(滬粵新版)9.3研究物體的浮沉條件

1、9.3 9.3 研究物體的浮沉條件研究物體的浮沉條件溫故知新溫故知新1 1、浮力的大小與哪些因素有關(guān)？、浮力的大小與哪些因素有關(guān)？2 2、浮力的大小跟物體排開的液重之間的關(guān)系？、浮力的大小跟物體排開的液重之間的關(guān)系？3 3、物體的重力怎樣計(jì)算？、物體的重力怎樣計(jì)算？4 4、運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系是怎樣的？、運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系是怎樣的？液液、v v排排f f浮浮=g=g排排g g=mg=mg=g gv v物體受平衡力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變物體受平衡力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變物體受非平衡力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變物體受非平衡力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變做做想想做做想想請(qǐng)同學(xué)們把你帶來的小物品放入水中觀察請(qǐng)同學(xué)們把你帶來的

2、小物品放入水中觀察你發(fā)現(xiàn)了什么？你發(fā)現(xiàn)了什么？有些物體上浮到水面，而有些物體下有些物體上浮到水面，而有些物體下 沉到水底沉到水底 點(diǎn)撥：點(diǎn)撥： 這些物體都受到了這些物體都受到了浮力浮力，也都受到，也都受到重力重力的作用。的作用。 物體上浮或下沉?xí)r，物體上浮或下沉?xí)r，浮力浮力和和重力重力的大小有什的大小有什么關(guān)系？么關(guān)系？提出問題提出問題 做做想想：做做想想：演示演示浮沉子浮沉子的浮與沉。的浮與沉。 提出問題：怎樣可以控制浮沉子的浮沉？提出問題：怎樣可以控制浮沉子的浮沉？一、物體的浮沉條件是什么？一、物體的浮沉條件是什么？活動(dòng)：讓雞蛋像潛艇一樣浮沉活動(dòng)：讓雞蛋像潛艇一樣浮沉 把一個(gè)雞蛋輕輕地放入

3、濃鹽水中把一個(gè)雞蛋輕輕地放入濃鹽水中現(xiàn)象現(xiàn)象漂浮漂浮將清水緩緩倒入濃鹽水中，并輕輕地?cái)嚢琛⑶逅従彽谷霛恹}水中，并輕輕地?cái)嚢琛，F(xiàn)象現(xiàn)象懸浮懸浮繼續(xù)將清水緩緩倒入濃鹽水中，并輕輕地?cái)嚢?。繼續(xù)將清水緩緩倒入濃鹽水中，并輕輕地?cái)嚢琛，F(xiàn)象現(xiàn)象下沉下沉現(xiàn)象現(xiàn)象上浮上浮再加入適量的鹽粒，并輕輕地?cái)嚢?。再加入適量的鹽粒，并輕輕地?cái)嚢?。靜止?fàn)顟B(tài)，平衡狀態(tài)靜止?fàn)顟B(tài)，平衡狀態(tài)漂浮漂浮懸浮懸浮 漂?。何矬w漂?。何矬w浮浮在在液面上液面上, ,有部分體有部分體積露出液面的現(xiàn)象。積露出液面的現(xiàn)象。 懸?。何矬w懸?。何矬w沉沒沉沒在液體里，可以停留在在液體里，可以停留在任何位置，不露出液面。任何位置，不露出液面。運(yùn)動(dòng)過程，

