10.3物体浮沉条件及其应用

1、 在水里，许多东西能浮在水面，比如乒在水里，许多东西能浮在水面，比如乒 乓球、木块，石蜡等；也有许多东西沉到水底，乓球、木块，石蜡等；也有许多东西沉到水底， 比如石头、硬币、橡皮等；比如石头、硬币、橡皮等；那么物体的浮沉取那么物体的浮沉取 决于什么呢决于什么呢？ 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， 还与物体受到的还与物体受到的浮力浮力的大小有关；排开的的大小有关；排开的体体 积越大积越大，所受到的浮力，所受到的浮力越大越大。 物体物体 浸没浸没 在液体中时，究竟是浮还是在液体中时，究竟是浮还是 沉，是由该物体在液体中所受浮力和重力之沉，是由该物体在液体中所受

2、浮力和重力之 间的大小关系决定的。间的大小关系决定的。 当当F浮 浮 G时时, 即二力平衡，此时即二力平衡，此时 物体将物体将静止静止在液体中任意深度的位置在液体中任意深度的位置 称为称为悬浮悬浮。 悬浮悬浮 F浮 浮 G 前提：前提：物体完全浸没物体完全浸没 即即V排 排=V物物 当当F浮 浮 G时时,合力方向竖直下，合力方向竖直下， 物体在液体中向下物体在液体中向下运动运动称为称为下沉下沉。 下沉下沉 G F浮 浮 前提：前提：物体完全浸没物体完全浸没 即即V排 排=V物物 当当F浮浮G时，合力方向竖直向上，时，合力方向竖直向上， 物体在液体中向上物体在液体中向上运动运动称为称为上浮上浮

3、上上 浮浮 G F浮浮 前提：前提：物体完全浸没物体完全浸没 即即V排 排=V物物 F浮浮 G 漂漂 浮浮 物体物体上浮过程中开始浮出上浮过程中开始浮出水面这时水面这时F浮 浮 逐渐减少逐渐减少，到，到F浮 浮=G时，物体 时，物体静止静止在液在液 面上称为面上称为漂浮漂浮。 此时此时 V排 排 V物物 漂浮与悬浮有什么共同点与不漂浮与悬浮有什么共同点与不 同点？同点？ 悬悬 浮浮 漂漂 浮浮 不不 同同 点点 在液体中在液体中 的位置的位置 体积关系体积关系 密度关系密度关系 相相 同同 静止在液面以下，容静止在液面以下，容 器底部以上任何位置器底部以上任何位置 静止在液体静止在液体 的表面

4、上的表面上 V排 排=V物物 V排 排物物 1.在平衡力的作用都处于在平衡力的作用都处于静止静止状态。状态。 2.物体处于悬浮和漂浮时物体处于悬浮和漂浮时F浮浮=G. 物体的浮沉条件物体的浮沉条件 前提：前提：浸没浸没在液体中的在液体中的物体物体 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 体就体就下沉下沉。 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 体就体就上浮上浮。 物体物体漂浮漂浮F浮 浮 GV排 排 V物物 一个一个实心实心物体物体浸没浸没在液体中，你能否根据在液体中，你能否

5、根据 物体密度与液体密度之间的关系，对物体物体密度与液体密度之间的关系，对物体 的浮沉作出判断？的浮沉作出判断？ 因为因为 F浮 浮 G物 物 即：即：液 液gV排排 m物 物g 液 液gV排排 物 物V物物g 所以所以 液 液 物 物 V排 排 = V物物 例：下沉时（物体浸没在液体中）例：下沉时（物体浸没在液体中） 漂浮：漂浮：F浮 浮 G物 物 物 物 G时，物体将时，物体将_； 当当FG时，物体将时，物体将_；当；当F=G时，物体将时，物体将 _。 上上 浮浮 下下 沉沉 漂浮或悬浮漂浮或悬浮 2、一只实心球恰好能悬浮于酒精中、一只实心球恰好能悬浮于酒精中(酒精的密度是酒精的密度是 0

6、.8g/cm3)，把此球浸没于水中，把此球浸没于水中,则则 ( ) A 一定下沉一定下沉 B 一定上浮一定上浮 C 悬浮悬浮 D 都有可能都有可能 B 3、 将一只漂浮在水面上的咸鸭蛋从水中捞出投入到将一只漂浮在水面上的咸鸭蛋从水中捞出投入到 盐水中盐水中,在两种不同的液体中在两种不同的液体中,咸鸭蛋受到的浮力哪一咸鸭蛋受到的浮力哪一 个更大个更大 ( ) A. 水中的大水中的大 B.盐水盐水 中的大中的大 C.一样大一样大 D.不能确不能确 定定 C 一只盛满水的杯子中有一枚鸡蛋沉一只盛满水的杯子中有一枚鸡蛋沉 在水底，可以用什么方法使这只鸡在水底，可以用什么方法使这只鸡 蛋浮起来？蛋浮起来

