资源简介 (共51张PPT)第3节 物体的浮沉条件及应用第十章 浮力导入浸没在液体中的物体都会受到哪些力的作用?竖直向上的浮力和竖直向下的重力同样都是受到这两个力的作用,但是有的物体要上浮,有的却要下沉。这是为什么?一、物体的浮沉条件F浮GF浮GF浮G由于物体所受浮力与重力大小的不同,物体的浮沉存在三种情况。请你画出图中物体所处三种状况下的受力示意图。(1)F浮>G时,物体上浮;(2)F浮=G时,物体悬浮;(3)F浮<G时,物体下沉。物体的浮沉条件1:根据物体所受浮力F浮与重力G的大小关系,可判断物体浮沉状况。一、物体的浮沉条件根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g;根据重力和密度公式G=m物g=ρ物V物g;由于物体浸没在液体中,V排=V物,得:(1)F浮>G时,ρ液V排g>ρ物V物g,即ρ液>ρ物,物体上浮;(2)F浮=G时,ρ液V排g=ρ物V物g,即ρ液=ρ物,物体悬浮;(3)F浮<G时,ρ液V排g<ρ物V物g,即ρ液<ρ物,物体下沉。 物体的浮沉条件2:根据液体密度ρ液与物体密度ρ物的大小关系,可判断物体浮沉状况。一、物体的浮沉条件实验:盐水浮鸡蛋将新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中,观察鸡蛋在容器中的位置。根据上述的原理,农业中会使用盐水进行选种,把漂浮的密度小的坏种子清除掉,保留下沉的密度大的饱满种子。一、物体的浮沉条件物体上浮到最后会处于什么状态?下沉到最后会处于什么状态?漂浮;沉底请你画出物体漂浮和沉底时的受力示意图。物体漂浮时,F浮=G物体沉底时,F支+F浮=GF浮GF支F浮G一、物体的浮沉条件物体的浮沉条件 浮沉 状况 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底力的示意图浮力与重力的大小关系 F浮>G F浮<G F浮=G 二力平衡 F浮=G 二力平衡 F浮+F支=G三力平衡物体密度与液体密度的大小关系 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物一、物体的浮沉条件物体的浮沉条件 浮沉 状况 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底力的示意图运动 状态 处于动态(运动状态不断改变)受非平衡力作用 浸没在液体中 (V排=V物) 可停留 任意深度处 在液体表面上 (V排<V物) “上浮”过程的最终状态 “下沉”过程的最终状态处于静止状态 受平衡力作用 一、物体的浮沉条件运用浮沉条件的解题思路:一、物体的浮沉条件运用浮沉条件的解题思路:一、物体的浮沉条件小试牛刀:1.将一小石块浸没在水中,放手后小石块沉入水底,在小石块下沉过程中,下列分析正确的是( )A.浮力变大B.浮力变小C.浮力大于重力D.浮力小于重力D一、物体的浮沉条件2.小吕将一乒乓球压入装有水的容器底端,松手后发现乒乓球上浮,最后漂浮于水面上,由此现象可知( )A.上浮时乒乓球受平衡力作用B.乒乓球的密度等于水的密度C.上浮时乒乓球所受的浮力大于所受的重力D.乒乓球所受的浮力自始至终均未发生改变C一、物体的浮沉条件3.将小铁块和小木块同时浸入一盆水中,结果发现木块漂浮在水面上,铁块沉入水底,对于此现象,以下分析中,正确的是( )A.木块受到浮力,铁块不受浮力B.铁块沉入水底,所受浮力一定小于自身的重力C.浸没时,木块受到的浮力一定大于铁块所受的浮力D.木块漂浮在水面上,所受浮力大于自身的重力B一、物体的浮沉条件4.把体积为3×10-3m3,并且重力为20N的物块浸入水中,当它处于静止时,所处的浮沉状态及受到的浮力大小分别为(g取10N/kg)( )A.漂浮,F浮=20NB.漂浮,F浮=10NC.沉底,F浮=20ND.沉底,F浮=10NA一、物体的浮沉条件5.小吕每天测量同一个鸡蛋的质量后,再把鸡蛋放入清水中,每次观察都重新换新的水,观察它的浮沉情况后,取出擦干放好。下表是他记录的部分数据及现象(鸡蛋的体积保持不变)。下列判断正确的是( )A.鸡蛋的密度一直在变大B.第70天受到的浮力最小C.从第29天到58天过程中,鸡蛋受到的浮力一直在变大D.