物体的沉浮及浮力学生用

物体的沉浮及浮力学生用第1页，课件共71页，创作于2023年2月相传2000年前，罗马帝国的远征军来到了死海附近，击溃了这里的土著人，并抓获了一群俘虏，统帅命令士兵把俘虏们投进死海。奇怪的是，这些俘虏竟然没有沉下去，而是个个都浮在水面之上，统帅以为这是神灵在保佑他们，就把俘虏释放了。浮力第2页，课件共71页，创作于2023年2月将旋紧瓶盖的空矿泉水瓶压入水中时，手会明显感受到

。将瓶释放后，瓶将

。结论：水中会上浮的物体受到

。【实验】第3页，课件共71页，创作于2023年2月？问题：在水中下沉的石块，铁块等物体是否也受到浮力作用呢？第4页，课件共71页，创作于2023年2月■实验F1=GF2F1F浮=F1-F2<第5页，课件共71页，创作于2023年2月1.在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。3.浮力大小：浮力方向：

作用点：施力物体:2.所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。F浮＝F1-F2=G-F2竖直向上在物体的重心上液体■结论第6页，课件共71页，创作于2023年2月■练习1.一个金属块挂在弹簧秤上，在空气中称时，示数为27牛，把它浸没在水中称时，示数为17牛，它受到的浮力是多少牛？2.一个盛水的杯中悬浮着一个小球，杯子放在斜面上，如图，此处小球受到的浮力方向如何？第7页，课件共71页，创作于2023年2月浮力产生的原因第8页，课件共71页，创作于2023年2月

现象：下表面受到水的压强

上表面受到水压强。

原因：下表面距水面的深度

上表面距水面的深度。又因长方体上下表面的面积相等，因此，下表面受到水的竖直向上的压力

上表面受到水的竖直向下的压力，其合力是竖直向上的。Ｆ合＝Ｆ下－Ｆ上

Ｆ上Ｆ下第9页，课件共71页，创作于2023年2月长方体浸没在水中，其左右两个侧面和前后两个侧面的面积分别

，并且相对应的距水面的深度

，水对它们的压强

。所以长方体左右两个侧面和前后两个侧面受到水的压力的大小分别

，方向分别相反，分别平衡。所以长方体受到的浮力等于下表面和上表面的压力差。

压力差法F浮＝

.F下－F上第10页，课件共71页，创作于2023年2月答：桥墩受到浮力吗？第11页，课件共71页，创作于2023年2月二、阿基米德原理当你躺在浴缸的水中时，会有一种

了的感觉，同时浴缸的水面会

。人变轻是因为人受到

。水面上升是因为人浸入水中后，

。【提出问题】液体会对浸入其内的物体产生竖直向上的浮力，那么浮力的大小究竟和哪些因素有关呢？1、探究实验第12页，课件共71页，创作于2023年2月【建立假设】浮力可能与物体所排开水的多少有关。【实验验证】将物体逐渐浸入水中时，物块排开水的体积逐渐增多，弹簧秤的读数逐渐

，浮力逐渐

。结论(定性)：物体受到的浮力跟物体排开水的多少有关，排开的水越多，浮力

。第13页，课件共71页，创作于2023年2月溢水杯实验器材：物块弹簧秤量筒【设计实验】要测量浮力的大小，还要测量物体排开水的多少(体积、重力)。请利用这些器材设计实验步骤和实验数据记录表格，然后交流讨论。第14页，课件共71页，创作于2023年2月物块重G物

物块在水中测力计的读数F拉

物块受到水的浮力F浮=G物-

F拉物块排开水的体积V排液

排开水受到的重力G排液=ρ液gV排液

4N2.04N0.2m3实验步骤和实验记录①在溢水杯中盛满水，将小烧杯放在溢水杯的出水口下；②将物块挂在弹簧测力计上，测出物块的重G物；③将物块浸没在溢水杯的水中，读出测力计的读数F拉，并计算出物块所受的浮力F浮=G物－F拉④将溢水杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排液，并算出物块所排出的水的重力G排液=ρ液gV排液5.实验结论：第15页，课件共71页，创作于2023年2月阿基米德原理实验第16页，课件共71页，创作于2023年2月浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。公式：F浮=

G排液=ρ液gV排液=

m排液g从公式可看出浮力的大小与________有关，与物体___________多少有关，与物体浸入的深度_______。阿基米德原理小结第17页，课件共71页，创作于2023年2月F浮=G排=ρ液gV排(1)ρ液是

，不是浸入液体的物体密度。(2)V排液是

，不是液体总体积，也不一定是物体的总体积(V物)。①物体完全浸入液体中(浸没):V排液=

；②物体部分浸入液体中，V排液<V物，V排液＝

。(用V露代表物体露出液面的体积)(3)浮力只跟

和

,即只跟

.

