1.3 第三节 水的浮力 第4课时

1、第四课时第四课时 物体浮沉的条件物体浮沉的条件 小结小结 上浮上浮 下沉下沉 悬浮悬浮 漂浮漂浮 F浮 浮 G物 物 F浮 浮 = G物 物 F浮 浮 物 物 液 液 物 物 物 物 V浸 浸 V物 物 = V浸 浸 V物 物 = V浸 浸 V物 物 = V浸 浸 V物 物 物体浮沉的条件不但可以用来解释许多生活现象，物体浮沉的条件不但可以用来解释许多生活现象， 而且在生产、生活和科研上也有许多重要的应用。而且在生产、生活和科研上也有许多重要的应用。 五五、物体浮沉的应用物体浮沉的应用 （一）、轮（一）、轮 船船 轮船漂浮在水面轮船漂浮在水面上上 F浮 浮 G排液 排液 G自重 自重 G货物

2、货物 = = 1.一块钢板放在水里会下沉，但为什么用一块钢板放在水里会下沉，但为什么用 钢板制造的轮船却能够漂浮在水面上呢？钢板制造的轮船却能够漂浮在水面上呢？ 1 1.把一块橡皮泥放在水面把一块橡皮泥放在水面 上，上，观察观察橡皮泥橡皮泥的浮沉？的浮沉？ 橡皮泥将沉入水底橡皮泥将沉入水底 2.将橡皮泥捏成碗状，再将橡皮泥捏成碗状，再 把它放在水面上，把它放在水面上，观察观察 橡皮泥橡皮泥的浮沉？的浮沉？ 橡皮泥将能浮在水面上橡皮泥将能浮在水面上 钢板制成的轮船，由于船体中间很大部分是空钢板制成的轮船，由于船体中间很大部分是空 的，能够排开比自身体积大得多的水，获得更的，能够排开比自身体积大得

3、多的水，获得更 大的浮力，所以能够漂浮在水面上。大的浮力，所以能够漂浮在水面上。 吃水线吃水线（吃水线标志），通常指（吃水线标志），通常指船舶载重线船舶载重线，表，表 明船明船体的体的吃水深度。商船一边油漆上的标志吃水深度。商船一边油漆上的标志，表表 明船舶载货后可能的各种吃水程度明船舶载货后可能的各种吃水程度。 轮船船体浸入水越深，表明排开的水量越多。轮船船体浸入水越深，表明排开的水量越多。 轮船的大小常用轮船的大小常用排水量排水量来表示，所谓来表示，所谓排水量就是排水量就是 轮船装满货物时排开水的质量。轮船装满货物时排开水的质量。 2. 一艘轮船自重一艘轮船自重0.7万吨，它的排水量为万吨

4、，它的排水量为 1.8万吨，则它最多可运载多少货物？万吨，则它最多可运载多少货物？ F浮 浮 G排液 排液 G自重 自重 G货物 货物 = G货物 货物=G排液 排液 G自重 自重 = - 1.8万吨万吨-0.7万吨万吨 =1.1万吨万吨 3. 一艘轮船从江河驶入大海后，受到的浮力一艘轮船从江河驶入大海后，受到的浮力 如何变化？排开水的体积如何变化？如何变化？排开水的体积如何变化？ 从江海驶入大海，都是处在漂浮状态，故受到的从江海驶入大海，都是处在漂浮状态，故受到的 浮力都等于重力，并保持不变。浮力都等于重力，并保持不变。 但由于但由于海水的密度要大于江河水的密度海水的密度要大于江河水的密度，

5、所以，所以， 根据阿基米德原理根据阿基米德原理F浮 浮 液 液 g V排液排液可 可知，知，轮船排轮船排 开水的体积将减少开水的体积将减少。 （二）、潜（二）、潜 艇艇 潜艇是海军的主要舰种之一，它潜艇是海军的主要舰种之一，它 既能在水面航行，又能潜入水下进行机动作战。既能在水面航行，又能潜入水下进行机动作战。 1.如如右右图所示，在玻璃球图所示，在玻璃球 内装满水，并用橡皮管内装满水，并用橡皮管 把它连到针筒上。把它连到针筒上。 2.用针筒将玻璃球内的水抽出，用针筒将玻璃球内的水抽出， 观察玻璃球的运动状况。观察玻璃球的运动状况。 3.用针筒把水再次压入用针筒把水再次压入 玻璃球内，观察玻璃

6、玻璃球内，观察玻璃 球的运动状况。球的运动状况。 你知道你知道了了潜艇在水中潜艇在水中如如 何何实现上浮和下沉实现上浮和下沉的的吗？吗？ 改变潜艇自身的重力。改变潜艇自身的重力。 2 潜艇潜艇原理原理 当水舱充满水时当水舱充满水时：潜艇潜艇重力大于浮力重力大于浮力潜艇下沉潜艇下沉 水舱里的水排出水舱里的水排出：潜艇潜艇重力重力小小于浮力于浮力潜艇潜艇上浮上浮 水舱里留适量的水水舱里留适量的水：潜艇潜艇重力重力等等于浮力于浮力 潜艇潜艇悬浮悬浮 （三）、密度计（三）、密度计 构造构造：密度计是一根密封的玻璃管密度计是一根密封的玻璃管， 玻璃管下部的玻璃泡内封装玻璃管下部的玻璃泡内封装 有小铅丸或

