物体的沉浮条件及应用

1、第十章第十章 第节第节 物体的浮沉条件及应用物体的浮沉条件及应用本节学习目标本节学习目标物体的浮沉条件物体的浮沉条件浮力的应用浮力的应用轮船轮船潜水艇潜水艇气球和飞艇气球和飞艇四种状态四种状态以下浸在水中（空气中）的物体在以下浸在水中（空气中）的物体在竖直方向竖直方向都受到哪些力的作用？都受到哪些力的作用？辽宁舰辽宁舰潜水器潜水器热气球热气球飞艇飞艇石头石头前情回顾前情回顾非平衡力非平衡力运动状态运动状态改变改变FG向上加速向上加速运动状态运动状态改变改变非平衡力非平衡力向下加速向下加速FGF=G平衡力平衡力运动状态运动状态不改变不改变静止或匀速运动静止或匀速运动悬浮悬浮上浮上浮下沉下沉F浮浮

2、GF浮浮GF浮浮G上浮：上浮： F浮浮G一、物体的浮沉条件一、物体的浮沉条件F浮浮G漂浮漂浮漂浮：漂浮：F浮浮 = G悬浮：悬浮：F浮浮 = G下沉：下沉： F浮浮G想想做做想想做做将新鲜鸡蛋放入盛水容器将新鲜鸡蛋放入盛水容器中，向水中加盐，并搅拌，中，向水中加盐，并搅拌，不断增加盐水的浓度。观不断增加盐水的浓度。观察鸡蛋在容器中的位置变察鸡蛋在容器中的位置变化。化。2物体密度与液体密度间的关系物体密度与液体密度间的关系1、F浮浮 G 上浮：上浮： r r液液 r r物物 2、F浮浮= G 悬浮：悬浮： r r液液 = r r物物 3、F浮浮 G 下沉：下沉： r r液液 r r物物浮力：浮力

3、：F浮浮G排排=r r液gV排排 ； 重力：重力：G mg=r r物物g V物物； V排排 = V物物研究条件：研究条件：实心实心的物体的物体浸没浸没在液体中，在液体中，受重力和浮力受重力和浮力。一、物体的浮沉条件一、物体的浮沉条件 F浮浮= G 漂浮：漂浮：V排排 V物物 ，r r液液r r物物 根据浮力与重力的关系，比较根据浮力与重力的关系，比较r r液液和和 r r物物 F浮浮G漂浮漂浮一、物体的浮沉条件一、物体的浮沉条件=平衡状态平衡状态非平衡状态非平衡状态平衡状态平衡状态非平衡状态非平衡状态殷商之前，我国的殷商之前，我国的独木船独木船是我国最早的木船。是我国最早的木船。芦湖独木舟芦湖

4、独木舟我国古代对浮力的应用我国古代对浮力的应用二、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江这样的大河流上也多次架设过浮桥浮桥。浮桥浮桥我国古代对浮力的应用我国古代对浮力的应用辽宁舰辽宁舰用橡皮泥做成能承载重物的小船，用橡皮泥做成能承载重物的小船，使它漂浮在水面上。使它漂浮在水面上。家庭实验家庭实验二、浮力的应用二、浮力的应用（1）工作原理：工作原理：将钢铁制做成空心的轮船，可以排开将钢铁制做成空心的轮船，可以排开更多的水，漂浮在水面上。这样的方法叫更多的水，漂浮在水面上。这样的方法叫“空心法空心法

5、”（2）排水量（排水量（m排排）：）：轮船轮船满载满载时排开水的时排开水的质量质量： F浮浮=G排排=m排排g 而而 F浮浮=G=（m货货+m船船）g m排排= m船船+m货货轮轮 船船二、浮力的应用二、浮力的应用工作原理：工作原理：通过改变通过改变_上浮和下潜。上浮和下潜。潜艇潜艇二、浮力的应用二、浮力的应用 当潜水艇当潜水艇悬浮悬浮在水中时，潜水艇的体积在水中时，潜水艇的体积V潜潜_排开水的体积排开水的体积V排排，潜水艇受到的浮力，潜水艇受到的浮力F浮浮_重重力力G潜潜，根据阿基米德原理：，根据阿基米德原理：F浮浮=G排排，可知可知G潜潜与与G排排的关系是：的关系是：G潜潜_G排排。=自身

