000浮力课件.ppt

1、第四节 浮力,钢铁制成的万吨巨轮浮在水面上受到重力作用吗？竖直方向上还有其它力的作用吗？谁施加给它的？,1:浮力是什么?,浮力求法1:称量法：,浸在液体或气体中的物体，受到液体或气体向上托的力叫做浮力。,方向:竖直向上,施力物:液体或气体,用手向上托物体时弹簧称的示数有什么变化？,一个金属块挂在弹簧秤上，在空气中称，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？,解：F浮=G-F=27牛-17牛=10牛,答：它受到的浮力是10牛。,练习,一个广告氢气球和条幅总重为 40牛 ，为避免因空气浮力而飞跑，需至少18牛的力向下拉，它受到的浮力是多少牛？,解：F浮=G+F=4

2、0牛+18牛=58牛,F,G,人和军舰为什么 都能浮在海 面上呢？,托力(浮力）,托力（浮力）,托力（浮力）,方法二：状态法求浮力：,当物体漂浮在液体表面或悬浮在液体中或空气中时,F浮,F浮,因处于平衡状态，所以受的力是平衡力：,即：F浮=G,状态法或平衡法求浮力,F浮,G,一船重2109N,在水面上匀速行驶，受的浮力多大？,一潜水艇2104t,在水中悬浮，受的浮力多大？,解：因为漂浮，所以,即：F浮=G=2109N,解：因为悬浮，所以,即：F浮=G=mg=2104103kg 10N/kg =2108N,二、浮力的大小和什么因素有呢？,用手把空饮料瓶部分压入装满水的桶中时，手的感觉如何，桶中的

3、水怎样了?,2、浮力的测量（阿基米德理）,阿基米德原理：,浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力 。,F =G =,排,浮,阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到的浮力的大小，等于它排开的气体受到的重力,练习5,如图所示,同一物体在同一杯液体中所处深度不同,两次受的浮力大小如何?,A,B,阿基米德原理 F浮=G排=液gV排,提示： 两图中物体排开液体的体积大小如何？液体密度大小关系？,F =G =,排,浮,浮力的大小只跟物体浸入的液体的密度和排开液体的体积有关，而跟其他因素无关。,根据阿基米德原理：,物体全浸(浸没)在液体中时V排= V物； 部分浸入液体

4、时，V排 V物。,练习6：判断正误,体积相同的木块和铁块均浸没在水中，铁块将下沉，木块将上浮。因此浸没时木块受到的浮力比铁块受的浮力大。（ ）,体积相同,在水,浸没,按在水底的木块放手后将上浮，在它浮出水面之前，它所受到的 浮力（ ）。（填变大，变小，不变）,不变,练习7,4:浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮力产生的原因,浮

5、力产生的原因,浮力产生的原因,F,浮力产生的原因,F,浮力产生的原因,F,浮力产生的原因,F,浮力产生的原因,F,浮力产生的原因,F,浮力产生的原因,浮力产生的原因,3：浮力产生原因法(压力差法),浮力产生的原因,F浮=F/-F,例题4:,如图所示: A . B . C 三个物体体积相等, 浸没在液体中。它们的底部均与容器底部紧密结合 ,此三个物体所受浮力情况如何？,A,B,C,A,F水,F水,F水,F容器,B,浸在液体或气体中的物体，受到液体或 气体向上托的力叫做浮力。方向：竖直向上,浮力,：定义,2：浮力产生的原因,液体对物体向上与向下的压力 差就是浮力，即 F浮=F向上-F向下,4：公式

6、,（1）称量法：,（4）产生原因法,F浮=F向上-F向下,（）阿基米德原理,F浮=G排=液gV排,（2）状态法,漂浮、悬浮物,总结,3:阿基米 德原理,浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮 力的大小等于它排开的液体受到的重力,你理解并记住这些了吗？,例题：,1、一物体排开的水重为15N，物体受到的浮力大小为 N。,一切浸在液体（气体）里的物体都受到液体（气体）的竖直向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。,15,2、一物体排开水的质量为15kg，物体受到的浮力大小为 N。,G=mg=15kg10N/kg=150N,150,3、一物体排开水的体积为0.2m3，物体受到的浮力大小为 N。

7、,m水=水V=103kg/m30.2m3=200kg G=mg=200kg10N/kg=2000N,2000,4、物体的体积为0.4m3，有1/5露出水面，物体受到的浮力大小为 N。,320,1787年法国物理学家查理做成世界上第一个氢气球，体积是620m3,这个气球在地面附近受的浮力是多大？（假设地面附近空所为1.29Kg/m3）,解:,由阿基米德原理可得:,F浮=G排= 气gV排,=1.29kg/m310N/Kg620m3,=7998N,5、一铁球质量为158kg,把它浸没在水中。求：铁球的体积是多大？铁球受到的浮力？ （已知：铁=7.9g/cm3）,分析： 是浸没水中， V铁=V排,解：