7、？ 汤圆刚放入水中时，会沉入锅汤圆刚放入水中时，会沉入锅 底。底。 汤圆煮熟时，则会浮出水汤圆煮熟时，则会浮出水 面。面。 为什么生汤圆在水中是沉的，熟汤圆在水中是浮的为什么生汤圆在水中是沉的，熟汤圆在水中是浮的? ? 汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重 力，汤圆沉入锅底；汤圆煮熟时，它的体积力，汤圆沉入锅底；汤圆煮熟时，它的体积 增大，浮力也随之增大，汤圆受到的浮力大增大，浮力也随之增大，汤圆受到的浮力大 于重力，汤圆浮出水面。于重力，汤圆浮出水面。 讨论归纳：增大或减小浮力有哪些 方法？ 增大浮力的方法：增大浮力的方法： 1.增大液体的密度。增大液

8、体的密度。 2.增大排开液体的体积增大排开液体的体积。 减小浮力的方法：减小浮力的方法： 1.减小液体的密度。减小液体的密度。 2.减小排开液体的体积减小排开液体的体积。 泰坦尼克号泰坦尼克号 应用二、轮应用二、轮 船船 原理：采用原理：采用“空心空心”的办法，的办法，增大排开水的增大排开水的 体积体积，从而增大所受的浮力，从而增大所受的浮力， 最终使最终使F浮 浮=G船船，轮船漂浮在水面。 ，轮船漂浮在水面。 F浮 浮 G船 船 轮船在河里和海里都轮船在河里和海里都漂浮漂浮在上面；因而所在上面；因而所 受浮力相同，都等于轮船自身的重力（即受浮力相同，都等于轮船自身的重力（即 F浮 浮=G轮船

9、轮船）。 ）。 根据阿基米德原理（公式为根据阿基米德原理（公式为F浮 浮= 液液gV 排排 ），则它在海水里比在河水里浸入的体 ），则它在海水里比在河水里浸入的体 积小。积小。 船总是漂浮在水面上，一艘船从船总是漂浮在水面上，一艘船从河里河里驶向驶向大海大海，它受到，它受到 的重力大小的重力大小 （变大、变小、不变）；它受到的浮（变大、变小、不变）；它受到的浮 力大小力大小 （变大、变小、不变）；都（变大、变小、不变）；都 （大于、（大于、 等于、小于）船受到的重力；等于、小于）船受到的重力；它排开水的体积它排开水的体积 （变（变 大、变小、不变）；轮船是下沉些还是上浮些？大、变小、不变）；轮

10、船是下沉些还是上浮些？ 河水河水海水海水 轮船有大小，怎样反映轮船的运载能轮船有大小，怎样反映轮船的运载能 力呢？力呢？ 排水量排水量 排水量排水量：满载时：满载时排开的水的质量排开的水的质量。（不是排开。（不是排开 水的重力）水的重力） 轮船由江河驶入海里：重力 ，浮 力 ，轮船将 一些（填 “上浮”或“下沉”） 例例1 不变不变 不变不变 上浮上浮 二、潜水艇二、潜水艇 1、潜水艇的上浮、下沉和悬浮，靠改变自 身的重力来实现（但它的体积不发生改变，（但它的体积不发生改变， 浮力不变）浮力不变） 二、潜水艇二、潜水艇 2、潜水艇自身重力的改变取决于水舱内 充水或放水的多少。 （改变自重，体积

11、不变）（改变自重，体积不变） 潜水艇是靠改变 来实现上浮和下 潜的。当潜水艇由100m深度下潜到水下200m 深处，它受到水的压强将 ，受到的浮力 将 。 自身重力自身重力 变大变大 不变不变 例例3 鱼鳔的功能鱼鳔的功能 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，鱼体上浮；减小，鱼体上浮； 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增 大，鱼体下沉。大，鱼体下沉。 鱼鳔起着调节鱼体平均密度 的功能。 三、热气球三、热气球 气袋气袋 吊篮吊篮 喷嘴喷嘴 喷嘴点火加喷嘴点火加 热热, ,袋内空气袋内空气 受热膨胀受热膨胀, ,排排 开气体的体积开气体的体积 增大

