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(共38张PPT)
第十章 浮力
第2课时 浮沉条件的应用
第3节 物体的浮沉条件及应用
学习目标
1.知道密度计、潜水艇、气象探测气球的原理。（重点）
2.能应用浮沉条件解释简单的物理现象，解决实际浮沉问题。（难点）
3.通过实验观察，认识物体浮与沉现象。锻炼学生观察分析能力。
（素养）
上浮 下沉 漂浮 悬浮 沉底
F浮＞G F浮＜G F浮＝G F浮＝G F浮＋N＝G
ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液＞ρ物 V排＜V物 ρ液＝ρ物 V排＝V物 ρ液＜ρ物
处于动态 (运动状态不断改变) 受力不平衡 是“上浮”过程的最终状态 可以停留在 液体的任何 深度处 是“下沉”过程的最终状态
处于静态，受平衡力作用 1. 放在水中的物体会出现五种情形：漂浮、沉底、下沉、上浮、悬浮。
2. 物体的浮沉条件
赚足了人们眼球的“泰坦尼克号”
浮桥
　　周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄河、长江这样的大
河流上也多次架设过浮桥。　
　　早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有深入的观察，到殷商时
已由制独木舟发展到用木板组成大的船体，这是我国最早的木船。
芦湖独木舟
三国时期有“曹冲称象”。
除了以舟称物之外，以舟起重也是中国人的发明。据史籍记载，真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛”。他创造了浮力起重法。
为什么这么大的巨无霸能够漂浮在海面呢
点击图片
观看视频——航母
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？
想想做做
能承载重物的橡皮泥船
工作原理：将钢铁制成空心的轮船，可以排开更多的水，漂浮在水面上。 （空心法）
排水量（m排）
轮船满载时排开水的质量
F浮= m排g ，而 F浮=G，
∴ m船+m货= m排
载重线 ：表示船舶在允许的最大载重情况时水面位置的水平线。
轮 船
轮船总是漂浮在水面上，一艘轮船从河里驶向大海，
它受到的重力大小 （变大、变小、不变）；
它受到的浮力大小 （变大、变小、不变）；
它排开水的体积 （变大、变小、不变）；
轮船是下沉些还是上浮些？
1.
不变
不变
变小
上浮一些
潜水艇
工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。
潜水艇能潜入水下航行，进行侦察喝袭击，是一种很重要的军用舰艇。
潜水艇的艇身装有水舱，向水舱充水时，潜水艇变重，逐渐潜入水中。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。
潜水艇
潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下潜的，向潜水艇的水舱中充入适当的海水后，潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮，潜水艇受到的浮力
(选填“变大”“变小”或“不变”)。如果该潜水艇由海水中潜入长江中仍然保持悬浮，应该 (选填“增大”或“减小”)潜水艇水舱中水的质量。(ρ海水＞ρ水)
潜水艇
变大
减小
2.
如图所示，潜水艇悬浮在水中时，下列说法错误的是（　　）
A．要使潜水艇下沉，应向水舱充水
B．要使潜水艇上浮，应从水舱向外排水
C．当潜水艇悬浮在水中时，潜水艇总重等于同体积的水重
D．潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的
3.
D
　　我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼，灯笼能腾空而起，飞向天空。
演示实验：孔明灯
工作原理：靠空气浮力升空。
气球和飞艇内部充有密度小于空气密度的气体。
热气球和飞艇
密度计是一种什么仪器？它的刻度有什么特点？
测量液体密度的仪器,刻度是上小下大，上稀下密。
密度计的工作原理是什么？
物体漂浮在液面上的条件F浮＝G 。
密度计浸入液体中越深，说明液体的密度是越大还是越小？
密度越小。
密度计
各种密度计
学生实验：自制密度计
利用吸管（圆珠笔芯）和细铜丝自制了密度计，操作如下：
①将适量细铜丝塞入吸管下部；
②将制作好的吸管轻轻放入水中，调整细铜丝
的重力，直至吸管能 竖直漂浮在液体中，在
水面处做上标记。
（多选）如图所示，用同一支密度计测定不同液体的密度，
下列叙述正确的是（ ）
A.密度计漂浮得越高，所受的浮力越大
B.密度计漂浮在不同液体中，所受的浮力都相等
C.密度计排开液体体积越大，液体密度越大
D.密度计漂浮得越高，液体密度越大
B D
4.
