第13课 物体的浮沉条件及应用（原卷版）.docxVIP

第13课物体的浮沉条件及应用（原卷版）

课程标准

课标解读

1.认识什么是漂浮、悬浮和下沉；

2.理解漂浮、悬浮和下沉的条件；

3.会进行物体沉浮的计算；

4.会解释生活中应用浮力的现象。

1.知道物体在液体中三种不同的形式；

2.理解漂浮、悬浮和下沉的条件以及三种情况下力的关系；

3.会进行物体沉浮以及相关计算；

4.物体沉浮条件在生活中的应用及计算。

知识点01物体沉浮的条件

1.前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。

2.示意图：重力与浮力的关系如图所示：

如图所示，（1）当时，物体上浮；。

当时，物体悬浮；。

当时，物体下沉；。

当（物体未完全浸没液体）时，物体漂浮；。

3.说明：

（1）密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。

（2）物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的，则物体密度为ρ。

（3）悬浮与漂浮的比较：相同点：；

不同点：悬浮时，，；漂浮时，，。

（4）判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较与G或比较与。

（5）物体吊在测力计上，在空中重力为G，浸在密度为ρ的液体中，示数为F，则物体密度为：。

（6）冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。

4.漂浮问题“五规律”：

规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；

规律二：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同；

规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；

规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；

规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力，外力等于液体对物体增大的浮力。

知识点02浮力的应用

1.轮船

（1）工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。

排水量：轮船满载时排开水的质量。单位是t，由排水量m可计算出：排开液体的体积；排开液体的重力；轮船受到的浮力，轮船和货物共重。

2.潜水艇工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。

3.气球和飞艇工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。

4.密度计

原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。

构造：下面的金属粒能使密度计直立在液体中。

刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大（上小下大）。

【知识详解】浮力的应用

1.浸没在液体中的物体，当它受到的浮力大于所受的重力时，物体上浮；当它受到的浮力小于所受的重力时，物体下沉；当它受到的浮力等于所受的浮力等于所受的重力时，物体悬浮在液体中。

即F浮=G物时，物体悬浮或漂浮，当F浮G物，物体上浮，直至漂浮。

如何调节浮力的大小：木头漂浮于水面是因为木材的密度小于水的密度。把树木挖成“空心”就成了独木舟，自身重力变小，可承载较多人，独木舟排开水的体积变大，增大了可利用的浮力。牙膏卷成一团，沉于水底，而“空心”的牙膏皮可浮在水面上，说明“空心”可调节浮力与重力的关系。采用“空心”增大体积，从而增大浮力，使物体能漂浮在液面上。

2．轮船

轮船能漂浮在水面的原理：钢铁制造的轮船，由于船体做成空心的，使它排开水的体积增大，受到的浮力增大，这时船受到的浮力等于自身的重力，所以能浮在水面上。它是利用物体漂浮在液面的条件F浮=G来工作的，只要船的重力不变，无论船在海里还是河里，它受到的浮力不变。（只是海水、河水密度不同，轮船的吃水线不同）根据阿基米德原理，F浮=ρ液gV排，它在海里和河里浸入水中的体积不同。轮船的大小通常用它的排水量来表示。所谓排水量就是指轮船在满载时排开水的质量。轮船满载时受到的浮力F浮=G排=m排g。而轮船是漂浮在液面上的，F浮=G船+G货=m船g+m货g，因此有m排=m船+m货。

3．潜水艇

浸没在水中的潜水艇排开水的体积，无论下潜多深，始终不变，所以潜水艇所受的浮力始终不变。潜水艇的上浮和下沉是靠压缩空气调节水舱里水的多少来控制自身的重力而实现的（改变自身重力：排水充水）。若要下沉，可充水，使F浮G；若要上浮，可排水，使F浮G.在潜水艇浮出海面的过程中，因为排开水的体积减小，所以浮力逐渐减小，当它在海面上行驶时，受到的浮力大小等于潜水艇的重力（漂浮）。

4．密度计

密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的，用密度计测量液体的密度时，它受到的浮力总等于它的重力，由于密度计制作好后它的重力就确定了，所以它在不同液体中漂浮时所受到的浮力都相同，根据可知：待测液体的密度越大，密度计浸入液体中的体积则越小，露出部分的体