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(共36张PPT)
第十章浮力
第3节物体的浮沉条件及应用
（1）理解物体的浮沉条件；
（2）知道轮船、潜水艇、气球、飞艇和密度计的浮沉原理。
（3）能应用浮沉条件解释一些简单的问题。
学习目标
将木块和铁块分别放入水中，观察松手后它们的运动方向，试着分析其中的原因。
F浮
当F浮>G时，合力向上，物体上浮。
当F浮当F浮=G时，合力为零，物体悬浮在水中。
F浮
1．浮力与重力的关系
知识点一物体的浮沉条件
F浮＞ G 上浮： ρ液＞ ρ物
F浮= G 悬浮： ρ液 = ρ物
F浮＜ G 下沉： ρ液＜ ρ物
浮力：F浮＝ρ液gV排 ； 重力：G ＝ρ物g V物；
研究条件：实心物体浸没在液体中，受重力和浮力。
漂浮： ρ液＞ρ物
根据浮沉条件进行比较：
V排 = V物
2．物体密度与液体密度间的关系
2．物体密度与液体密度间的关系
将新鲜鸡蛋放入盛水容器中，向水中加盐，并搅拌，不断增加盐水的浓度。观察鸡蛋在容器中的位置变化。
想想做做
（1）上浮和下沉是不平衡态；
悬浮和漂浮是平衡（静止）态；
（2）上浮、下沉和悬浮：V排=V；
漂浮：V排＜V；
（3）空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平均密度ρ物与液体密度ρ液比较
3．浮沉条件的讨论
思考
钢铁制成的潜水艇又为什么能在水中随意地下潜和上浮呢？
螺母在水中下沉
军舰却能漂浮在水面上
实验探究
阿基米德原理：
物体受到的浮力等于物体排开的液体所受的重力。
甲：挤扁
乙：撑开
F甲浮
G乙
G甲
G甲
G乙
V甲排
V乙排
F甲浮
F乙浮
=
<
<
F乙浮
要用密度大于水的材料制成能够浮在水面上的物体，可以把物体做成空心的，增大它们排开液体的体积，增大浮力。
实验结论
　　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船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
知识点二浮力的应用
用橡皮泥做成能承载重物的小船，使它漂浮在水面上。
想想做做
（1）工作原理：将钢铁做制成空心的轮船，可以排开更多的水，漂浮在水面上。
（2）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
（3）载重线
轮船
工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。
模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶内打气，将瓶内的水排出，瓶向上浮起。
潜水艇
排出水，潜艇受到的重力减小，潜艇上浮
注入水，潜艇受到的重力增大，潜艇下沉
潜水艇视频
如图所示，潜水艇悬浮在水中时，下列说法正确的是（ ）。
A．要使潜水艇上浮，应向水舱充水；
B．要使潜水艇下沉，应将水舱里的水排出一部分；
C．当潜水艇悬浮在水中时，潜水艇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
C
例题讲解
工作原理：靠空气浮力升空
内部充有小于空气密度的气体
气球与飞艇
密度计
工作原理：靠当液体的密度越大时，物体排开液体的体积就越小；反之，则排开液体的体积越大；
密度计视频
例2 一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小 ，它受到的浮力 ；它排开水的体积 。（填变大，变小或不变）
【解析】
轮船浮在海面上，F浮 = G ；
它驶入河里也浮在河面上：F′浮= G 。
∵ G 不变，∴ F浮不变：
F浮 = F′浮
　　　　　 ρ海水 g V排= ρ海水 g V′排，
　　　∵ ρ海水> ρ海水 ， ∴ V排 >V′排
不变
不变
变大
例题讲解
例3 重为15 N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10-4 m3的水。则此物体是（ ）
A．浮在水面上 B．沉到水底
C．悬浮在水中 D．以上几种情况都有可能
【解析】
根据阿基米德原理
F浮 = ρ水 gV排
=1.0 ×103 kg/m3 ×9.8 N/kg×5×10-4 m3
=4.9 N<15 N
∵ F浮B
A
B
例4 如图所示，A、B两物体静止在水中（ ）
A．两物体受到的浮力一定相等
B．两物体受到的浮力不等，A物体受到的浮力大
C．两物体的密度不等，B物体的密度大
D．两物体的重力不等，A物体的重力大
C
例5 一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，容器中的水面将如何变化？
当冰化成水后，质量不变，所以，m水= m冰
冰排开水的体积等于冰化成水的体积
∴液面高度不变
【解析】冰漂浮在水面上，F浮= G冰
当冰放入盐水中时，冰熔化后，液面如何变化？
∵ ρ水< ρ盐水，∴V排> V盐水
冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积
∴液面上升
【解析】冰漂浮在盐水中，F浮 = G
一、物体浮沉条件
二、浮力的应用
1、浮力与重力的关系
轮船、潜水艇、气球与飞艇、密度计
2、物体密度与液体密度的关系
