《物体的浮沉条件及应用》教案物理科课件

第十章

浮

力第三节

物体的浮沉条件及应用第2课时新课导入你能说出下图这几个典故吗？学习目标1.轮船2.潜水艇3.气球和飞艇4.密度计一、轮船①轮船的漂浮原理把轮船做成“空心”体后放在水里，虽然它所受的重力没有改变，但是排开的水较多，因而受到较大的浮力，所以能漂浮在水面上。轮船的排水量：轮船装满货物时排开水的质量，等于轮船和货物的总质量。②轮船的排水量——表示轮船的大小m排=m船+m物课堂探究轮船舷号17的国产第一艘航空母舰“山东舰”，满载排水量为6.5万吨。表示航空母舰满载时，航空母舰的质量和全部其他舰载物体（例如舰载机、武器、弹药、物资等等）的质量之和是6.5万吨。因为轮船漂浮，所以浮力与轮船总重力是一对平衡力：F浮=G物船根据阿基米德原理，浮力等于排开水的重力：F浮=G排水所以轮船总的重力等于排开水的重力：G物船=G排水m物船=m排水即轮船总的质量等于排开水的质量。③推导：轮船总的质量等于排开水的质量轮船有一艘轮船，它的排水量是104t，在密度是1.0×103kg/m3的河水中航行，它满载时排开水的体积是多大？如果该轮船从长江驶入大海（海水密度为1.03×103kg/m3）中航行，它排开海水的体积是多大？它从江河驶入海中是上浮一些还是下沉一些？牛刀小试解析：①满载时排开水的质量是m=104t=107kg，排开水的体积②轮船从长江到大海都是漂浮，根据二力平衡条件可知：浮力等于船与货物的总重力，

F浮=G船+G物，是不变的；根据阿基米德原理：F浮=ρ液gV排，浮力不变，海水的密度大，因此轮船排开海水的体积小，所以从江河驶入海中是上浮一些。

二、潜水艇课堂探究①潜水艇的沉浮靠改变自身重力实现的。只要潜水艇浸没在水里，所受浮力基本不变，所以只能靠改变自身重力实现浮沉的。潜水艇能潜入水下航行，进行侦查和袭击，是一种很重要的军用舰艇。潜水艇②潜水艇的浮沉原理下潜时，在两侧的水舱内充入水，艇重增大，重力大于浮力，潜艇就会下沉。

上浮时，用压缩气体将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，重力小于浮力，潜艇就会上浮。

当水舱中充入适量的水时，浮力与重力相等，潜艇就能悬浮在水中任何深度。潜入水中若G＞F浮，则下潜若G＜F浮，则上浮潜水艇牛刀小试1.如图所示，同一潜水艇浮在水面时受到的浮力为F1，底部受到水的压强为P1。潜入水中时受到的浮力为F2，底部受到水的压强为P2。下列选项中正确的是（）A．F1=F2P1<P2 B．F1=F2P1>P2C．F1>F2P1>P2 D．F1<F2P1<P2D

2．潜水艇是靠改变___________实现浮沉的。一艘潜水艇排水量为3090t，在海面下某一深度巡航时，它所受到的浮力大小为____________N；当它在海面下继续下潜的过程中，它所受到的浮力大小将_______（填“变大”、“变小”或“不变”）（g取10N/kg，ρ海水＝1.03×103kg/m3）自身重力3.09×107

不变牛刀小试三、气球和飞艇①气球升空原理：通过充入密度小于空气的气体（氢气、氦气、热空气等），使气球受到的浮力大于自身的重力而升空。用塑料袋制作“热气球”课堂探究气球飞艇为了能定向航行而不随风飘荡，人们还制成了飞艇，在大气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人装货的吊篮。20世纪20~30年代，飞艇曾盛极一时，用来进行军事侦察、轰炸敌方目标或作为空中交通工具。后来连续发生了几次气囊中氢气爆炸的事故。飞行速度有不及飞机，便逐渐被飞机取代。近年来由于能源危机，且可以用不会爆炸的氦气代替氢气，人们对飞艇又重新重视起来。牛刀小试一个飞艇充入气体后的质量是1.5t，体积为1500m3。当装入多少货物时，汽艇能悬浮在空中？空气密度为1.29kg/m3。

四、密度计（1）用途：一种可以直接测量液体密度的仪器。（2）工作原理：利用物体漂浮在液面上时浮力等于重力的原理制成的。（3）读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度。（4）刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。密度计

水

盐水密度计测量液体密度的仪器叫做密度计。将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值(图甲)。图乙和图丙是自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中，由观察到的现象可以判断哪杯液体的密度大。说出你的理由。甲

乙丙牛刀小试解析：丙图杯子中液体密度大。因为同一密度计在两种不同的液体中均处于漂浮状态，所受的浮力都等于密度计所受的重力，是相等的。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，排开液体体积小的丙图杯子液体密度大。甲

乙丙说明：本题通过密度计在两种不同的液体中均处于漂浮状态，来考察学生对阿基米德原理