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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 1.浮力与重力的关系 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。 3.浮沉条件的讨论 (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 N15 N ∵ F浮G ∴物体下沉 B A B 例4 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 【解析】 A物体漂浮,B物
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