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(共36張PPT)
第十章浮力
第3節物體的浮沉條件及應用
（1）理解物體的浮沉條件；
（2）知道輪船、潛水艇、氣球、飛艇和密度計的浮沉原理。
（3）能應用浮沉條件解釋一些簡單的問題。
學習目標
將木塊和鐵塊分別放入水中，觀察松手后它們的運動方向，試著分析其中的原因。
F浮
當F浮>G時，合力向上，物體上浮。
當F浮當F浮=G時，合力為零，物體懸浮在水中。
F浮
1．浮力與重力的關系
知識點一物體的浮沉條件
F浮＞ G 上浮： ρ液＞ ρ物
F浮= G 懸浮： ρ液 = ρ物
F浮＜ G 下沉： ρ液＜ ρ物
浮力：F浮＝ρ液gV排 ； 重力：G ＝ρ物g V物；
研究條件：實心物體浸沒在液體中，受重力和浮力。
漂浮： ρ液＞ρ物
根據浮沉條件進行比較：
V排 = V物
2．物體密度與液體密度間的關系
2．物體密度與液體密度間的關系
將新鮮雞蛋放入盛水容器中，向水中加鹽，并攪拌，不斷增加鹽水的濃度。觀察雞蛋在容器中的位置變化。
想想做做
（1）上浮和下沉是不平衡態；
懸浮和漂浮是平衡（靜止）態；
（2）上浮、下沉和懸浮：V排=V；
漂浮：V排＜V；
（3）空心物體運用浮沉條件時可以用物體的平均密度ρ物與液體密度ρ液比較
3．浮沉條件的討論
思考
鋼鐵制成的潛水艇又為什么能在水中隨意地下潛和上浮呢？
螺母在水中下沉
軍艦卻能漂浮在水面上
實驗探究
阿基米德原理：
物體受到的浮力等于物體排開的液體所受的重力。
甲：擠扁
乙：撐開
F甲浮
G乙
G甲
G甲
G乙
V甲排
V乙排
F甲浮
F乙浮
=
<
<
F乙浮
要用密度大于水的材料制成能夠浮在水面上的物體，可以把物體做成空心的，增大它們排開液體的體積，增大浮力。
實驗結論
　　早在殷商之前，我國古代人民對浮力就有深入的觀察，到殷商時已由制獨木船發展到用木板組成大的船體，這是我國最早的木船。
蘆湖獨木舟
知識點二浮力的應用
用橡皮泥做成能承載重物的小船，使它漂浮在水面上。
想想做做
（1）工作原理：將鋼鐵做制成空心的輪船，可以排開更多的水，漂浮在水面上。
（2）排水量（m排）：
輪船滿載時排開水的質量：
F浮= m排g 而 F浮=G
∴ m船+m貨= m排
（3）載重線
輪船
工作原理：靠改變自身重力上浮和下潛。
模擬潛水艇：用注射器向密封的瓶內打氣，將瓶內的水排出，瓶向上浮起。
潛水艇
排出水，潛艇受到的重力減小，潛艇上浮
注入水，潛艇受到的重力增大，潛艇下沉
潛水艇視頻
如圖所示，潛水艇懸浮在水中時，下列說法正確的是（ ）。
A．要使潛水艇上浮，應向水艙充水；
B．要使潛水艇下沉，應將水艙里的水排出一部分；
C．當潛水艇懸浮在水中時，潛水艇重等于同體積的水重；
D．潛水艇是靠改變自身重力和受到的浮力來實現浮沉的
C
例題講解
工作原理：靠空氣浮力升空
內部充有小于空氣密度的氣體
氣球與飛艇
密度計
工作原理：靠當液體的密度越大時，物體排開液體的體積就越小；反之，則排開液體的體積越大；
密度計視頻
例2 一艘輪船從海里駛入河里，它受到的重力大小 ，它受到的浮力 ；它排開水的體積 。（填變大，變小或不變）
【解析】
輪船浮在海面上，F浮 = G ；
它駛入河里也浮在河面上：F′浮= G 。
∵ G 不變，∴ F浮不變：
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
不變
不變
變大
例題講解
例3 重為15 N的物體，浸沒于裝滿水的容器中后，溢出了5×10-4 m3的水。則此物體是（ ）
A．浮在水面上 B．沉到水底
C．懸浮在水中 D．以上幾種情況都有可能
【解析】
根據阿基米德原理
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B
A
B
例4 如圖所示，A、B兩物體靜止在水中（ ）
A．兩物體受到的浮力一定相等
B．兩物體受到的浮力不等，A物體受到的浮力大
C．兩物體的密度不等，B物體的密度大
D．兩物體的重力不等，A物體的重力大
C
例5 一冰塊漂浮在水面上，當冰完全熔化后，容器中的水面將如何變化？
當冰化成水后，質量不變，所以，m水= m冰
冰排開水的體積等于冰化成水的體積
∴液面高度不變
【解析】冰漂浮在水面上，F浮= G冰
當冰放入鹽水中時，冰熔化后，液面如何變化？
∵ ρ水< ρ鹽水，∴V排> V鹽水
冰排開鹽水的體積小于冰化成水的體積
∴液面上升
【解析】冰漂浮在鹽水中，F浮 = G
一、物體浮沉條件
二、浮力的應用
1、浮力與重力的關系
輪船、潛水艇、氣球與飛艇、密度計