小佳在爸爸陪同下在游泳池学习游泳，为了安全，他用双臂把一块
浮板压入水中，如图所示，借助浮板所受的浮力来辅助游泳。已知
泡沫浮板的质量是0.3kg，体积为3×10﹣3m3。
（ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）
（1）当他从游泳池浅处走向深处时，感受到腹部的压迫感越来
越大，这是因为 　 （填物理原理）。
（2）当浮板自由漂浮在水面上时，浮板受到的浮力有多大？
（3）为确保儿童游泳时的安全，使用该浮板的儿童至少需要把
头部露出水面，若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一， 儿童的密度取1.0×103kg/m3，则使用该浮板的儿童体重不能
超过多少千克？
5.
液体压强随深度的增加而增大
3N
不能超过27千克
1.一艘轮船的排水量是9 000吨,它装满货物在长江中航行时,受到的浮力是　　　　N(g取10 N/kg)。轮船从长江驶入大海时,受到的浮力
　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),　　　　(选填“浮起”或“沉下”)一些。
基础过关
9×107
1
2
3
4
不变
浮起
知识点1 轮船模型
2.潜水艇是靠改变自身　　　　来实现上浮和下沉的。一艘潜水艇从长江潜行到东海时,它受到的浮力将　　　　,在海中随下潜深度的增加,潜水艇受到的浮力　　　　。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)

重力
变大
不变
知识点2 潜水艇模型
1
2
3
4
3.【立德树人·民族自豪】【2023·四川成都】如图所示的是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,其内部有两个气囊,主气囊内充满氦气(密度小于空气),副气囊内充有空气。当驻空的浮空艇要上浮时,排出副气囊内的部分空气,使浮空艇受到的重力　　　　浮力,实现上浮。
小于
知识点3 飞艇模型
1
2
3
4
4.小明用饮料吸管制作了一只简易密度计(如图所示),将其放入水中时,密度计不能直立,应　　　　(选填“增加”或“减少”)吸管中铁丝的质量。改进后,分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入水中的深度为h1,所受浮力为F1,浸入盐水中的深度为h2,所受浮力为F2,则
h1　　　h2,F1　　　F2。(后两空均选填“>”“<”或“=”)
增加
>
=
知识点4 密度计算模型
1
2
3
4
能力突破
5.将同一物块分别放入装有不同液体的甲、乙两个烧杯中,物块在甲、乙两个烧杯中所处的位置如图所示,下列判断正确的是(　　)
A.物块在甲烧杯中受到的浮力比乙烧杯中大
B.物块在甲烧杯中受到的浮力比乙烧杯中小
C.甲烧杯中的液体的密度比乙烧杯中的液体的密度大
D.甲烧杯中的液体的密度比乙烧杯中的液体的密度小
D
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6.水平桌面上的深桶容器中装有水,小明在空玻璃瓶瓶口蒙上橡皮膜,将其置于水中某一深度处,恰好悬浮,如图所示,现沿桶壁向容器中缓慢加水,在水面上升的过程中,下列判断错误的是(　　)
A.玻璃瓶保持静止
B.玻璃瓶下沉至容器底
C.水对容器底的压强增大
D.桌面对容器的支持力增大
A
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7.【教材第60页第2题改编】小明在饮料吸管一端缠绕一些细铁丝作为配重,并将该端封闭,制作了一只简易密度计。将其先后放入甲、乙两杯液体中,密度计静止时,如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.密度计在甲杯液体中受到的浮力更大
B.密度计的刻度线不均匀,上疏下密
C.用更细的吸管制作的密度计一定能使测量结果更精确
D.用密度计测碳酸饮料的密度时,由于有气泡附着在上方,测量值偏小
B
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8.【2023·湖南衡阳】(多选)“奋斗者号”是我国自主研发建造的第一艘万米级全海深潜水器。某次执行任务时,“奋斗者号”在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度为10 909 m。当“奋斗者号”下潜到1×104 m深处时,其总质量为36 t,体积为30 m3(海水的密度取1×103 kg/m3,g取10 N/kg)。下列说法正确的是(　　)
A. “奋斗者号”上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
B. “奋斗者号”上浮和下潜是靠改变自身重力大小实现的
C. “奋斗者号”下潜到1×104 m深处时受到海水的压强为1×108 Pa
D. “奋斗者号”下潜到1×104 m深处时受到海水的浮力为3.6×105 N
BC
