初中10.3 物体的浮沉条件及其应用课文课件ppt
展开1.知道物体的浮沉条件。 2.了解物理知识中的浮沉条件在生产、生活和社会中的实际应用。 3.知道密度计、盐水选种、潜水艇、热气球的原理。
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?
使用上面FLASH或者借用潜水艇演示装置实验说明
2.物体密度与液体密度间的关系
①F浮> G 上浮: ρ液> ρ物 ②F浮= G 悬浮: ρ液 = ρ物 ③F浮< G 下沉: ρ液< ρ物④F浮= G
浮力:F浮= ρ液gV排 ; 重力:G = ρ物g V物;
研究条件:实心物体浸没在液体中,受到重力和浮力作用。 (即V排 = V物)
根据浮沉条件进行比较:
漂浮: ρ液> ρ物
(1)上浮和下沉是不平衡状态; 悬浮和漂浮是平衡(静止)状态。(2)上浮、下沉和悬浮:V排=V物; 漂浮:V排<V物(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。
早在殷商之前,我国古代人民对浮力就有深入的观察,到殷商时已由制独木舟发展到用木板组成大的船体,这是我国最早的木船。
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浮桥。
我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼,灯笼能腾空而起,飞向天空。
三国时期有“曹冲称象”。 除了以舟称物之外,以舟起重也是中国人的发明。据史籍记载,真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛”。他创造了浮力起重法。
怎样使橡皮泥漂浮在水面上?
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: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。
(2)排水量(m排水):轮船满载时排开水的质量: F浮= m排g 而 F浮=G ∴ m船+m货= m排水
(3)载重线(吃水线)
每艘轮船的船身侧面都设计有一条最大吃水线,轮船在载物时水面不能超过这条吃线,从而确保了轮船的安全出航。
工作原理:靠改变自身重力实现上浮和下潜。
模拟潜水艇:用注射器向密封的瓶内打起,将瓶内的水排出,瓶向上浮起
潜艇特点:浮力大小不变。
1.工作原理:通过改变__________来实现潜水艇的上浮、下潜和悬浮 。 2.潜水艇自重的改变取决于_____________ __的多少。
潜水艇工作原理总结:
3.潜水艇水下作业特点:浮力大小不变。
①气球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ρ平均< ρ空气。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。②热气球利用空气受热膨胀,热空气的密度小于空气的密度,实现在空气中上升(浮力大于自身重力)③飞艇利用改变自身的体积,实现沉浮(升降)。如减小体积,则有F浮
(1)密度计是漂浮条件的应用;(2)密度计的刻度特点:上小下大。
酒精 水
二、浮力的应用:盐水选种 是沉底的种子好还是浮出水面的种子好呢?为什么?
饱满种子的密度要大于盐水的密度而下沉。
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。
例2 一艘轮船从海里驶入河里,它受到的重力大小 ,它受到的浮力 ;它排开水的体积 。(填变大,变小或不变)【解析】 轮船浮在海面上,F浮 = G ; 它驶入河里也浮在河面上:F′浮= G 。 ∵ G 不变,∴ F浮不变: F浮 = F′浮 ρ海水 g V排= ρ海水 g V′排, ∵ ρ海水> ρ海水 , ∴ V排 >V′排
轮船总是漂浮在水面上,一艘轮船从河里驶向大海,它受到的重力大小 (变大、变小、不变);它受到的浮力 大小 (变大、变小、不变);它排开水的体积 (变大、变小、不变);轮船是下沉些还是上浮些?
例3 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
【解析】 A物体漂浮,B物体悬浮。 ∵ 不知GA与GB的关系, ∴ 不能根据F浮=G 比较浮力的大小。 又∵ 不知VA排与VB排的关系, ∴不能根据F浮 = ρ水 gV排比较浮力的大小。
A漂浮:ρA< ρ水 ; B悬浮:ρB= ρ水 ∴ ρB= ρ水> ρA , ρB> ρA 。
例5 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
例6、当冰块放入盐水中时,冰熔化后,液面如何变化?
∵ ρ水< ρ盐水,∴V排> V盐水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
课外探索,超越自我1、元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发现:把生汤圆放入锅中,汤圆先是沉入锅底,煮一段时间后汤圆才又浮起来,你知道原因是什么吗?
2、大多数鱼类在水中游动时,能向上游动,也能向下沉,甚至能在水中不动,那么鱼类为什么能随意地上浮和下沉呢?
