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(共21张PPT)
跨学科实践：潜艇
5
第10章　流体的力现象
2
了解我国在深潜方面的成就，会制作潜艇模型。
1
了解潜艇的沉浮原理。
1.将下表填写完整
状态 运动 静止 上浮 下沉 漂浮 悬浮 沉底
示意图
F浮与G关系 F浮____G F浮____G F浮____G F浮____G F浮=G__F支
ρ物与ρ液关系 ρ物_____ρ液 ρ物_____ρ液 ρ物_____ρ液 ρ物_____ρ液 ρ物_____ρ液
>
<
<
>
=
<
=
=
－
>
2.请在图中画出潜水艇加速上浮过程中所受重力G和浮力F浮的示意图。
G
F浮
1.活动1　观看视频，思考为什么挤瓶子时，小药瓶会下沉？而松手后小药瓶会上浮？
重力
大于
重力
小于
一、潜艇的沉与浮
挤压瓶子时，水进入小药瓶，使得小药瓶整体______变大，此时重力______浮力，小药瓶下沉，松手后水从小药瓶流出，小药瓶整体______变小，使得重力______浮力，小药瓶上浮。潜水艇就是利用这个原理工作的。
2.阅读教材第80页~第81页，完成下面的填空。
(1)原理：通过改变____________来实现上浮或下潜。
(2)充水：G艇变大，此时F浮___G艇，潜水艇逐渐______。
(3)排水：G艇变小，此时F浮___G艇，潜水艇逐渐______。
自身重力
<
下潜
>
上浮
学以致用
1.潜水艇浸没在水中，在它下潜的过程中，关于它受到的重力和浮力的说法正确的是(　　)
A.重力不变，浮力不变
B.重力变大，浮力变小
C.重力变大，浮力不变
D.重力变小，浮力变大
C
2.潜水艇能潜入水下航行，进行侦察和袭击，是一种很重要的军用舰艇，潜水艇漂浮在水面时，其所受浮力与重力的大小关系为F浮______(选填“>”“<”或“=”)G，当潜水艇水舱充水时，潜水艇将_________(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)；在下沉过程中，浸没后，浮力将______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
=
下沉
不变
活动2　阅读教材第81页，完成以下内容。
1.工作原理
军用潜艇是国家海军的战略性武器。工程师通过调节水舱内水的多少控制潜艇沉浮，依靠动力装置推动螺旋桨前进。
二、军用潜艇
2.基本结构
潜艇空间分为人员工作生活区和
水舱。工程师利用声呐、潜望镜、
雷达等设备充当潜艇耳目，设置了导弹、鱼雷等武器系统。
学以致用
(2024·郑州期中)海权握，国则兴。建设一支强大海军是实现中国梦的有力保障，潜艇是海军的战略重器。如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜艇分析正确的是(　　)
A.悬浮和漂浮时受到的浮力不相等
B.潜艇是通过改变浮力大小达到上浮和下沉的
C.上浮过程中所受浮力逐渐变小
D.潜艇完全入水后，下沉越深，所受浮力越大
A
1.制作要求
(1)人员工作生活区和水舱独立分开。
(2)人员工作生活区大于水舱。
2.比赛任务
(1)完成从水面下潜到指定位置悬浮。
(2)完成从水下上浮到指定位置悬浮。
三、潜艇模型制作比赛
学以致用
(2024·常州期末)如图所示为小组同学制作的潜艇模型，通过橡胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，可使烧瓶的浮沉情况发生改变，要使“潜艇”从图示位置下沉(橡胶管在水中的体积忽略不计)，正确的方法是(　　)
A.使用橡胶管向“潜艇”内吹气，“潜艇”自重变小
B.使用橡胶管向“潜艇”内吹气，“潜艇”所受的浮力变大
C.使用橡胶管从“潜艇”吸气，“潜艇”自重变大
D.使用橡胶管从“潜艇”吸气，“潜艇”所受的浮力变小
C
