排液 液液gV gV 3 利用物体的浮沉条件求浮力 即F F浮 浮 G G物 物 悬浮或漂浮 1 600 年前 我国明代航海学家郑和从南京开始下西洋的壮举 郑和使用的名为 宝船 的大帆船从长 江驶入海洋时 若船上载重不变 则船所受的浮力 排开水的体积 选填 变大 变小 或 不变 一艘轮船满载时的排水量为 2 107kg 轮船自重为 5 107N 这艘轮船满载 时受到的浮力为 N 最多能装 kg 的货物 2 潜水艇的体积为 100 m3 质量为 0 7 104 kg 当它充水潜入海中时 受到的浮力大小是 N 当它排出水舱中的水浮在海面上时 潜水艇受到的浮力大小是 N 3 一个物体的体积是 5 10 4m3 如果这个物体重 4N 那么 它浸没在水中将 选填 上浮 下沉 或 悬浮 它静止在水中时浮力大小是 N 4 一平底水泥船 截面可近似看作长方形 截面积为10m2 空载时船的吃水深度为0 2m 满载时吃水深 度为0 8m 这艘船的自重为 N 最多能装货物的重为 N g取10N kg 5 下列关于轮船的说法中 正确的是 A 利用密度比水小的物质制成实心浮在水面制成 5 B 利用密度比水大的物质制成实心浮在水面制成 C 利用密度比水大的物质制成空心增大可以利用的浮力制成 D 轮船是利用物体的悬浮条件这一原理工作的 6 某农户选绿豆生绿豆芽时 将绿豆倒入盛水的容器中 发现成熟饱满的绿豆沉入水底 干瘪 虫蛀的绿豆漂浮在水面上 产生这一现象的原因是 A 沉底的绿豆受到的浮力小于重力 漂浮在水面上的绿豆受到的浮力大于重力 B 沉底的绿豆受到的浮力小于重力 漂浮在水面上的绿豆受到的浮力等于重力 C 沉底的绿豆受到的浮力大于重力 漂浮在水面上的绿豆受到的浮力等于重力 D 沉底的绿豆受到的浮力等于重力 漂浮在水面上的绿豆受到的浮力小于重力 7 将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端 能使铅笔竖直漂浮在液体中 这就制成了一个很有用的土 仪器 将它分别放到盛有不同液体的杯中 静止时的情景如图所示 对于这个土仪器所运用的知识或用 途 下列说法中不正确的是 A 运用了二力平衡的知识 B 运用了物体的漂浮条件 C 用它可以比较不同液体密度的大小 D 用它可以测出液体密度 的大小 8 如图所示 一船在某水域作业时 将装满金属工具的大铁箱用绳子悬放入水中 第一次放 因 水太深 铁箱没触碰到水底 此时船的吃水线在 A 处 换个地方第二次再放 铁箱才接触到水底 下列 说法正确的是 A 铁箱在船上时 船的吃水线在 A 处下方 B 铁箱接触到水底时 船的吃水线仍在 A 处