4、非平衡狀態(tài)運(yùn)動(dòng)過程，非平衡狀態(tài)上浮上浮 上浮：當(dāng)物體浸上浮：當(dāng)物體浸沒液體中時(shí)，物體會(huì)沒液體中時(shí)，物體會(huì)向上運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。向上運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。 下沉：當(dāng)物體浸下沉：當(dāng)物體浸沒液體中時(shí)，物體會(huì)沒液體中時(shí)，物體會(huì)向下運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。向下運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。下沉下沉交流與合作交流與合作（1 1）雞蛋在鹽水中受到哪兩個(gè)力的作用？）雞蛋在鹽水中受到哪兩個(gè)力的作用？（2 2）雞蛋處于不同狀態(tài)是由于哪個(gè)力發(fā)生了變化？）雞蛋處于不同狀態(tài)是由于哪個(gè)力發(fā)生了變化？漂浮時(shí)漂浮時(shí)f浮浮懸浮時(shí)懸浮時(shí)f浮浮上浮時(shí)上浮時(shí)f浮浮下沉?xí)r下沉?xí)rf浮浮歸納總結(jié)歸納總結(jié) 浸在液體中的物體，其浮或沉取決于它所受到的浸在液體中的物體，其浮或沉取決于它所受

5、到的浮力浮力和和重力重力的大小。的大小。物體的浮沉條件物體的浮沉條件當(dāng)當(dāng)時(shí)，物體上?。粫r(shí)，物體上??；當(dāng)當(dāng)時(shí)，物體下沉；時(shí)，物體下沉；當(dāng)當(dāng)時(shí)，物體處于時(shí)，物體處于懸浮懸浮或者或者漂浮漂浮的狀態(tài)。的狀態(tài)。因?yàn)槲矬w處于因?yàn)槲矬w處于懸浮懸浮或者或者漂浮漂浮的狀態(tài)時(shí)，的狀態(tài)時(shí)，f f浮浮=g=g于是得到測浮力大小的另一種方法于是得到測浮力大小的另一種方法平衡法：平衡法：f f浮浮=g=g物物稱重法：稱重法：f f浮浮= g= gf f壓力差法：壓力差法：f f浮浮= f= f向上向上 f f向下向下阿基米德原理公式法：阿基米德原理公式法：f f浮浮=g=g排排=液液gvgv排排二力平衡法：二力平衡法：

6、f f浮浮=g=g物物 歸納總結(jié)：歸納總結(jié)：計(jì)算浮力大小的方法計(jì)算浮力大小的方法: :思維啟發(fā)思維啟發(fā)雞蛋為什么既可在鹽水中漂浮，又可懸浮？雞蛋為什么既可在鹽水中漂浮，又可懸??？ 雞蛋在漂浮或懸浮時(shí)，雞蛋在漂浮或懸浮時(shí)，根據(jù)根據(jù)f f浮浮=g=g排排=m=m排排g =g =液液gvgv排排可知可知液液變小時(shí)，變小時(shí)， v v排排應(yīng)變大。應(yīng)變大。液液變大時(shí)，變大時(shí)， v v排排應(yīng)變??；應(yīng)變??； 輪船從河里航行到海里，船會(huì)上浮一些還是下輪船從河里航行到海里，船會(huì)上浮一些還是下沉一些？為什么？沉一些？為什么？想一想想一想 輪船始終漂浮，輪船始終漂浮，f f浮浮不變，不變，液液變大，變大， v v排排

7、應(yīng)變小，應(yīng)變小，船會(huì)上浮一些。船會(huì)上浮一些。f浮浮g g=液液g gv v=物物g gv v思維拓展思維拓展 假設(shè)：實(shí)心物體完全浸沒在液體中時(shí)假設(shè)：實(shí)心物體完全浸沒在液體中時(shí),v,v排排=v=v物物=v=vg g=mg=mg=物物g gv v物物f f浮浮=g=g排排=液液g gv v排排若物體上?。喝粑矬w上?。篺 f浮浮gg物物則則物物液液若物體懸?。喝粑矬w懸浮：f f浮浮=g=g物物則則物物= = 液液若物體下沉：若物體下沉：f f浮浮g 液液 注意：注意：物物是是物體的密度（平均密度）物體的密度（平均密度），而不是，而不是構(gòu)成該物體的物質(zhì)的密度構(gòu)成該物體的物質(zhì)的密度則則物物 液液若物體漂

