資源簡介

10.3 物體的浮沉條件及應用
素養目標
1.結合力與運動的關系,推導得出物體的浮沉條件:物體所受重力與浮力的大小關系。
2.結合物體浮沉時重力與浮力的大小關系,根據公式F浮=G排、G= mg=ρVg,推導得出:實心物體浮沉時,物體密度與液體密度的大小關系。
3.知道并能靈活運用輪船、潛水艇和氣球的浮沉特點和原理。
◎重點:能根據二力平衡條件和力與運動的關系描述物體的浮沉條件。
【預習導學】
生活中的物理
如圖,魚缸中有大石塊和小石子,它們都沉在水底;河中有木筏和小木棍,它們都浮在水面。
一個物體在液體中的浮沉,取決于什么呢
重點梳理
知識點一 物體的浮沉條件
1.根據物體所受浮力與重力的大小判斷物體的浮沉
如圖,把一物體浸在水中,物體受浮力F浮和重力G物,松手后:
(1)物體漂浮:F浮 G物;
(2)物體上浮:F浮 G物;
(3)物體懸浮:F浮 G物;
(4)物體下沉:F浮 G物;
(5)物體沉底:F浮 G物。
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判斷物體浮沉狀態的基本思路:首先,明確研究對象,并對研究對象進行受力分析,畫出受力示意圖;其次,比較物體所受重力和浮力的關系,據此判斷物體的浮沉狀態。
2.根據物體密度與液體密度的大小判斷物體的浮沉
浸在液體中的物體:
(1)物體漂浮:ρ物 ρ液;
(2)物體上浮:ρ物 ρ液;
(3)物體懸浮:ρ物 ρ液;
(4)物體下沉:ρ物 ρ液;
(5)物體沉底:ρ物 ρ液。
對點自測
1.某體積為200 cm3、重為1.6 N的物體,把它浸沒在水中后放手,它將 (選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”),當該物體靜止時排開水的體積為 cm3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【參考答案】
知識點一
1.(1)=
(2)>
(3)=
(4)<
(5)<
2.(1)<
(2)<
(3)=
(4)>
(5)>
對點自測
1.上浮　160
知識點二 浮力的應用
1.輪船
(1)浮沉原理:通過增大 增大受到的浮力,從而漂浮在水面。
(2)浮沉狀態:輪船在水中一般處于 狀態,所以根據平衡條件,受到浮力F浮= 。
(3)滿載排水量:一般指輪船裝滿貨物時排開水的 。
注意:輪船在水中一般漂浮,所以分析輪船受到浮力大小變化時,一般根據F浮=G物,而不是根據F浮=ρ液gV排。
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求輪船所受浮力的方法:
(1)漂浮:F浮= ;
(2)排水量:F浮= 。
2.潛水艇
(1)浮沉原理:潛水艇一般浸沒在水中,所以受到浮力不變,它是靠改變 (選填“自身重力”和“所受浮力”)實現上浮和下潛的。
(2)浮沉狀態:一般浸沒在水中,所以它 (選填“重力”或“排開液體體積”)一般不變。
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計算潛水艇浮力的方法
由于潛水艇在水中會上浮和下沉,所以浮力和重力大小關系不確定;另外,潛水艇自身重力也會改變;所以我們一般用公式F浮=ρ液gV排分析和計算潛水艇受到的浮力大小。
3.氣球和飛艇
(1)浮沉原理:通過充入密度比空氣 (選填“大”或“小”)的氣體,實現漂浮或上浮。
(2)分析和比較所受浮力大小的方法:由于氣球和飛艇都浸沒在空氣中,所V排不變,所以可以根據公式F浮= 計算和分析浮力的大小。
對點自測
2.如圖所示的大連艦滿載排水量達12300 t,則其滿載時受到的浮力為 N;艦載直升機起飛后,大連艦受到的浮力 (選填“變大”、“變小”或“不變”),兩只艦艇不能近距離高速并排航行,是由于兩艦艇間水的流速越大,壓強越 ,容易相撞。(g取10 N/kg)
【參考答案】
知識點二
1.(1)排開水的體積
(2)漂浮　G物
(3)質量
學習小助手
(1)G物　(2)m排g
2.(1)自身重力
(2)排開液體體積
3.(1)小
(2)ρ空氣gV排
對點自測
2.1.23×108　變小　小
【合作探究】
任務驅動 推導“物體浮沉時,物體密度與液體密度的關系”
(1)物體上浮時:
①F浮>G物(如圖所示);
②由于F浮=G排,所以G排>G物;
③根據G= mg=ρVg,所以ρ液gV排 >ρ物gV物;
④由于物體浸沒時,V排 V物,所以ρ液 ρ物。
(2)物體懸浮時:
①F浮=G物(如圖所示);
②由于F浮=G排,所以G排 G物;
③根據G= mg=ρVg,所以ρ液gV排 ρ物gV物 ;
④由于物體浸沒時,V排 V物,所以ρ液 ρ物。
(3)同理,可以得出物體下沉時的關系。
【參考答案】
驅動
(1)=　>
(2)②=
③=
④=　=

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