資源簡介

(共33張PPT)
沉與浮
第4節
第十章 流體的力現象
學習目標
重點
2.能運用物體的浮沉條件、阿基米德原理解釋生活中的相關現象，解決實際問題，知道通過改變物體所受重力或浮力大小實現浮沉的方法。
難點
1.能通過實驗認識物體的浮沉條件，會分析物體在漂浮、下沉、懸浮時的受力情況，能用運動與力的關系判斷物體的上浮和下沉等過程，運用物體所受合力的大小來判斷物體的運動狀態。
2.知道我過古代對浮力的認識和應用。
新課引入
冰山、海豚、沉船......浸在水中的物體，有浮有沉。這是為什么呢？
漂浮
懸浮
沉底
一、物體的沉浮條件
知識構建
1.實驗觀察
取一枚生雞蛋，放在清水中，觀察它在水中沉浮的情況。向水中慢慢加些鹽，并輕輕攪拌，雞蛋怎樣運動？如果再加些清水，又會發生什么現象？
雞蛋沉浮實驗
一、物體的沉浮條件
（1）實驗過程
（2）實驗現象
雞蛋放在清水中先是沉底；加鹽后，雞蛋上浮直至漂浮在水面上；再加清水后，雞蛋又下沉直至沉底。
（3）實驗分析
F浮＜ G物
下沉
F浮
G物
一、物體的沉浮條件
F浮＞G物
F浮＝ G物
上浮
懸浮
F浮＝ G物
漂浮
（3）實驗分析
一、物體的沉浮條件
（4）實驗結論
水中的雞蛋同時受到重力和浮力的作用。當浮力大于重力時，雞蛋上浮；當浮力小于重力時，雞蛋下沉；當浮力等于重力時，雞蛋懸浮在水中。
一、物體的沉浮條件
對于浸沒在液體中的物體 ，如果只受到重力和浮力
F浮＞G物
F浮＝ G物
F浮＜ G物
上浮
懸浮
下沉
某些魚類的鰾的大小變化能使魚在水中的的浮沉發生變化
2.物體的沉浮條件
一、物體的沉浮條件
3.實心物體的沉浮與液體的密度和物體的密度之間的關系
浮 力：F浮 = ρ液V排g；
重 力：G物 = ρ物V物g；
浸沒時：V排 = V物
上浮
懸浮
下沉
G物
F浮
根據沉浮條件可知：
上浮：F浮＞ G物 ρ液＞ρ物
懸浮：F浮= G物 ρ液＝ρ物
下沉：F浮＜ G物 ρ液＜ρ物
漂浮：F浮= G物 ρ液＞ρ物
一、物體的沉浮條件
F浮＞G物　 　上浮
F浮＝G物　 　懸浮
F浮＜G物　 　下沉
　ρ液＞ρ物
　ρ液＝ρ物
　ρ液＜ρ物
對于浸沒在液體中的物體 ，如果只受到重力和浮力，可以根據液體和物體的密度判斷物體的浮沉，反之根據浮沉情況可以推導液體和物體的密度的大小關系。
3.實心物體的沉浮與液體的密度和物體的密度之間的關系
一、物體的沉浮條件
F浮＞G物　 　上浮
F浮＝G物　 　懸浮
F浮＜G物　 　下沉
F浮__G物　 　漂浮
F浮__G物　 　沉底
＝
（V排減小，F浮減小）
＜
（F浮＋F支＝G物）
F浮 = G排 = ρ液V排g
用什么方法可以改變浸沒物體的浮沉狀態呢？
4.控制沉與浮
一、物體的沉浮條件
F浮＞G物　 　上浮
F浮＝G物　 　懸浮
F浮＜G物　 　下沉
F浮__G物　 　漂浮
F浮__G物　 　沉底
＝
（V排減小，F浮減小）
＜
（F浮＋F支＝G物）
F浮 = G排 = ρ液V排g
（1）改變物體自身的重力
（2）改變物體的體積
（浸沒時排開液體的體積）
（3）改變液體的密度
4.控制沉與浮
一、物體的沉浮條件
抹香鯨靠加熱或冷卻腦油來控制沉浮
鸚鵡螺的螺旋形外殼內有很大的充氣囊