8、,密度单位换算： =7.9103kg/m3 =7.9g/cm3=7.9kg/dm3=7.9t/m3,答：铁球的体积是20dm3；铁球受到的浮力200N。,提示： 在解有关浮力的题目时 首先要清楚排开液体的体积是多大； 计算浮力时，一定是液体的密度。,6、体积是1.510-3m3的木块，浮在水面上，露出水面的体积是0.610-3m3。求： 木块受到的浮力多大? 木块的质量多大? 木块的密度多大?,解：,V排=V木-V露,=（1.5-0.6）10-3m3,=0.910-3m3,F浮=水gV排,=103kg/m310N/kg0.910-3m3,=9N,木块浮在水面上,G木=F浮=9N, 木块的密度,

9、7、密度为0.6103/m3边长为10cm的正方形木块，静止在水面上。求： 木块所受的重力； 木块受到的浮力； 使木块全部浸入水中，木块上表面要加的竖直向下的最小力。,解：,木块所受的重力,G=mg=木Vg,= 0.6103/m3（10cm）310N/kg,= 0.6103/m3103cm310N,= 0.6103/m310310-6m310N,= 6N, 木块受到的浮力, 木块漂浮, F浮=G=6N,1cm3=10-6m3,7、密度为0.6103/m3边长为10cm的正方形木块，静止在水面上。求： 木块所受的重力； 木块受到的浮力； 使木块全部浸入水中，木块上表面要加的竖直向下的最小力。,G

10、=6N,F浮=6N,F,木块全部浸入水中时：,V排=V木=110-3m3,F,G=6N,F浮=10N,8、一根钢丝绳能承受的最大拉力是104N，能否将体积为0.8m3、重1.6104N的石块在水中提起?若将石块向上提，若能提起，石块露出水面的体积最大是多少?,石块在水中受到的力：,重力G,G,F浮,浮力F,T,拉力T,解：,石块浸没在水中时受到的浮力：,F浮=水gV排,=103kg/m310N/kg0.8m3,=0.8104N,T+F浮=104N+0.8104N,=1.8104N 1.6104N,在水中提起石块,拉力实际大小为：,T=GF浮=1.6104N0.8104N,=0.8104N,8、

11、一根钢丝绳能承受的最大拉力是104N，能否将体积为0.8m3、重1.6104N的石块在水中提起?若将石块向上提，若能提起，石块露出水面的体积最大是多少?,由于石块露出水面一部分体积,浮力会减小，拉力就变大。,直到等于最大拉力 T =104N ：,T,9、密度为8.9103/m3的铜块A置于木块顶部时, 恰能使木块完全浸没水中; 把另一铜块B悬挂于木块之下, 也恰能使木块完全浸没水中。如图所示, 则两铜块的重力之比GA:GB= 。,解：,G铜A,G木,F浮,F浮=G木+ G铜A ,G铜B,G木,F浮,F浮B,F浮+F浮B=G木+ G铜B ,得：,F浮B = G铜B G铜A,水gVB= 铜gVB

12、铜gVA,铜gVA = 铜gVB 水gVB,铜VA = （ 铜 水）VB,10、甲、乙两球用线相连放入水杯中，细线的拉力为1N，两球正好悬浮在水中，如图所示。如果细线被剪断后，下列判断完全正确的是： ( ) A、甲、乙两球都会下沉; B、甲球下沉，乙球上浮; C、甲球上浮，乙球下沉; D、甲、乙两球都会悬浮在水中。,分析： 如果乙不向下拉甲，甲会怎么样？ 会上浮 乙被甲向上拉着，才处于悬浮。如果不拉，会下沉。,C,11、一空心球置于水中恰能悬浮，如图所示，现沿虚线将其分为大、小两部分，则：（ ） A、两部分仍保持悬浮状态； B、小的部分下沉，大的部分上浮； C、小的部分上浮，大的部分下沉； D

13、、条件不够，无法判断。,分析： 空心球在水中恰能悬浮 那么，实心球就会下沉 小的部分是实心的，会下沉 大的部分是空心的，会上浮,B,12 、一空心铅球重4N，体积为0.5dm3，如果把它浸没在水中，则铅球 ( ) A、上浮; B、下沉; C、悬浮; D、无法判断浮沉。,G=4N,F浮=？N,F浮=水gV排,浸没,V排=V物=0.5dm3,F浮=1kg/dm310N/kg 0.5dm3,=5N,F浮G,上浮,A,13、如图所示，空心小木盒分别放入和吊上相同一块铁块后，再放入同一烧杯中，空心木盒仍漂在水面，那么木盒浸入水中体积 ( ) A、一样多； B、放入铁块的多； C、吊铁块的多； D、无法确