2、物體密度與液體密度的關系
F浮＞ G 上浮： ρ液＞ ρ物
F浮= G 懸浮： ρ液 = ρ物
F浮＜ G 下沉： ρ液＜ ρ物
漂浮： ρ液＞ρ物
課堂小結
1．（多選）用同一支密度計測定不同液體的密度，下列敘述正確的是（ ）
A 密度計漂浮的越高，所受的浮力越大
B 密度計漂浮在不同液體中，所受的浮力都相等
C 密度計排液體積越大，液體密度越大
D 密度計漂浮的越高，液體密度越大
B D
隨堂練習
2．質量相等的實心鋁球和鐵球放在水中，鐵球受的浮力 鋁球受的浮力；若把它們都放在水銀中靜止時，則鐵球受的浮力 鋁球受的浮力（選填“＞”、“＜”、“=”）
＜
＝
3．某潛水艇在海面下隱蔽跟蹤某個目標，現根據戰時需要上浮或下潛。在下潛過程中潛水艇所受的重力為G1、浮力為F1；上浮過程中所受的重力為G2、浮力為F2。則（ ）
A．F1G2
C．F1>G1,F2G2
B
4．陳誠將完全相同的兩個小球A、B分別放入盛有不同液體的容器甲、乙容器中，容器放在水平桌面上，小球靜止時如圖所示，此時兩容器中液面相平，則（ ）
A．A球所受浮力大
B．B球所受浮力大
C．甲容器容器底所受液體壓強大
D．乙容器容器底所受液體壓強大
C
5．兩個底面積不等的圓柱形容器（S甲＜S乙），分別盛有甲、乙兩種不同的液體，將兩個完全相同的小球分別放入這兩種液體中，小球靜止時的位置如圖所示，此時兩液面剛好齊平．若將這兩小球從液體中取出，則液體對容器底部壓強的變化量△p甲、△p乙的大小關系是（ ）
A．△p甲一定大于△p乙 B．△p甲一定等于△p乙
C．△p甲一定小于△p乙 D．△p甲可能小于△p乙
A
6．把一小球放入盛滿酒精的溢水杯中，它沉入容器底部，從杯中溢出10g酒精．若將該小球放入盛滿水的溢水杯中，它漂浮在水面上，從杯中溢出水的質量是（ ）
A．大于10g B．小于10g
C．等于10g D．無法判斷
A
7．在裝有液體的甲、乙兩燒杯中，同時放入兩個完全相同的物體，如圖，當物體靜止后兩燒杯內液面恰好相平．若液體對甲、乙兩燒杯底部壓強分別是P甲、P乙，液體對兩物體的浮力分別是F甲、F乙，則對它們的判斷正確的是（ ）
A．P甲＞P乙，F甲=F乙 B．P甲=P乙，F甲＞F乙
C．P甲=P乙，F甲＜F乙 D．P甲＜P乙，F甲=F乙
A
8．兩同學分別在底端封閉的兩支相同吸管中裝入不同質量的細沙，制成了A、B兩支密度計，放入同一個盛有水的燒杯中，靜止后如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．密度計A所受浮力較小
B．密度計B所受重力較小
C．兩密度計底部所受水的壓強相等
D．兩密度計在水面處的刻度值不同
A
9．如圖所示，是南極海洋冰山的美麗景象。冰山實質就是海中漂浮的大塊淡水冰。據科學分析，全球氣候變暖會導致冰山熔化，海平面升高。下列判斷正確的是（　　）
A．冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力
B．冰山所受的重力小于它排開水所受的重力
C．冰山熔化一部分后仍會漂浮在水面上
D．冰山熔化一部分后排開水的體積不變
C
10．小明洗碗時發現，同一只碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．碗漂浮時所受的浮力大于它所受的重力
B．碗漂浮時所受的浮力等于它排開的水所受的重力
C．碗沉底時所受的浮力大于它漂浮時所受的浮力
D．碗沉底時排開水的體積等于它漂浮時排開水的體積
B
11.邊長為20cm的薄壁正方形容器（質量不計）放在水平桌面上，將質地均勻的實心圓柱體豎直放在容器底部，其橫截面積為200cm2，高度為10cm。如圖1所示。然后向容器內緩慢注入某種液體，圓柱體始終直立，圓柱體對容器底部的壓力與注入液體質量的關系如圖2所示。（g取10Nkg）
(1)判斷圓柱體的密度與液體密度的大小關系，并寫出判斷依據；
(2)當圓柱體剛被浸沒時，求它受到的浮力；
【解析】(1)圓柱體的密度大于液體密度；依據：由圖2可知，當注入液體質量大于2kg時，圓柱體對容器底部的壓力不變，說明此時圓柱體浸沒在液體中，即圓柱體沉底了，由浮沉條件可知，圓柱體的密度大于液體密度。
(2)由題意知，圓柱體的底面積為
其高為h＝10cm＝0.1m
則圓柱體的體積為
正方體容器的底面積
圓柱體剛好浸沒時，液體的體積為
由圖2可知，圓柱體剛好浸沒時，注入液體的質量為2kg，則液體的密度為
根據阿基米德原理可得，當圓柱體剛被浸沒時，它受到的浮力為

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