五年级科学下册沉和浮参考资料教科版

Page5沉和浮五、参考资料密度1.密度指的是某种物质的质量和它的体积的比值，即单位体积的某种物质的质量，一般用符号P表示，单位为千克/立方米。其数学表达式为P=m/V。在国际单位制中，质量的单位是千克，体积的单位是立方米，所以用1立方米物质的质量作为物质的密度。对于非匀称物质则称为“平均密度”，如地球的平均密度为5500千克/立方米。重量CG)和质量Cm)之间的关系是G=mg(g=9.8牛/千克)。2.常见物体的密度。一些固体的密度(常温常压下)┌────┬────────┬─────┬──────────┐│物质名称│密度p/<kg·m-s)│一物质名“│密度p/<kg·m-s)│├────┼────────┼─────┼──────────┤│饿│22.5Xlo'│一:，│2.7又10)│├────┼────────┼─────┼──────────┤│金│19.3X10'│一、岗岩│(2.6一2.8)X10'│├────┼────────┼─────┼──────────┤│针份│11.3又10)│一砖│(1.斗一2.2)又1分│├────┼────────┼─────┼──────────┤│银│10.;>又10)│一冰│0.9又10)│├────┼────────┼─────┼──────────┤│车同│8.9又10)│一蜡│0.9又10)│├────┼────────┼─────┼──────────┤│钢、铁│7.9又10)│一干}r}│0.;>又10)│└────┴────────┴─────┴──────────┘一些液体的密度(常温常压下)┌────┬────────┬──────┬────────┐│物质名称│密度p/<kg·m-s)│一物质名“│密度p/<kg·m-s)│├────┼────────┼──────┼────────┤│7仪银│13.6X10'│一‘}-}Jl油│0.9又10)│├────┼────────┼──────┼────────┤│硫酸│1.8又10)│一煤;由│().8又10)│├────┼────────┼──────┼────────┤│海7仪│1.03又10)│一酒精│().8X10)│├────┼────────┼──────┼────────┤│纯7仪│1.()又10)│一汽;由│().71又10)│└────┴────────┴──────┴────────┘一些气体的密度(00C，在标准大气压下)┌────┬────────┬─────┬────────┐│物质名称│密度川(kg·m一3)│一物质名称│密度川(kg·m-3)│├────┼────────┼─────┼────────┤│_氧化碳│1.98│一氧化碳│1.25│├────┼────────┼─────┼────────┤│氧│1.斗3│一\│().18│├────┼────────┼─────┼────────┤│空气│1.29│一\│().()9│└────┴────────┴─────┴────────┘3.密度的应用。密度在科学探讨和生产生活中有着广泛的应用。对于鉴别未知物质，密度是一个重要的依据。例如，稀有气体氢及氖、氢、氛等就是在探讨和测定氦气密度的过程中发觉的。农业上在选种时可依据种子在水中的沉、浮状况进行选种:饱满健壮的种子因密度大而下沉;瘪壳和其他杂草种子由于密度小而浮在水面。在工业生产上如淀粉的生产以为土豆原料，一般来说含淀粉多的土豆密度较大，故通过测定土豆的密度可估计淀粉的产量。又如，工厂在铸造金属物之前，需估计熔化多少金属，可依据模子的容积和金属的密度算出须要的金属量。日前常见的塑料制品粗略地可分为有毒、无毒两大类。其中有毒的如聚氯乙烯(PVC)密度为L}g/cm},聚苯乙烯(PS>密度为1.0}^-1.09g/cm}，这两种塑料的密度均大于水，不会浮在水面。