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1、10.3 物体的浮沉条件及应用,教学目标,能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件，并能通过改变物体所受的重力或浮力的大小，使物体在液体或气体中处于不同的浮沉状态。,运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象，认识浮力知识在生产、生活中的应有价值。,教学难点,教学重点,物体的浮沉条件。,轮船、潜水艇、气球飞艇等应用原理。,知识回顾,一、阿基米德原理的内容：,浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重力,二、浮力的计算方法：,阿基米德原理的计算公式：F浮= 液gV排,称重法 F浮= G物-F拉,三、浮力产生的原因：,液体对物体向上向下压力差。,像“泰坦尼克”号这
2、样的钢铁巨轮为什么能浮在海面上？,撞上冰山后，“泰坦尼克”号为什么会沉没？,为什么土豆在水中沉底，而苹果则漂浮？,盐水,淡水,课本例题,你能画出图中物体所处三种状况下的受力示意图吗？,物体浸没在液体中时，浮还是沉，由什么决定的？,由该物体在液体中所受浮力和重力之间的大小关系决定的,G1,F浮,F浮,F浮,G2,G3,上浮,为不平衡状态,前提：,物体完全浸没,即V排=V物,条件：,F浮G,结果：,物体在液体中向上运动,称上浮,漂浮,物体开始浮出水面时，V排逐渐_，根据F浮=液gV排，F浮逐渐_，到F浮=G 时，物体_在液面上,称_浮。此时V排_ V物,F合=0,为平衡状态,减小,减小,静止,漂,
3、下沉,为不平衡状态,前提：,物体完全浸没,条件：,结果：,物体在液体中向下运动,称下沉,F浮G,即V排=V物,沉底,物体完全浸没,即V排=V物,F合=0,为平衡状态,静止,G =F浮+F支,F浮= G -F支,F支,F浮,G,悬浮,F合=0,为平衡状态,F浮,G,前提：,物体完全浸没,即V排=V物,条件：,F浮=G,结果：,物体静止在液体中任意深度处,称悬浮,总结,漂浮：,上浮：,悬浮：,下沉：,沉底：,F浮G,F浮= G -F支,F浮=G,F浮=G,F浮 G,G,F浮,F浮,F浮,G,G,F浮,F浮,G,G,F支,漂浮与悬浮有什么相同点与不同点？,相同点：,1、都是平衡状态,2、都是F浮=G
4、,不同点：,悬浮V排=V物,漂浮V排V物,悬浮与沉底有什么相同点与不同点？,相同点：,1、都是平衡状态,2、都是V排=V物,悬浮F浮=G,沉底F浮 G,不同点：,平时常见到_在水中会上浮;_在水中会下沉。,猜想,密度比水_的物体在水中会上浮; 密度比水_的物体在水中会下沉。,猜想：,木头、泡沫等,石块、金属块等,小,大,与沉浮的关系：,研究条件：,实心物体浸没在液体中，只受重力和浮力。,浮力和重力展开：,F浮= 液gV排,G 物gV物,“浸没”说明：,V排=V物,上浮：,悬浮：,下沉：,F浮G,F浮=G,F浮 G,液gV排物gV物,液gV排=物gV物,液gV排物gV物,液物,液=物,液物,悬浮
5、与漂浮的比较,相同点：,不同点：,F浮=G,液=物,液物,悬浮：,漂浮：,V排=V浸=V物,V排=V浸 V物,悬浮与沉底的比较,相同点：,不同点：,1、都是平衡状态,2、都是V排=V物,液=物,液物,悬浮：,沉底：,F浮=G,F浮 G,（1）上浮：F浮 G物 或 物液,（2）漂浮：F浮=G物 或 物液,（3）下沉：F浮液,（4）沉底：F浮液,（5）悬浮：F浮=G物 或 物=液,总结,浮沉条件：,注：,（1）上浮和下沉是不平衡态；,悬浮、漂浮、沉底是平衡态。,（2）上浮、下沉、悬浮、沉底：V排=V物,漂浮：V排=V物,例题,为什么土豆在水中沉底，而苹果则漂浮？,因为苹果的密度比水小，所以苹果最终
6、在水上漂浮； 土豆的密度比水大，所以土豆最终在水中沉底。,物体沉浮情况总表,F浮G,F浮=G,F浮 G,F浮=G,F浮 G,F浮与G,液与物,液物,液物,液=物,液物,液物,V排=V物,V排=V物,V排=V物,V排=V物,V排与V物,V排 V物,中国古代浮力的应用,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,中国古代浮力的应用,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,中国古代浮力的应用,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。,中国古代浮力的
7、应用,三国时期有“曹冲称象”。把象放到大船上，在水面所达到的地方做上记号，再让船装载其他东西，等水面也达到相同记号的时候称一下这些东西，那么东西的总质量约等于大象的质量。,中国古代浮力的应用,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。,钢铁做的巨轮为什么可以漂浮在水上？,游艇,航空母舰,取质量相等的两块橡皮泥,绿色捏成球形粉色捏成碗形,绿色沉底 粉色漂浮,可见做成空心后，可以增加V排，从而增加浮力，使密度大于水的橡皮泥漂浮在水面上。,轮船,工作原理：,将钢铁做成_的，增加了可利用的_。,排水量（m排）：,轮船_时排开水的_。,漂浮
8、,F浮=G船+G货,m排g=m船g+m货g,m排=m船+m货,空心,满载,质量,V排,例题,如图所示，中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰，舰长304m、舰宽70.5m，满载时排水量67500t （1）它满载时所受的浮力为_牛（取g=10N/kg） （2）2012年9月25日，该舰正式加入中国海军序列2012年11月23日，中国航母舰载机歼-15着舰成功当舰载机着舰后，浮力将_（选填“不变”、“变小”、“变大”）,解：该舰满载时所受浮力： F浮=G排=m排g=6750010kg10N/kg=6.7510N； 舰载机着舰后，航空母舰的总重力增大，因为航空母舰仍然漂浮，浮力与重力
