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第四节：物体的浮与沉
第九章 浮力
物体的浮与沉
物理观念
通过对 及其变式的应用训练
通过对知识的回顾更好的熟练浮力基础知识以及应用公式
能结合示重法和物体的浮沉条件综合应用
科学思维
通过交流关于浮力应用的资料，并动手探索，观察物理现象的过程，
培养学生观察、实验能力，分析、概括、思维能力。
科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。
培养学生对科学的求知欲，树立正确的世界观和唯物主义观。
科学态度与责任
初步认识科学技术对社会发展的影响，初步建立应用科学知识的意识。
复习一下牛顿第一定律
平衡状态 平衡力的概念
二力合成的公式:同一直线上方向相反的两个力
F合=F1-F2 F合=F1-F2 F合=F1-F2
思考：决定物体的浮沉的条件是什么？
把物体浸没在液体中，对它进行受力分析（结合二力合成知识）（浸没时候V排=V物）
漂浮
悬浮
沉底
只受重力和浮力两个力的作用
G = F浮
对上面物体进行受力分析
沉底的物体受到
重力 浮力 支持力
G = F浮+F支
物体沉浮条件
1.假设物体浸没在液体中，根据浮力和重力的大小关系判断状态
V物=V排
F浮 =ρ液V排g
G=mg=ρ物V物g
若 F浮 > G，上浮，最终漂浮，F浮= G
若 F浮 = G，悬浮
若 F浮 < G，下沉，最终沉底
2.根据液体密度和物体密度判断状态
假设物体浸没在液体中，V物=V排
若ρ液 > ρ物
G物 = ρ物V物g
F浮 > G物 上浮，最终漂浮 F浮= G物
F浮 =ρ液 V排 g
若ρ液 = ρ物 F浮= ρ液 V排 g
G物 = ρ物V物g
F浮= G物 悬浮
若ρ液 < ρ物
G物 = ρ物V物g
F浮 < G物 下沉，最终沉底
F浮 =ρ液 V排 g
物体在液体中静止时，F浮 = G物
如果已知物体在液体中的状态，判断物体密度及液体密度的大小关系
若漂浮
（上浮的最终状态）
F浮=G物
ρ液gV排=ρ物V物g
V排＜V物
ρ液＞ρ物
若悬浮
F浮=G物
ρ液gV排=ρ物V物g
V排=V物
ρ液=ρ物
若沉底
F浮＜G物
ρ液gV排＜ρ物V物g
V排=V物
ρ液＜ρ物
重点内容：
1.假设物体浸没在液体中，根据浮力和重力的大小关系判断状态
2.根据液体密度和物体密度判断状态
一、
二、
如果已知物体在液体中的状态，判断物体密度及液体密度的大小关系
沉浮状态判断练习
1.假设物体完全浸没，判断 F浮与 G物 的大小关系
F浮 > G
上浮 → 漂浮
F浮= G物
F浮= G物
悬浮
F浮 < G物
沉底
2.根据 ρ液 与 ρ物 的大小关系来判断
ρ液 > ρ物
漂浮
ρ液 = ρ物
ρ液 < ρ物
悬浮
沉底
沉浮状态判断练习
沉浮状态判断练习
1.6
上浮
1.5
沉浮状态判断练习
例题：一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中，静止后有160g煤油溢出；将其轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后有180g水溢出，已知煤油的密度是0.8×10 kg/m ，则物块在水中静止的状态（ ）
A、下沉 B、漂浮 C、悬浮
三、浮沉条件的应用
作用：测量液体的密度
1.密度计
工作原理：
F浮 = G
密度计刻度：密度计越靠下，密度值越大（刻度不均匀）
2.盐水选种
盐水选种，就是把种子放在一定浓度的盐水里，利用浮力把好种子和坏种子分开来。
ρ不饱<ρ液<ρ饱
潜 水 艇
3.潜水艇
潜水艇是如何实现在水中下浮、下潜的呢？
通过改变自身的重力来实现。
潜水艇
例1.用塑料瓶,透明胶带,螺母,麦管(或塑料管),容器和水等,按图制作了一只潜水艇模型.则必须从进排水管处 (吸气/吹气),潜水艇在下沉的过程中所受到水的浮力 (减小/不变/增大)
吸气
不变
潜水艇
注意：
潜水艇的工作原理:改变自身重力来实现沉浮
F浮 = ρ液 gV排
潜水艇
达芬奇
潜水艇的工作原理是怎样的？
潜水艇
当水进入水舱，F浮 < G 时 下沉
当水从水舱中排出,F浮 > G 时,上浮
下沉
上浮
工作原理:改变自身重力来实现沉浮
液体密度不变,浮力不变,与其运动状态无关
当潜水艇在水面下时,V排=V物
潜水艇
例2.“海中断崖”是指某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层，海水处于上层密度大，下层密度小的状态，潜艇在水下航行中，如突遭“海中断崖”，可以迅速向潜艇内的水舱供气，避免潜艇急速的掉入海底。下列有关叙述中，正确的是（ ）
A.潜艇在下降过程中会使潜艇受到的浮力增大
B.潜艇在下降过程中受到的压强不变
C.向潜艇内的水舱供气，潜艇的浮力增大
D.向潜艇内的水舱供气，潜艇的重力增大
D
轮船
利用空心的办法，增加了排开液体的体积，从而增加浮力
飞艇、气球
利用充入密度比空气小的氦气、氢气，实现在空气中上升。
浮力与密度大小的判断
1. 判断状态 悬浮 漂浮 沉底 完全浸没
部分浸没
2. 受力分析
3. 关系等式
4. F浮 = ρ液gV排
G物 = ρ物V物g
v = sh
解决浮力大小，物体密度大小和液体密度大小比较的题目
F浮 > G
上浮 → 漂浮
F浮= G物
F浮= G物
悬浮
F浮 < G物
沉底
根据 ρ液 与 ρ物 的大小关系来判断
ρ液 > ρ物 上浮 最终----
漂浮
ρ液 = ρ物
ρ液 < ρ物 下沉 最终----
