资源简介

(共39张PPT)
第七节 物体的浮沉条件及其应用
第八章 压强与浮力
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
物体浮沉条件的应用
知识点
知1－讲
感悟新知
1
物体的浮沉条件
1. 浮沉现象
(1)物体上浮，最终漂浮在液面上；
(2)物体悬浮，可以静止在液面下任何位置；
(3)物体下沉，最终沉入液体底部。
知1－讲
感悟新知
2. 物体的浮沉条件
(1)物体的浮沉取决于浮力与重力的大小关系
状态 物体浸没在液体中 物体部分浸在液体中
上浮 悬浮 下沉 漂浮
条件 F 浮>G 物 F 浮=G 物 F 浮示意图
知1－讲
感悟新知
(2)物体的浮沉与密度的关系
特别提示
证明：由于物体浸没在液体中，故V排=V物，物体的重力G物=ρ物gV物，物体所受的浮力F浮=ρ液gV 排。
1. 若ρ物<ρ液，则G物2. 若ρ物=ρ液，则G物=F浮，物体受平衡力的作用，会悬浮；
3. 若ρ物>ρ 液，则G物>F浮，故物体会下沉。
知1－讲
感悟新知
①浸没在液体中的物体，若ρ 物<ρ 液，物体将上浮，最终漂浮；
②浸没在液体中的物体，若ρ 物=ρ 液，物体将悬浮；
③浸没在液体中的物体，若ρ 物>ρ 液，物体将下沉。
感悟新知
知1－练
[中考·广东] 游泳时戴游泳圈是防止溺水的有效方
法。质量为50 kg 的小蓉戴游泳圈后，能静静地漂浮在水面上，如图1 所示。游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是( )
A. 5 000 N B. 500 N
C. 50N D. 5N
例 1
感悟新知
知1－练
解题秘方：人体受力如图2 所示，利用G= mg 算出人受到的重力，利用公式V=估算人的体积，再利用公式F 浮=ρ 水gV 排算出人受到的浮力，则游泳圈对人的作用力等于浮力F 浮和人的重力G 之差。
感悟新知
知1－练
解析：小蓉受到的重力G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N；人体的密度约1.0×103 kg/m3，人体的体积V===0.05m3，小蓉漂浮在水面时，约的体积露出水面，即V 排=(1 -)V==× 0.05m3= 0.045 m3，小蓉漂浮时受到的浮力F浮=
ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10N / kg × 0.045m3=450 N，则游泳圈对小蓉的作用力F=G-F 浮=500 N-450 N=50N。
答案：C
感悟新知
知1－练
1-1.[中考·凉山州] 甲、乙、丙是由不同材料制成的质量相等的实心球，把它们投入水中静止后，甲球漂浮、乙球悬浮、丙球沉底，则它们受到浮力的情况是( )
A. 三球浮力相同 B. 甲球浮力最小
C. 乙球浮力最小 D. 丙球浮力最小
D
感悟新知
知1－练
1-2.[中考·宜昌] 如图所示，重为0.5 N 的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中，鸡蛋受到的浮力是______N，若再往玻璃杯中加盐，鸡蛋受到的浮力将______(填“变大”“不变”或“变小”)。
0.5
不变
知识点
物体浮沉条件的应用
知2－讲
感悟新知
2
1. 浮力的改变方法
(1)增大浮力的方法
①增大液体(或气体)的密度；
②增大物体排开液体(或气体)的体积。
(2)减小浮力的方法
①减小液体(或气体)的密度；
②减小物体排开液体(或气体)的体积。
知2－讲
感悟新知
2. 轮船
(1)原理：空心法。把密度大于水的钢铁制成空心的，使其排开更多的水，增大可以利用的浮力，从而漂浮在水面上。
(2)排水量
①表示轮船的大小；
②排水量是轮船按照设计要求满载时排开水的质量。
知2－讲
感悟新知
警示误区
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”。
知2－讲
感悟新知
深度理解
满载航行的轮船，其排水体积也会发生变化。轮船在海里和河里航行时始终是漂浮的，浮力F浮始终等于重力G，保持不变。由于河水密度小于海水密度，由公式F浮=ρ液gV排知，轮船在海水中排开海水的体积小。
知2－讲
感悟新知
3. 潜水艇
