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课件网) 第九章 浮力 第3节 物体的浮沉条件 1.知道物体浮沉的条件; 2.能识别(漂浮、悬浮、沉底)等受力状态; 3.能通过受力变析上浮、下沉等物理过程; 4.知道潜水艇、气象台、浮筒、密度计等浮沉条件的应用。 受力分析 F浮 G F浮 G 为什么有的物体会上浮,有的物体却会下沉? 这个问题自然让我们想到物体在液体中的受力情况,因为只有力才能改变物体的运动状态。 对于以上这些现象,你们想提出什么问题? 物体的浮与沉取决于什么条件呢? 知识点一:物体的浮沉条件 物体沉浮的条件 F浮 G F合 F浮>G 当F浮>G时,两力的合力方向为竖直向上,物体就会上浮 F浮<G F浮 G F合 F合 当F浮<G时,两力的合力方向为竖直向下,物体就会下沉 F浮=G F浮 G F合=0 当F浮=G时,两力的合力为零,即二力平衡,物体悬浮在水中 F浮>G 上浮 F浮 G F′浮=G 漂浮 F′浮 G F浮<G 下沉 F浮 G F浮 G F支 F浮=G-F支 沉底 水面 G物 F浮 F浮 G物 下沉 上浮 F浮< G物 物体下沉 F浮>G物 物体上浮 两个过程 F浮=G物 物体漂浮 F浮= G物 物体悬浮 F浮<G物 物体下沉到水底 G物 F浮 水面 F浮 G物 G物 F浮 漂浮 悬浮 下沉到水底 三个状态 平时常见到 在水中会上浮; 在水中会下沉。 因为不同物质 不同。猜测物体在液体中的沉浮跟物体密度与液体密度之间的关系有关。 木头、泡沫等 石块、金属块等 密度 一个实心物体浸在液体中,你能否根据物体密度与液体密度之间的关系,对物体的浮沉作出判断? 想一想 当物体浸没在液体中,V排=V物 F浮>G 物体上浮 ρ液gV排>ρ物gV物 g为定值 所以当ρ液>ρ物 物体上浮 F浮=G 物体悬浮 ρ液gV排=ρ物gV物 所以当 ρ液=ρ物 物体悬浮 F浮<G 物体下沉 ρ液gV排<ρ物gV物 所以当ρ液<ρ物 物体下沉 判断浸没在液体中的物体浮沉方法 当ρ木<ρ水 时,木块上浮,最终漂浮。 当ρ石>ρ水 时,石块下沉,最终沉底。 当ρ物<ρ液 时,物体上浮。 当ρ物=ρ液 时,物体悬浮。 当ρ物>ρ液 时,物体下沉。 【趣味实验1】盐水浮鸡蛋 1.将鸡蛋放入装满清水的杯中,向清水中加入浓盐水,看看会发生什么现象? 2.什么因素改变了?改变了哪个力的大小? 沉底的鸡蛋慢慢浮了起来 F浮 G 鸡蛋G不变,浸没在液体中的V排不变,ρ盐>ρ水,故ρ液增大了。 F浮=ρ液gV排 V排不变ρ液增大, F浮>G 鸡蛋上浮 鸡蛋重力没有变,浮力变大了,浮力大于重力,合力方向向上导致鸡蛋向上运动。 小结:改变物体浮沉情况的方法可以改变ρ液,从而改变浮力。 【趣味实验1】盐水浮鸡蛋 设计问题: 1.下沉物体重力一定大于上浮物体的重力吗? (轻的物体一定上浮吗?) 2.上浮物体重力一定大于下沉物体的浮力吗? (浮力大就一定上浮吗?) 实验器材: 【趣味实验2】实验辨析 盛水的水槽,弹簧测力计、小铁钉、大木块、大石头。 漂浮 沉底 大木块 铁钉 G=0.5N G=0.01N 沉底 漂浮 大石块 大木快 G=1.4N G=0.5N 结论:轻的物体不一定能上浮 结论:浮力大的物体不一定能上浮 判断某个物体单独浸没在液体中的沉浮情况,需要比较什么? 物体所受合力的情况。 【趣味实验2】实验辨析 知识点二:浮沉条件在技术上的应用 潜水艇怎样实现在水中的沉浮的? 1.潜水艇 潜水艇的浮沉原理: F浮 > G1 F浮 = G2 F浮 < G3 改变自身重力控制浮沉 上浮 漂浮 下潜 2.探测气球原理:球内充有密度很小的氢气,工作完释放。(改变浮力) 探测气球 浮筒灌满水,沉到水底,拴在沉船的两侧。把空气压进浮筒,将筒内的水排出去,沉船就浮起来。 3.浮筒 (1)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。 (2)密度计的工作原理是什么? 物体漂浮在液面上的条件F浮 ... ...