10.3 物体浮沉条件应用

1、1 2 3 像像“泰坦尼克泰坦尼克”号这样的钢铁巨轮为什么能号这样的钢铁巨轮为什么能 浮在海面上？浮在海面上？ 4 撞上冰山后，撞上冰山后， “泰坦尼克泰坦尼克”号为什么会沉没？号为什么会沉没？ 5 6/86 在水里，许多东西能浮在水面，在水里，许多东西能浮在水面， 比如乒乓球、木块，石蜡等；也有许比如乒乓球、木块，石蜡等；也有许 多东西沉到水底，比如石头、硬币、多东西沉到水底，比如石头、硬币、 橡皮等；橡皮等；那么物体的浮沉取决于什么那么物体的浮沉取决于什么 呢呢？ 7/86 受到浮力相同的物体有些能浮在水受到浮力相同的物体有些能浮在水 面面, ,有些却沉入水底有些却沉入水底, ,这是为什么

2、这是为什么? 结论结论: : 物体的浮沉与物体的物体的浮沉与物体的重力重力 的大小有关。的大小有关。 8/86 为什么重力相同的物体有些浮在水为什么重力相同的物体有些浮在水 面面, ,有些却沉入水底有些却沉入水底? 结论结论: :物体的浮沉还与物体受到的物体的浮沉还与物体受到的浮力浮力的的 大小有关；排开的大小有关；排开的体积越大体积越大，所受到的浮，所受到的浮 力力越大越大。 9/86 实验告诉我们，物体实验告诉我们，物体 在液在液 体中时，究竟是浮还是沉，是体中时，究竟是浮还是沉，是 由该物体在液体中所受浮力和由该物体在液体中所受浮力和 重力之间的大小关系决定的。重力之间的大小关系决定的。

3、 浸没浸没 10 11 n探究过程一探究过程一：将实验桌上的小瓶、牙膏皮 分别投入水中，观察它们在水中的浮沉情 况。 观察到什么现象？观察到什么现象？ n探究过程二探究过程二：请同学们想办法改变它们的 沉浮，并尝试思考你是通过什么方法来改 变它们原来的浮沉情况的？ 12 n小瓶原来处于什么状态，你采取了什么方小瓶原来处于什么状态，你采取了什么方 法，从而改变了它的浮沉。法，从而改变了它的浮沉。 n牙膏皮原来处于什么状态，你采取了什么牙膏皮原来处于什么状态，你采取了什么 方法，从而改变它的浮沉。方法，从而改变它的浮沉。 在物体体积不变的情况下，物体越重越容易 下沉 在物体重力一定时，物体的体积越

4、大，受到 的浮力越大越容易上浮 13 14 15 F浮 G F浮 G F浮 G F浮 浮G 上升上升 F浮 浮=G F浮 浮 F浮 浮 G F浮 浮 G =F浮 浮 V排 排 = V = 21/86 物体的浮沉条件物体的浮沉条件 前提：前提：浸没浸没在液体中在液体中的物体的物体 当当F浮浮G时，即二力平衡此时物体将时，即二力平衡此时物体将 悬浮。悬浮。 当当F浮浮G时，合力方向竖直向下，物时，合力方向竖直向下，物 体就下沉。体就下沉。 当当F浮浮G时，合力方向竖直向上，物时，合力方向竖直向上，物 体就上浮。体就上浮。 物体物体漂浮漂浮F浮 浮 GV排 排 G时，物体将时，物体将_； 当当FG时

5、，物体将时，物体将- -；当；当F 空气空气时，必有时，必有F F浮浮GG 物物，物体在空气中上，物体在空气中上 浮浮 44 盐水选种的道理：盐水选种的道理：饱满种子的密饱满种子的密 度要大于盐水的密度而下沉。度要大于盐水的密度而下沉。 45 黄河岸边的铁牛 46 打捞沉船 47 现代打捞沉船的方法是现代打捞沉船的方法是: :将几个充满将几个充满 水的大型浮筒水的大型浮筒 沉入水底沉入水底, ,用钢缆把浮用钢缆把浮 筒与沉船紧紧地拴在一起筒与沉船紧紧地拴在一起, ,然后用高然后用高 压空气把浮筒中水排出压空气把浮筒中水排出, ,沉船就随着沉船就随着 浮筒一起浮出水面浮筒一起浮出水面. .请解释