而无毒的聚乙烯，聚丙烯的密度均小于水。利用不同种类塑料制品在水中的沉浮状况可以区分有毒和无毒塑料。浮力浮力是指流体(液体、气体、胶体等)作用于浸在流体里的物体(全部或部分)的向上托起的力。浮力起因于流体内部的压强随深度的增加而增加。假如把固体浸在液体中，固体侧面受到的压力相互平衡，下面受到的压力总大于上面受到的压力，所以它所受到的合力总是竖直向上的。浮力的大小等于物体所排开的流体的重量，所以浮力与液体的密度有关。例如，铁块在水中是下沉的，但却能在水银中浮起。阿基米德定律阿基米德定律又称“阿基米德原理”。浸在流体中的物体(全部或部分)受到的浮力，其大小等于物体所排开的流体受到的重力。浮力的方向总是竖直向上，并以被排开流体体积的形心为作用点。这确定律是希腊学者阿基米德于公元前8世纪发觉的，故称“阿基米德定律”。阿基米德定律是流体力学的一条重要规律，有广泛的应用。用来测定液体密度的比重计，就是依据这确定律制成的。漂移漂移是指物体有一部分体积在液体里，另一部分体积露出液面。例如，一般树木、冰块等都属于漂移的物体，这种物体也叫作“浮体”。浮体可以静止在液面上，也可以在液面上水平运动，例如轮船，船从河里驶人大海，船是沉下些还是浮现些?有人认为海水的密度比河水的密度大，所以船在海水中受到的浮力将比河水中受到的浮力大。此种观点是错误的。依据阿基米德定律，浮力的大小，不仅确定于液体的密度，而且还确定于物体所排开的液体的体积。因此，只有在排开相同体积的液体时，液体的密度越大，对物体产生的浮力才越大。船所排开的液体的体积是变更的，所以液体的密度大，对物体所产生的浮力不确定大。船无论是在河里，还是在海里，都是浮在液面上。依据浮体的平衡条件，河水或海水对船的浮力都应等于船的重力，又因船的重力不变，所以，河水对船的浮力等于海水对船的浮力，可见，同一浮体不论放在什么液体中，其所受浮力都等于它的重力。浮体没人液体里的体积与浮体重力成正比，与液体密度成反比。故同一物体在密度不同的液体里漂移，排开液体的体积不同，没人深度也不同。这就是比重计的原理，也是轮船在淡水里和海水里航行时吃水深度(没人的深度)不同的缘由。悬浮悬浮是指物体在液体中既不沉底，又不露出液面，即悬浮物体的体积全部在液体里。悬浮或静止的漂移是一种平衡状态。悬浮条件与漂移条件，形式上虽然相同，即F,f-G物，但内容含意不同。悬浮的物体完全没人液体里，这时物体所受的浮力是最大的浮力。漂移状况，物体所受浮力，确定不是最大的浮力。悬浮的物体，可在液体中的任何位置停留，例如鱼及潜水艇就可悬浮于水中。又如，浮沉子的重力等于浮力时，即可悬浮于水中。悬浮在液体中的物体或漂移在液面上的物体，它们受到的浮力确定等于物体的重力。排水量船的大小是用排水量来表示的。是指船装满货物后排开水的重量，也就是船满载后受到水的浮力。依据物体漂移的条件，即可得出下列公式:排水量(浮力)=船自身的重量十满载时货物的重量。吃水线吃水线表示轮船没人水中的深度，在船旁用油漆画上许多水平横线，用以表示不同载重时的吃水深度。最高吃水线表示最大的平安载重量。潜水艇潜水艇在水中可以自由浮沉，因此它是军事上的一种重要舰艇。它可以潜人水下航行，进行作战或侦察，是依据阿基米德原理制造的。当它潜水和上浮时是靠变更它自身的重力来实现的。潜水艇的侧面有水舱，当须要它下潜时，使水舱充水，于是艇身重力增大，潜艇就渐渐下沉。当水舱中充人适量的水时，潜艇就能在水中任何位置上停留，此时潜艇的重力等于浮力。当潜艇须要上浮时，可用压缩空气将水排出，当艇身的重力减小到小于浮力时即浮出水面。比重计比重计是依据阿基米德定律和物体浮在液面上平衡的条件制成的，是测定液体密度的一种仪器。它用一根密闭的玻璃管，一端粗细匀称，内壁贴有刻度纸，另一头稍膨大呈泡状，泡里装有小铅粒或水银，使玻璃管能在被检测的液体中竖直的浸人到足够的深度，并能稳定地浮在液体中，也就是当它受到任何摇动时，能自动地复原成垂直的静止位置。