10.3《物体的浮沉条件及应用》

1、 像“泰坦尼克”号这样的钢铁巨轮为什么能浮在海面上？ 撞上冰山后，撞上冰山后， “ “泰坦尼克泰坦尼克”号为什么会沉没？号为什么会沉没？ 到底什么决定了物体的沉浮？到底什么决定了物体的沉浮？ 鸡蛋放入水中，然后加盐鸡蛋放入水中，然后加盐 结论：结论：1 1浮力的大小与浮力的大小与_有关有关 观察观察 液体的密度液体的密度 解释生活中的现象解释生活中的现象: : 容器中有一个鸡蛋沉在水下，当不断向容器容器中有一个鸡蛋沉在水下，当不断向容器 加盐搅拌后，鸡蛋会从水中浮出来，最终漂浮在加盐搅拌后，鸡蛋会从水中浮出来，最终漂浮在 水面上，试用所学的物理知识解释这种现象。水面上，试用所学的物理知识解释这

2、种现象。 答：开始因为鸡蛋的密度大于水的密度 所以沉底；加盐后，盐水的密度变大， 当盐水的密度大于鸡蛋的密度时，鸡蛋 就会漂浮在水面上。 沉浮条件沉浮条件 当当F F浮 浮 G G时时, ,合力方向竖直合力方向竖直 向下，物体在液体中向下运动称向下，物体在液体中向下运动称 为为下沉下沉 G G 下沉下沉 当当F F浮 浮 G G时时, ,合力为零，即二力合力为零，即二力 平衡，此时物体将静止在液体中任平衡，此时物体将静止在液体中任 意深度的地方称为意深度的地方称为悬浮悬浮。 悬浮悬浮 当当F F浮 浮 G G时时, , 合力为零，合力为零， 即二力平衡，即二力平衡， 此时物体将此时物体将 悬浮

3、悬浮。 当当F F浮 浮 G G时，时， 合力方向竖直合力方向竖直 向上，物体就向上，物体就 上浮上浮 漂浮漂浮时时F F浮 浮 G G。 当当 F F浮 浮 G G时时, , 合力方向竖合力方向竖 直直 向下，物体向下，物体 就就 下沉下沉。 一、物体的浮沉条件一、物体的浮沉条件 浸没在液体中浸没在液体中静止静止的物体的物体 当当F F浮浮G G时，合力方向竖直向下，物体就下时，合力方向竖直向下，物体就下 沉沉 当当F F浮浮G G时，合力为零，即二力平衡此时物时，合力为零，即二力平衡此时物 体将悬浮体将悬浮 当当F F浮浮G G时，合力方向竖直向上，物体就上时，合力方向竖直向上，物体就上

4、浮浮 物体物体漂浮漂浮 课堂思考 漂浮与悬浮有什么共同点与不同点？ 共同点： 在平衡力的作用下静止不动。 漂浮与悬浮在液面上的物体，浮力等于重力。 不同点： 漂浮是物体一部分浸入液体中，悬浮是整个物体 浸没在液体中。 F浮 浮 G G 假设：假设：实心物体完全浸没在液体中时实心物体完全浸没在液体中时, , V V排 排=V =V物 物=V =V =液 液g gV V =物 物g gV V 迁移深化迁移深化 图钉、铁块在水中下沉图钉、铁块在水中下沉 小木块、大木块在水中上浮至漂浮小木块、大木块在水中上浮至漂浮 (1) 漂浮漂浮 F浮 浮=G V排排物物 (2) 悬浮悬浮 F浮 浮=G V排排=V

5、物物 液 液=物物 (3) 上浮上浮 F浮 浮G V排排=V物物 液 液物物 (4) 下沉下沉 F浮 浮G V排排=V物物 液 液物物 浸在液体中的物体的浮和沉浸在液体中的物体的浮和沉,决定于所受的决定于所受的 浮力和重力的合力的情况浮力和重力的合力的情况 。 物 物是物体的密度（平均密度），而不是构 是物体的密度（平均密度），而不是构 成该物体的物质的密度成该物体的物质的密度 物体的浮沉条件物体的浮沉条件 思考思考 改变物体浮沉的方法有哪些？改变物体浮沉的方法有哪些？ 改变自身的重力大小。改变自身的重力大小。 改变自身的体积大小或改变液体密度大小改变自身的体积大小或改变液体密度大小 从而改变