8、?。喝粑矬w漂浮：f f浮浮=g=g物物， v排排v物物交流與合作交流與合作漂浮與懸浮有什么共同點(diǎn)與不同點(diǎn)？漂浮與懸浮有什么共同點(diǎn)與不同點(diǎn)？共同點(diǎn)：共同點(diǎn)： 在平衡力的作用下靜止不動(dòng)；在平衡力的作用下靜止不動(dòng)； 懸浮與漂浮在液面上的物體，浮力等于重力。懸浮與漂浮在液面上的物體，浮力等于重力。不同點(diǎn)：不同點(diǎn)： 漂浮是物體一部分浸入液體中，懸浮是整個(gè)物漂浮是物體一部分浸入液體中，懸浮是整個(gè)物體浸沒在液體中。體浸沒在液體中。即：懸?。杭矗簯腋。簐 v排排=v=v物物；物物= = 液液漂?。浩。簐 v排排vv物物；物物 5n =6n5n 因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?f f浮浮gg，物體最終會(huì)漂浮在水面上物體最終會(huì)漂

9、浮在水面上所以：所以：f f浮浮=g=5n=g=5n。 答：物體受到的浮力為答：物體受到的浮力為5n5n。 例例2 2、冰山露出海面的部分只是冰山的一部分，所冰山露出海面的部分只是冰山的一部分，所以常有以常有“冰山一角冰山一角”的說法。若海水的密度是的說法。若海水的密度是1.031.0310103 3kg/mkg/m3 3，冰的密度是，冰的密度是0.90.910103 3kg/mkg/m3 3，則這座，則這座冰山露出海面的體積是總體積的幾分之幾？冰山露出海面的體積是總體積的幾分之幾？因?yàn)楸狡≡诤Ｃ嫔弦驗(yàn)楸狡≡诤Ｃ嫔辖猓航猓核裕核裕篺 f浮浮g g因?yàn)橐驗(yàn)閒 f浮浮= = 海水海水g

10、vgv排排，g g=冰冰g gv v所以：所以：海水海水gvgv排排=冰冰g gv v v v排排/v=/v= 冰冰/ / 海水海水= 0.9= 0.910103 3kg/mkg/m3 3/ /（ 1.03 1.0310103 3kg/mkg/m3 3 ）=90/103=90/103v v露露/v=1-90/103=/v=1-90/103=13/10313/103 （3 3）選擇合適的方法）選擇合適的方法列出等式列出等式（一般考慮（一般考慮平衡條件）。平衡條件）。 （4 4）根據(jù)具體情況，合理選擇適用公式。）根據(jù)具體情況，合理選擇適用公式。在通常情況下，有關(guān)浮力的計(jì)算題，常會(huì)用到在通常情況下，

11、有關(guān)浮力的計(jì)算題，常會(huì)用到多個(gè)計(jì)算公式，有時(shí)同一公式會(huì)多次使用，但多個(gè)計(jì)算公式，有時(shí)同一公式會(huì)多次使用，但有關(guān)的物理量有所不同。有關(guān)的物理量有所不同。解決浮力計(jì)算題的方法解決浮力計(jì)算題的方法：（1 1）確定研究對(duì)象，認(rèn)準(zhǔn)要研究的物體；）確定研究對(duì)象，認(rèn)準(zhǔn)要研究的物體； （2 2）分析物體受力情況并畫出受力示意圖，）分析物體受力情況并畫出受力示意圖，判斷物體在液體中所處的狀態(tài)判斷物體在液體中所處的狀態(tài)( (看是否靜止或看是否靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)) )；二、浮沉條件在技術(shù)上的應(yīng)用二、浮沉條件在技術(shù)上的應(yīng)用 根據(jù)物體的根據(jù)物體的浮沉條件，可以浮沉條件，可以控制物體在液體控制物體在液體中