(1)原理：通过改变自身重力的方法来实现上浮和下潜。
(2)理解：潜水艇浸没在水中潜航时，浮力F浮不变。向水舱中注水，则自重G 变大，当G>F浮时将下潜；向外排水，则自重G 变小，当F浮>G 时将上浮。
知2－讲
感悟新知
4. 气球和飞艇
(1)原理：充入密度小于空气的气体(或热空气)，利用空气浮力来升空。
(2)理解：若氢气球和氦气球放出气球内的一部分气体，其排开空气的体积变小，浮力F浮变小，当G>F浮时气球将会降落；对于热气球，停止加热，则其排开空气的体积变小，浮力F浮变小，当G>F浮时气球将会降落。飞艇的降落与气球类似。
知2－讲
感悟新知
5. 密度计
(1)作用：测定液体的密度。
(2)原理：根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成。当物体漂浮在液体表面时，液体对物体的浮力F 浮与物体所受的重力G 物二力平衡，即F 浮= G 物，所以，对于质量一定的物体，G 物= F 浮= ρ 液gV 排是一个定值，因此，液体的密度越大，物体排开液体的体积就越小；
知2－讲
感悟新知
反之，液体的密度越小，物体排开液体的体积就越大。密度计就是根据这个原理制成的。
(3)刻度特点：上小下大，刻度不均匀。密度计在任何液体中都是漂浮的，浮力F浮始终等于其重力G，保持不变。
感悟新知
知2－练
为应对周边国家对我国南海固有领土的不断挑衅，“中国海监83 号船”启程奔赴南海维权。该船满载时船的总质量为4 000 t，若海水的密度取ρ=1 .0 × 103 kg/m3，g取10 N/kg ，则该船满载时受到的浮力为 _________N。
例2
4×107
知2－练
感悟新知
解题秘方：根据轮船在海面上“漂浮”这一条件计算浮力。
解析：轮船漂浮，则受到的浮力F 浮= G 满载=
m 满载g=4000 × 103 k g×10N/k g = 4 × 107N。
知2－练
感悟新知
方法技巧：当轮船满载航行时，有F 浮=G 总，而F 浮=
m 排g，G 总=m 船g+m 货g，则m 排=m 船+m 货，即轮船的排水量等于船自身质量与满载的货物的质量之和。
知2－练
感悟新知
2.我国自主研制的亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3 万吨，将“海基一号”装上大型驳船时，驳船因载有“海基一号”而多排开海水的质量( )
A. 等于3 万吨
B. 大于3 万吨
C. 小于3 万吨
D. 都有可能
A
知2－练
感悟新知
例 3
正在训练的我国某型号核潜艇由漂浮下潜至海面下某深度，该过程中，潜艇水舱应该______(填“充水”或“排水”)，它受到的浮力变化情况为___________
(填“变大”“变小”“先变大后不变”或“先变大后变小”)。
充水
先变大后不变
知2－练
感悟新知
解题秘方：根据潜水艇的原理及物体的浮沉条件解题。
解析：潜水艇靠自身水舱的充水和排水，来改变自身的重力，从而改变重力与浮力的大小关系，实现上浮和下潜。潜水艇漂浮时，浮力等于重力；当水舱充水，潜水艇重力变大，大于其所受浮力时，潜水艇下潜。潜水艇由漂浮下潜过程中，其排开水的体积逐渐增大，当其浸没后，其排开水的体积不变，由阿基米德原理可知，其受到的浮力先变大后不变。
知2－练
感悟新知
3.物理知识在生活中有广泛应用。潜水艇是靠改变_________来实现沉浮的，当潜水艇在海水中匀速下沉时，其受到的浮力______ (填“变大”“不变”或“变小”)。
自身重力
不变
感悟新知
知2－练
[多选]在热气球下方开口处燃烧液化气，使热气球内部气体温度升高，热气球开始离地，徐徐升空过程中，下列表述正确的是( )
A. 气球内的气体密度变小，所受重力也变小
B. 气球内的气体密度不变，所受重力也不变
C. 气球所受浮力变大
D. 气球所受浮力不变
例4
知2－练
感悟新知
解题秘方：气体密度可利用公式 分析或根据密度的影响因素判断，气球所受浮力利用阿基米德原理F 浮=ρ 空气gV 分析。
解析：热气球内部气体温度升高，体积增大，部分空气跑到气球外部，故气球内的空气密度减小，使气球整体所受重力G 减小；由阿基米德原理F 浮=
ρ 空气gV 知浮力不变，当F浮>G 时气球升空。
答案：A 、D
知2－练
感悟新知