1.(2024·德州德城区开学考)某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标，有时要上浮或下潜，但都未露出水面。若下潜时所受重力为G1，浮力为F1；上浮时所受重力为G2，浮力为F2，则(　　)
A.F1F2，G1=G2
C.F1=F2，G1>G2 D.F1=G1，F2>G2
C
解析　在海水中，潜水艇所受浮力F浮=ρ海水gV排，始终没有露出水面，所以所受浮力不变；
潜水艇可以通过“让海水进入压力舱”增大自重下潜、“将海水排出压力舱”减小自重上浮，即F浮>G2，F浮G2，故选C。
2.如图所示，物理小组利用潜艇模型(忽略进气排气管的体积)，探究潜艇在水中如何实现上浮或下沉，下列说法不正确的是(　　)
A.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
B.若要让悬浮的模型上浮，应使模型中进水
C.潜艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
D.用打气筒向模型中打气，模型上浮
B
3.中国海军装备最先进的战略核潜艇(如图)，它有先进可靠的新型核反应堆，具有高航速、低噪音的性能，它作为中国海军战略核威慑力量的重要组成部分，为保障国家安全，会不定期进行战略巡航，如表是核潜艇的部分性能参数(设海水与水的密度相同)。
水下排水量/吨 11 500 水下最大航速/节 36
水面排水量/吨 9 000 水下巡航速度/节 20
艇长/米 135 最大潜深/米 350
艇宽/米 13 1节≈0.5米/秒
请回答：
(1)核潜艇在水下下潜过程中浮力_______，受到水的压强______。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
水下排水量/吨 11 500 水下最大航速/节 36
水面排水量/吨 9 000 水下巡航速度/节 20
艇长/米 135 最大潜深/米 350
艇宽/米 13 1节≈0.5米/秒
不变
增大
水下排水量/吨 11 500 水下最大航速/节 36
水面排水量/吨 9 000 水下巡航速度/节 20
艇长/米 135 最大潜深/米 350
艇宽/米 13 1节≈0.5米/秒
解析　潜艇在水下下潜过程中，排开水的体积不变，由F浮=ρ液gV排可知，核潜艇受到的浮力大小不变；
核潜艇在水下下潜过程中，核潜艇在水中的深度增大，由p=ρgh可知，核潜艇受到的水的压强增大；
(2)核潜艇在水下航行时，所受浮力是_______________。(g取10 N/kg)
水下排水量/吨 11 500 水下最大航速/节 36
水面排水量/吨 9 000 水下巡航速度/节 20
艇长/米 135 最大潜深/米 350
艇宽/米 13 1节≈0.5米/秒
1.15×108 N
解析　由表格中的数据可知，核潜艇在水下航行时，水下排水量为11 500吨，由阿基米德原理可知，核潜艇受到的浮力等于排开水的重力，所以核潜艇在水下航行时，所受浮力：
F浮=G排=m排g=11 500×103 kg×10 N/kg=1.15×108 N；
(3)当核潜艇以表中的排水量在水面航行时，露出水面的体积是_________。(ρ海水=1.0×103 kg/m3)
水下排水量/吨 11 500 水下最大航速/节 36
水面排水量/吨 9 000 水下巡航速度/节 20
艇长/米 135 最大潜深/米 350
艇宽/米 13 1节≈0.5米/秒
2 500 m3
水下排水量/吨 11 500 水下最大航速/节 36
水面排水量/吨 9 000 水下巡航速度/节 20
艇长/米 135 最大潜深/米 350
艇宽/米 13 1节≈0.5米/秒
解析　核潜艇在水下航行时，排开水的体积等于核潜艇的体积：
V潜=V排===1.15×104 m3；
核潜艇在水面航行时，水面下的体积：
V潜'=V排'===9 000 m3，
露出水面的体积：V露=V潜-V潜'=1.15×104 m3-9 000 m3=2 500 m3。

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