12、的浮沉。中的浮沉。 利用物體浮沉條件的關(guān)鍵是調(diào)節(jié)利用物體浮沉條件的關(guān)鍵是調(diào)節(jié)重力重力g和和浮力浮力f浮浮的的關(guān)系。關(guān)系。 (1) (1)若保持浮力不變，可若保持浮力不變，可改變自身的重力改變自身的重力，實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)沉浮；沉?。?(2)(2)若保持重力不變，可若保持重力不變，可改變排開液體（或氣體）改變排開液體（或氣體）的體積的體積或或液體液體（或氣體）（或氣體）密度的大小密度的大小實(shí)現(xiàn)沉浮。實(shí)現(xiàn)沉浮。1 1、潛水艇、潛水艇 （1 1）工作原理：）工作原理：潛水艇的上浮、下潛和懸浮，靠潛水艇的上浮、下潛和懸浮，靠改變自身的重力改變自身的重力來實(shí)現(xiàn)的。來實(shí)現(xiàn)的。 （2 2）潛水艇自重的改變?nèi)Q于水艙

13、內(nèi)充水或放水潛水艇自重的改變?nèi)Q于水艙內(nèi)充水或放水的多少。的多少。 球內(nèi)充有密度比球內(nèi)充有密度比空氣小得多得氫氣，空氣小得多得氫氣，用于氣象觀察。用于氣象觀察。安裝安裝的探空儀，能把高空的探空儀，能把高空的溫度、氣壓、濕度、的溫度、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等情況傳風(fēng)速、風(fēng)向等情況傳送給地面觀測站。送給地面觀測站。2 2、氣象探測氣球、氣象探測氣球 氣象探測氣球氣象探測氣球通過通過改變自身體積改變自身體積來改變來改變浮力的大小，從而實(shí)浮力的大小，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)氣球的氣球的上升和下降。上升和下降。氣袋氣袋吊籃吊籃噴嘴噴嘴3 3、熱氣球、熱氣球 噴嘴點(diǎn)火加熱噴嘴點(diǎn)火加熱, ,袋內(nèi)空氣受熱膨脹袋內(nèi)空氣受熱膨

14、脹, ,熱氣球體積熱氣球體積增大，浮力增大增大，浮力增大, ,當(dāng)浮力大于重力時(shí)當(dāng)浮力大于重力時(shí), ,氣球上升。氣球上升?？酌鳠艨酌鳠魺釟馇驘釟馇? 4、飛艇、飛艇 利用氦氣、氫氣密度比空氣密度的小，利用氦氣、氫氣密度比空氣密度的小，通過通過改變改變自身體積自身體積來改變來改變浮力的大小，從而實(shí)現(xiàn)飛艇浮力的大小，從而實(shí)現(xiàn)飛艇的上升和的上升和下降。下降。5 5、利用浮筒打撈沉船、利用浮筒打撈沉船 現(xiàn)代打撈沉船的方法是現(xiàn)代打撈沉船的方法是: :將幾個(gè)充滿水的大型浮筒將幾個(gè)充滿水的大型浮筒沉入水底沉入水底, ,用鋼纜把浮筒與沉船緊緊地拴在一起用鋼纜把浮筒與沉船緊緊地拴在一起, ,然后然后用高壓空氣把浮

15、筒中水排出用高壓空氣把浮筒中水排出, ,從而從而改變自身重力改變自身重力，沉沉船就隨著浮筒一起浮出水面。船就隨著浮筒一起浮出水面。上小下大，上疏下密。上小下大，上疏下密。靜止時(shí)液面所對(duì)刻靜止時(shí)液面所對(duì)刻度乘以水的密度度乘以水的密度用途：用途：一種可以直接測量液一種可以直接測量液體密度的儀器。體密度的儀器。讀數(shù)方法讀數(shù)方法：刻度特點(diǎn)刻度特點(diǎn)：6 6、密度計(jì)、密度計(jì)又叫比重計(jì)或浮秤又叫比重計(jì)或浮秤原理：原理：在各種液體中在各種液體中總是漂浮，總是漂浮，f f浮浮g g。水水液體甲液體甲液體乙液體乙1.01.21.4種類：種類： 重表：用來測量密度大于水的的液體，最重表：用來測量密度大于水的的液體，