第58天受到的浮力与第70天受到的浮力相等B一、物体的浮沉条件6.同一小球分别漂浮在甲、乙两种不同密度的液体中,如图所示,所受到的浮力分别为F甲和F乙,则F甲_____F乙;若两个容器中液体的液面相平,则两种液体对容器底部的压强关系是p甲_____p乙。(选填“<”、“>”或“﹦”)=<一、物体的浮沉条件7.将重为3N的实心小球浸入装有水的容器中,静止的状态如图所示,则小球所受浮力的大小为 N,小球的密度为 kg/m3;若向水中加入足量的盐,小球将 (填“上浮”“悬浮”或“下沉”);若把小球浸没食用油中,小球将 (填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(已知食用油密度比水密度小,g取10N/kg)31×103上浮下沉二、浮力的应用人类从远古时代就开始利用浮力了,最初可能是抱住或骑在一段树干上顺水漂流,后来人们发明了船。1450年郑和下西洋时乘坐的木船长约147m,是世界上最大的木船。二、浮力的应用现代的轮船是用钢铁制造的,钢铁的密度远大于水,怎样用沉重而坚硬的钢铁制成可以承载那么多货物的船呢?实验:橡皮泥的密度比水大,它在水中会下沉。根据阿基米德原理,怎样把橡皮泥做成一条小船,使它能漂浮在水面,并能承载重物?为什么橡皮泥捏成瓢状能漂浮在水面上?二、浮力的应用轮船的工作原理:利用钢铁制成空心,虽然它所受的重力没改变,但是它能排开的水较多,因而受到较大的浮力,所以能漂浮在水面上。 轮船在水面上处于漂浮:F浮=G总。 排水量:轮船装满货物时排开水的质量m排。一艘轮船的排水量=此船满载时的货物质量和船身质量之和(m排=m船+m货)二、浮力的应用一艘轮船从江河驶入大海后,它所受的浮力会如何变化?浸入水中的体积会如何变化?它所受的浮力相同,因为无论在江河还是在大海,轮船都是处于漂浮状态,F浮=G总,轮船的总重力不变,浮力也不变;海水密度比河水密度大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,在海水中浸入的体积比河水小。二、浮力的应用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。潜水艇为什么能够自由地上浮和下潜?二、浮力的应用当潜水艇浸没在水中时,在上浮和下潜的过程中,它所受的浮力会有什么变化?不变;当潜水艇浸没在水中时,V排不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,它所受的浮力F浮不变。 二、浮力的应用潜水艇浸没在水中时,浮力不变,那么可以通过改变什么物理量,从而实现它的上浮和下潜?具体如何进行改变?通过改变自身重力;潜水艇的艇身装有水舱,向水舱充水时,潜水艇变重,从而潜入水中;当水舱充水后潜水艇重等于浮力时,它可以悬浮在水中;当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时,潜水艇变轻,从而上浮。实际航行时,潜水艇总要开动推进器加快上浮和下潜的速度。二、浮力的应用为什么热气球能够飘在空中?气球里充入密度小于空气的气体,ρ内部气体<ρ空气,使G气球≤F浮,使气球上升或悬浮;热气球充的是被燃烧器加热而体积膨胀的密度小的热空气。二、浮力的应用孔明灯也是同样的原理。节日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球,充的是密度小的氢气或氦气。二、浮力的应用为了能定向航行而不随风飘荡,人们还制成了飞艇;飞艇的大气囊内充入了氦气。二、浮力的应用密度计:一种可以直接测量液体密度的仪器。工作原理:密度计在不同密度的液体中总处于漂浮,F浮=G,G恒定不变,F浮也恒定不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,液体密度越大,排开液体的体积越小,密度计将上移;液体密度越小,排开液体的体积越大,密度计将下移。(转换法)二、浮力的应用小试牛刀:1.如图所示,是我国自行制造的第一艘航空母舰静止在海面上,下列分析正确的是( )A.航空母舰所受的浮力大于它所受的重力B.航空母舰排开的海水越多,受到的浮力越大C.