第3节物体的浮沉条件及应用

1、 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。平衡状态： 保持静止或匀速直线运动状态的物体受到的力一定是平衡力。受平衡力作用的物体保持静止或匀速直线运动状态。观察下面几个物体的浮沉情况观察下面几个物体的浮沉情况提问：物体的浮与沉是由什么因素决定的呢？提问：物体的浮与沉是由什么因素决定的呢？ 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浸没在水银中的铁块为什么向上浮起？ 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？提出问题提出问题悬浮悬浮上浮上浮下沉下沉 探究物

2、体的浮沉条件我们可以从浸在液体里的物体的受力情况去分析，设计如下图的实验来验证.实验序号 实验方法 观察小瓶运动情况 小瓶受力情况1把盖上盖子的空小瓶浸没于水中，再松手 2把装满水并盖上盖子的小瓶浸没于水中，再松手 3设法使小瓶既不上浮也不下沉，即静止在水中（也叫悬浮） 小瓶上浮小瓶上浮小瓶下沉小瓶下沉小瓶静止小瓶静止F F浮浮 G GF F浮浮 G GF F浮浮 G G结论：结论： 1. 1.物体在液体中的沉浮取决于物体所受的物体在液体中的沉浮取决于物体所受的重重力力和和浮力浮力的大小即通过改变重力或浮力的大小，的大小即通过改变重力或浮力的大小，可以改变物体的浮沉状态。可以改变物体的浮沉状态

3、。 2. 2.当当F F浮浮G G时，物体上浮，最终漂浮：时，物体上浮，最终漂浮：F F浮浮=G.=G. 当当F F浮浮G G时，物体下沉，最终沉底：时，物体下沉，最终沉底：F F浮浮+N=G.+N=G. 当当F F浮浮G G时，物体处于悬浮时，物体处于悬浮. .水面水面G G物物F F浮浮F F浮浮G G物物下沉下沉上浮上浮两个过程：两个过程：F F浮浮 G G物物 物体下沉物体下沉 F F浮浮G G物物 物体上浮物体上浮. . .三个状态：三个状态： F F浮浮=G=G物物 物体漂浮物体漂浮 F F浮浮= G= G物物 物体悬浮物体悬浮 F F浮浮+N=G+N=G物物 物体下沉到水底物体下

4、沉到水底G G物物F F浮浮水面水面F F浮浮G G物物G G物物F F浮浮漂浮漂浮悬浮悬浮沉底沉底. . . .N N下沉下沉: :F F浮浮 G G液液gVgV排排物物gVgV物物V V排排=V=V物物液液物物悬浮：悬浮：F F浮浮= G= G液液gVgV排排=物物gVgV物物V V排排=V=V物物液液=物物漂浮漂浮: :F F浮浮= G= G液液gVgV排排=物物gVgV物物V V排排V物物上浮上浮: :F F浮浮 G G液液gVgV排排物物gVgV物物V V排排=V=V物物液液物物上浮上浮: :F F浮浮 G G物物液gV排m物g液液gVgV排排物物gVgV物物V V排排=V=V物物液

5、液物物下沉下沉: :F F浮浮 G G物物液gV排m物g液液gVgV排排物物gVgV物物V V排排=V=V物物液液m物g液液gVgV排排=物物gVgV物物V V排排=V=V物物液液=物物漂浮漂浮: :F F浮浮= G= G物物液gV排m物g液液gVgV排排=物物gVgV物物V V排排V物物浮沉条件（物体浸没在液体在）1.当F浮=G物时，悬浮，（V排=V物 液=物）；2.当F浮G物时，上浮，（V排=V物 液物）；最终漂浮， F浮=G物，（ V排物）；3.当F浮G物时，下沉,（ V排=V物 液物）；最终沉底，F浮+N=G,(V排=V物).浮沉条件（物体浸没在液体中且实心） 1.当F浮=G物时， 液

6、gV排=物gV物，即液=物悬浮； 2.当F浮G物时， 液gV排物gV物，即液G物时， 液gV排物gV物，即液物上浮.状态上浮下沉悬浮漂浮物体受力分析浮沉条件浮力和重力比较液体密度和物体密度比较特点说明F F浮浮 G G物物F F浮浮 G G物物F F浮浮 =G=G物物F F浮浮 =G=G物物F F浮浮G G物物F F浮浮G G物物F F浮浮G G物物分析运动状态变化分析运动状态变化的过程的过程分析平衡状态分析平衡状态F F浮浮G G物物液液物物液液物物液液= =物物液液物物物物是物体的密度（平均密度），而不是构成是物体的密度（平均密度），而不是构成该物体的物质的密度该物体的物质的密度浸没情况物

7、理现象 状态 条件液与物 关系 V排与V物 关系浮部分浸没漂浮在液面上静止于液面上 F浮=G物液 物 V排G物液 物 V排V物悬 全部浸没停留在液体里任何深度处静止于液体中F浮=G物液=物 V排V物沉全部浸没下沉向下运动F浮G物液物 V排V物全部浸没沉底静止在液体底部F浮G物液物 V排V物干瘪、虫蛀的种子会上浮直至漂浮，而饱满的种子下沉到容器底部。盐水选种的原理:浸没在液体中的物体，如果它的密度小于液体的密度，物体上浮；如果它的密度等于液体的密度，物体可以悬浮在液体内；如果它的密度大于液体，物体下沉。盐水选种的道理：饱满种子的密度要大于盐水的密度而下沉。想想做做想想做做将新鲜鸡蛋放入盛水容器中