悬浮
沉底
浮力与密度大小的判断
重点内容：比较浮力大小，物体密度大小和液体密度大小
1. 判断状态 悬浮 漂浮 沉底 完全浸没
部分浸没
2. 受力分析
3. 关系等式
4. F浮 = ρ液gV排
G物 = ρ物V物g
浮力与密度大小的判断
浮力与密度大小的判断
浮力与密度大小的判断
利用浮力求解密度
浮力与密度大小的判断
1. 判断状态 悬浮 漂浮 沉底 完全浸没
部分浸没
2. 受力分析
3. 关系等式
4. F浮 = ρ液gV排
G物 = ρ物V物g
物体浸没时，V物 = V排
例题：图甲是蛋蛋研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置。其中A是底面积为25c㎡的实心均匀圆柱形物体，用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出），得到F与h的关系图像如图乙中实线所示（g取10N/kg）
（1）物体A重为 N，将它放在水平桌面上时对桌面的压强为 Pa。
（2）浸没前，物体A逐渐浸入水中的过程中，水对容器底部
的压强将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）完全浸没时，A受到水的浮力为 N，A的密度为
kg/m
（4）球球换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图乙所
示图像，则该液体密度为 kg/m
3
1.2×10
变大
2
1.5×10
0.8×10
6cm
1.5N
0.4×10 kg/m
浮力与密度大小的判断
重点内容：
1. 判断状态
2. 受力分析
3. 关系等式
4. F浮 = ρ液 gV排
G物 = ρ物V物 g
压力、压强与浮力综合
压力，压强与浮力综合
对于压力、压强：
固体先压力、后压强
液体先压强，后压力
粗细均匀，不分顺序
物体在液体中受到浮力的同时，物体对液体有压力
且压力大小等于浮力大小
重点内容
例1、蛋蛋同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验。将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中，直至刚没入水中（不接触容器，无水溢出）。在该过程中，下列有关弹簧测力计和台秤示数说法正确的是（ ）
A、弹簧测力计的示数减小，台秤示数不变
B、弹簧测力计的示数不变，台秤示数也不变
C、弹簧测力计的示数不变，台秤示数增大
D、弹簧测力计的示数减小，台秤示数增大
D
例2、如图所示，两只完全相同的盛水容器放在磅秤上，用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球，将其全部没入水中，此时两容器中水面高度相同，设绳的拉力分别为T1和T2，磅秤的示数分别为F1和F2，则（ ）
A、F1=F2 T1=T2
B、F1＞F2 T1＜T2
C、F1=F2 T1＞T2
D、F1＜F2 T1＞T2
C
压力，压强与浮力综合
对于压力、压强：
固体先压力、后压强
液体先压强，后压力
粗细均匀，不分顺序
物体在液体中受到浮力的同时，物体对液体有压力
且压力大小等于浮力大小
重点内容
浮力动态分析
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例1、如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A，当容器总水的深度为20cm时，物块A游1/2的体积露出水面，此时弹簧恰好处于原长状态（ρ水=1.0×10 kg/m ，g取10N/kg。求：
（1）物块A受到的浮力
（2）物块A的密度
（3）往容器缓慢加水（水未溢出）
至物块A恰好浸没时对容器底部的压强P
（整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系
如图乙所示；液体压强公式P=ρgh）
浮力动态分析
例1、如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A，当容器总水的深度为20cm时，物块A游1/2的体积露出水面，此时弹簧恰好处于原长状态（ρ水=1.0×10 kg/m ，g取10N/kg。求：
（1）物块A受到的浮力
F浮=G=ρ水gV排
浮力动态分析
例1、如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A，当容器总水的深度为20cm时，物块A游1/2的体积露出水面，此时弹簧恰好处于原长状态（ρ水=1.0×10 kg/m ，g取10N/kg。求：
（2）物块A的密度
G=5N
V=1×10-3m
=0.5×103m
浮力动态分析
（3）往容器缓慢加水（水未溢出）至物块A恰好浸没时对容器底部的压强P(整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示；液体压强公式P=ρgh）
只需考虑初末两种状态
F浮'=F+G
ρ水gV排'=F+G
1×103kg/m ×10N/kg×1×1×10-3m
=F+5N
F=5N
L=5cm
h'=0.05m
h=0.3m
P=ρgh=3×103Pa
下 课
Thanks!
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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