6、这样打捞请解释这样打捞 沉船的道理沉船的道理 答：浮筒中水排出后重力大大减少，浮力答：浮筒中水排出后重力大大减少，浮力 却没有减少，即使拴上沉船也是却没有减少，即使拴上沉船也是GFGF浮 浮，因 ，因 此能浮上水面此能浮上水面 48 鱼鳔的功能 当鱼鳔充气时，鱼体的当鱼鳔充气时，鱼体的平均密度平均密度减小，鱼体减小，鱼体上浮上浮； 鱼鳔排气时，鱼体的鱼鳔排气时，鱼体的平均密度平均密度增大，鱼体下沉。增大，鱼体下沉。 鱼鳔起着调节鱼体鱼鳔起着调节鱼体平均密度平均密度的功能的功能。 49 密密 度度 计计 50 工作原理工作原理：利用物体利用物体漂浮漂浮在液面上时浮在液面上时浮 力力 等于重力的原

7、理制成的。等于重力的原理制成的。 密度计密度计 刻度特点刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。上小下大，刻度间隔不均匀。 读数方法读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度静止时液面所对刻度乘以水的密度 用途用途：一种可以直接测量液体密度的仪器。一种可以直接测量液体密度的仪器。 51 密度计密度计 水液体甲液体乙 1.01.21.4 利用密度计在各种液体中总是漂利用密度计在各种液体中总是漂 浮的状态，浮的状态，F浮浮G ，浮力大小不变。浮力大小不变。 52 密度计是用来测量液体密度的仪器，密度计在不同的液体密度计是用来测量液体密度的仪器，密度计在不同的液体 中所受浮力相同，中所受浮力相同，等于自身

8、的重力（密度计工作原理），等于自身的重力（密度计工作原理）， 因此在密度大的液体中排开的液体的体积小，所以密度计因此在密度大的液体中排开的液体的体积小，所以密度计 刻度上小下大刻度上小下大。 ，密度计上刻度值是液体密度与水密度的比值，所以，密度计上刻度值是液体密度与水密度的比值，所以 最后的测量最后的测量结果是刻度值乘以水的密度结果是刻度值乘以水的密度。 ，密度计下部的玻璃泡内封装入小铅丸的作用是：降，密度计下部的玻璃泡内封装入小铅丸的作用是：降 低密度计重心，提高密度计在液体中的稳度。低密度计重心，提高密度计在液体中的稳度。 53 、密度计是测液体密度的仪器，它是根据物体漂浮在、密度计是测液

9、体密度的仪器，它是根据物体漂浮在 液面时液面时F F浮浮_G_G物物（填、（填、 ）的原理制成的。）的原理制成的。 、使用密度计时必须使其、使用密度计时必须使其_，才能正确测出液体，才能正确测出液体 的密度。的密度。 、密度计在各种不同的液体中所受浮力是、密度计在各种不同的液体中所受浮力是_（相（相 同、不同）的，在密度同、不同）的，在密度_ _ （大、小）的液体中露出液面（大、小）的液体中露出液面 的体积较大，故密度计的刻度是上的体积较大，故密度计的刻度是上_下下_（大、（大、 小）。小）。 54 浙江教育版浙江教育版 例：例：某课外活动小组在探究物体的某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件浮

10、沉条件”时，将重时，将重 为为100 g的物体放入盛满水的盆中，有的物体放入盛满水的盆中，有90 g水溢出，则水溢出，则() A物块会浮在水面上物块会浮在水面上 B物块会悬浮在水中物块会悬浮在水中 C物块会沉入盆底物块会沉入盆底 D不能据此判断出物块的沉浮不能据此判断出物块的沉浮 C 点拨点拨 物体受到的浮力小于重力。物体受到的浮力小于重力。 55 浙江教育版浙江教育版 例：例：假如地球的引力减小一半，那么对于漂浮在水面上假如地球的引力减小一半，那么对于漂浮在水面上 的某艘船来说，它所受的重力和吃水深度的某艘船来说，它所受的重力和吃水深度(吃水深度指水面吃水深度指水面 到船底的深度到船底的深度

