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第十章 第３节
物体的浮沉条件及应用
1．浸没在水中的木块
为什么向上浮起？
2．浸没在水中的铁块
为什么沉到容器底部？
3．浸没在水银中的铁块为什么向上浮起？
4．钢铁制成的船为什么能在海面上航行？
5．物体在液体中都受到浮力，为什么有的上浮、有的下沉、有的悬浮？
提出问题
悬浮
上浮
下沉
新课导入
1．浮力与重力的关系
悬浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
上浮： F浮＞G
F浮
G
漂浮
漂浮：F浮 = G
悬浮：F浮 = G
下沉： F浮＜G
推进新课
一、物体的浮沉条件
2．物体密度与液体密度间的关系
浮力：F浮＝r液gV排 ； 重力：G ＝r物g V物； V排 = V物
研究条件：实心物体浸没在液体中，受重力和浮力。
G
F浮>G 上浮
F浮
G
F浮F浮
下沉：由F浮ρ液g V排<ρ物g V物
因为 V排= V物
所以 ρ液>ρ物
上浮：由F浮>G可得：
ρ液g V排>ρ物g V物
因为 V排= V物
所以 ρ液>ρ物
根据浮沉条件进行比较
G
F浮
F浮=G悬浮
F浮
G
F浮=G漂浮
漂浮：由F浮=G可得：
ρ液g V排=ρ物g V物
因为 V排< V物
所以 ρ液>ρ物
悬浮：由F浮=G可得：
ρ液g V排=ρ物g V物
因为 V排= V物
所以 ρ液= ρ物
F浮＞ G 上浮： r液＞ r物
F浮 = G 悬浮： r液 = r物
F浮＜ G 下沉： r液＜ r物
漂浮： r液＞r物
根据浮沉条件进行比较
想想做做
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。
图10.3-2（水）
图10.3-2（浓盐水）
3．浮沉条件的讨论
（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
实验2：把橡皮泥放在水面上，观察橡皮泥能否浮在水面上。将橡皮泥捏成碗状，再放在水面上，观察橡皮泥能否浮在水面上。
知识一 轮船和潜水艇
二、浮力的应用
知识一 轮船和潜水艇
1、轮船：
工作原理：空心法，即把密度大于水的钢材制成空心的，使它能排开更多的水，增大可利用的浮力，从而漂浮在水面上。同一艘轮船，不论是在河里，还是在海里，F浮均等于G，因为河水密度比海水小，所以船在海里比在河里浸入的体积小。
轮船的大小通常用排水量来表示，排水量即轮船满载时排开水的质量，公式有：m排=m船+m货。
二、浮力的应用
知识一 轮船和潜水艇
1、轮船：
思考题：
1、轮船从河里驶入海里，它的重力变不变？它的浮力变大、变小还是不变？
2、它排开水的质量变不变？
3、它排开水的体积变不变？
4、它是下沉一些，
还是上浮一些？
知识一 轮船和潜水艇
2、潜水艇：
小实验：潜水艇能在水下和水上航行，它是怎样做的，观察下面实验：
模拟潜水艇：用注射器潜水艇内打气，将潜水艇内的水排出，潜水艇向上浮起。
知识一 轮船和潜水艇
2、潜水艇：
真实的潜水艇的工作原理如下图
潜艇
知识一 轮船和潜水艇
2、潜水艇：
工作原理：
（1）潜水艇依靠改变自身的重力来实现在水中的沉浮。
（2）潜水艇浸没在水中不同深度所受的浮力相等，因为排开水的体积不变，始终等于潜水艇的体积。
知识二 气球和飞艇
为什么热气球和飞艇能飞起来？
气球和飞艇的原理：热气球或飞艇的ρ平均< ρ空气，使它受到的F浮>G物而升空。
知识三 密度计
密度计
用途：测定液体密度的仪器。
构造：如右图
原理：它是根据物体漂浮时受力平衡和阿基米德原理制成。密度计在所测液体中受到的浮力不变，都等于重力。根据阿基米德原理，待测液体密度大时，密度计露出部分多，反之，露出部分少，密度计上面的刻度小而下面较大。
盐水选种
——利用浸没在液体中的物体受到的浮力跟液体的密度ρ液有关，ρ液越大， F浮越大。
ρ物< ρ液，物体上浮；
ρ物> ρ液，物体下沉。
干瘪、虫蛀的种子会上浮直至漂浮，而饱满的种子下沉到容器底部。
盐水选种的道理：饱满种子的密度要大于盐水的密度而下沉。
课堂小结
一、物体浮沉的条件
力的关系
密度关系
这节课你学到了什么？
二、浮力的应用
轮船
潜水艇
气球和飞艇
例1　关于浮力，下列说法中正确的是（ ）。
A. 上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大
B. 沉在容器底部的物体一定不受浮力
C. 在水中上浮的物体在煤油中可能悬浮
D. 没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
C
典例精析
例2　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
【解析】
A漂浮：ρA< ρ水 ； B悬浮：ρB＝ ρ水
∴　 ρB＝ ρ水> ρA ，
　　　　　ρB> ρA 。
A
B
例3　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，B物体的重力大
C
例4　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化水>V排
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

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