F浮＞ G 上浮： ρ液＞ ρ物
F浮= G 悬浮： ρ液 = ρ物
F浮＜ G 下沉： ρ液＜ ρ物
漂浮： ρ液＞ρ物
课堂小结
1．（多选）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 密度计漂浮的越高，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 密度计排液体积越大，液体密度越大
D 密度计漂浮的越高，液体密度越大
B D
随堂练习
2．质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮力 铝球受的浮力；若把它们都放在水银中静止时，则铁球受的浮力 铝球受的浮力（选填“＞”、“＜”、“=”）
＜
＝
3．某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标，现根据战时需要上浮或下潜。在下潜过程中潜水艇所受的重力为G1、浮力为F1；上浮过程中所受的重力为G2、浮力为F2。则（ ）
A．F1G2
C．F1>G1,F2G2
B
4．陈诚将完全相同的两个小球A、B分别放入盛有不同液体的容器甲、乙容器中，容器放在水平桌面上，小球静止时如图所示，此时两容器中液面相平，则（ ）
A．A球所受浮力大
B．B球所受浮力大
C．甲容器容器底所受液体压强大
D．乙容器容器底所受液体压强大
C
5．两个底面积不等的圆柱形容器（S甲＜S乙），分别盛有甲、乙两种不同的液体，将两个完全相同的小球分别放入这两种液体中，小球静止时的位置如图所示，此时两液面刚好齐平．若将这两小球从液体中取出，则液体对容器底部压强的变化量△p甲、△p乙的大小关系是（ ）
A．△p甲一定大于△p乙 B．△p甲一定等于△p乙
C．△p甲一定小于△p乙 D．△p甲可能小于△p乙
A
6．把一小球放入盛满酒精的溢水杯中，它沉入容器底部，从杯中溢出10g酒精．若将该小球放入盛满水的溢水杯中，它漂浮在水面上，从杯中溢出水的质量是（ ）
A．大于10g B．小于10g
C．等于10g D．无法判断
A
7．在装有液体的甲、乙两烧杯中，同时放入两个完全相同的物体，如图，当物体静止后两烧杯内液面恰好相平．若液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是P甲、P乙，液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙，则对它们的判断正确的是（ ）
A．P甲＞P乙，F甲=F乙 B．P甲=P乙，F甲＞F乙
C．P甲=P乙，F甲＜F乙 D．P甲＜P乙，F甲=F乙
A
8．两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．密度计A所受浮力较小
B．密度计B所受重力较小
C．两密度计底部所受水的压强相等
D．两密度计在水面处的刻度值不同
A
9．如图所示，是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰。据科学分析，全球气候变暖会导致冰山熔化，海平面升高。下列判断正确的是（　　）
A．冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力
B．冰山所受的重力小于它排开水所受的重力
C．冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上
D．冰山熔化一部分后排开水的体积不变
C
10．小明洗碗时发现，同一只碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B．碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
C．碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力
D．碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
B
11.边长为20cm的薄壁正方形容器（质量不计）放在水平桌面上，将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部，其横截面积为200cm2，高度为10cm。如图1所示。然后向容器内缓慢注入某种液体，圆柱体始终直立，圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图2所示。（g取10Nkg）
(1)判断圆柱体的密度与液体密度的大小关系，并写出判断依据；
(2)当圆柱体刚被浸没时，求它受到的浮力；
【解析】(1)圆柱体的密度大于液体密度；依据：由图2可知，当注入液体质量大于2kg时，圆柱体对容器底部的压力不变，说明此时圆柱体浸没在液体中，即圆柱体沉底了，由浮沉条件可知，圆柱体的密度大于液体密度。
(2)由题意知，圆柱体的底面积为
其高为h＝10cm＝0.1m
则圆柱体的体积为
正方体容器的底面积
圆柱体刚好浸没时，液体的体积为
由图2可知，圆柱体刚好浸没时，注入液体的质量为2kg，则液体的密度为
根据阿基米德原理可得，当圆柱体刚被浸没时，它受到的浮力为

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