4.[ 中考·成都节选] 如图是我国自主研发的“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
感悟新知
知2－练
[中考·北京] 测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利，而成功制作测量工具需要科技人员的创造性劳动。小慧想通过自制密度计，体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒的一端缠绕一些细铜丝，制成简易密度计( 未标刻度)。
例 5
感悟新知
知2－练
该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮，露出液面的长度用L 表示(如图3 所示)，已知酒精的密度为0.8 g/cm3，水的密度为1.0 g/cm3。为了给简易密度计标刻度，小慧将该密度计放入酒精中，密度计静止时L 为6 cm，她在密度计上距顶端6 cm 处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为
0.8 g/cm3。
感悟新知
知2－练
小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L 为8 cm，她在密度计上距顶端8 cm 处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为1.0 g/cm3。利用上述数据，可计算出该密度计上对应密度值为1.25 g/cm3 的刻度线到密度计顶端的距离为( )
A.9.2 cm B.9.6 cm C.10 cm D.10.4 cm
知2－练
感悟新知
解析：密度计漂浮在三种液体表面，所受浮力相等，均等于密度计自身的重力；设密度计所用木棒的横截面积为S，总长为L0，则有F浮酒精=F 浮水，
0.8 g/cm3gS(L0－6 cm)=1.0 g/cm3gS(L0－8 cm)， 解得L0=16 cm； 且F 浮水=F 浮液，1.0 g/cm3gS(16－8)cm=1.25 g/cm3gS(16－L′)cm，解得：L′=9.6 cm。
答案：B
知2－练
感悟新知
5.[中考· 扬州] 利用塑料笔芯自制密度计，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用______________________。将所选笔芯放入水中， 它能________漂浮在水中，在笔芯上标出水面的位置A；将笔芯放入酒精中，仍可漂浮，标出液面的位置B，如图5 所示。
用了一半油墨的旧笔芯
竖直
知2－练
感悟新知
该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小________。已知水的密度ρ 1=1.0 g/cm3， 酒精的密度ρ 2=0.8 g/cm3， 若笔芯漂浮在密度为ρ 3=0.9 g/cm3 的液体中，则液面对应的位置可能是 ________(填“C”或“D”)。
相等
D
知2－练
感悟新知
易错点 不判断浮沉状态，直接利用F 浮＝ ρ 液gV 排算浮力
例6 把体积为2 0 0 cm3、重为1 .2 N 的物体放入水中，已知水的密度ρ 水=1.0 × 103 kg/m3，g 取10 N/kg，当物体静止时所受的浮力大小为( )
A. F浮=1.2 N B. F浮＜ 1.2 N
C. F浮=2 N D. F浮＞ 2 N
知2－练
感悟新知
思路导引：方法一：假设物体全部浸入水中，则
物体所受的浮力F 浮=ρ 水gV 排=1.0×103 kg/m3×
10N/kg×200×10-6 m3=2 N，F浮＞ G物，由浮沉条件知，物体会上浮，最终漂浮，有F浮′=G 物=1.2 N。
方法二 ：物体的密度ρ物====
0.6×103 kg/m3，ρ 物＜ ρ 水，由浮沉条件知，物体会上浮，最终漂浮，有F浮=G物=1.2 N。
答案：A
知2－练
感悟新知
诊误区：
对于浸在液体中运动状态未知的物体，计算其浮力时，一定要先判断其浮沉状态，再利用阿基米德原理或浮沉条件求浮力。
课堂小结
物体的浮沉条件
物体的浮沉
漂浮：F浮=G
条件
上浮：F浮＞G
悬浮：F浮=G
下沉：F浮＜G
应用
轮船
潜水艇
气球、飞艇
密度计

展开更多......

收起↑