11、)与原来相比，下列说法中正确的是与原来相比，下列说法中正确的是() A船受到的重力不变船的吃水深度也不变船受到的重力不变船的吃水深度也不变 B船受到的重力减小，船的吃水深度也减小船受到的重力减小，船的吃水深度也减小 C船受到的重力减小，船的吃水深度不变船受到的重力减小，船的吃水深度不变 D船受到的重力不变，船的吃水深度减小船受到的重力不变，船的吃水深度减小 C 点拨点拨 地球引力减小，船所受重力会减小，船所排开地球引力减小，船所受重力会减小，船所排开 的水的重力也减小，但排开水的体积不变。因此吃水深的水的重力也减小，但排开水的体积不变。因此吃水深 度不变。度不变。 56 例：例：一物体浸入水中

12、一物体浸入水中,排开了排开了1000cm3 水，求受的浮力多大？水，求受的浮力多大？ 已知：已知：水 水=1.0 103kg/m3，g=9.8N/kg V排 排=1000cm3=10-3m3 答：这物体受的浮力是答：这物体受的浮力是9.8N。 求：求：F浮 浮 解：解：F浮 浮= 水水gV排排 =1.0103kg/m3 9.8 N/kg10-3m3 =9.8N 57 例：把密度为7.8 103 kg/m3、体积为500cm3 的铁块浸没在密度为0.8103 kg/m3的煤油中， 受到的浮力为多少牛？ 解解 :铁块完全浸没在煤油中， V排= V物 F浮= 液V排g = 0.8103 kg/m35

13、00 10-6m3 9.8N/kg =3.92N 58 浙江教育版浙江教育版 例：例： 边长为边长为4 cm、密度为、密度为2103 kg/m3的立方体橡皮泥块，的立方体橡皮泥块， 放在足够多的水中，沉入水底；当把它捏成一只小船时，便能放在足够多的水中，沉入水底；当把它捏成一只小船时，便能 漂浮在水面上以下计算结果正确的是漂浮在水面上以下计算结果正确的是(水 水 1.0103 kg/m3， g10 N/kg) () A橡皮泥块的质量是橡皮泥块的质量是12.8 g B橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是1.28 N C橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是橡皮泥小船漂浮时受到的

14、浮力是0.64 N D橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是1.2810 4m3 D 59 例：例：已潜入海水中的潜艇，在继续往深海下潜已潜入海水中的潜艇，在继续往深海下潜 的过程中，它受到的的过程中，它受到的 （ ） A A重力重力增大，浮力增大增大，浮力增大 B B重力重力和浮力都不变和浮力都不变 C C重力重力增大，浮力不变增大，浮力不变 D D重力重力不变，浮力增大不变，浮力增大 例：例： 密度计在不同的液体中所受浮力密度计在不同的液体中所受浮力 。密度计上。密度计上 面面 的刻度线从上到下，对应的液体密度有的刻度线从上到下，对应的液体密度有 特点。特点。 C 相

15、同 由小到大 60 C 例：例：在弹簧测力计的下端挂一实心铜球，现将铜在弹簧测力计的下端挂一实心铜球，现将铜 球慢慢浸入水中，直到铜块沉到水底，在铜块浸球慢慢浸入水中，直到铜块沉到水底，在铜块浸 入到沉底的过程中，弹簧测力计的示数入到沉底的过程中，弹簧测力计的示数 将将（ ） A、逐渐变小；、逐渐变小； B、保持不变；、保持不变； C、先逐渐变小，后保持不变；、先逐渐变小，后保持不变； D、先逐渐变小，后逐渐变大。、先逐渐变小，后逐渐变大。 61 比较下列物体受的浮力比较下列物体受的浮力 体积相同的铜、铁、铝浸没水中体积相同的铜、铁、铝浸没水中 铁铁 F F浮铝 浮铝 F F浮铁 浮铁 F F

16、浮铜 浮铜 铜铜 铝铝 62 如图所示，如图所示，A A、B B两个物体的体积相两个物体的体积相 等，哪个受到的浮力大？等，哪个受到的浮力大？ A B F F浮 浮A A 铝铝) 比较下列物体受的浮力比较下列物体受的浮力 65 例：把重力为10牛，体积为110-3米3的金属球 全部浸入盛满水的容器内，求： 溢出的水的重力为多少牛？ 浮力和重力的合力为多少牛？其方向如何？ 66 例：例：如图如图164所示的四个场景中，主要依靠空气浮力所示的四个场景中，主要依靠空气浮力 而而“飞天飞天”的是的是 () A翟志刚行走太空翟志刚行走太空B李宁点燃奥运火炬李宁点燃奥运火炬 浙江教育版浙江教育版 C 67