9、相等，所以浮力变大故答案为：6.7510；变大,例题,轮船总是漂浮在水面上， 一艘轮船从河里驶向大海，它受到的重力大小_（变大、变小、不变）;它受到的浮力大小_（变大、变小、不变）;它排开水的体积_（变大、变小、不变）;轮船是下沉些还是上浮些？_,F浮= G,不变,不变,变小,上浮些,据F浮= 液gV排,不变,密度计怎样测密度的呢？,它是用密封的玻璃管制成的。上段的外径均匀，是用来标刻度线的部分，中间段做成内径较大的玻璃泡，最下端的玻璃泡内装有密度很大的许多小弹丸（如铅丸）或水银等，整体是一根粗细不均匀的密封玻璃管。,密度计的使用,密度计的使用,用途：,直接测量液体密度的仪器。,读数方法：,静
10、止时液面所对刻度乘以水的密度,刻度特点：,上小下大,工作原理：,漂浮时，F浮=G物。,测量液体密度的仪器叫密度计，将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值（图甲）图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中，由图中现象可以判断（）,例题,A. 密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大 B. 密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大 C. 乙烧杯中液体的密度较大 D. 丙烧杯中液体的密度较大,D,总结,物体漂浮在液体中，F浮=G物，G物，F浮也。,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
11、浮，在密度大的液体里V排小。,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,例题,BD,大多数鱼类在水中游动时，能向上游动，也能向下沉，甚至能在水中不动，那么鱼类为什么能随意地上浮和下沉呢？,答案：,利用鱼鳔。,当鱼鳔充气时，鱼体的G 不变，V排变大，浮力变大，鱼体上浮； 鱼鳔排气时，鱼体的G 不变，V排变小，浮力变小，鱼体下沉。,潜水艇也能在水中随意的上浮和下沉，它和鱼类的工作原理是否一样？,小实验,1.当注射器将气体压入玻
12、璃球时，球内的水量减少，球和球内的水受到的重力变小,2.当注射器将球内的气体吸出时球内的水量增多，球和球内的水受到的重力变大,当G F浮，球将上浮,当G F浮，球将下沉,潜水艇工作原理,靠改变自身重力上浮和下潜。,工作原理：,潜艇,节日的气球松手后为什么能够升空？,气球,气球内充有密度小于空气的气体，如氢气、氦气等，当F浮 G物，物体在空气中上浮。,内部充有小于空气密度的气体,工作原理：靠空气浮力升空,气球,例题,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
13、水中的位置越深受到的浮力越大,C,例题,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 浮海水gV排= 海水gV 排， 海水 海水， V排V 排,不变,不变,变小,例题,如图所示，A、B 两物体静止在水中（ ）。 A、两物体受到的浮力一定相等 B、两物体受到的浮力不等，A 物体受到的浮力大C、两物体的密度不等，B 物体的密度大 D、两物体的重力不等，B 物体的重力大,【解答】 A 物体漂浮，B 物体悬浮。 不知GA与GB的
14、关系， 不能根据F浮=G 比较浮力的大小。 又 不知VA排与VB排的关系， 不能根据F浮= 水gV排比较浮力的大小。,C,例题,重为15 N 的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了510 m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= 水gV排 =1.010 kg/m 9.8 N/kg 510m =4.9 N 15 N F浮 G 物体下沉,B,例题,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？,冰排开水的体积等于冰化成水的体积 液面高度不变,当冰化成水后，质量不变，所以，m水= m冰,【解析】冰漂浮在
15、水面上，F浮= G冰,例题,当冰放入盐水中时，冰熔化后，液面如何变化？,【解析】冰漂浮在盐水中，F浮= G, 水 V盐水冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积 液面上升,例题,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“”、“”、“=”）,=,例题,船只采用“_”的办法增大可以利用的浮力，漂浮在水面上。潜水艇靠改变_来实现浮沉，要使浮在水面的潜水艇潜入水中，应当_。,空心,自身的重力,向水舱充水,例题,将一个铝制空心球用手没入水中，放手后球将： （ ） A、上浮 B、下沉 C、悬浮 D、无法确定,D,例题,一艘轮船从东海驶入长江时，下列说法错误的是： （ ） A、轮船受到的浮力不变 B、轮船排开的液体受到的重力不变 C、轮船排开的液体的体积不变 D、轮船排开的液体的体积增大,C,例题,排水量为1000t 的轮船在河水中航行，满载时船及所装货物共重_N，受到河水的浮力是_N，如果河水密度为1.010kg/m，船排开的河水的体积是_m。（取g=10N/kg）,10,10,1