14、定。,A,B,分析: A、B两部分的总重相同，因此，排开水的总体积是相同的。 对于A： 水是靠空心小木盒排开的； 对于B： 水靠空心小木盒和铁块共同排开的。 所以，A中小木盒排开的水多。,B,浮力的利用,演示：,实验器材： 酒精、水银、植物油、水、烧杯、铜、铁、铝、蜡、木块。,将铜、铁、铝、蜡、木块先后放入盛水的烧杯，观察现象；,现象:铜、铁、铝块下沉，蜡、木块漂浮。,将铜、铁、铝、蜡、木块先后放入盛酒精的烧杯，观察现象；,现象:铜、铁、铝、蜡块下沉，木块漂浮。,将铜、铁、铝、蜡、木块先后放入盛油的烧杯，观察现象；,现象:铜、铁、铝块下沉，蜡块悬浮，木块漂浮。,将铜、铁、铝、蜡、木块先后放入盛

15、水银的烧杯，观察现象；,现象:铜、铁、铝、蜡、木块全部漂浮。,为什么？,将一个不锈钢碗放入水槽的水面上，观察现象；,现象:不锈钢碗会漂浮。,小结：,实心物体的浮沉条件（浸没在液体中 ）,当物 液时，物体下沉；,当物 液时，物体上浮，漂浮在液面上；,当物=液时，物体悬浮，停留在液体中。,三、浮力的利用,1、采用“空心”的办法增大可以利用的浮力,2、轮船,把它做成空心的办法，使它能够排开更多的水，增大浮力，使轮船能漂浮在水面上。,3、排水量： 轮船满载时排开水的质量，叫做排水量。,例如： 一艘轮船的排水量为3000吨，船的自重为1200吨，那么，货物的质量就为1800吨。,目前，世界上最大的船排水

16、量大概在70万吨上下，此外还有少数几条40、50多万吨的，都是油轮。目前世界上使用最普遍的大型船舶是30万吨级的超大型油轮，这类船舶一般都是从26万吨32万吨，最大的有34万吨的，全世界有400多条。另外，现在也有30万吨的超级矿砂船在建造。,m排=m货+m自重,4、潜水艇：,潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。,“下潜”：向潜水艇水舱中充水，潜水艇逐渐加重，潜水艇重大于它受到的浮力，就逐渐潜入水中。 “悬浮”：当水舱中充一定的水时，潜水艇重等于浮力，潜水艇可以悬浮在水中。 “浮出水面”：用压缩空气将水舱中的水排出一部分，潜水艇变轻，潜水艇重小于它受到的浮力，从而浮出水面。,5、热气球和

17、气艇：,热气球的原理：是气球内空气被燃烧器烧热而体积膨胀后，一部分空气被排出球外，使球内空气密度小于球外空气密度，由此产生向上的浮力。,飞艇的原理：是飞艇中充的是氢气或氦气，这些气体的密度比空气的密度小。,潜水艇,14、把一个蜡块放入盛满酒精的容器中，溢出酒精的质量是18g；若把该蜡块放入盛满水的容器中，则溢出水的质量是(已知蜡=0.9103kg/m3， 酒精=0.8103kg/m3)（ ） A、9g ； B、16g ； C、18g ； D、20g。,蜡块漂浮,m蜡=m排水=18g,水,酒精,蜡块沉底,V排水=V蜡=20cm3,m排水=水V排水=20cm3,=1g/cm320cm3,=20g,

18、20g,20g,15、一体积为0.1m3圆柱形木棒直立漂浮在水面上，有1/5的体积露出水面。求：木棒的密度；木棒重多少？,解：,木棒受到重力G、,G,浮力F浮。,F浮,木棒漂浮,G=木gV木 ,G=F浮, = ,讨论： 注意木棒有80（0.8）的体积浸在水中，而木棒的密度恰好为0.8103kg/m3，难道这是巧合吗？绝对不是！ 通过本题的计算，我们可以得到的结论： 如果实心物体有百分之几十的体积浸没在水中，那么，它的密度就是这个百分数103kg/m3。 如果实心物体有几分之几露出水面，那么，不论你怎样把它分小或增大，它露出的体积仍然是几分之几。,木棒受到的重力,G=0.8103kg/m310Nkg0.1m3,=800N,16、由同种物质做成的实心正方体，放在水中后有1/3部分露出水面，现将露出水面的部分切去，则剩余的部分（ ） A、将有1/3部分露出水面； B、将悬浮在水中； C、将下沉入水底； D、将有1/2部分露出水面。,因为物体的密度没有发生变化,物体露出的体积比仍然不会发生变化,即：有1/3部分露出水面,A,17、圆柱形容器的底面积为500cm2，其中盛有水，水的深度为8cm。现将一质量为1.8kg，底面积为100cm2的长方体木块放人容器中，液面上升了2cm，如图所示。求：(取g=10N/kg) 木块对容器底的