7、水银有小铅丸或水银，玻璃管的玻璃管的 上部标有刻度。上部标有刻度。 原理原理： F浮 浮 液 液 g V排液 排液 G计 计 所测所测液体的密度不同，密度计液体的密度不同，密度计 排开液体的体积就不同，液面排开液体的体积就不同，液面 对应密度计的位置也就不同。对应密度计的位置也就不同。 密度计的刻度密度计的刻度是：是： 种类：种类： 比重计比重计 比轻计比轻计 比重计是用来测量密度大于比重计是用来测量密度大于1的液体，的液体， 即密度比水大，它的下端装的铅丸或水即密度比水大，它的下端装的铅丸或水 银多一些。这种银多一些。这种密度密度计的最小刻度线是计的最小刻度线是 “1”，标，标在在最高处，由

8、上而下，顺次是、最高处，由上而下，顺次是、 1.1、1.2、1.3 比轻计是用来测量密度比水小的液体。比轻计是用来测量密度比水小的液体。 它下它下端端装的铅丸或水银少一些，这种装的铅丸或水银少一些，这种密密 度度计的最大标度线是计的最大标度线是“1”，标标在最低处，在最低处， 由下而上顺次是、由下而上顺次是、0.9、0.8、0.7 下下大大上小上小 密度计的刻度密度计的刻度是如何标示的？是如何标示的？ （四）、航天员在水中处于悬浮状态训练（四）、航天员在水中处于悬浮状态训练 为了使航天员能够适应太空的特殊环境，人为了使航天员能够适应太空的特殊环境，人 们设计了在大型水池中对航天员进行太空行们设

9、计了在大型水池中对航天员进行太空行 走模拟训练的方法走模拟训练的方法。 为了保证航天员为了保证航天员 在水中处于悬浮在水中处于悬浮 状态，应使航天状态，应使航天 员自身及所携带员自身及所携带 的装备受到的浮的装备受到的浮 力与重力相等力与重力相等。 （五）、热气球和气艇（五）、热气球和气艇 人类早就幻想着像鸟儿一样在蓝天自由飞翔，正是热气人类早就幻想着像鸟儿一样在蓝天自由飞翔，正是热气 球使人类第一次实现了这一愿望。球使人类第一次实现了这一愿望。1783年年11月的一天，月的一天， 法国的蒙戈尔费埃兄弟用纸和布制造了一个大袋子，用法国的蒙戈尔费埃兄弟用纸和布制造了一个大袋子，用 火加热袋里的空

10、气，制成了最早的热气球。由于球内热火加热袋里的空气，制成了最早的热气球。由于球内热 空气的密度比球外冷空气小，使得热气球受到空气的浮空气的密度比球外冷空气小，使得热气球受到空气的浮 力大于重力，从而能在空气中上升，如图所示。力大于重力，从而能在空气中上升，如图所示。 1783年年12月，法国学者查理用月，法国学者查理用 密度小于空气的氢气代替热空气。密度小于空气的氢气代替热空气。 他制造的氢气球升到他制造的氢气球升到2000多米多米 的高空。后来，载人的氢气球能的高空。后来，载人的氢气球能 到达到达20000米的高空。现在，观米的高空。现在，观 测高空气象的气球大多数是氢气测高空气象的气球大多

11、数是氢气 球。球。 为了克服气球没有动力的缺点，人们制造了气艇，为了克服气球没有动力的缺点，人们制造了气艇， 在大气囊下安装了带螺旋桨的发动机，如图所示。在大气囊下安装了带螺旋桨的发动机，如图所示。 气艇曾被用于军事侦察、轰炸和作为空中交通工气艇曾被用于军事侦察、轰炸和作为空中交通工 具。早期的气艇充的都是易燃的氢气，后来发生具。早期的气艇充的都是易燃的氢气，后来发生 了几次氢气爆炸事故，使人们改用了氦气。了几次氢气爆炸事故，使人们改用了氦气。 1.医生给病人体检，有时需要测量病人血液医生给病人体检，有时需要测量病人血液 的密度。如果用密度计进行血液测量，需要血液的密度。如果用密度计进行血液测

