物体的沉浮条件及应用课件

1912年泰坦尼克号从英国南安普敦出发，途经法国瑟堡-奥克特维尔以及爱尔兰昆士敦，方案中的目的地为美国的纽约，开始了这艘“梦幻客轮〞的处女航。4月14日晚11点40分，泰坦尼克号在北大西洋撞上冰山,两小时四十分钟后，4月15日凌晨2点20分漂浮，由于只有16艘救生艇，1503人葬生海底，造成了当时在和平时期最严重的一次航海事故，也是迄今为止最广为人知的一次海难。电影?泰坦尼克号?就是根据这一真实海难而改编。为什么泰坦尼克号漂浮了？物体的沉浮条件及应用GF浮F浮G当F浮＝G时,合力为零，即二力平衡，此时物体将悬浮〔漂浮〕。当F浮＞G时，合力方向竖直向上，物体就上浮．漂浮时F浮＝G。当

F浮＜G时,合力方向竖直向下，物体就下沉。F浮G漂浮与悬浮有什么共同点与不同点？不同点：漂浮是物体一局部浸入液体中，悬浮是整个物体浸没在液体中。共同点：1.在平衡力的作用都处于静止状态〔其中悬浮是静止在液面以下的任何位置；漂浮是静止在液面上的任何位置〕。2.物体处于悬浮和漂浮时，浮力等于重力。之前之后思考：将鸡蛋放入清水中加盐至变为浓盐水，观察鸡蛋在水中的悬浮情况。实验现象：鸡蛋浸在水中时沉在杯的底部；当盐水中逐渐加盐水，鸡蛋逐渐上浮，直至漂浮在水面上实验分析：向杯中加盐的同时，盐水的密度逐渐，鸡蛋的浮力也逐渐增加实验结论：浮力的大小与液体平均密度有关，且密度越大，浮力越大G下沉F浮物体的浮沉条件G上浮F浮F浮G悬浮F浮＜G物G排＜G物m排g＜m物gρ液gV排＜ρ物gV物∵V排=V物∴ρ液<ρ物F浮=G物G排=G物m排g=m物gρ液gV排=ρ物gV物∵V排=V物∴ρ液=ρ物∴ρ液＞

ρ物F浮＞

G物G排＞

G物m排g＞

m物gρ液gV排＞

ρ物gV物∵V排=V物新课讲授F浮=ρ液V排gG=m物g=ρ物VgV排=V

两力关系

公式带入密度关系

运动状态ρ物

ρ液ρ物

ρ液ρ物

ρ液上升直至漂浮下沉至容器底部悬浮GF浮GF浮GF浮<>=密度与实心物体运动状态〔浮沉〕的关系一、物体的浮沉条件ρ物Vg<ρ液V排gρ物Vg=ρ液V排gρ物Vg>ρ液V排g<=>浸没情况物理现象