有关，而与物体浸入液体的

、物体的

、

、

、

等无关。理解公式ρ液V排液深度形状质量密度重力第18页，课件共71页，创作于2023年2月液体能产生浮力，气体也能产生浮力吗？■发散思维

把打足了气的篮球和附有气球的打气针头挂在天平杠杆的一边，另一边挂上适量砝码，使天平杠杆处于水平位置［图a］。第19页，课件共71页，创作于2023年2月■发散思维将打气针头插进篮球的打气眼，篮球里的空气通过打气针头进入气球。可以看到，在气球逐渐胀大的同时，天平失去了平衡，挂篮球的一边往上抬起（篮球一端变轻了还是重了？为什么这样变？）［图b］。第20页，课件共71页，创作于2023年2月结论：在空气中的物体，也会受到空气对它的浮力，而且可以根据实验得出，浮力的大小仍与物体排开空气的体积成正比，与空气的密度成正比，满足阿基米德原理。因此，在空气中的物体所受浮力的大小为F浮=（）。第21页，课件共71页，创作于2023年2月■热气球(balloon)hotairballoon用热空气作为浮升气体的气球。在气囊底部有供热空气加热用的大开口和吊篮。空气加热后密度减小，温度达100°时密度约为0.95kg/m3，是空气的1/1.3,因此升空不高。现代热气球在吊篮中安装有简单的飞行仪表、燃料罐和喷灯等设备。从地面升空时，点燃喷灯，将空气加热后从气囊底部开口处充入气囊。升空飞行后，控制喷灯的喷油量操纵气球的上升或下降。热气球出现得最早，现今乘热气球飞行已成为人们喜爱的一种航空体育运动。此外，热气球还常用于航空摄影和航空旅游。第22页，课件共71页，创作于2023年2月■飞艇(airship)飞艇属于浮空器的一种，也是利用轻于空气的气体来提供升力的航空器。根据工作原理的不同，浮空器可分为飞艇、系留气球和热气球等，其中飞艇和系留气球是军事利用价值最高的浮空器。飞艇和系留气球的主要区别是前者比后者多了自带的动力系统，可以自行飞行。飞艇分有人和无人两类，也有拴系和未拴系之别。飞艇获得的升力主要来自其内部充满的比空气轻的气体，如粒子、中子等。现代飞艇一般都使用安全性更好的氦气来提供升力，另外飞艇上安装的发动机提供部分的升力。发动机提供的动力主要用在飞艇水平移动以及艇载设备的供电上，所以飞艇相对于现代喷气飞机来说节能性能较好，而且对于环境的破坏也较小。一般从结构上看，飞艇可分为三种类型：硬式飞艇、半硬式飞艇和软式飞艇。硬式飞艇是由其内部骨架（金属或木材等制成）保持形状和刚性的飞艇，外表覆盖着蒙皮，骨架内部则装有许多为飞艇提供升力的充满气体的独立气囊。半硬式飞艇要保持其形状主要是通过气囊中的气体压力，另外部分也要依靠刚性骨架。二十世纪二十年代，一艘意大利制造的半硬式飞艇从挪威前往阿拉斯加的途中穿过了北极点，这是人类历史上第一架到达印度的飞行器。第23页，课件共71页，创作于2023年2月1.将两个金属块分别挂在两个弹簧秤下，都将金属块浸没在不同的液体中，发现弹簧秤减小的示数相同，说明（）A.排开水的重力相同B.两金属块物重相同C.排开水的体积相同D.以上说法都不对■练习第24页，课件共71页，创作于2023年2月2．如图所示，a、b、c为三个体积都是50厘米3的木块，b有一半露出水面，这三个物体所受浮力的大小分别为Fa=______牛、Fb=______牛、Fc=______牛．第25页，课件共71页，创作于2023年2月物体浮沉条件及应用第26页，课件共71页，创作于2023年2月物体在液体中的状态鸭子金鱼鹅卵石第27页，课件共71页，创作于2023年2月物体在液体中的几种状态：（1）静止态：漂浮（例如

