新人教版《103物体的浮沉条件及应用》课件.ppt

第第3 3节、物体的浮沉条件及应用节、物体的浮沉条件及应用知识回顾：知识回顾：一一.阿基米德原理的内容：阿基米德原理的内容：二二.浮力的计算方法：浮力的计算方法：称重法称重法 F F浮浮 =G=G物物 F F拉拉 阿基米德原理的计算公式：阿基米德原理的计算公式：F浮浮=液液gV排排（公式法）（公式法）浮力产生的原因浮力产生的原因：（原因法）：（原因法）液体对物体上下表面产生压力差。液体对物体上下表面产生压力差。F浮浮=F向上向上-F向下向下提出问题：提出问题：木块扔进水中，木块扔进水中，木块将如何？木块将如何？小铁钉扔进水中，铁钉将如何？小铁钉扔进水中，铁钉将如何？在水中滴几滴油，油将如何？在水中滴几滴油，油将如何？物体的浮沉是由什么决定物体的浮沉是由什么决定的？的？1浸没在水中的木块为什么向上浮起？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？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？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？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、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？有的下沉、有的悬浮？提出问题提出问题悬浮悬浮上浮上浮下沉下沉v1、受力分析：一个物体漂浮在液面上，受到浮力和重力，由二力平衡条件知道：物体在液体中受到的浮力等到于物体受到的重力。即：F浮=G物，由阿期米德原理F浮=G排开液体，可以推导出漂在液面上的物体有：G排开液体=G物，或者m排开液体=m物思考：自由浸没于液体中的物体受到哪思考：自由浸没于液体中的物体受到哪几个力的作用几个力的作用F浮浮GF浮浮GF浮浮GF浮浮F浮浮F浮浮GF浮浮F浮浮1 1浮力与重力的关系浮力与重力的关系浮力与重力的关系浮力与重力的关系悬浮悬浮上浮上浮下沉下沉F浮浮GF浮浮GF浮浮G上浮：上浮：F浮浮G一、物体的浮沉条件一、物体的浮沉条件F浮浮G漂浮漂浮漂浮：漂浮：F浮浮=G悬浮：悬浮：F浮浮=G下沉：下沉：F浮浮G2物体密度与液体密度间的关系物体密度与液体密度间的关系F浮浮G 上浮：上浮：rr液液 rr物物 F浮浮=G 悬浮：悬浮：rr液液=rr物物 F浮浮G 下沉：下沉：rr液液rr物物浮力：浮力：F浮浮rr液gV排排；重力：重力：G rr物物gV物物；V排排=V物物研究条件：实心物体浸没在液体中，受重力和浮力。研究条件：实心物体浸没在液体中，受重力和浮力。一、物体的浮沉条件一、物体的浮沉条件漂浮：漂浮：rr液液rr物物 根据浮沉条件进行比较根据浮沉条件进行比较想想做做想想做做将新鲜鸡蛋放入盛水容器将新鲜鸡蛋放入盛水容器中，向水中加盐，并搅拌，中，向水中加盐，并搅拌，不断增加盐水的浓度。观不断增加盐水的浓度。观察鸡蛋在容器中的位置变察鸡蛋在容器中的位置变化。化。3 3浮沉条件的讨论浮沉条件的讨论浮沉条件的讨论浮沉条件的讨论（1）上浮和）上浮和下沉是不平衡态；下沉是不平衡态；悬浮和悬浮和漂浮是平衡（静止）态漂浮是平衡（静止）态（2）上浮、上浮、下沉和悬浮：下沉和悬浮：V排排=V；漂浮：漂浮：V排排V（3）空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平）空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平 均密度均密度物物与液体密度与液体密度液液比较比较一、物体的浮沉条件一、物体的浮沉条件 钢铁的密度大于水，但用钢钢铁的密度大于水，但用钢铁制成的轮船却可以在水面上行铁制成的轮船却可以在水面上行驶，这是为什么？驶，这是为什么？早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有深入的早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有深入的观察，到殷商时已由制观察，到殷商时已由制独木船独木船发展到用木板组成大的发展到用木板组成大的船体，这是我国最早的木船。船体，这是我国最早的木船。芦湖独木舟芦湖独木舟我国古代对浮力的应用我国古代对浮力的应用二、浮力的应用二、浮力的应用把把橡橡皮皮泥泥放放入入水水中中，松手后橡皮泥下沉松手后橡皮泥下沉如何使橡皮泥漂如何使橡皮泥漂浮在水面上？浮在水面上？