6、重力自身重力内部充内部充_的气体，从而实现上升。的气体，从而实现上升。二、浮力的应用二、浮力的应用气球和飞艇气球和飞艇小于空气密度小于空气密度热气球充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热气球充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气热空气小小 结结物体的浮沉条件物体的浮沉条件浮力的应用浮力的应用轮船轮船潜水艇潜水艇气球和飞艇气球和飞艇四种状态：四种状态：上浮、悬浮、下沉、漂浮上浮、悬浮、下沉、漂浮练练 习习1、判断题、判断题A. 上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大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沉在容器底部的物体一定不受浮力C. 没入水中的物体在水中的位置越深

7、受到的浮力越大没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大 2、如图所示，如图所示，A、B两物体静止在水中（两物体静止在水中（ ） A两物体受到的浮力一定相等两物体受到的浮力一定相等 B两物体受到的浮力不等，两物体受到的浮力不等，A 物体受到的浮力大物体受到的浮力大 C两物体的密度不等，两物体的密度不等，B物体的密度大物体的密度大 D两物体的重力不等，两物体的重力不等，B物体的重力大物体的重力大ABC3、空心铁球重、空心铁球重300N，当它悬浮在水中不动时，它，当它悬浮在水中不动时，它受到的浮力是受到的浮力是_N。4、一艘轮船空载时的排水量是、一艘轮船空载时的排水量是2100t，满载时的排，满

8、载时的排水量是水量是5000t，轮船自身质量是，轮船自身质量是_, 它最多装它最多装_货物。货物。2100t2900t300 拓展拓展1、物体沉底之后受力情况是怎样的呢？、物体沉底之后受力情况是怎样的呢？下沉下沉F浮浮GF浮浮GF支支2、D受到的压受到的压强变化强变化3、在盛水的玻璃杯上面浮着一块冰，当冰完全融化后，、在盛水的玻璃杯上面浮着一块冰，当冰完全融化后，玻璃杯中水面玻璃杯中水面_（上升、不变、下降）（上升、不变、下降）不变不变4、解析：解析：C试管试管5、质量为、质量为1000t的轮船，满载时货物总重的轮船，满载时货物总重1000t，在河水中航行，满载时排水量，在河水中航行，满载时排

9、水量为多少？满载时船及所装货物总共有多重？所受河水的浮力是多少牛？如果为多少？满载时船及所装货物总共有多重？所受河水的浮力是多少牛？如果河水密度为河水密度为1103kg/m3，船排开河水的体积是多少立方米？（，船排开河水的体积是多少立方米？（g=10N/kg）解：解：（1） m排排= m船船+m货货=2106kg（2）由）由G=mg，得，得 G=m排排g=2106kg10N/kg=2107N（3）由于船）由于船漂浮漂浮在水面上，在水面上， F浮浮=G F浮浮=2107N（4） 得得 =2106kg/103kg/m3= 2103m3答答：满载时排水量为：满载时排水量为2106kg，船及所装货共重

10、，船及所装货共重2107N，受到河，受到河水的浮力为水的浮力为2107N，船排开河水的体积为，船排开河水的体积为2103m3。计算题计算题:必须必须注明浮沉状注明浮沉状态及受力关态及受力关系系6、将一边长为、将一边长为10cm的实心立方体固体轻轻放入盛满水的大烧杯的实心立方体固体轻轻放入盛满水的大烧杯内。待固体静止时，从杯中溢出内。待固体静止时，从杯中溢出800g水，求（水，求（g=10N/kg）（1）固体受到的浮力；（）固体受到的浮力；（2）固体密度；）固体密度；（3）固体下表面受到水的压强；）固体下表面受到水的压强；解解: m排排=800g=0.8kg, a=10cm=0.1m, g=10

11、N/kg（1）F浮浮=G排排=m排排g=0.8kg*10N/kg=8N（2）F浮浮=8N，固体漂浮在水面上，固体漂浮在水面上， F浮浮= G固固=8N由由G=mg得得m= G/ g=8N10N/kg=0.8kgV=a3=(0.1m)3=110-3m3 =0.8kg/110-3m3= 800kg/m3（3）F浮浮=8N，固体下表面受到水的压力固体下表面受到水的压力F=F浮浮=8N S=a2=(0.1m)2=10-2m2答答：固体受到浮力为：固体受到浮力为8N,固体的密度为固体的密度为800kg/m3, 固体下表面受到水的压强为固体下表面受到水的压强为800Pa。注明浮注明浮沉状态沉状态及受力及受力关系关系7、密度计（也叫、密度计（也叫“比重比重”或或“浮浮秤秤”）密度计密度计:是测量液体密度的一起，利用物体漂浮在液面的是测