16、最小刻度是小刻度是“1.00”1.00”，所有刻度線都在，所有刻度線都在1.001.00刻度的下面?？潭鹊南旅妗?輕表：用來測量密度小于水的的液體，最大刻輕表：用來測量密度小于水的的液體，最大刻度是度是“1.001.00”，所有刻度線都在，所有刻度線都在1.001.00刻度的上面?？潭鹊纳厦妗?利用浸沒在液體中的物體受利用浸沒在液體中的物體受到的浮力跟液體的密度到的浮力跟液體的密度液液有關(guān)，有關(guān)，液液越大，越大， f f浮浮越大。越大。 7 7、鹽水選種、鹽水選種物物 液液，物體下沉。，物體下沉。 干癟、蟲蛀的種子會(huì)干癟、蟲蛀的種子會(huì)上浮直至漂浮，而飽上浮直至漂浮，而飽滿的種子下沉到容器滿的種

17、子下沉到容器底部。底部。拓展與應(yīng)用拓展與應(yīng)用 為什么湯圓或水餃剛放入水中時(shí)為什么湯圓或水餃剛放入水中時(shí), ,會(huì)沉入鍋底會(huì)沉入鍋底, ,而而當(dāng)湯圓或水餃煮熟時(shí)當(dāng)湯圓或水餃煮熟時(shí), ,則會(huì)浮出水面則會(huì)浮出水面? ?魚鰾的功能魚鰾的功能魚鰾起著調(diào)節(jié)魚體體積的功能魚鰾起著調(diào)節(jié)魚體體積的功能。當(dāng)魚鰾充氣時(shí)，魚體的體積增大，魚體上浮；當(dāng)魚鰾充氣時(shí)，魚體的體積增大，魚體上浮；魚鰾排氣時(shí)，魚體的體積減少，魚體下沉。魚鰾排氣時(shí)，魚體的體積減少，魚體下沉。課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1. 1.物體在液體中的浮沉決定于液體所受的物體在液體中的浮沉決定于液體所受的_力和力和_力的大小。力的大小。 2. 2.當(dāng)物體所受的重力當(dāng)物

18、體所受的重力_ _ 浮力時(shí)，物體下沉；浮力時(shí)，物體下沉；當(dāng)物體所受的重力當(dāng)物體所受的重力_ _ 浮力時(shí)，物體上?。划?dāng)物體浮力時(shí)，物體上浮；當(dāng)物體所受的重力所受的重力_ _ 浮力時(shí)，物體漂浮。當(dāng)物體所受浮力時(shí)，物體漂浮。當(dāng)物體所受的重力的重力_ _ 浮力時(shí)，物體懸浮。浮力時(shí)，物體懸浮。 3. 3.鐵塊在水中下沉是因?yàn)殍F塊受到的浮力鐵塊在水中下沉是因?yàn)殍F塊受到的浮力_ _ 重力；鐵制的輪船漂浮在水面上是因?yàn)檩喆艿降母≈亓?；鐵制的輪船漂浮在水面上是因?yàn)檩喆艿降母×α _ 重力。重力。重重浮浮大于大于小于小于等于等于等于等于小于小于等于等于d空心空心自身的重力自身的重力向水艙充水向水艙充水 4.