6、浮力大小。从而改变浮力大小。 长风破浪长风破浪 航空母舰航空母舰 二、浮沉条件在技二、浮沉条件在技 术上的应用术上的应用 1、轮船 小小竹筏小小竹筏 航空母舰航空母舰 轮船总是漂浮在水面上，轮船总是漂浮在水面上， 一艘轮船从一艘轮船从河里驶向驶向大海大海， 它受到的重力大小它受到的重力大小 （变大、变小、不变）；它（变大、变小、不变）；它 受到的浮力受到的浮力 大小大小 （变大、变小、不变）；它排开（变大、变小、不变）；它排开 水的体积水的体积 （变大、变小、不变）；轮船是下沉（变大、变小、不变）；轮船是下沉 些还是上浮些？些还是上浮些？ 河水河水海水海水 我学我学 我用我用 轮船 （1）工作

7、原理：物体）工作原理：物体漂浮漂浮在水面的原理工在水面的原理工 作的。作的。 （2）利用把密度比水大的钢材制成）利用把密度比水大的钢材制成空心空心的的 使它排开更多的水，增大可利用的浮力。使它排开更多的水，增大可利用的浮力。 （3）轮船在河里和海里都是浮体，因而所）轮船在河里和海里都是浮体，因而所 受浮力相同，根据阿基米德原理，它在海水受浮力相同，根据阿基米德原理，它在海水 里比在河水里浸入的体积小。里比在河水里浸入的体积小。 2、潜水艇 利用吸水、排水的方法改变潜利用吸水、排水的方法改变潜 水艇自身的重力实现上浮下潜的水艇自身的重力实现上浮下潜的 。 三、浮沉条件在技术上的应用三、浮沉条件在

8、技术上的应用 1、潜水艇、潜水艇 1.1.工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮，工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮， 靠改变自身的重力来实现的。靠改变自身的重力来实现的。 2.2.潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或 放水的多少放水的多少。 潜水艇 过程:潜水艇在水面下无论沉、浮，受到的浮力 不变。当向水舱充水时，F浮G时，则 潜水艇上浮。 原理：浸没水中后浮力不变，靠改变自身重力 （向水舱充水或排水）来实现沉浮 过程和原理: 3、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。 利用热空气密度小，空气利用热空气密度小，空气 受热膨胀，热气球体积增大

9、，受热膨胀，热气球体积增大， 也就是增大也就是增大V排 排 ，达到增大浮 ，达到增大浮 力的作用力的作用 。 4 4、热气球热气球 气袋气袋 吊篮吊篮 喷嘴喷嘴 喷嘴点火喷嘴点火 加加热热, ,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 灭灭，袋内空气变袋内空气变 冷冷体积减小体积减小, ,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。气球下降。 5 5、孔明灯、孔明灯（热气球）（热气球

10、） 6、飞艇飞艇 利用氦气、氢气密度比利用氦气、氢气密度比 空气的小，实现浮力大于重空气的小，实现浮力大于重 力而在空中上升力而在空中上升 。 气球和飞艇的共同点 （1） 气球和飞艇内充有密度小于空气的气体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。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）原理：利用空气的浮力，通过改变自身体积 来实现上升和下降的。来实现上升和下降的。 知识平台知识平台 7 7、盐水选种、盐水选种 利用浸没在液体中的物体受到的 浮力跟液体的密度液有关，液越大， F浮越大。 物 液 液，物体下沉。 干瘪、虫蛀的种子会上浮 直至漂浮，而饱

