资源简介

(共39张PPT)
第三节 物体的浮与沉
第九章 浮 力
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
学习目标
课时讲解
1
课时流程
2
物体的浮沉条件
浮沉条件的应用
知识点
物体的浮沉条件
知1－讲
感悟新知
1
1. 探究物体的浮沉条件
知1－讲
感悟新知
(1)如图1 甲所示，把一小玻璃瓶装满水后，塞上瓶塞，置于量筒内，量筒中的水面从40 mL 刻度线处上升到50 mL 刻度线处。
知1－讲
感悟新知
(2)把三个与(1)中相同的小玻璃瓶分别装入适量水
后，塞上瓶塞，用电子秤分别测得其质量。接着将三个小玻璃瓶分别浸没在装有适量水的A、B、C 三个相同的容器中，然后松
手，观察到A 中小
玻璃瓶上浮、B中
小玻璃瓶悬浮、C
中小玻璃瓶下沉，如图乙。实验记录如下表。
知1－讲
感悟新知
实验序号 A B C
小玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10×10－6 m3=0.1 N
总质量m瓶 5 g 10 g 15 g
总重力G瓶 0.05 N 0.1 N 0.15 N
小玻璃瓶的浮沉状态 上浮 悬浮 下沉
浮力与重力的大小关系 F 浮>G 瓶 F 浮=G 瓶 F 浮=G 瓶
知1－讲
感悟新知
归纳总结
合力与物体运动状态的关系：
如图2，用手把物体按入水中，松手后，物体运动状态与物体所受力的合力的关系如下：
知1－讲
感悟新知
2. 浸没在液体中的物体的浮沉条件
(1)当F 浮>G 物时，物体上浮。
(2)当F 浮=G 物时，物体悬浮。
(3)当F 浮知1－讲
感悟新知
3. 浸没在液体中的物体的浮沉状态对应的物体与液体的密度关系
知1－讲
感悟新知
4. 物体浮沉的末状态
(1)上浮的末状态：漂浮，此时F 浮=G 物。
(2)下沉的末状态：沉底，且受容器底部支持力，此时F 浮知1－讲
感悟新知
方法点拨
由已知关系推导其他关系的方法：
(1)根据公式，把已知关系中的物理量，用待推导关系中的物理量表示。
(2)结合已知条件，消去“等式”或“不等式”两边相同的物理量。
知1－讲
感悟新知
方法点拨
利用“寻根法”，确定漂
浮和沉底物体与所在液
体的密度的关系：
▲▲▲
感悟新知
知1－练
如图3 所示，将同一个小球分别放入甲、乙、丙三种不同液体中，静止时小球在甲液体中漂浮、在乙液体中悬浮、在丙液体中下沉到底部。
例 1
感悟新知
知1－练
如果用ρ甲、ρ乙、ρ丙分别表示三种液体的密度，F甲、
F乙、F丙分别表示小球在三种液体中受到的浮力，下面说法正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙>ρ丙，F 甲=F 乙>F 丙
B.ρ甲<ρ乙<ρ丙，F 甲=F 乙>F 丙
C.ρ甲>ρ乙>ρ丙，F 甲>F 乙>F 丙
D.ρ甲<ρ乙<ρ丙，F 甲>F 乙>F 丙
感悟新知
知1－练
解析：小球在甲液体中漂浮，在乙液体中悬浮，在丙液体中下沉到底部， 故ρ球<ρ甲，F 甲=G球；ρ球=ρ乙，F乙=G球；ρ球>ρ丙， F丙ρ乙>ρ丙，小球在三种液体中受到的浮力关系为F甲=F乙>F丙。
答案：A
感悟新知
知1－练
归纳总结
根据物体的静止状态比较密度关系及浮力与重力的关系：
状态 密度关系 浮力与重力的关系
漂浮 ρ物<ρ液 F浮=G物
悬浮 ρ物=ρ液 F浮=G物
沉底 ρ物＞ρ液 F浮知识点
浮沉条件的应用
知2－讲
感悟新知
2
1. 密度计
(1)用途: 测量液体密度。
(2) 构造:密度计是一根上部标有刻度、形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内封装入小铅丸。
知2－讲
感悟新知
(3)原理：
①密度计排开液体越多，液体密度越小。
②密度计排开液体越少，液体密度越大。
知2－讲
感悟新知
(4)刻度线分布特点：①刻度线从上到下，对应的密度值越来越大；②刻度线上稀下密。
(5)使用方法：如图4 所示，将密度计放入
待测液体，当密度计静止时，读出与液面
齐平的刻度值，即是液体的密度。图中液
面对应1.4，说明该液体的密度是1.4×
103 kg/m3。
知1－讲
感悟新知
思想方法
转换法测量液体密度：
同一物体漂浮在不同液体中所受浮力都等于其所受重力，根据公式V排= ，把液体的密度大小转化为排开液体的体积大小；从而把无形的密度转化为有形的体积，方便了密度的测量。
▲▲▲
知2－讲
感悟新知
2. 盐水选种：我国农民常采用盐水浸泡法来选种。