状态

条件ρ液与ρ物关系

V排与V物关系浮部分浸没漂浮在液面上静止于液面上

F浮=G物ρ液>ρ物

V排<V物

全部浸没上浮向上运动

F浮>G物ρ液>ρ物V排＝V物悬全部浸没停留在液体里任何深度处静止于液体中F浮=G物ρ液=ρ物V排＝V物沉全部浸没下沉向下运动F浮<G物ρ液<ρ物V排＝V物全部浸没沉底静止在液体底部F浮<G物ρ液<ρ物V排＝V物例：把牙膏皮头部剪掉，卷成一团放入水中，因为重力＿＿＿＿浮力，所以要＿＿＿＿，假设把它做成空心筒状放入水中，牙膏皮的重力＿＿＿＿，但它排开水的体积＿＿＿＿，受到的浮力＿＿，当浮力＿＿＿＿重力时，就浮在水面上了。>下沉不变变大变大等于思考：改变物体浮沉的方法有哪些？1.改变自身的重力大小。2.改变自身的体积大小。3.改变液体密度大小。思考：一个实心物体浸没在液体中，你能否根据物体密度与液体密度之间的关系，对物体的浮沉作出判断？例：下沉时〔物体浸没在液体中〕因为F浮＜G物即：ρ液gV排＜m物gρ液gV排＜ρ物V物g所以ρ液＜ρ物V排=V物工作原理：利用把密度比水大的钢材制成制成空心的轮船，增大体积，使它的平均密度减小，同时排开更多的水，到达增大浮力，最终F浮=G船，漂浮在水面。排水量〔m排〕〔反映轮船的运载能力〕：轮船满载时排开水的质量〔不是排开水的重力〕：F浮=m排g而F浮=G∴m船+m货=m排浮力的应用:1.轮船2、潜水艇工作过程：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潜水艇下沉，当F浮=G时,潜水艇悬浮，而排水时，当F浮>G时，那么潜水艇上浮。工作原理：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3、气球和飞艇气袋吊篮喷嘴热气球的工作原理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——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的。我国古代屡次在河流上架设浮桥汤圆刚放入水中时会沉入锅底。汤圆煮熟时则会浮出水面。为什么生汤圆在水中是沉的，熟汤圆在水中是浮的?汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重力，汤圆沉入锅底；汤圆煮熟时，它的体积增大，浮力也随之增大，汤圆受到的浮力大于重力，汤圆浮出水面。气球：〔1〕气球内充有密度小于空气的气体如氢气等。

〔2〕原理：当ρ气>ρ空气时，必有F浮>G物，物体在空气中上浮．工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶内打起，将瓶内的水排出，瓶向上浮起潜艇三国时期有“曹冲称象〞。除了以舟称物之外，以舟起重也是中国人的创造。据史籍记载，真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛〞。他创造了浮力起重法。我国古代对浮力的应用实例轮船潜水艇气球和飞艇具体方法原理实际应用二、浮力的利用用空心方法，增大体积，增大受到的浮力靠水舱充、放水来改变自重靠充气或升温来改变体积，从而改变浮力利用漂浮条件工作利用浮沉条件工作利用浮沉条件工用∵F浮=G船

=ρ水gV排

∴V排=G船/ρ水gV排与G船和ρ水有关∵F浮一定∴G变化∵G一定〔忽略气体重力变化〕V排变化∴F浮变化打捞沉船的方法:将充满水的大型浮筒沉入水底,用钢缆把浮筒与沉船紧紧地拴在一起,然后用高压空气把浮筒中水排出,沉船就随着浮筒一起浮出水面.请解释这样打捞沉船的道理答：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G<F浮，因此能浮上水面盐水选种的道理：饱满种子的密度要大于盐水的密度而下沉。鱼鳔的功能：当鱼鳔充气时，鱼体的平均密度减小，鱼体上浮；鱼鳔排气时，鱼体的平均密度增大，鱼体下沉。鱼鳔起着调节鱼体平均密度的功能。密度计用途：一种可以直接测量液体密度的仪器。刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。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。１.密度计是测液体密度的仪器，它是根据物体漂浮在液面时F浮_____G物〔填＝、<、>〕的原理制成的。２.使用密度计时必须使其______，才能正确测出液体的密度。３.密度计在各种不同的液体中所受浮力是______〔相同、不同〕的，在密度_____〔大、小〕的液体中露出液面的体积较大，故密度计的刻度是上_____下______〔大、小〕。＝漂浮相同大大小漂浮物体具有的特点物体漂浮在液体中，所受的F浮=G物同一物体漂浮在不同液体中，所受F浮相同。同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里V排小。漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，ρ物就是ρ液的几分之几。将漂浮物体全部浸入液体里，需加竖直向下的外力等于液体对物体增大的压力。上浮，F浮>G，ρ液>ρ物合力方向竖直向上下沉，F浮<G，ρ液<ρ物:合力方向竖直向下悬浮，F浮＝G，ρ液＝ρ物漂浮，F浮＝G，ρ液>ρ物合力为零，即二力平衡1、浮沉条件2、应用改变排开液体体积来改变浮力（如轮船、鱼）改变自身的重力（如潜水艇）轮船、密度计、热气球、潜水艇的浮沉原理。上浮下沉漂浮或悬浮25牛自身重力自身体积3、潜水艇是靠改变