12、，浮力增增大，浮力增 大大, ,浮力大于浮力大于 重力时重力时, ,气球气球 上升。上升。 喷嘴火焰熄喷嘴火焰熄 灭，袋内空气变灭，袋内空气变 冷体积减小冷体积减小, ,排排 开气体的体积减开气体的体积减 小，浮力减小小，浮力减小, , 浮力小于重力浮力小于重力, , 气球下降。气球下降。 三、热气球三、热气球 通过改变自身的体积，从而改变浮力通过改变自身的体积，从而改变浮力 大小实现升降大小实现升降 （氢气球、飞艇）（氢气球、飞艇） 气球和飞艇是靠改变 来实现 浮沉的。 例例4 自身的体积自身的体积 打捞沉船打捞沉船 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

13、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。 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。 请解释这样打捞沉船的道理？请解释这样打捞沉船的道理？ 小结 利用浮力的关键是调节重力和浮力的关系。 (1)若保持浮力不变浮力不变，可改变自身的重力改变自身的重力，实现沉 浮（如

14、浸没水中的潜水艇） (2)若保持重力不变重力不变，可改变排开液体（或气体）改变排开液体（或气体） 的体积的体积实现沉浮。（如轮船、鱼泡和气球）。 密密 度度 计计 工作原理工作原理：利用物体漂浮在液面上时，利用物体漂浮在液面上时， F F浮 浮=G =G物 物原理制成的。 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。 、密度计是测液体密度的仪器，它是、密度计是测液体密度的仪器，它是 根据

15、物体漂浮在液面时根据物体漂浮在液面时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，才 能正确测出液体的密度。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、密度计在各种不同的液体中所受浮 力是力是_（相同、不同）的，在密度（相同、不同）的，在密度 _ _ （大、小）的液体中露出液面的体（大、小）的液体中露出液面的体 积较大，故密度计的刻度是上积较大，故密度计的刻度是上_下下 _（大、小）。（大、小）。 B Ac v2.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

16、确定 巩固练习 D v1.1.船只采用船只采用“ ”的办法增大可以的办法增大可以 利用的浮力，漂浮在水面上。潜水艇靠利用的浮力，漂浮在水面上。潜水艇靠 改变改变 来实现浮沉，要使浮在来实现浮沉，要使浮在 水面的潜水艇潜入水中，应水面的潜水艇潜入水中，应 当当 。 空心空心 自身的重力自身的重力 向水舱充水向水舱充水 v3.一艘轮船从东海驶入长江时，下列说一艘轮船从东海驶入长江时，下列说 法法错误错误的是：的是： （ ） A、轮船受到的浮力不变、轮船受到的浮力不变 B、轮船排开的液体受到的重力不变、轮船排开的液体受到的重力不变 C、轮船排开的液体的体积不变、轮船排开的液体的体积不变 D、轮船排开

17、的液体的体积增大、轮船排开的液体的体积增大 C v4.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 1.0103kg/m3，船排开的河水的体积是 m3。（取g=10N/kg） 107 107 103 v5. 在0和标准大气压的情况下，一个 10m3的氢气球，在空气中受到多大的浮 力？空气密度为1.29kg/m3，氢气密度为 0.09kg/m3，取g=10N/kg。 N kgNmmkg 129 /1010/29. 1 33 gVF 球球空气空气浮浮 据据解解 : 1.比较下列物体受的浮力比较下列物体受的浮力 （1）体积相同的铜、铁、铝

18、浸没水中）体积相同的铜、铁、铝浸没水中 铁铁 铜铜 铝铝 F浮铝 浮铝 F浮铁 浮铁 F浮铜 浮铜 【第二关第二关】 A B （2）如图所示，）如图所示，A、B两个金属块的两个金属块的 体积相等，哪个受到的浮力大？体积相等，哪个受到的浮力大？ F浮 浮A铝铝 V铜 铜V铝铝 铜铜 铝铝 铝球铝球 （）如图是四个体积相同而密度不同的小球在水中静止时的情（）如图是四个体积相同而密度不同的小球在水中静止时的情 况，试比较他们所受浮力的大小况，试比较他们所受浮力的大小 F A浮 浮 F B浮 浮 F C浮 浮=F D浮浮 （）完全相同的三个物体（）完全相同的三个物体A、B、C，在水中静止时，在水中静止时 如图所示，试比较弹簧测力计的示数如图所示，试比较弹