原因：原因：橡皮泥的密度大于水橡皮泥的密度大于水把把橡橡皮皮泥泥做做成成空空心心的的，橡橡皮皮泥泥的的平平均均密密度度小小于于水水，它它就就会会漂漂浮浮在在水水面面上上了了从从力力的的角角度度上上看看，它它的的重重力力不不变变，但但放放入入水水中中后后排排水水体体积积变变大大，受受到到的的浮浮力力变变大大，所以会漂在水面上所以会漂在水面上最最初初人人们们利利用用密密度度小小于于水水的木材，顺水漂流的木材，顺水漂流对于密度大于水的物体做成空心后可对于密度大于水的物体做成空心后可增大排水体积，增大浮力，漂浮于水面增大排水体积，增大浮力，漂浮于水面后来把树干挖成空心，能装后来把树干挖成空心，能装载更多的人和物载更多的人和物二、轮船也是采用二、轮船也是采用“空心空心”的办法增大可以利用的浮力的办法增大可以利用的浮力周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄河、长周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄河、长江这样的大河流上也多次架设过江这样的大河流上也多次架设过浮桥浮桥。浮桥浮桥我国古代对浮力的应用我国古代对浮力的应用我国汉代曾发明过一种做军事我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼信号用的灯笼，灯笼能腾空，灯笼能腾空而起，飞向天空。而起，飞向天空。想一想它升空的原理是什么？想一想它升空的原理是什么？我国古代对浮力的应用我国古代对浮力的应用 三国时期有三国时期有“曹冲称象曹冲称象”。除了除了以舟称物以舟称物之外，之外，以舟起重以舟起重也是中国人的发明。也是中国人的发明。据史籍记载，真定县僧人怀丙曾据史籍记载，真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛打捞铁牛”。他创。他创造了浮力起重法。造了浮力起重法。我国古代对浮力的应用我国古代对浮力的应用用橡皮泥做成能用橡皮泥做成能承载重物的小船，承载重物的小船，使它漂浮在水面使它漂浮在水面上。上。想想做做想想做做二、浮力的应用二、浮力的应用？轮轮船船工作原理：工作原理：把密度大于水的钢铁采用“空心”的办法，增大体积，使它排开更多的水，达到增大浮力，最终使F浮=G船，浮在水面。（1）工作原理：工作原理：将钢铁做制成空心的轮船，可以排开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。更多的水，漂浮在水面上。（2）排水量（排水量（m排排）：）：轮船满载时排开水的质量：轮船满载时排开水的质量：F浮浮=m排排g而而F浮浮=Gm船船+m货货=m排排（3）载重线载重线轮轮 船船二、浮力的应用二、浮力的应用排水量排水量1 1、轮船的大小通常用排水量来表示、轮船的大小通常用排水量来表示排水量排水量：满载时满载时排开的水的质量排开的水的质量。（不是排开。（不是排开水的重力）水的重力），单位是，单位是吨吨(t)m排排=m船船+m货（满载）货（满载）每艘轮船的船身侧面每艘轮船的船身侧面都设计有一条最大吃都设计有一条最大吃水线，轮船在载物时水线，轮船在载物时水面不能超过这条吃水面不能超过这条吃线，从而确保了轮船线，从而确保了轮船的安全出航。的安全出航。知识拓展知识拓展吃水线吃水线吃水线吃水线工作原理：工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。靠改变自身重力上浮和下潜。模拟潜水艇：模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶用注射器向密封的瓶内打气，将瓶内的水排出，瓶向上内打气，将瓶内的水排出，瓶向上浮起浮起潜艇潜艇二、浮力的应用二、浮力的应用潜水艇潜水艇工作原理：工作原理：靠空气浮力升空靠空气浮力升空内部充有小于空气密度的气体内部充有小于空气密度的气体二、浮力的应用二、浮力的应用气球和飞艇气球和飞艇v采用充密度比空气小的气体（氢气、氦气、热空气）的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。升空时平均 空气。v用改变自身的体积，实现沉浮。如减小体积,则有F浮G球下降。v气球不能无限制地升入高空，当F浮=G球时，应该悬浮，实际上在没有达到悬浮时，其内部气压大于外部气压而破裂。四、四、气球和飞艇气球和飞艇五五 密密度度计计 103用途用途：一种可以直接测量液体密度的仪器。一种可以直接测量液体密度的仪器。读数方法读数方法：静止时液面所对刻静止时液面所对刻度，单位为度，单位为g/Cm3刻度特点刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。上小下大，刻度间隔不均匀。工作原理工作原理：利用物体利用物体漂浮漂浮在液面上时浮在液面上时浮力力等于重力的原理制成的。等于重力的原理制成的。