第十章-第3节--物体的浮沉条件及应用上课好分解ppt课件.ppt
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1、知识回顾:知识回顾:三、阿基米德原理的内容:三、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 FF拉拉 阿基米德原理的阿基米德原理的浮力计算公式浮力计算公式:一、浮力产生的原因:一、浮力产生的原因:液体(或气体)对物体液体(或气体)对物体向上和向下向上和向下产生的产生的压力差压力差。定义法:定义法: F浮浮 = F向上向上 F向下向下浸在液体中的浸在液体中的物体物体受到竖直向上的浮力,受到竖直向上的浮力,浮力浮力的大小的大小等于等于它(物体)它(物体)排开的排开的液体所受的重力液体所受的重力。F浮浮 = 液液gV排排 像像“泰坦尼克泰坦尼
2、克”号这样的钢铁巨轮为什号这样的钢铁巨轮为什么能浮在海面上?么能浮在海面上?撞上撞上冰山后,冰山后, “泰坦尼克泰坦尼克”号为什么会沉没?号为什么会沉没?到底是什么决定了物体的沉浮?到底是什么决定了物体的沉浮?第十章 第节 物体的浮沉条件及应用 1 1. .知知道物体的道物体的浮沉浮沉条件条件。 2 2. .了解物理知识中的了解物理知识中的浮沉条件浮沉条件在生产、在生产、生活和社会中的生活和社会中的实际应用。实际应用。 3 3. .知道知道密度计密度计、盐水选种盐水选种、潜水艇潜水艇、热热气球气球的原理。的原理。 1浸没在浸没在水中的木块水中的木块为什么向上浮起?为什么向上浮起? 2浸没在浸没
3、在水中的铁块水中的铁块为什么沉到容器底部?为什么沉到容器底部? 3浸没在浸没在水银中的铁块水银中的铁块为什么向上浮起?为什么向上浮起? 4钢铁制成的船钢铁制成的船为什么能在海面上航行?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G使用上面使用上面FLASHFLASH或者借用潜水艇演
4、示装置实验说明或者借用潜水艇演示装置实验说明物体沉浮现象及条件物体沉浮现象及条件没有潜水艇演示装置可以使用上面没有潜水艇演示装置可以使用上面FLASHFLASH替代替代2物体物体密度与密度与液体液体密度间的关系密度间的关系F浮浮 G 上浮:上浮: 液液 物物 F浮浮= G 悬浮:悬浮: 液液 = 物物 F浮浮 G 下沉:下沉: 液液 物物F浮浮= G浮力:浮力:F浮浮 液液gV排排 ;重力:重力:G 物物g V物物;研究条件:研究条件:实心物体浸没实心物体浸没在液体中,受到在液体中,受到重力重力和和浮力浮力作用。作用。 (即(即V排排 = V物)物)一、物体的浮沉条件根据浮沉条件进行比较:漂浮
5、:漂浮: 液液 物物(1)上浮和)上浮和下沉是下沉是不平衡状态不平衡状态; 悬浮和悬浮和漂浮是漂浮是平衡(静止)状态平衡(静止)状态。(2)上浮、上浮、下沉和悬浮:下沉和悬浮:V排排=V物物; 漂浮:漂浮:V排排V物物(3)空心物体运用浮沉条件时可以用物体的)空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平平 均密度均密度物物与与液体密度液体密度液液比较。比较。一、物体的浮沉条件早在殷商之前,我国古代人民对浮力就有早在殷商之前,我国古代人民对浮力就有深入的观察,到殷商时已由制深入的观察,到殷商时已由制独木独木舟舟发展到用发展到用木板组成大的船体,这是我国最早的木船。木板组成大的船体,这是我国最早的木船。芦
6、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、浮力的应用周朝以后不仅在小河上能架设浮桥,在黄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河、长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,灯笼能腾空而起,飞向天空。笼能腾空而起,飞向天空。 我国古代对浮力的应用我国古代对浮力的应用孔明灯孔明灯 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也是中国人的发明。据史籍记载,真定县僧
7、人怀丙曾的发明。据史籍记载,真定县僧人怀丙曾“打打捞铁牛捞铁牛”。他创造了浮力起重法。他创造了浮力起重法。我国古代对浮力的应用我国古代对浮力的应用怎样使橡皮泥漂浮在水面上?橡皮泥二、浮力的现代应用想想做做想想做做用橡皮泥做成能承载重物的小船,使它漂浮在水面上。用橡皮泥做成能承载重物的小船,使它漂浮在水面上。(1)工作原理:工作原理:将钢铁做将钢铁做制成空心的轮船制成空心的轮船,可以排开,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排水排水):):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=G m船船+m货货= m排水排