来实现浮沉的。气球是靠改变

来实现升降的。1、浸没在液体中的物体，当F>G时，物体将

；当F<G时，物体将

；当F=G时，物体将

。2、一物体在空气中称重为37牛，浸没到水中称重为12牛，那么物体受的浮力是。4、一木块漂浮在水面上，没入水中的体积为总体积的3/5，那么该木块密度为。600kg/m³5、密度计是测定

的仪器，它浮在不同液体中受的浮力是

的，在密度较大的液体中排开液体体积

，玻璃管浸入液面下的深度越

。液体密度一定较小小6、一实心铁球分别放入水、酒精、水银中，受到浮力最大的是

.

轮船从河里驶入海里，重力

，浮力

，排开水的体积

。B水银不变不变减小7、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，那么〔〕A、、两块都上浮B、两块都悬浮8、水面上漂浮着一块冰，当冰完全熔化后，水面刻度将〔〕A、上升B、下降C、不变D、无法确定C9、水池中木船装有石块，将石块投入池水中后，水面将〔〕A、上升B、下降C、不变D、无法确定B10.用手把体积为5×10-4m3的球浸没在水中,球受到的浮力是N,假设该球重为8N，放手后这个球将〔选填“上浮〞“悬浮〞或“下沉〞〕。〔g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3〕.5下沉11,先将半个西瓜皮放在水缸中,它漂在水面上,此时它受到的浮力大小为F浮1;然后把它按入水面下,发现它沉入水底,此时它受到的浮力大小为F浮2。那么F浮1与F浮2的大小关系是〔〕A.F浮1>F浮2B.F浮1=F浮2C.F浮1<F浮2 D.无法比较A12.有一质量分布均匀的物体,漂浮在水面上,有1/3的体积露出水面,将露出水面局部切去后,剩余浸在水中的局部将()A.上浮B.悬浮C.下沉 D.无法确定A13.关于浮力，以下说法中正确的选项是〔〕。A.上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大B.沉在容器底部的物体一定不受浮力C.在水中上浮的物体在煤油中可能悬浮D.没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大C14.密度计是用来测量液体密度的仪器,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,密度计静止时,两种液体的深度相同,如下图。甲、乙两种液体对容器底的压强分别为p甲和p乙,密度计受到的浮力分别为F甲和F乙,那么〔〕A.p甲<p乙F甲=F乙B.p甲<p乙F甲>F乙C.p甲>p乙F甲=F乙 D.p甲>p乙F甲<F乙A15.重为15N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10-4m3的水。那么此物体是〔〕A．浮在水面上B．沉到水底C．悬浮在水中B16.轮船由江河驶入海里：重力，浮力，轮船将一些〔填“上浮〞或“下沉〞〕不变不变上浮所以F浮=G物2.浮体问题

例1：将体积为100cm3的冰块放入水中,求冰块静止时受到的浮力是多大?(g=10N/Kg)

：V冰=100cm3=10－4m3，ρ冰=0.9×103kg/m3，ρ水=1.0×103kg/m3求：F浮解：因为ρ冰<ρ水所以冰块静止时漂浮在水面上。所以F浮=G物=ρ物gV物=0.9×103kg/m3×10N/kg×10－4m3=0.9N答：冰块静止时受到的浮力是0.9N。因为ρ冰<ρ水所以冰块静止时漂浮在水面上。例2：某正方体木块的体积为V,密度为0.6×103kg/m3,将其放入水中静止后,求木块露出水面体积是总体积的几分之几?：V，ρ木=0.6×103kg/m3，ρ水=1.0×103kg/m3求：V露/V物解：因为ρ木<ρ水，所以木块静止时漂浮在水面上所以F浮=G物代入公式有：ρ液gV排=ρ物gV物

约分后得