17、 浙江教育版浙江教育版 C热气球冉冉升空热气球冉冉升空 D飞机翱翔蓝天飞机翱翔蓝天 图图164 点拨点拨 翟志刚行走太空，处于失重状态；李宁点翟志刚行走太空，处于失重状态；李宁点 燃奥运火炬是用绳子吊起的。飞机翱翔蓝天是应用气燃奥运火炬是用绳子吊起的。飞机翱翔蓝天是应用气 体流速大压强小的原理。体流速大压强小的原理。 68 浙江教育版浙江教育版 例：例：如图如图165所示，对于水中正在上升的气泡，下列说所示，对于水中正在上升的气泡，下列说 法正确的是法正确的是 () A气泡受到水的压强变小、浮力变小气泡受到水的压强变小、浮力变小 B气泡受到水的压强变小、浮力变大气泡受到水的压强变小、浮力变大

18、C气泡受到水的压强变大、浮力变小气泡受到水的压强变大、浮力变小 D气泡受到水的压强变大、浮力变大气泡受到水的压强变大、浮力变大 图图165 B 点拨点拨 气泡深度变浅、体积变大。气泡深度变浅、体积变大。 69 浙江教育版浙江教育版 例：例： 将同一正方体物体先后放入将同一正方体物体先后放入a、b、c三种液体中，物体三种液体中，物体 静止时如图静止时如图161所示，则下列判断正确的是所示，则下列判断正确的是 () 图图161 A 70 浙江教育版浙江教育版 A在三种液体中，物体受到的浮力相等在三种液体中，物体受到的浮力相等 B在三种液体中，物体受到的浮力不相等在三种液体中，物体受到的浮力不相等

19、C液体的密度液体的密度abc D在三种液体中，物体下表面受到的液体压强相等在三种液体中，物体下表面受到的液体压强相等 点拨点拨 三种状态下物体分别处于悬浮、漂浮和漂浮。根据三种状态下物体分别处于悬浮、漂浮和漂浮。根据 物体的浮沉条件，三种状态下浮力大小与物体重力相等。又是物体的浮沉条件，三种状态下浮力大小与物体重力相等。又是 同一物体，因此浮力相等。出现三种状态的原因是液体的密度同一物体，因此浮力相等。出现三种状态的原因是液体的密度 不同。三种液体中，物体下表面受到液体压强不同。三种液体中，物体下表面受到液体压强b、c相等，相等，a压压 强比两者大。强比两者大。 71 浙江教育版浙江教育版 例

20、：例：小柯在家探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有小柯在家探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有 关，如图关，如图167所示。请仔细观察图示并回答下列问题：所示。请仔细观察图示并回答下列问题： 图图167 72 浙江教育版浙江教育版 (1)从从A、B两图可知，鸡蛋在水中受到的浮力大小是两图可知，鸡蛋在水中受到的浮力大小是 _N。 (2)根据根据B、C两实验，他就得出鸡蛋受到的浮力大小与液体两实验，他就得出鸡蛋受到的浮力大小与液体 的密度有关，你认为对吗？的密度有关，你认为对吗？_，理由是，理由是_ _。 (3)在图在图167实验中，你还可以观察到什么现象？实验中，你还可以观察到什么现象？(写出一写出

21、一 个个)_ _。 0.5 不对不对 实验中没有控实验中没有控 制鸡蛋排开液体的体积相同制鸡蛋排开液体的体积相同 浸没在水中的鸡蛋看起来比在空气中的大浸没在水中的鸡蛋看起来比在空气中的大(或鸡蛋浸入盐或鸡蛋浸入盐 水中的部分看起来比空气中的大水中的部分看起来比空气中的大) 点拨点拨 浮力等于空气中小球的重力减去水中弹簧秤受到浮力等于空气中小球的重力减去水中弹簧秤受到 的拉力。的拉力。B和和C应浸入液体中的体积要相同。应浸入液体中的体积要相同。 73 浙江教育版浙江教育版 例：例：把体积为把体积为1 dm3的空心铜球挂在弹簧秤上，浸没在水的空心铜球挂在弹簧秤上，浸没在水 中静止时，弹簧秤的示数是

