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- 2021-10-27 发布
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第十章 第3节
物体的浮沉条件及应用
1.浸没在水中的木块为什么向上浮起?
2.浸没在水中的铁块为什么沉到容器底部?
3.浸没在水银中的铁块为什么向上浮起?
4.钢铁制成的船为什么能在海面上航行?
5.物体在液体中都受到浮力,为什么有的上浮、
有的下沉、有的悬浮?
提出问题
悬浮
上浮
下沉
悬浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
上浮: F浮>G
一、物体的浮沉条件
F浮
G
漂浮
漂浮:F浮 = G
悬浮:F浮 = G
下沉: F浮<G
2.物体密度与液体密度间的关系
F浮> G 上浮: r液> r物
F浮= G 悬浮: r液 = r物
F浮< G 下沉: r液< r物
浮力:F浮=r液gV排 ; 重力:G =r物g V物;
V排 = V物
研究条件:实心物体浸没在液体中,受重力和浮力。
一、物体的浮沉条件
漂浮: r液>r物
根据浮沉条件进行比较
想想做做
将新鲜鸡蛋放入盛水容器
中,向水中加盐,并搅拌,
不断增加盐水的浓度。观
察鸡蛋在容器中的位置变
化。
(1)上浮和下沉是不平衡态;
悬浮和漂浮是平衡(静止)态
(2)上浮、下沉和悬浮:V排=V;
漂浮:V排<V
(3)空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平
均密度ρ物与液体密度ρ液比较
一、物体的浮沉条件
早在殷商之前,我国古代人民对浮力就有深入的
观察,到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的
船体,这是我国最早的木船。
芦湖独木舟
我国古代对浮力的应用
二、浮力的应用
周朝以后不仅在小河上能架设浮桥,在黄河、长
江这样的大河流上也多次架设过浮桥。
浮桥
我国古代对浮力的应用
我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼,灯
笼能腾空而起,飞向天空。
我国古代对浮力的应用
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发明。
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
用橡皮泥做成能
承载重物的小船,
使它漂浮在水面
上。
想想做做
二、浮力的应用
(1)工作原理:将钢铁做制成空心的轮船,可以排开
更多的水,漂浮在水面上。
(2)排水量(m排):
轮船满载时排开水的质量:
F浮= m排g 而 F浮=G
∴ m船+m货= m排
(3)载重线
轮 船
二、浮力的应用
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
二、浮力的应用
潜水艇
工作原理:靠空气浮力升空
内部充有小于空气密度的气体
二、浮力的应用
气球和飞艇
例1 关于浮力,下列说法中正确的是( )。
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
运用浮力知识解决问题
C
三、例题分析
×
×
×
√
例2 一艘轮船从海里驶入河里,它受到的重力大
小 ,它受到的浮力 ;它排开水
的体积 。(填变大,变小或不变)
【解析】
轮船浮在海面上,F浮 = G ;
它驶入河里也浮在河面上:F′浮= G 。
∵ G 不变,∴ F浮不变:
F浮 = F′浮
ρ海水 g V排= ρ海水 g V′排,
∵ ρ海水> ρ海水 , ∴ V排 >V′排
不变 不变
变小
例3 重为15 N的物体,浸没于装满水的容器中后,
溢出了5×10-4 m3的水。则此物体是( )
A.浮在水面上 B.沉到水底
C.悬浮在水中 D.以上几种情况都有可能
【解析】
根据阿基米德原理
F浮 = ρ水 gV排
=1.0 ×103 kg/m3 ×9.8 N/kg×5×10-4 m3
=4.9 N<15 N
∵ F浮 ρA ,
ρB> ρA 。
C
例5 一冰块漂浮在水面上,当冰完全熔化后,
容器中的水面将如何变化?
G mFV g g 冰 冰浮
排
水 水 水
当冰化成水后,质量不变,所以,m水= m冰
m mV 水 冰
化 水
水 水
冰排开水的体积等于冰化成水的体积
∴液面高度不变
【解析】冰漂浮在水面上,F浮= G冰
当冰放入盐水中时,冰熔化后,液面如何变化?
G mV g 冰 冰
排
盐水 盐水
m mV 水 冰
化水
水 水
∵ ρ水< ρ盐水,∴V排> V盐水
冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积
∴液面上升
【解析】冰漂浮在盐水中,F浮 = G
2.质量相等的实心铝球和铁球放在水中,铁球受
的浮力 铝球受的浮力;若把它们都放在水银
中静止时,则铁球受的浮力 铝球受的浮力(
选填“>”、“<”、“=”)
1.用同一支密度计测定不同液体的密度,下列叙
述正确的是( )
A 密度计漂浮的越高,所受的浮力越大
B 密度计漂浮在不同液体中,所受的浮力都相等
C 密度计排液体积越大,液体密度越大
D 密度计漂浮的越高,液体密度越大
B D
<
=
作 业
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