8、水(3)载重线(吃水线)载重线(吃水线) 1、轮、轮 船船二、浮力的现代应用 每艘轮船的船身侧面都每艘轮船的船身侧面都设计有一条最大吃水线,设计有一条最大吃水线,轮船在载物时水面不能超轮船在载物时水面不能超过这条吃线,从而确保了过这条吃线,从而确保了轮船的轮船的安全出航安全出航。工作原理:工作原理:靠改变靠改变自身重力自身重力实现实现上浮和下潜。上浮和下潜。模拟潜水艇:模拟潜水艇:用注射器向密封的用注射器向密封的瓶内打起,将瓶内的水排出,瓶瓶内打起,将瓶内的水排出,瓶向上浮起向上浮起二、浮力的现代应用2、潜水艇、潜水艇潜艇特点:浮力大小不变。潜艇特点:浮力大小不变。潜水艇潜水艇 1.1.工作原
9、理:通过改变工作原理:通过改变_来实现来实现潜水艇的上浮、下潜和悬浮潜水艇的上浮、下潜和悬浮 。 2.2.潜水艇自重的改变取决于潜水艇自重的改变取决于_ _ _的多少的多少。潜水艇潜水艇自身的重力自身的重力水或放水水或放水水舱内充水舱内充 潜水艇工作原理总结:潜水艇工作原理总结:3.3.潜水艇水下作业特点:潜水艇水下作业特点:浮力大小不变浮力大小不变。 工作原理:工作原理:二、浮力的应用二、浮力的应用3.气球、热气球和飞艇气球、热气球和飞艇 气球采用气球采用充密度比空气小的气体充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空(氢气、氦气、热空气)的办法,使它受到的气)的办法,使它受到的浮力大于重力浮力大
10、于重力而升空。升空时而升空。升空时平均平均 空气空气。气球不能无限制地升入高空,当。气球不能无限制地升入高空,当F浮浮=G球球时,时,应该应该悬浮悬浮,实际上在没有达到悬浮时,其内部气压大于,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。外部气压而破裂。 热气球利用空气受热膨胀,热气球利用空气受热膨胀,热空气的密度小于空气的热空气的密度小于空气的密度密度,实现在空气中上升(浮力大于自身重力),实现在空气中上升(浮力大于自身重力) 飞艇利用改变自身的体积,实现沉浮(升降)。飞艇利用改变自身的体积,实现沉浮(升降)。 如如减小体积减小体积,则有则有F浮浮 海水海水 , V排排 V排排不变不
11、变不变不变变小变小 轮船总是漂浮在水面轮船总是漂浮在水面上,一上,一艘轮船从艘轮船从河里河里驶向驶向大海大海,它受到的重力它受到的重力大小大小 (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(变大、变小、不变);它变);它排开水排开水的体积的体积 (变大、变小、不变大、变小、不变);轮变);轮船是下沉些还船是下沉些还是上浮些?是上浮些?河水河水海水海水我学我学 我用我用例例3重为重为15 N的物体,浸没于装满水的容器中后,的物体,浸没于装满水的容器中后,溢出了溢出了510-4 m3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
12、 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 =1.0 103 kg/m3 9.8 N/kg510-4 m3 =4.9 N15 N F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两物体两物体静止静止在水中(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,
13、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。 A漂浮:漂浮:A A ,B A 。C例例5一一冰块冰块漂浮在漂浮在水面上水面上,当冰完全熔化后,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?GmFVgg 冰冰冰冰浮浮排排水水水水水水当冰化成水后,质量不变,所以,当冰化成水后,质量不变,所以,m
14、水水= m冰冰mmV 水水冰冰化化水水水水水水 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冰冰例例6、当、当冰块冰块放入放入盐水中盐水中时,冰熔化后,液面如时,冰熔化后,液面如何变化?何变化?GmVg 冰冰冰冰排排盐盐水水盐盐水水mmV 水水冰冰化化水水水水水水 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 = G课外探索,超越自我课外探索,超越自我1 1、元、元宵节是我国的传
15、统节日,这一天全家欢聚,宵节是我国的传统节日,这一天全家欢聚,常常煮汤圆以示庆贺。小华在帮姥姥煮汤圆时常常煮汤圆以示庆贺。小华在帮姥姥煮汤圆时发现:把生汤圆放入锅中,发现:把生汤圆放入锅中,汤圆先是沉入锅底汤圆先是沉入锅底,煮一段时间后煮一段时间后汤圆才又浮起来汤圆才又浮起来,你知道原因是,你知道原因是什么吗什么吗? 2、大多数鱼类在水中游动时,能、大多数鱼类在水中游动时,能向上游向上游动动,也能,也能向下沉向下沉,甚至能在,甚至能在水中不动水中不动,那么,那么鱼类为什么能随意地上浮和下沉呢?鱼类为什么能随意地上浮和下沉呢?鱼鳔的功能:鱼鳔的功能:鱼鳔起着调节鱼体鱼鳔起着调节鱼体平均密度平均密
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