航空母舰受到的浮力大小跟它本身的密度有关D.航空母舰的排水量约为7×104t,表示它空载时排开水的质量约为7×104tB二、浮力的应用2.把一块橡皮泥捏成实心球状,轻轻放到烧杯内的水面上,静止之后,实心球橡皮泥沉到容器底部,此时所受的浮力为F1,水对容器底部的压强p1;再把它捏成碗状,轻轻放到该烧杯内的水面上,橡皮泥漂浮在水面上,此时所受的浮力为F2,水对容器底部的压强p2,则下列说法正确的是( )A.橡皮泥所受的浮力F1>F2B.橡皮泥所受的浮力F1<F2C.水对容器底部的压强p1>p2D.水对容器底部的压强p1=p2B二、浮力的应用3.用塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管等按如图制作了一只潜水艇模型。下列有关潜水艇模型的说法中,正确的是( )A.要使它下沉,必须从进气管吹气B.它在下沉过程中,潜水艇所受浮力变小C.要使它上浮,必须从进气管吹气D.它在下沉过程中,潜水艇所受水的压强不变C二、浮力的应用4.漂浮在水面上的潜水艇从水面向下匀速潜航过程中,下列关于它所受到的海水浮力和自身重力的变化情况的分析正确的是( )A.从a到b的过程中,浮力增大,自重增大B.从b到c的过程中,浮力不变,自重增大C.从a到c的过程中,浮力增大,自重不变D.从a到c的过程中,浮力逐渐减小,自重逐渐增大A二、浮力的应用5.小吕用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图),他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,小玻璃瓶和矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是( )A.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力B.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”不可能悬浮在水中C.“浮沉子”上浮时,小玻璃瓶内的压缩空气会将内部的水压出D.潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同B二、浮力的应用6.如图所示是体育、娱乐活动用的热气球,充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气,要使已经悬浮在空中的热气球上升或下降,下列说法正确的是( )A.继续对热空气加热可以使热气球上升B.继续对热空气加热可以使热气球下降C.停止对热空气加热可以使热气球上升D.热气球上升时,球内空气的密度与球外空气密度一样大A二、浮力的应用7.小吕同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中观察到静止时的情形如图所示,下列说法正确的是( )A.铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大B.铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大C.乙杯液体的密度较大D.甲杯液体的密度较大C二、浮力的应用8.为了支持新冠肺炎疫情灾后重建,海外华人华侨捐助的物质陆续运抵我国武汉。若一艘满载救灾物质的货轮从海上进入长江后,轮船所受的浮力 (选填“不变”、“变大”或“变小”),轮船浸入液体中的体积 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。不变变大二、浮力的应用9.世界上最大的矿砂船的排水量为40万吨,它在海水中满载航行时,矿砂船所受的浮力为 N,船及所装货物总质量m为 t,它由密度较小的水域驶向密度较大的水域时,船身会 一些(选填“上浮”或“下沉”)(g取10N/kg)4×1094×105上浮专题一:压强与浮力的综合分析总结:求得浮力大小的方法①称重法:实验探究中测量浮力大小的实验操作方法,适用于有提供弹簧测力计的题目。②压力差法(浮力的产生原因):适用于形状规则的物体,如正方体、长方体或圆柱体等。