鱼鳔起着调节鱼体平均密度的功能。
当鱼鳔充气时,鱼体的平均密度减小,鱼体上浮;鱼鳔排气时,鱼体的平均密度增大,鱼体下沉。
3.生物课上我们学过,鱼类体内有鱼鳔(bià),通过改变鱼鳔的体积,鱼可以轻易得改变自身的沉浮,这时鱼控制自身的沉浮,主要是改变( ) A 、所受的浮力 B、 所受的重力 C、 液体的密度 D 、身体的密度4.三国时期,诸葛亮曾放飞一种“会飞”的灯笼,后人称其为“孔明灯”,它能在空气中上升的主要原因是:灯笼内的热空气密度__空气密度,导致灯笼受到的浮力__灯笼的重力,所以灯笼才上升。
5. 如图3所示,一个质量为3kg的小球,悬浮在斜面上盛水的杯中。试用力的示意图画出小球所受到的浮力和重力。
6、如图所示为一重力为20牛的木块漂浮在液面上静止时的情况,请在图中画出木块受到的浮力和重力的示意图。
凡事都要脚踏实地地去工作,不驰于空想,不骛于虚声,惟以求真的态度做踏实的功夫。以此态度求学,则真理可明,以此态度做事,则功业可就。 ——李大钊
2.质量相等的实心铝球和铁球放在水中,铁球受的浮力 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 铝球受的浮力(选填“>”、“<”、“=”)
1.用同一支密度计测定不同液体的密度,下列叙述正确的是( ) A 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 C 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
1、铁钉在水中下沉,是因为受到的浮力___重力,在完全沉没下沉过程中,铁钉受到的浮力_____(均选填“变大”“变小”或“不变”) 2、漂浮在水面上的皮球,用手将其慢慢压入水中的过程中,皮球受到的浮力将___,施加的压力将____。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 3、悬浮在液体中的物体受到的浮力与重力的关系是F浮_____G物 ,那么液体的密度和物体密度会有什么关系呢?ρ液_____ρ物(均选填“大于”“等于”或“小于”)
4. 质量相等的甲、乙、丙三个实心球,放入某种液体中静止时的情况如图所示,它们所受的浮力F甲、F乙、F丙之间的关系应为:F甲__F乙__F丙; 它们的密度ρ甲、ρ乙、ρ丙之间的关系是:ρ甲__ρ乙__ρ丙。(均选填“>”“<”或“=”)
5. 质量相同的铜、铁、铝三块金属,投入水银中后受到的浮力分别为F1、F2、F3,这三个力的大小关系是( )A. F1>F2>F3 B. F1=F2=F3 C. F1<F2<F3 D. 无法判断
6、密度计是用来测量______的仪器,同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动,则密度计在两种液体中所受的浮力F甲__F乙。两种液体的密度ρ甲__ρ乙。(选填“>”“<”或“=”) 7、盐水选种子的道理在哪里?
8、中央电视台于2001年6月3日在云南抚仙湖第一次现场直播了水下考古过程。这次水下考古使用了我国科学家自行设计制造的现代化“鱼鹰一号”深潜器(原理与潜水艇相同),它的下潜和上浮是靠改变____来实现的;深潜器在水面下下潜过程中,受到水的浮力___。9、热气球能够升空的原理是什么?
1、密度计是测液体密度的仪器,它是根据物体漂浮在液面时F浮_____G物(填=、<、>)的原理制成的。 2、使用密度计时必须使其______,才能正确测出液体的密度。 3、密度计在各种不同的液体中所受浮力是______(相同、不同)的,在密度_____ (大、小)的液体中露出液面的体积较大,故密度计的刻度是上_____下______(大、小)。
把下端缠有一些铁丝的细木棍放在液体A中露出液面的长度是5cm,放在液体B中露出液面的长度4cm,放在液体C中露出液面的长度是6cm,则液体 的密度最大。
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驶,这是为什么?
把橡皮泥放入水中,松手后橡皮泥下沉.
如何使橡皮泥漂浮在水面上?
把橡皮泥做成空心的,橡皮泥的平均密度小于水,它就会漂浮在水面上了.从力的角度上看,它的重力不变,但放入水中后排水体积变大,受到的浮力变大,所以会漂在水面上.
最初人们利用密度小于水的木材,顺水漂流.
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.
后来把树干挖成空心,能装载更多的人和物.
轮船也是采用“空心”的办法增大可以利用的浮力.
工作原理:靠改变自身重力上浮和下潜。
一、物体的浮沉条件⑴ 浸在液体中的物体,其浮沉取决于它所受到的浮力和重力的大小。⑵物体浮沉条件
二、浮力的应用1、轮 船(1) 采用空心的方法,增加排开水的体积,增大浮力。(2)排水量(m排):m船+m货= m排2、潜水艇 靠改变自身重力上浮和下潜。3、气球和飞艇 利用充入密度比空气小的氦气、氢气,实现在空气中上升。4、热气球 利用空气受热膨胀,热空气的密度小于空气的密度,实现在空气中上升。
探究过程一:将实验桌上的小瓶、牙膏皮分别投入水中,观察它们在水中的浮沉情况。观察到什么现象?探究过程二:请同学们想办法改变它们的沉浮,并尝试思考你是通过什么方法来改变它们原来的浮沉情况的?
小瓶原来处于什么状态,你采取了什么方法,从而改变了它的浮沉。牙膏皮原来处于什么状态,你采取了什么方法,从而改变它的浮沉。
在物体体积不变的情况下,物体越重越容易下沉在物体重力一定时,物体的体积越大,受到的浮力越大越容易上浮
分析运动状态变化的过程
ρ物是物体的密度(平均密度),而不是构成该物体的物质的密度。
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