11、满的种子 下沉到容器底部。 盐水选种的道理：盐水选种的道理：饱满种子的密饱满种子的密 度要大于盐水的密度而下沉。度要大于盐水的密度而下沉。 8 8 密密 度度 计计 工作原理工作原理：利用物体漂浮在液面上时浮利用物体漂浮在液面上时浮 力力 等于重力的原理制成的。等于重力的原理制成的。 密度计密度计 刻度特点刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。上小下大，刻度间隔不均匀。 读数方法读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度静止时液面所对刻度乘以水的密度 用途用途：一种可以直接测量液体密度的仪器。一种可以直接测量液体密度的仪器。 水水液体甲液体甲液体乙液体乙 1.01.2 1.4 原理：在各种液体中总

12、是漂浮，原理：在各种液体中总是漂浮，F浮浮G。 刻度值的特点：刻度值的特点： 1、上面读数小，下面读数大； 2、刻度不均匀，上疏下密 、密度计是测液体密度的仪器，它是、密度计是测液体密度的仪器，它是 根据物体漂浮在液面时根据物体漂浮在液面时F F浮浮_G_G物物（填、（填、 ）的原理制成的。）的原理制成的。 、使用密度计时必须使其、使用密度计时必须使其_，才，才 能正确测出液体的密度。能正确测出液体的密度。 、密度计在各种不同的液体中所受浮、密度计在各种不同的液体中所受浮 力是力是_（相同、不同）的，在密度（相同、不同）的，在密度 _ _ （大、小）的液体中露出液面的体（大、小）的液体中露出液

13、面的体 积较大，故密度计的刻度是上积较大，故密度计的刻度是上_下下 _（大、小）。（大、小）。 9、浮筒打捞沉船 浮筒打捞法是打捞沉船的一种方法，是用若浮筒打捞法是打捞沉船的一种方法，是用若 干浮筒在水下充气后，借浮力将沉船浮出水面。干浮筒在水下充气后，借浮力将沉船浮出水面。 打捞沉船 现代打捞沉船的方法是现代打捞沉船的方法是: :将几个充满将几个充满 水的大型浮筒水的大型浮筒 沉入水底沉入水底, ,用钢缆把浮用钢缆把浮 筒与沉船紧紧地拴在一起筒与沉船紧紧地拴在一起, ,然后用高然后用高 压空气把浮筒中水排出压空气把浮筒中水排出, ,沉船就随着沉船就随着 浮筒一起浮出水面浮筒一起浮出水面. .

14、请解释这样打捞请解释这样打捞 沉船的道理沉船的道理 答：浮筒中水排出后重力大大减少，浮力答：浮筒中水排出后重力大大减少，浮力 却没有减少，即使拴上沉船也是却没有减少，即使拴上沉船也是GFG 空气空气时，必有时，必有F F浮浮GG 物物，物体在，物体在空气空气中上中上 浮浮 知识拓展知识拓展 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 鱼鳔的功能 当鱼鳔充气时，鱼体的当鱼鳔充气时，鱼体的平均密度平均密度减小，鱼体减小，鱼体上浮上浮； 鱼鳔排气时，鱼体的鱼鳔排气时，鱼体的平均密度平均密度增大，鱼体下沉。增大，鱼体下沉。 鱼鳔起着调

15、节鱼体鱼鳔起着调节鱼体平均密度平均密度的功能的功能。 当当F F浮浮G G物物时，合力方向竖直向下，物体就下沉时，合力方向竖直向下，物体就下沉 当当F F浮浮G G物物时，合力为零，即二力平衡，此时物体将时，合力为零，即二力平衡，此时物体将 悬浮悬浮 当当F F浮浮G G物物时，合力方向竖直向上，物体就上浮时，合力方向竖直向上，物体就上浮 当当物体漂浮物体漂浮时，时，F F浮浮G G物物 小结小结 n F浮=G排=液gV排 u F浮= F向上 F向下 p F浮= G物 F lF浮=G物（悬浮或漂浮） 浮力公式总结浮力公式总结： 水中的气泡上升过程中，汽泡的水中的气泡上升过程中，汽泡的 2体积体