22、放在空气中称时的中静止时，弹簧秤的示数是放在空气中称时的 ，已知，已知铜 铜 9.0103 kg/m3。(取取g10 N/kg)求：求： (1)铜球受到的浮力是多少？铜球受到的浮力是多少？ (2)铜球的重力是多少？铜球的重力是多少？ 答案答案 10 N 答案答案 60 N 74 浙江教育版浙江教育版 75 浙江教育版浙江教育版 例例 2009年年4月月23日，在青岛附近的黄海海域，中国第一日，在青岛附近的黄海海域，中国第一 次举办多国海军检阅活动，这也是中国海军历史上最大规模次举办多国海军检阅活动，这也是中国海军历史上最大规模 的海上阅兵。首先接受检阅的的海上阅兵。首先接受检阅的“长征长征6号

23、号”核动力潜艇可潜入核动力潜艇可潜入 水下水下300米。米。 图图162 76 浙江教育版浙江教育版 “长征长征6号号”在接受检阅时与潜在深水处时相比，所受在接受检阅时与潜在深水处时相比，所受 压强压强_(选填选填“变大变大”“不变不变”或或“变小变小”)，当它在海水中，当它在海水中 排 开 水 的 体 积 是排 开 水 的 体 积 是 7 1 0 3 m 3 时 ， 所 受 浮 力 是时 ， 所 受 浮 力 是 _N。(海水 海水 1.03103kg/m3，g10 N/kg) 点拨点拨 潜在深水中比受检时水下的深度增大。潜在深水中比受检时水下的深度增大。 变小变小 7.21107 77 小结

24、：小结： 浸在液体中的物体所受浸在液体中的物体所受 浮力的大小等于被物体排开浮力的大小等于被物体排开 的液体所受的重力。这便是的液体所受的重力。这便是 著名的著名的阿基米德原理阿基米德原理。 78 物体的浮沉条件 a.当F浮 G物， 物体下沉； b.当F浮G物， 物体悬浮； 79 物体的沉浮条件： c. 当 F浮G物， 物体上浮； 当 F浮 G物 ， 物体漂浮 80 上浮上浮F浮 浮 G 下沉下沉F浮 浮 物物 液 液 G物物时，物体 时，物体_。 当当_时，物体悬浮。时，物体悬浮。 当当F浮 浮G物物时，物体 时，物体_。 (2)漂浮的条件：漂浮的条件：_(此时物体有部分露出液面此时物体有部

25、分露出液面) (3)浮沉条件的应用浮沉条件的应用 密度计：根据密度计：根据_的原理制成的。密度计的原理制成的。密度计 在各种液体中受到的浮力相等。在各种液体中受到的浮力相等。 重力重力 浮力浮力 上浮上浮 F浮 浮 G物 物 下沉下沉 F浮 浮 G物 物 漂浮时漂浮时F浮 浮 G物 物 82 浙江教育版浙江教育版 轮船：轮船在不同的水中都处于轮船：轮船在不同的水中都处于_状态，但状态，但 _不同。载重量即为排水量。不同。载重量即为排水量。 潜水艇：靠改变潜水艇：靠改变_达到上浮和下沉的目的。达到上浮和下沉的目的。 热气球：使气球内的气体体积变化热气球：使气球内的气体体积变化(即排开空气的体积即

26、排开空气的体积) 而改变而改变_达到上浮和下降的目的。达到上浮和下降的目的。 提醒要点提醒要点 在比较在比较F浮 浮和 和G物 物关系判断物体浮沉时， 关系判断物体浮沉时，F浮 浮指 指 的是该物体浸没在液体中的浮力。的是该物体浸没在液体中的浮力。“漂浮漂浮”和和“悬浮悬浮”是两种不是两种不 同状态。同状态。“浸在浸在”和和“浸没浸没”，前者包含后者。，前者包含后者。 漂浮漂浮 排开液体的体积排开液体的体积 自身重力自身重力 浮力大小浮力大小 83 当当F F浮浮G G物物时，合力方向竖直向下，物体就下沉时，合力方向竖直向下，物体就下沉 当当F F浮浮G G物物时，合力为零，即二力平衡，此时物体将悬浮时，合力为零，即二力平衡，此时物体将悬浮 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 当当物体漂浮物体漂浮时，时，F F浮浮G G物物 84 1.有一个实心物体，为了测量构成它的物质的有一个实心物体，为了测量构成它的物质的 密度，将它挂在弹簧秤下，弹称秤的示数为密度，将它挂在弹簧秤下，弹称秤的示数为 19.6牛，将它没入水中称，弹簧秤的示数为牛，将它没入水中称，弹簧秤的示数为 1