）；悬浮（悬在水里，既没沉底，又没浮上来，例如

）；沉底（例如

）（2）运动态：上浮、下沉第28页，课件共71页，创作于2023年2月GF浮1.当F浮＞G时，物体将＿＿＿。GF浮当部份体积露出液面时，排开液体的体积减小，受到的浮力减小，最后F浮＝G，物体处于＿＿＿状态。第29页，课件共71页，创作于2023年2月2.当F浮＝G，由于物体受平衡力作用，物体将处于＿＿＿＿状态，此时物体可以停留在液体内任何位置。GF浮第30页，课件共71页，创作于2023年2月3.当F浮＜G时，物体将＿＿＿，最后与容器底接触，物体受浮力、重力和支持力三个力作用。GF浮F支持力G＝？第31页，课件共71页，创作于2023年2月物体浸没在液体中时：1.F浮

G物，物体下沉，最后沉底．2.F浮

G物，物体在液体中悬浮．3.F浮

G物，物体上浮，最后漂浮．第32页，课件共71页，创作于2023年2月对于实心物体，当物体全部浸没在液体内部时，V物＝V排，由于F浮＝ρ液ｇV排液，G物=ρ物ｇV物

V排液=V物所以：1.ρ液

ρ物时，上浮，最后漂浮。2.ρ液

ρ物时，悬浮。3.ρ液

ρ物时，下沉。第33页，课件共71页，创作于2023年2月一.物体的浮沉条件（一）力的条件：（1）当F浮＞G物时，物体（）

（2）当F浮＜

G物时，物体（）（3）当F浮＝G物时，物体可以（）在水中的任何位置第34页，课件共71页，创作于2023年2月（二）密度条件：（1）当ρ液＞ρ物时，物体上浮（2）当ρ浮＜

ρ物时，物体下沉（3）当ρ浮＝ρ物时，物体可以悬浮在水中的任何位置第35页，课件共71页，创作于2023年2月捏成一团的橡皮泥做成空心的第36页，课件共71页，创作于2023年2月捏成一团的橡皮泥会沉入水底，而做成空心的橡皮泥却为什么会漂浮在水面？（2）空心的，G不变，V排（），

F浮＝（），所以F浮（），当漂浮在水面时，G＝F浮（1）下沉原因：F浮

G第37页，课件共71页，创作于2023年2月１、两次橡皮泥所受的重力G甲和G乙的大小关系是：G甲_____G乙。２、两次排开水的体积V甲和V乙的大小关系是：V甲_____V乙。３、两次所受浮力F甲浮和F乙浮的大小关系是：F甲浮_____F乙浮。你的发现是第38页，课件共71页，创作于2023年2月二、浮沉条件的应用1.轮船

第39页，课件共71页，创作于2023年2月铁块在水中会下沉，而轮船的船壳都是用钢板制造的，为什么能漂浮在水面上？说说看！物体做成空心的，以使它排开更多的水，从而增大可以利用的浮力。第40页，课件共71页，创作于2023年2月结论：要用密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体，可以把它做成________的，以使它排开更多的水，从而＿＿＿＿＿＿