16、积_ 4重力重力_ 5压强压强_ 6浮力浮力_ 1质量质量_ 3密度密度_ 不变不变 变大变大 变小变小 不变不变 变大变大 变小变小 浮浮 力力 2、物体浮、物体浮 沉的判定沉的判定 受力比较法受力比较法 a、 b、 c、 密度比较法密度比较法 a、 b、 3、浮力计、浮力计 算方法算方法 a、称、称 重重 法、法、 F浮 浮=G物物-F b、压、压 力力 差差 法、法、 F浮 浮=F向上向上-F向下向下 c、原、原 理理 法、法、 F浮 浮=G排排= 液液gV排排 d、平、平 衡衡 法、法、 F浮 浮= G物物 （悬浮或漂浮） （悬浮或漂浮） 液 液 物 物 上浮或漂浮 上浮或漂浮 液 液

17、= 物物 悬浮 悬浮 液 液 物 物 下沉 下沉 4、浮力应用：轮船、潜水艇、密度计、热气球等、浮力应用：轮船、潜水艇、密度计、热气球等 1、阿基米德原理：、阿基米德原理： F浮 浮=G排排= 液液gV排排 （也适用于气体） （也适用于气体） F浮 浮 G物 物 上浮 上浮 F浮 浮= G物物 悬浮或漂浮 悬浮或漂浮 F浮 浮 G物 物 下沉 下沉 c、 冰或冰中含有木块、 蜡块、等密度小于水的 物体，冰化为水后液面液面 不变不变， 冰中含有铁块、 石块等密度大于水的物 体，冰化为水后液面下液面下 降降。 一冰块放在一杯盐水中，若冰块全部溶化后，一冰块放在一杯盐水中，若冰块全部溶化后， 杯中液

18、面将杯中液面将_（上升、下降、不变）（上升、下降、不变） 液面上升 由漂浮时，G物=G排 可知冰的重=排 开的盐水重 冰变成水后，水密度小于盐水，则变 成水的体积大于排开盐水的体积 即溶化后 液体总体积变大，即液面上升 堂堂清练习堂堂清练习 1 1、浸没在液体中的物体，当、浸没在液体中的物体，当F F浮 浮G G物 物时 时, , 物体将物体将_；当；当F F浮 浮G G物 物时，物体将 时，物体将_；当；当 F F浮 浮=G =G物 物时，物体将 时，物体将_。 2 2、轮船是利用物体轮船是利用物体_的原理工作的。的原理工作的。 它是利用把密度比水大的钢材制成它是利用把密度比水大的钢材制成_

19、的的 使它排开更多的水，增大可利用的使它排开更多的水，增大可利用的_。 潜水艇是靠改变潜水艇是靠改变_来实现浮沉的。来实现浮沉的。 气球是靠改变气球是靠改变_来实现升降的。来实现升降的。 密度计是密度计是利用物体利用物体_在液面上时浮力在液面上时浮力 等于重力的原理来测量液体密度的等于重力的原理来测量液体密度的. 上浮上浮下沉下沉 漂浮或悬浮漂浮或悬浮 自身重力自身重力 自身体积自身体积 漂浮漂浮 漂浮漂浮 空心空心 浮力浮力 3、密度均匀的实心物体悬浮在水中，将物体截成大小、密度均匀的实心物体悬浮在水中，将物体截成大小 不等的两块后，仍放入水中，则（不等的两块后，仍放入水中，则（ ） A、大块下沉，小块悬浮、大块下沉，小块悬浮 B、大块下沉，小块上浮、大块下沉，小块上浮 C、两块都上浮、两块都上浮 D、两块都悬浮、两块都悬浮 D 4、将体积相同的、将体积相同的A、B、C三个小球投入水中三个小球投入水中,出现如图所出现如图所 示的三种情况，下列关于对三个小球受到的浮力大小的说示的三种情况，下列关于对三个小球受到的浮力大小的说 法正确的是（）法正确的是（） AA球浮在水面上，受到