五、五、密度计密度计v利用物体漂浮在液面时F浮浮=G计计原理工作的。v 密度计上的刻度线不均匀。密度计上的刻度值是被测液体的密度与水的密度的比值。0.81.01.82.00.81.01.82.00.81.01.82.0硫硫酸酸水水酒酒精精密度计的刻度为什么越往上值越小？密度计的刻度为什么越往上值越小？由由F F浮浮=G=G排排=液液gVgV排，得：液体的密排，得：液体的密度越大，排开液体度越大，排开液体的体积越小，密度的体积越小，密度计露出液面部分越计露出液面部分越多。多。0.8g/cm31g/cm31.2g/cm31g/cm30.8g/cm30.6g/cm3酒精水我学我学 我用我用轮船总是漂浮在水面上，轮船总是漂浮在水面上，一艘轮船从一艘轮船从河里驶向大海，驶向大海，它受到的重力大小它受到的重力大小（变大、变小、不变）；它受（变大、变小、不变）；它受到的浮力到的浮力大小大小（变大、变小、不变）；它排开水的（变大、变小、不变）；它排开水的体积体积（变大、变小、不变）；轮船是下沉些还是（变大、变小、不变）；轮船是下沉些还是上浮些？上浮些？不变不变不变不变不变不变不变不变变小变小变小变小河水河水河水河水海水海水上浮上浮例例1 1关于浮力，下列说法中正确的是（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没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大力越大运用浮力知识解决问题运用浮力知识解决问题C三、例题分析三、例题分析v一轮船从长江开到海面上，由于海水的密度比江水的密度大，轮船在哪种液面上受到的浮力大些？为什么？轮船排开哪种液体的质量大些？为什么？轮船排开哪种液体的体积大些？为什么？轮船从长江开到海上是上升一点或是下降一点？为什么？v一小块木头漂在水面上排开水10克，那么漂在酒精液面上排开酒精的质量是多少？为什么？v一个橡皮泥捏造成实心投入到装有水的量筒中，橡皮泥落入水底，液面从40ml上升到60ml；若捏造成碗状漂浮在量筒的水面上，水面从40ml上升到80ml。那么橡皮泥的质量是 ，橡皮泥的体积是 ，橡皮泥的密度是 。v一个长方体木块漂浮在水面上，有五分之二的体积浸在水中，若设木块的体积为V，那么木块排开水的质量为 ，木块的质量为 ，木块的密度为 。v一个烧杯总容积1000ml，自重400克，漂浮在水面上。那么空烧杯排开水的体积是 ；为了不沉入水底，杯中最多装 克的物体；加入物体的重力为 ；最大浮力为 。v有一种物体它的密度在水和酒精之间，酒物2 D.浮力不变,1海水海水，V排排V排排不变不变不变不变变小变小例例3重重为为15 N的的物物体体，浸浸没没于于装装满满水水的的容容器器中中后后，溢出了溢出了510-4m3的水。则此物体是（的水。则此物体是（）A浮在水面上浮在水面上 B沉到水底沉到水底 C悬浮在水中悬浮在水中 D以上几种情况都有可能以上几种情况都有可能【解析解析】根据阿基米德原理根据阿基米德原理 F F浮浮=水水 gV排排=1.0 103kg/m39.8N/kg510-4m3=4.9N15NF浮浮G 物体下沉物体下沉BAB例例4如图所示，如图所示，A、B两物体两物体静止在水中（静止在水中（）。）。A两物体受到的浮力一定相等两物体受到的浮力一定相等 B两物体受到的浮力不等，两物体受到的浮力不等，A物体受到的浮力大物体受到的浮力大C两物体的密度不等，两物体的密度不等，B物体的密度大物体的密度大D两物体的重力不等，两物体的重力不等，B物体的重力大物体的重力大【解析解析】A物体漂浮，物体漂浮，B物体悬浮。物体悬浮。不知不知GA与与GB的关系，的关系，不能根据不能根据F浮浮=G 比较浮力的大小。比较浮力的大小。又又 不知不知VA排排与与VB排排的关系，的关系，不能根据不能根据F浮浮=水水 gV排排比较浮力的大小。比较浮力的大小。v3.一一艘艘轮轮船船从从东东海海驶驶入入长长江江时时，下下列列说说法法错误错误的是的是：（）A、轮船受到的浮力不变轮船受到的浮力不变B、轮船排开的液体受到的重力不变轮船排开的液体受到的重力不变C、轮船排开的液体的体积不变轮船排开的液体的体积不变D、轮船排开的液体的体积增大轮船排开的液体的体积增大C4 4、关于浸在液体里的物体所受的浮力，下列说法中关于浸在液体里的物体所受的浮力，下列说法中 不正确的是不正确的是 （）A A浮力的方向竖直向上；浮力的方向竖直向上；B B浮力的施力物一定是水；浮力的施力物一定是水；C C浮力的大小与排开液体的质量成正比；浮力的大小与排开液体的质量成正比；D D实心的铁球也能浮在液面上实心的铁球也能浮在液面上5 5、用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木、用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木 