初中浙教版第3节 水的浮力优秀课件ppt

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物体在液体中有不同的状态，如轮船在江河湖海中可以漂在海面上，而潜水艇可以在水下自由航行，可以自由的上浮、下沉，泰坦尼克号撞击冰山后沉在海底，那么为什么会出现这些现象呢，他们受到的浮力有什么变化呢？接下来我们一起来分析一下物体沉浮的条件。
我们曾经做过如图所示的实验：将一只鸡蛋放在盛有清水的烧杯里，鸡蛋将沉入杯底。但逐渐将食盐溶解在水中后，鸡蛋将会悬浮在盐水中，最终上浮到液面。为什么鸡蛋在含盐量不同的液体中会出现不同的浮沉状态呢？物体在液体中的浮沉状况是由什么条件决定的？
首先，我们要知道，物体在液体中存在三种状态，两个过程，三种状态分别是漂浮、悬浮、沉底，两个过程分别是上浮、下沉，上浮的最终结果是漂浮，下沉的最终结果是沉底。
对物体进行受力分析：浸没在液体中的物体，受到两个力：竖直向下的重力和竖直向上的浮力。根据物体所受浮力和重力大小的不同，物体的浮沉出现不同的情况：
上浮和下沉都属于运动状态，受非平衡力的作用
悬浮时，物体可以停留在液体中的任意深度。
下沉的最终结果是沉底，物体沉底时受到向上的浮力和支持力，向下的重力。
根据物体和液体之间的密度关系、重力和浮力的关系。我们可以推出物体在液体中的运动情况。反之，根据物体在液体中的状态，也可以推出浮力和重力关系、物体和液体的密度关系。如石块不论多小，在水中总会下沉，这是因为石块密度大于水的密度；冰块不论多大，在水中总会漂着，这是因为冰块密度比水小。生活中如盐水选种也是利用这个知识。
思考与讨论：物体的浮沉是一个常见的现象，生活中有大量的现象都可以用物体浮沉的条件作出解释。你见过煮汤圆或饺子的情景吗？当汤圆或饺子刚放入水中时，会沉入锅底。而当汤圆或饺子煮熟时，则会浮出水面。这是为什么？汤圆刚放入水中时，汤圆所受浮力小于重力，所以汤圆沉入水底。煮熟时，汤圆受热膨胀，排开水的体积增大，所受浮力增大，重力不变，所以浮力大于重力，汤圆上浮。
物体浮沉的条件不但可以用来解释许多生活现象，而且在生产、生活和科研上也有许多重要的应用。1.密度计（1）结构：下粗上细的玻璃管，下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞，使重心下移密度计更稳定。（2）用途：测量液体的密度；（3）工作原理：漂浮原理，即F浮＝G；（4）刻度值的特点①密度计上所示的数值代表被测液体的密度与水的密度的比值。注意：密度计没有零刻度。②上面读数小，下面读数大。③刻度不均匀，上疏下密。
将同一支密度计放入不同液体中，浮力相等，均等于密度计重力，则液体密度越大，V排越小，密度计浸没的长度越短，故刻度上小下大。
密度计下粗上细，改变相同的V排时，上方细管浸入长度更长，故刻度不均匀，上疏下密，但在计算时常把密度计看作粗细一致的圆柱体。
思考与讨论：1.轮船的大小常用排水量来表示，所谓排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。一艘轮船自身的质量为0.7万吨，它的排水量为1.8万吨，则它最多可运载多少货物？货物质量=排水量-船身质量=1.8万吨-0.7万吨=1.1万吨2.一艘轮船从江河驶入大海后，受到的浮力如何变化？排开水的体积如何变化？轮船漂浮，浮力一直等于重力，故浮力不变；海水密度比河水大，故V排减小。
3.潜艇原理：潜艇完全浸没时，V排不变，同一水域液体密度不变，则浮力不变。潜艇靠改变自身重力来实现上浮和下沉。①当潜艇水舱向外排水，可是重力减小，当F浮＞G时，潜艇上浮；②当向水舱中充水时，潜艇自身的重力增大，当F浮＝G时，可悬浮于某一深度航行；③水舱中继续充水，重力继续增大，当F浮＜G时，潜艇下潜。