8、，向水中加盐，并搅拌，不断增加盐水的浓度。观察鸡蛋在容器中的位置变化。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。芦湖独木舟芦湖独木舟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。浮桥浮桥我国汉代曾发明过一种做军事我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯信号用的灯笼笼，灯笼能腾空而起，飞向天空。，灯笼能腾空而起，飞向天空。 三国时期有三国时期有“曹冲称象曹冲称象”。除了以舟称物之外，以舟起重也是中国人除了以舟称物之外，以舟起重也是中国人的发明。据史籍记载，真定县僧人怀丙曾的发明。据史籍记载，真定县僧

9、人怀丙曾“打打捞铁牛捞铁牛”。他创造了浮力起重法。他创造了浮力起重法。用橡皮泥做成能用橡皮泥做成能承载重物的小船，承载重物的小船，使它漂浮在水面使它漂浮在水面上。上。想想做做想想做做轮轮 船船1.1.工作原理（道理）：工作原理（道理）：采用采用“空心空心”办法，虽然它所受的重办法，虽然它所受的重力没有改变，但是排开的水较力没有改变，但是排开的水较多，因而受到较大的浮力，所多，因而受到较大的浮力，所以能漂浮在水面上。以能漂浮在水面上。2.2.排水量（排水量（m m排排）：）：轮船满载时排开水的质量：轮船满载时排开水的质量：轮船漂浮，F浮= G排=m排g 而 F浮=G船+G货，则 m船g+m货g=

10、 m排gm m船船+m+m货货=m=m排排。工作原理：靠改变自身重力上浮、悬浮和下潜。模拟潜水艇：模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶内用注射器向密封的瓶内打起，将瓶内的水排出，瓶向上浮起打起，将瓶内的水排出，瓶向上浮起潜艇潜艇潜水艇潜水艇 潜水艇动画 工作原理：靠改变自身重力来实现上浮、悬浮和下潜。过程:潜水艇在水面下无论下沉、上浮和悬浮，受到的浮力不变。当向水舱充水时，F浮G潜时，则潜水艇上浮。漂浮在水面时浮力也不一定相等。潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放水的多少。水的多少。 潜水艇潜水艇体积_，如浸没在水中时浮力也 ，靠改变_来实现浮沉。不变不变自身重力

11、自身重力不变不变你知道水中的鱼是怎样实现浮沉的？你知道水中的鱼是怎样实现浮沉的？ 工作原理：工作原理：靠空气浮力升空靠空气浮力升空内部充有小于空气密度的气体内部充有小于空气密度的气体气球和飞艇气球和飞艇热气球视频气袋气袋吊篮吊篮喷嘴喷嘴 喷嘴点火喷嘴点火加热加热, ,袋内空袋内空气受热膨胀气受热膨胀, ,排开气体的排开气体的体积增大，体积增大，浮力增大浮力增大, ,浮浮力大于重力力大于重力时时, ,气球上升。气球上升。 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，小，浮力减小浮力减小, , 浮力小于重力浮力小于重力, ,气球下降

12、。气球下降。气球和飞艇的原理：密度小的气体增大体积，改变浮力的大小。孔明灯孔明灯（热气球）（热气球）飞艇飞艇利用氦气、氢气密度比空气的小，实现浮力大于重力而在空中上升 。气象探测气球球内充有密度比空气小得多得氢气，用于气象观察。气球（1） 气球内充有密度小于空气的气体氢气、氦气等。（2）原理：当气G物，物体在空气中上浮热气球的升降是一个比较复杂的过程，与热气热气球的升降是一个比较复杂的过程，与热气球体积及热气球内部气体的密度变化有关。当球体积及热气球内部气体的密度变化有关。当热气球的巨大气袋充满空气（忽略体积变化）热气球的巨大气袋充满空气（忽略体积变化）时时，用喷嘴加热气袋中的空气，热气球内部

13、气，用喷嘴加热气袋中的空气，热气球内部气体的温度升高，密度减小。当热气球内部气体体的温度升高，密度减小。当热气球内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，热气球便上升了。热气球便上升了。 气球、飞艇气球、飞艇 充入密度充入密度_空空气的气体气的气体气球、飞艇气球、飞艇小于小于想想议想想议 议议?下降时下降时, ,氦气球氦气球_ 热气球热气球_ _ 放气放气停止加热（降温）停止加热（降温）汤圆刚放入水中时，汤圆刚放入水中时，会沉入锅底会沉入锅底汤圆煮熟时，则会浮汤圆煮熟时，则会浮出水面出水面密密度度计计 密度计视频用途：用途：一种可以直接测量液一种可以直接测量液体密度的仪器。体密度的仪器。读数方法：读数方法：静止时液面所对静止时液面所对刻度乘以水的密度刻度乘以水的密度刻度特点：刻度特点：上小下大，刻度上小下大，刻度间隔不均匀。间隔不均匀。工作原理：工作原理：利用物体漂浮