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9.如图所示,辽宁舰是我国第一艘航空母舰,舰长304 m,舰宽70.5 m,航母吃水深度为10.5 m,满载时排水量为67 500 t,可搭载各类战机。海水的密度约为1×103 kg/m3,g取10 N/kg。
(1)辽宁舰满载时所受浮力为　　　　N,此时舰底所受海水的压强约为　　　　Pa。
(2)当战机“歼-15”飞离航母后航母受到的浮力　　　　,舰底受到海水的压强　　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)辽宁舰从海里驶入河里,浮力　　　　,排开水的体积　　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
6.75×108
1.05×105
变小
变小
不变
变大
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10.如图所示,气球下用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中,已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮　　　(选填“>”“<”或“=”)G总;若沿杯壁缓慢注水,石块将　　　　(选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。
<
下沉
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11. 【易错题】在装满水的烧杯中放入冰块,冰块有九分之二的体积露出水面,同时溢出了 70 g的水,随着冰的熔化,水对烧杯底部的压力　　　　;当冰块漂浮在水面上时,烧杯中还会溢出　　　　g的水。(冰的密度是 0.9×103 kg/m3,g取10 N/kg)
不变
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12.有一种自动钓鱼器,主要是由体积为 100 cm3的实心泡沫浮标和弹簧钩组成,目的是鱼咬钩后弹簧钩能自动将鱼钩住。某次钓鱼时,先将该钓鱼器放入水中后等待,浮标与弹簧钩静止不动,其连接线处于松弛状态,且浮标有五分之四露出水面。待鱼上钩并稳定不动后(未触底),连接线被竖直拉直且浮标恰好完全浸没。忽略弹簧钩、鱼线、饵料的质量和体积。(g取10 N/kg)
(1)求该浮标的密度。
(2)查得鱼的密度约为1.1×103 kg/m3,则这条鱼的质量约为多少
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(1)求该浮标的密度。
解：浮标漂浮，受到浮力和重力，二力平衡，则有：F浮=G，鱼上钩前，浮标有五分之四露出水面，则排开水的体积为0.2V，
即：ρ水g×0.2V=ρ浮标gV，则：ρ浮标=0.2×103kg/m3；
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(2)查得鱼的密度约为1.1×103 kg/m3,则这条鱼的质量约为多少
解：鱼上钩前，浮标有五分之四露出水面，则排开水的体积为15V，由阿基米德原理可知，浮标受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2×100×10-6m3=0.2N；
设鱼的质量和密度分别为m、ρ鱼，则鱼排开水的体积等于自身体积，
V′=V鱼=；鱼的重力G鱼=mg,又知浮标重力G=0.2N，
鱼和浮标整体受到浮力和重力，处于静止状态，受力平衡，则有：
ρ水g（V+）=mg+G，
1.0×103kg/m3×10N/kg×（100×10-6m3+）=m×10N/kg+0.2N，
解得鱼的质量为：m=0.88kg。
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13.(1)如图甲所示的是一个上下两端开口的玻璃管,在上、下开口处蒙上了绷紧程度相同的橡皮膜,将此装置置于图乙的水中,上面的橡皮膜由于水压的作用变形,图乙中下面橡皮膜的变形情况为　　　　(选填“向内凹”或“向外凸”)。
(2)若水对玻璃管上下表面的压力差为 4 N,则水对玻璃管产生的浮力为　　　　N,此时玻璃管刚好悬浮在水中,玻璃管自身的重力为
　　　　N。如果此时想让玻璃管上浮,采用的方法是
　　　　　　　　　　　(提供一个可抽气也可充气的两用打气筒)。
素养达标
向内凹
13
4
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用打气筒给玻璃管大气
浮沉条件的应用
农业
军事
气象
其他
盐水选种
潜水艇
热气球
密度计
物体的
浮沉条件
上浮
漂浮
悬浮
下沉
F浮>G物
ρ 液> ρ物
F浮< G物
ρ 液< ρ物
F浮= G物
ρ 液= ρ物
F浮= G物
ρ 液> ρ物
完成本课时相关练习

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