19、 4.船只采用船只采用“ ”的辦法增大可以利用的浮的辦法增大可以利用的浮力，漂浮在水面上。潛水艇靠改變力，漂浮在水面上。潛水艇靠改變 來來實(shí)現(xiàn)浮沉，要使浮在水面的潛水艇潛入水中，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)浮沉，要使浮在水面的潛水艇潛入水中，應(yīng)當(dāng) 5. 5.將一個(gè)鋁制空心球用手沒入水中，放手后球?qū)ⅲ▽⒁粋€(gè)鋁制空心球用手沒入水中，放手后球?qū)ⅲ?） a a、上浮、上浮 ；b b、下沉；、下沉； c c、懸?。?、懸?。?d d、無法確定。、無法確定。a 6 6、一個(gè)重為、一個(gè)重為0.5n0.5n的土豆浸沒在裝滿水的燒杯中溢的土豆浸沒在裝滿水的燒杯中溢出了出了0.4n0.4n的水，則土豆在水中的水，則土豆在水中 （ ）

20、a a、下沉、下沉 b b、懸浮、懸浮 c c、上浮、上浮 d d、以上都有可能、以上都有可能甲甲c 7.7.小紅同學(xué)在一支鉛筆的下端粘上一塊橡皮泥，小紅同學(xué)在一支鉛筆的下端粘上一塊橡皮泥，將它分別置于甲、乙兩杯液體中，觀察到靜止時(shí)的情將它分別置于甲、乙兩杯液體中，觀察到靜止時(shí)的情形如圖形如圖5 5所示，下列說法正確的是所示，下列說法正確的是 （ ） a a鉛筆在甲杯液體中受到的浮力較大鉛筆在甲杯液體中受到的浮力較大 b b鉛筆在乙杯液體中受到的浮力較大鉛筆在乙杯液體中受到的浮力較大 c c乙杯液體的密度較大乙杯液體的密度較大 d d甲杯液體的密度較大甲杯液體的密度較大107107103 8.

21、 8.排水量為排水量為1000t1000t的輪船在河水中航行，滿載時(shí)船的輪船在河水中航行，滿載時(shí)船及所裝貨物共重及所裝貨物共重 n n，受到河水的浮力是，受到河水的浮力是 n n，如果河水密度為如果河水密度為1.01.010103 3kg/mkg/m3 3，船排開的河水的體積，船排開的河水的體積是是 m m3 3。（取。（取g=10n/kgg=10n/kg）c 9 9、把一個(gè)小球輕輕放入盛滿水的杯中，靜止時(shí)、把一個(gè)小球輕輕放入盛滿水的杯中，靜止時(shí)溢出了溢出了0.1kg0.1kg的水，則小球的質(zhì)量的水，則小球的質(zhì)量 （ ） a a 一定等于一定等于0.1kg b 0.1kg b 一定小于一定小于

22、0.1kg0.1kg c c 大于或等于大于或等于0.1kg d 0.1kg d 小于或等于小于或等于0.1kg0.1kg 10. 10.請(qǐng)判斷體積是請(qǐng)判斷體積是0.6m0.6m3 3，質(zhì)量是，質(zhì)量是450kg450kg的水雷浸沒的水雷浸沒在水中的浮沉情況。（在水中的浮沉情況。（g=10n/kgg=10n/kg） 11 11、一木塊浮在水面上有、一木塊浮在水面上有1/21/2體積露出水面，放在體積露出水面，放在另一種液體中，有另一種液體中，有3/83/8的體積露出液面，求另一種液的體積露出液面，求另一種液體的密度體的密度液液。 12. 12.體積為體積為1.01.01010-3-3米米3 3的正方體木塊，投入如圖的正方體木塊，投入如圖所示裝有水的容器中，靜止后露出水面的高度為所示裝有水的容器中，靜止后露出水面的高度為5 51010-2-2米，容器的底面積為米，容器的底面積為0.040.04米米2 2. .（g g取取10n/kg10n/kg）求：求： 木塊受到的浮力木塊受到的浮力 木塊的重力木塊的重力 投入木塊后，容器底增加的壓強(qiáng)投入木塊后，容器底增加的壓強(qiáng) 若將此木塊投入某液體中，露出液面高度為若將此木塊投入某液體中，露出液面高度為4 4厘米，求這種液體的密度厘米，求這種液體的密度. . 本