活动：潜艇浮沉的模拟实验1.如图所示，玻璃球的顶部和底部各有一个小孔，顶部小孔通过橡皮管与针筒相连。开始时球内装满水，沉入水下。2.将针筒的活塞向内推，使玻璃球内的水从底部小孔压出，观察玻璃球的运动状况。玻璃球重力减小，浮力大于重力，小球上浮3.将针筒的活塞向外拉，使水从底部小孔进入玻璃球内，观察玻璃球的运动状况。玻璃球重力增大，浮力小于重力，小球下沉
4.热气球和气艇热气球和气艇都是靠空气的浮力升空的。热气球是由于球内热空气的密度比球外冷空气的小，使得热气球受到空气的浮力大于重力，从而能在空气中上升；气艇内充有氢气或氦气等密度比空气小的气体，使其自身重力小于所受空气的浮力，从而能在空气中上升。早期的气艇充的都是易燃的氢气，后来发生了几次氢气爆炸事故，使人们改用了氦气。
典例1 如图所示，将一个生鸡蛋放入盛有清水的烧杯中，然后逐渐向水里添加食盐并轻轻搅拌，观察发生的现象。下列说法错误的是（ ）A.生鸡蛋刚放入时，会沉入水底，说明生鸡蛋的密度大于水的密度B.生鸡蛋最初在杯底静止时，所受的力有三个C.添加食盐后，生鸡蛋会上浮，在上浮的过程中，生鸡蛋受力平衡D.最后生鸡蛋会漂浮在水面，此时生鸡蛋所受浮力等于生鸡蛋的重力
考点分析：物体沉浮条件、阿基米德原理阿基米德原理：F浮=ρ液gV排沉底：G=F浮+F支，G＞F浮，ρ物＞ρ液上浮：F浮＞G 漂浮：F浮=G
【解析】A.将一个生鸡蛋放入盛有清水的烧杯中，最初鸡蛋沉入水底，说明受到的浮力小于重力，说明生鸡蛋的密度大于水的密度，故A正确，不符合题意；B.生鸡蛋最初在杯底静止时，由于所受的浮力小于重力，所以还受到了烧杯底的支持力，故B正确，不符合题意；CD.逐渐向水中加入食盐时，盐水的密度变大，由F浮=ρ液gV排知道，鸡蛋所受浮力逐渐增大，当液体密度等于鸡蛋的密度时（浮力与重力相等），鸡蛋处于悬浮状态，若液体密度再增大(浮力再增大，大于重力)，鸡蛋会上浮，最后漂浮在水面上，此时浮力等于鸡蛋的重力，盐水的密度再变大，浮力不再发生变化，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。故选C。
典例2 （1）质量相等的A、B、C三球，放于同一液体中静止后如图，可知密度最小的是 球，受浮力最小的是 球。（2）A、B、C为体积相同的实心球，放入盛有某种液体的容器中，从图可知： 球的密度最大， 球所受的浮力最小。
解题技巧①质量相等，看状态：质量相等，则重力相等，A漂浮：F浮A=G，B悬浮： F浮B=G，C沉底： F浮C＜G，则F浮A=F浮B＞F浮C；②密度比较，看状态：A漂浮：ρA＜ρ液；B悬浮：ρB=ρ液；C沉底：ρC＞ρ液，故ρA＜ρB＜ρC；③体积相等，看V排：根据阿基米德原理，由于V排A＜V排B=V排C，故F浮A＜F浮B=F浮C。
典例3 如图是我国自主研发的第一艘航母“山东舰”海上进行科目训练的场景。下列说法正确的是（ ）A.航母能漂浮在海面上是因为它受到的浮力大于它的总重力B.舰载机飞离航母后，航母所受的浮力不变C.舰载机飞离航母后，航母船身相对于水面会下沉些D.航母是采用“空心”的方法增大了可利用的浮力
考点分析：物体沉浮条件的应用轮船原理：漂浮，F浮=G若重力改变，则浮力随之而变
【解析】AB.由沉浮条件知，漂浮在海面上的航母受到的浮力等于总重力，当舰载机飞离航母后，航母的总重力减小，航母所受的浮力变小，故AB错误；C.舰载机飞离航母后，航母的总重力减小，航母所受的浮力变小，由F浮=ρ液gV排可知，海水的密度不变，航母排开水的体积减小，航母船身相对于水面会上浮些，故C错误；D.航母是采用空心的办法增大排开液体的体积，从而增大可以利用的浮力，故D正确。故选D。