球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正 确的是（确的是（）A A木球所受的重力、浮力都不变；木球所受的重力、浮力都不变；B B木球所受的重力不变，浮力变大；木球所受的重力不变，浮力变大；C C木球所受的重力、浮力都变小；木球所受的重力、浮力都变小；D D木球所受的重力不变、浮力逐渐变小木球所受的重力不变、浮力逐渐变小ABAB例例4如图所示，如图所示，A、B两物体两物体静止在水中（静止在水中（）A两物体受到的浮力一定相等两物体受到的浮力一定相等 B两物体受到的浮力不等，两物体受到的浮力不等，A物体受到的浮力大物体受到的浮力大C两物体的密度不等，两物体的密度不等，B物体的密度大物体的密度大D两物体的重力不等，两物体的重力不等，B物体的重力大物体的重力大【解析解析】A漂浮：漂浮：AA，BA。C例例5一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，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？容器中的水面将如何变化？当冰化成水后，质量不变，所以，当冰化成水后，质量不变，所以，m水水=m冰冰 冰排开水的体积等于冰化成水的体积冰排开水的体积等于冰化成水的体积 液面高度不变液面高度不变【解析解析】冰漂浮在水面上，冰漂浮在水面上，F浮浮=G冰冰当冰放入盐水中时，冰熔化后，液面如何变化？当冰放入盐水中时，冰熔化后，液面如何变化？水水 V盐水盐水冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积 液面上升液面上升【解析解析】冰漂浮在盐水中，冰漂浮在盐水中，F浮浮=G6、密度均匀的实心物体悬浮在水中，将物体截成大小、密度均匀的实心物体悬浮在水中，将物体截成大小不等的两块后，仍放入水中，则（不等的两块后，仍放入水中，则（）A、大块下沉，小块悬浮、大块下沉，小块悬浮B、大块下沉，小块上浮、大块下沉，小块上浮C、两块都上浮、两块都上浮D、两块都悬浮、两块都悬浮D7、将体积相同的、将体积相同的A、B、C三个小球投入水中三个小球投入水中,出出现如图所示的三种情况，下列关于对三个小球受现如图所示的三种情况，下列关于对三个小球受到的浮力大小的说法正确的是（）到的浮力大小的说法正确的是（）AA球浮在水面上，受到的浮力最大球浮在水面上，受到的浮力最大BC球沉在底部，受到的浮力为零球沉在底部，受到的浮力为零CA球受到的浮力与球受到的浮力与B球受到的浮力相等球受到的浮力相等DB球受到的浮力与球受到的浮力与C球受到的浮力相等球受到的浮力相等ABCDv8.排水量为1000t的轮船在河水中航行，满载时船及所装货物共重 N，受到河水的浮力是 N，如果河水密度为1.0103kg/m3，船排开的河水的体积是 m3。（取g=10N/kg）107107103解：G=mg=1000X1000KgX10N/Kg=107N漂浮 F浮=G=107NF浮=gv v=F/v=103m3107N103kg/m3x10N/kg 2质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮力的浮力铝球受的浮力；若把它们都放在水银铝球受的浮力；若把它们都放在水银中静止时，则铁球受的浮力中静止时，则铁球受的浮力铝球受的浮力铝球受的浮力（选填（选填“”、“”、“=”）1用同一支密度计测定不同液体的密度，下列叙用同一支密度计测定不同液体的密度，下列叙述正确的是（述正确的是（）A密度计漂浮的越高，所受的浮力越大密度计漂浮的越高，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，液体密度越大密度计漂浮的越高，液体密度越大BD作作 业业v潜水艇在水中航行时，排开海水2104吨，浮力为 N，重力为 N;若上浮最后漂在水面上排开海水1.5104吨,应从水舱中放出水 吨.v一个小药瓶,本身质量40g,总体积100ml.要使它悬浮在水中,排开水 g,里面应加入 g的石子才会达到目的.v一个石头密为石=2g/3,体积为60 ml,沉在水底.画出石头的受力分析,求出厂头受到的支持力.v一个石头密为 石=2.6g/3,体积为100 ml,放入水中后由于重力大于浮力而加速下降,在水中下降的过程中受到水的阻力,阻力与下降的速度的关系为f=0.12,那么当速度加速到多大时会匀速下降?课堂小结课堂小结物体的浮沉条件物体的浮沉条件浮力的应用浮力的应用浮力问题解析浮力问题解析轮船轮船潜水艇潜水艇气球和飞艇气球和飞艇作业：作业：v1、完成中考夺魁；、完成中考夺魁；v2、若有时间完成、若有时间完成中考导引中考导引本课本课