(增大、减小）可以利用的浮力。第41页，课件共71页，创作于2023年2月关于轮船

排水量：轮船满载时排开水的质量

第42页，课件共71页，创作于2023年2月1.同一物体分别漂浮在水面和酒精液面时，它受到的浮力（）A一样大B漂浮在水面时大C漂浮在酒精液面时大D无从比较2.同一只轮船从河里开到海里，轮船所受到的浮力＿＿＿，船排开河水的体积＿＿＿排开海水的体积。（填“大于”、“小于”或“等于”）A第43页，课件共71页，创作于2023年2月载重线（吃水线）第44页，课件共71页，创作于2023年2月为什么将吸管放入不同的液体中，液面所对的位置会不同？G＝F浮，G不变，F浮也不变，F浮＝ρ液ｇV排，ρ液变大，V排变小。ABCA、B、C三种液体密度关系是怎样的？第45页，课件共71页，创作于2023年2月工作原理：漂浮原理即G＝F浮2、密度计刻度特点：（1）上面读数小，下面读数大（2）刻度不均匀，上疏下密读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度用途：测量液体密度的仪器第46页，课件共71页，创作于2023年2月大多数鱼类在水中游动时，能向上游动，也能向下沉，甚至能在水中不动。鱼类为什么能随意地上浮和下沉呢？第47页，课件共71页，创作于2023年2月鱼在水中如何浮沉鱼用一个气囊来控制上浮下沉，这个气囊就是鱼鳔，它隐藏在鱼身体的中央部位，当鱼要下沉时，便使肌肉收缩，压迫鱼鳔，使鱼鳔体积

，浮力

，浮力

重力，鱼便下潜。

当鱼想浮出水面时，便使肌肉松驰，则鱼鳔体积

，鱼的浮力

，浮力

重力，鱼就上浮．

死掉或眩晕了的鱼，因肌肉无法控制鱼鳔，任其膨胀扩大，故会浮在水面．第48页，课件共71页，创作于2023年2月3、走近潜水艇第49页，课件共71页，创作于2023年2月潜水艇也能在水中随意的上浮和下沉，它和鱼类的工作原理是否一样？第50页，课件共71页，创作于2023年2月1.当注射器将气体压入玻璃球时，球内的水量减少，球（和球内的水）受到的重力变小G＜F浮，球将上浮.

2.当注射器将球内的气体吸出时，球内的水量增多，球（和球内的水）受到的重力变大,G＞F浮，球将下沉.

第51页，课件共71页，创作于2023年2月潜水艇简易模型第52页，课件共71页，创作于2023年2月潜水艇的沉浮第53页，课件共71页，创作于2023年2月2.潜水艇体积________，如浸没在水中时浮力也

，靠改变_______________来实现浮沉。二.潜水艇原理第54页，课件共71页，创作于2023年2月1.工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮，

来实现的。2.改变自重方式：

。潜水艇第55页，课件共71页，创作于2023年2月第56页，课件共71页，创作于2023年2月4.气球和飞艇

（1）气球和飞艇内充有密度小于空气的气体（氢气、氦气、热空气等）

（2）原理：利用空气的浮力，通过改变自身体积来实现上升和下降。

第57页，课件共71页，创作于2023年2月加热时,袋内空气受热膨胀,浮力增大。浮力大于重力,气球上升。停止加热，袋内空气变冷体积缩小,浮力减小,浮力小于重力,气球下降。第58页，课件共71页，创作于2023年2月孔明灯第59页，课件共71页，创作于2023年2月我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼，它用很轻的竹篾扎成框架，用纸糊严，只在下面留口，在灯笼的下面放一个小碟，盛上松脂。点燃松脂时，灯笼就能腾空而起，飞向天空。第60页，课件共71页，创作于2023年2月拓展与应用打捞沉船盐水选种第61页，课件共71页，创作于2023年2月听说过曹冲称象的故事吗？曹冲称象的原理是什么？第62页，课件共71页，创作于2023年2月曹冲称象的故事中，曹冲把大象和石头分别放在同一艘船上，并使两次水面在船上所对的刻度相同，这样做是为了保证两次船在水下的

相同，两次船受到的浮力

，两次的总重力

，两次的总质量

，因此只要称出石块的质量，也就知道了大象的质量。体积船漂浮，F浮＝G物F浮＝ρ液ｇV排液，控制V排液不变。第63页，课件共71页，创作于2023年2月学到了什么？一.物体的浮沉条件（一）力的条件：（1）当F浮＞G物时，物体上浮（2）当F浮＜

G物时，物体下沉（3）当F浮＝G物时，物体可以悬浮在水中的任何位置第64页，课件共71页，创作于2023年2月（二）密度条件：（1）当ρ液＞ρ物时，物体上浮（2）当ρ浮＜

ρ物时，物体下沉（3）当ρ浮＝ρ物时，物体可以悬浮在