知2－讲
感悟新知
3. 轮船
(1)原理：采用“空心法”，把密度比水大
的钢铁制成空心的轮船，能它能排开更
多的水，使轮船漂浮在水面上，F 浮=G 船。
(2)排水量：轮船上装满货物时，排开水的质量。排水量= 轮船自身质量＋满载时货物的质量。即m 排=m 船＋m 货。
知1－讲
感悟新知
易错提醒
●不要认为排水量是轮船“排开水的重力”，或“排开水的体积”。
●轮船的排水量指轮船按设计要求满载货物时排开水的质量，是一定的，不变的；轮船空载或载货不满时，排开水的质量不能叫轮船的“排水量”。
●轮船漂浮，则G总=F浮，m船＋m货=m排。
知2－讲
感悟新知
4. 潜水艇
(1)工作原理：潜水艇通过改变自身重力G 潜来实现上浮或下潜。
(2)工作过程：潜水艇浸没在水中时，所受浮力F 浮不变。
知2－讲
感悟新知
① 潜水艇下潜：如图6 甲，向水舱中注水，潜水艇受到重力G 潜变大，当F 浮② 潜水艇上浮：如图乙，
水舱向外排水，潜水艇
受到重力G 潜变小，当
F 浮>G 潜时，潜水艇
上浮。
知1－讲
感悟新知
思维点拨
发散思维在轮船和潜水艇中的应用：
知2－讲
感悟新知
5. 热气球
(1)构造：如图7 所示，由吊篮、燃气装置、
气袋等组成。
(2)工作原理：通过改变内部气体的密度实现浮沉。
(3)工作过程(忽略体积变化)：燃气装置内燃料燃烧→加热气袋内气体→气袋内气体热胀，部分气体从气袋内溢出→气袋内气体的密度变小→气袋内气体的密度比外部气体的密度小到一定程度时，热气球便上升了。
知1－讲
感悟新知
思维点拨
发散思维在现代热气球发明过程中的应用：
感悟新知
知2－练
远望六号远洋测量船，排水量为25 000 t，满
载时受到的浮力为________N。远望六号测量船可在南、北纬60 度以内的任何海域航行，能完成对各类航天飞行器的海上跟踪测控任务。满载的测量船在密度不同的海域漂浮时，受到的浮力_______(填“相同”或“不同”)，在密度小的海域航行时，测量船排开海水的体积_______(填“变大”“变小”或“不变”)。(g 取10 N/kg)
例2
2.5×108
相同
变大
感悟新知
知1－练
解析：测量船满载时受到的浮力F 浮=G 排=m 排g=
25 000×103 kg×10 N/kg=2.5×108 N；满载的测量船在密度不同的海域漂浮时，受到的浮力都等于满载的测量船的总重力，故受到的浮力相同；根据
V 排=可知，所受浮力不变时，液体的密度越小，排开液体的体积越大。
感悟新知
知2－练
思路点拨
感悟新知
知2－练
如图8 所示，用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水
中，此时模型受到的浮力 _______(填“＞”“＜”或“＝”)重力。当通过进、排气管向瓶中打气时，模型的总重力将 _______ (填
“变大”“不变”或“变
小”)，模型将_______ (填
“上浮”或“下潜”)。
＝
例 3
变小
上浮
感悟新知
知1－练
解析：潜水艇模型悬浮于水中，此时模型受到的浮力等于自身重力；当通过进、排气管向瓶中打气时，模型内水排出，模型所受重力变小，所受浮力没变，故模型所受重力小于浮力，模型将上浮。
感悟新知
知2－练
归纳总结
潜水艇的工作原理：
感悟新知
知2－练
情境题·科技应用2022 年5 月15 日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇(如图9 所示)从科考基地上升到海拔9 032 m 的高空，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。
例4
感悟新知
知2－练
浮空艇里充的是密度_______(填“大于”或“小于”)空气的气体；该浮空艇是软式飞艇，上升过程中需通过调整气囊中的气压来保持外形不变。上升过程中，该艇受到的浮力_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
小于
减小
感悟新知
知1－练
解析：浮空艇是利用在空气中所受的浮力来工作的，根据物质的浮沉条件可知，浮空艇内充的是密度小于空气的气体；上升过程中，该艇排开空气体积不变，空气密度变小，根据F 浮=ρ气V 排g 可知，浮空艇受到的浮力减小。
感悟新知
知2－练
方法点拨
改变热气球受到浮力的方法：
物体的浮与沉
物体的浮与沉
条件
上浮：F浮>G物
悬浮：F浮=G物
下沉：F浮应用
密度计
盐水选种
轮船
潜水艇
热气球

展开更多......

收起↑