12、量，需要血液 量较多。分析人员采用了一个巧妙的方法：先在量较多。分析人员采用了一个巧妙的方法：先在 几个试管内分别装入密度不同的、呈淡蓝色的硫几个试管内分别装入密度不同的、呈淡蓝色的硫 酸铜溶液，然后分别在每个试管中滴进一滴血液。酸铜溶液，然后分别在每个试管中滴进一滴血液。 只要看到哪一个试管中的血滴悬在硫酸铜溶液中，只要看到哪一个试管中的血滴悬在硫酸铜溶液中， 就能判断出血液的密度。说说这一做法的依据。就能判断出血液的密度。说说这一做法的依据。 根据物体浮沉条件，根据物体浮沉条件，血滴悬血滴悬浮浮在在某种密度的某种密度的硫酸硫酸 铜溶液中铜溶液中，则它受到，则它受到硫酸铜溶液硫酸铜溶液的浮力

13、等于自身的浮力等于自身 受到的重力。根据阿基米德原理，它的密度与该受到的重力。根据阿基米德原理，它的密度与该 硫酸铜溶液硫酸铜溶液的密度相同。的密度相同。 2.人们常用人们常用“浮筒打捞法浮筒打捞法”打捞沉船，它的做法是：打捞沉船，它的做法是： 把几个浮筒灌满水，将它们沉到水底，潜水员用钢索把把几个浮筒灌满水，将它们沉到水底，潜水员用钢索把 它们拴在沉船的两侧。然后，打捞船上的机器开动起来，它们拴在沉船的两侧。然后，打捞船上的机器开动起来， 把空气压进浮筒，将筒内的水排出去，沉船就可以浮起把空气压进浮筒，将筒内的水排出去，沉船就可以浮起 来（如图来（如图1-33）。这样做的原理是什么？）。这样

14、做的原理是什么？ 将沉船与浮筒看作一个整体，当浮筒内的水未排出时，将沉船与浮筒看作一个整体，当浮筒内的水未排出时， 整体所受的重力大于浮力，整体所受的重力大于浮力， 所以船不会浮起。而当所以船不会浮起。而当 筒内的水排出后，整体筒内的水排出后，整体 所受的重力变小，以至所受的重力变小，以至 小于浮力，这样，轮船小于浮力，这样，轮船 与浮筒都将浮出水面。与浮筒都将浮出水面。 六、六、浮力产生的原因浮力产生的原因 设想有一个立方体的浸没在水中设想有一个立方体的浸没在水中 它的六个表面都受到压力。它的六个表面都受到压力。 左右两侧受到的压力有何关系？左右两侧受到的压力有何关系？ 前后两侧受到的压力有

15、何关系？前后两侧受到的压力有何关系？ 上下两面受到的压力上下两面受到的压力 有何关系？有何关系？ 上下两个面的压力的差，上下两个面的压力的差， 就是液体对物体的浮力。就是液体对物体的浮力。 F浮 浮 = F下表面下表面 - F上表面 上表面 求求浮力浮力大小的方法大小的方法 方法一、称重法方法一、称重法 F浮力 浮力 = GG 方法二、阿基米德原理法方法二、阿基米德原理法 F浮 浮 G排液 排液 液 液 g V排液 排液 方法三、方法三、悬浮漂浮条件悬浮漂浮条件法法 F浮 浮 =G物 物 方法四、方法四、压力差法压力差法 F浮 浮= F下表面 下表面 F上表面 上表面 1.小科和妈妈一起上街到

16、夜市买了一袋观小科和妈妈一起上街到夜市买了一袋观 赏鱼（如图赏鱼（如图 1-31），袋内约有），袋内约有13的体的体 积是封闭的空气。小科回到家后将没有打开塑料积是封闭的空气。小科回到家后将没有打开塑料 袋的观赏鱼直接放入家里的鱼缸中。若不计塑料袋的观赏鱼直接放入家里的鱼缸中。若不计塑料 袋的自重，那么这个装着水和鱼的塑料袋在鱼缸袋的自重，那么这个装着水和鱼的塑料袋在鱼缸 的水中所处的状态是的水中所处的状态是 -（ ） A悬浮在水中悬浮在水中 B漂浮在水面漂浮在水面 C下沉到缸底下沉到缸底 D先悬浮，后下沉先悬浮，后下沉 B 2.完全浸没在水中的乒乓球，放手后从运动到静完全浸没在水中的乒乓球，

17、放手后从运动到静 止的过程中，其浮力大小变化情况止的过程中，其浮力大小变化情况-（ ） A.浮力不断变大，但小于重力浮力不断变大，但小于重力。 B.浮力不变，但浮力大于重力浮力不变，但浮力大于重力。 C.浮力先大于重力，后小于重力浮力先大于重力，后小于重力。 D.浮力先不变，后变小，且始终大于重力直至浮力先不变，后变小，且始终大于重力直至 静止时，浮力才等于重力静止时，浮力才等于重力。 3.如图所示两个密度计如图所示两个密度计a、b，a密度计最上部刻密度计最上部刻 线为线为1，而，而b密度计最下部刻线为密度计最下部刻线为1若要测定若要测定 酒精的密度，则应该使用密度计（酒精的密度，则应该使用密度计（ ） Aa Bb C任意一