当比重计浮在液体中时，其本身的重力跟它排开的液体的重力相等。于是在不同的液体中浸人不同的深度，所受到的浮力相同，比重计就是利用这一关系刻度的。液体比重计的长管子上，常标有下列数字标度…}}}0.'7}0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.3w…当液体比重计在液体中沉至0.9的标度时，便能立即知道所量度的液体密度为0.9。这种仪器只会沉到被其所解除之液体的重量恰好等于它自身重量的那种深度为止。因此，液体比重计在比重较轻的液体里，比在较重的液体里要下沉得更深。例如，它在酒精里，就会比在掺水的酒精里下沉得更深;在纯牛奶里比在掺水的牛奶里较浅。将比重计依次插人比重渐减的各种液体里，如硫酸(C1.8}，水(C1.0},醚(0.'71'7)等，则其下沉的深度渐渐加深。因此较大的比重必位于标度的下部，较小的比重则位于其上部。标度本身当然先要经过校准，并且还要依照各种液体的比重来校准，或者干脆依照所测定液体的特殊性质，如酒类的酒精成分，牛奶里的脂肪成分，硫酸里的纯酸成分等等来校准。常用的比重计有两种。一种用来测量密度大于1的液体的密度，称“重表”。它的下端装的铅丸或水银多一些。这种比重计的最小刻度线是气”，它在标度线的最高处，由上而下，顺次是、1.1}1.2}1.3w…把这种比重计放在水里，它的大于1的标度线，全部在水面下。另一种用来测量密度小于1的液体的密度，称“轻表”。它的下部装的铅丸或水银少一些，这种比重计的最大标度线是“1"这个标度线是在最低处，由下而上顺次是、0.9,0.8,0.7...…把这种比重计放在水里时，它小于1的标度线全部在水面上。运用时，应留意依据液体的密度大于1还是小于1来选用比重计。日前中学课本不再讲比重而是讲密度，但在测密度时仍运用比重计，所测数值无大差异。气体的浮力气体的浮力与液体同理，物体在空气中时，亦失去与物体相同体积的空气重量。故物体在空气中称得的重量，并非其真正的重量，但因其所差甚小可忽视不计。不仅在空气中如此，物体在任何气体中，均受到气体的浮力。轮船的发展过程古代的轮船像车一样，有两个车轮似的轮子，装在船的两侧或尾部，在轮子四周装有若干桨板，用人力转动轮子，桨板不断向后拨水使船前进。所以轮船也称“车船”或“明轮船”。自从蒸汽机出现后，就有人设想用蒸汽机带动明轮，推动船只行驶。1802年，英国人薛明敦采纳瓦特改进的蒸汽机，建立了“夏洛蒂·邓达斯号”机动轮船，由于当时用的是马拉船只，机动船遭到马拉船业主的反对，只好搁置不用。这件事被在英国考察的美国科学家富尔顿知道了，他制造了类似的“克莱蒙特号”船，定期航行在纽约至奥尔巴尼之间，成了第一艘机动轮船。机动轮船出现后，人们对瑞士科学家伯努利提出的螺旋推动器产生了极大爱好。1836年，英国的“阿基米德号”运用了螺旋推动器，那是一个木制的长长的像螺丝钉的螺杆。起先试验时，它以每小时4海里的航速航行。突然，水中的障碍物碰断了螺杆，只剩了一小截。正值造船工程师史密斯急得不知所措时，这船却意外地加快了速度。这事启发了造船工程师们，他们把长螺杆变成短螺杆，又把短螺杆变成叶片状，于是在1845年，制成了英国的“大不列颠号”一世界上第一艘螺旋桨推动船。1845年，动力相当的“响尾蛇号”螺旋桨轮船和“爱里克托号”明轮船进行了竞赛。英国海军把两艘船的船尾用粗缆绳系起来，让它们各朝相反的方向驶去。“响尾蛇号”的螺旋桨飞速地旋转，“爱里克托号”的明轮猛烈地向后拨水。先是互不相让，但过了一会儿，“响尾蛇号”就把“爱里克托号”拖走了。从今，螺旋桨轮船就取代了明轮船。航空母舰航空母舰是最高大的军舰，舰体长度大的可达300多米，宽度从30多米到80米不等，舰体的高度从40多米到70多米。航空母舰还以重出名，排水量小的有近2万吨，大的达9万吨。因为舰上装有大功率的动力装置，所以跑得还