③阿基米德原理法:适用于任何形状的物体,特别是题目中出现了V排和ρ液等已知条件。④平衡法:适用于物体漂浮或者悬浮等平衡状态。专题一:压强与浮力的综合分析例题:1.把鸡蛋浸入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底(如图甲所示),再往杯中加盐使鸡蛋悬浮(如图乙所示),下列说法正确的是( )A.液体的密度:ρ甲=ρ乙B.鸡蛋排开液体的质量:m甲<m乙C.鸡蛋受到的浮力:F甲=F乙D.液体对杯底的压强:p甲=p乙B专题一:压强与浮力的综合分析2.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FCB.三个物体的密度大小关系是ρA>ρB>ρCC.容器对桌面的压力大小关系为F甲=F乙=F丙D.容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙C专题一:压强与浮力的综合分析3.如图所示,将三个完全相同的鸡蛋分别放入盛有不同液体的烧杯中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,且各杯中液体深度相同。则下列判断正确的是( )A.三种液体的密度关系为:ρ甲=ρ乙>ρ丙B.鸡蛋排开三种液体的质量关系为:m甲=m乙>m丙C.鸡蛋受到三种液体的浮力关系为:F甲<F乙=F丙D.三种液体对容器底部的压强关系为:p甲=p乙>p丙C专题一:压强与浮力的综合分析4. (多选)将体积相同、质量不同的A、B、C三个实心小球,分别轻轻放入甲、乙、丙三个相同的装满水的烧杯中,三个小球处于静止时,A球悬浮,B球漂浮,C球沉底,如图所示。则下列说法正确的是( )A.三个小球的质量关系是:mA>mB>mCB.三个小球所受浮力关系是:FA=FB<FCC.水对三个烧杯底部压强关系是:p甲=p乙<p丙D.三个烧杯对桌面压力关系是:F甲>F乙=F丙E.如果把B球露出水面的部分切去,B球将会悬浮F.如果把A球切去一半,A球将会漂浮G.如果把C球切去一半,C球仍然会沉底DG专题二:运用浮力的知识测量物体的密度若缺少天平和量筒,还有什么方法可以测量物体的密度?实验器材:弹簧测力计、轻质绳子、装有一定量水的烧杯。专题二:运用浮力的知识测量物体的密度实验设计思路:1.用弹簧测力计测量出物体重力,根据公式G=mg,求出物体质量m物。2.运用称重法,求出物体浸没水中时受到的浮力F浮,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,求出V排,因为物体浸没在水中,所以V物=V排。3.根据密度的定义式ρ物=,求出物体的密度ρ物。专题二:运用浮力的知识测量物体的密度实验设计思路:实验步骤:1.用弹簧测力计测量出物体的重力G。2.用弹簧测力计悬挂着物体,使它浸没在水中保持静止,读出此时弹簧测力计的示数F。专题二:运用浮力的知识测量物体的密度例题:1.如图所示,弹簧测力计下面悬挂一个重力为10N的物体。当把物体浸没在水中静止时,弹簧测力计示数变为6N,此时圆柱体容器底面积为100cm2(g=10N/kg)。求:(1)物体受到水的浮力是多少?(2)物体的密度是多少?专题二:运用浮力的知识测量物体的密度1.如图所示,弹簧测力计下面悬挂一个重力为10N的物体。当把物体浸没在水中静止时,弹簧测力计示数变为6N,此时圆柱体容器底面积为100cm2(g=10N/kg)。求:(3)当物体浸没在水中后,容器底部对水平桌面增大的压强是多少?专题二:运用浮力的知识测量物体的密度2.小吕同学新买了一个实心的金属“钢铁侠”雕像,打算运用初中学到的物理知识对雕像的密度进行测量,但因为小吕家里没有天平和量筒,无法直接测量出雕像的质量与体积,请你选用小吕家里的以下器材,帮助他进行实验设计,从而求出雕像的密度。器材:A.刻度尺;B.轻质绳子;C.食用油;D.水;E.弹簧测力计;F.水桶;G.食用盐(1)你所选择的器材是 (填大写字母);(2)实验步骤:①用弹簧测力计测量出雕像的重力G。②用弹簧测力计悬挂着雕像,使它浸没在水中保持静止,读出此时弹簧测力计的示数F。(3)雕像的密度ρ雕像= (使用物理量的符号,列出表达式)BDEF总结 展开更多...... 收起↑ 资源预览