烏賊的骨中有許多小的充氣分隔室
海洋中的不少生物，靠改變自身體積，來改變浮力大小，從而控制沉與浮。
4.控制沉與浮：改變物體的體積
一、物體的沉浮條件
雞蛋沉浮實驗中的，是通過改變液體的密度，來改變浮力大小，控制雞蛋的沉浮的。
雞蛋沉浮實驗
4.控制沉與浮：改變液體的密度
一、物體的沉浮條件
二、控制沉與浮
1.浮力的應用——鹽水選種
原理：飽滿種子的密度大于鹽水的密度而下沉。
鹽水選種
獨木舟
鄭和下西洋的“寶船”模型
遠洋貨輪
2.浮力的應用——輪船
原理：用“空心”的辦法增大排開液體的體積，增大可利用的浮力。
二、控制沉與浮
世界最大的集裝箱貨輪“長范”輪，滿載排水量64萬噸。
輪船的大小通常用排水量表示，即輪船裝滿貨物時排開水的質量。
滿載排水量64萬噸，表示貨輪滿載時，貨物質量和船身質量之和為64萬噸。
2.浮力的應用——輪船
二、控制沉與浮
討論交流：打撈鐵牛
宋朝治平年間，牽拉浮橋的鐵牛，沉到河里。真定有個名叫懷丙的和尚，用兩只大船裝滿泥土，把鐵牛系到船上，用大木頭做成秤鉤的形狀鉤住鐵牛，慢慢地去掉船上的泥土，船浮出水面的同時鐵牛浮上來了。
原理：F浮 = ρ液gV排，
當ρ液、g、V排不變，浮力不變，物體重力減小，浮力大于重力，合力向上。
二、控制沉與浮
討論交流：打撈中山艦
中山艦是中國近現代史上的一代名艦，其排水量為780 t，長為 62.9 m，寬為 8.9 m，1938 年在長江被日軍擊中，沉入 19 m 深的江底。1997 年中山艦被打撈出水。假如由你們來組織打撈中山艦，請設計一個打撈方案。
二、控制沉與浮
二、控制沉與浮
浮筒打撈法：是用若干浮筒在水下充氣后，借浮力將沉船浮出水面。在用浮筒打撈法打撈沉船時，把一組浮筒拖到沉船的作業區，使它們灌滿水并沉到水底，開動打撈船上的壓氣機，把空氣壓進這組浮筒，將壓力艙的海水排空。
熱氣球
氣球
飛艇
3.浮力的應用——熱氣球、氣球、飛艇
原理：內部充有密度小于空氣的氣體（熱空氣、氫氣、氦氣）。
二、控制沉與浮
活動：做一個熱氣球
取一個大的輕紙袋，用細鐵絲編一個簡單的小筐，再用幾條膠帶把小筐掛在紙袋下面，筐里面放一團用酒精浸濕的棉花。把熱氣球拿到室外，點燃酒精棉，熱氣球就能慢慢升起來了。
氣球為什么能升起來？
氣球內部的空氣被加熱，內部空氣的密度小于外部的空氣。當浮力大于重力時，熱氣球就慢慢升起來了。
二、控制沉與浮
活動：做一個熱氣球
熱氣球怎么下降？
上升：調大火焰，熱空氣溫度升高，熱脹，部分氣體被排出，自身重力減小；
下降：調小火焰，熱空氣溫度降低，冷縮，外面的空氣進入球體，自身重力增大。
二、控制沉與浮
交流討論：控制飛艇的升降
如果讓你設計一架飛艇，怎么設計它升、降的方式？
扔掉配重，起飛；放掉部分氦氣，減小體積，降落。
氣囊內部還有小氣囊，內外氣囊之間充有氦氣，通過向內部氣囊充入、排出空氣，改變自身重力大小實現升降。
二、控制沉與浮
可以用圓珠筆芯自制一個密度計：找一根快用完了的圓珠筆芯，金屬筆頭向下（也可在筆頭上纏幾圈金屬絲），放入水中，筆芯靜止時，在筆桿上標出水面的位置，作為水的密度標記。然后把筆芯放在鹽水中，你有什么發現？你知道它的原理嗎？
交流討論：自制密度計
二、控制沉與浮
漂浮，即 G＝ F浮
（1）工作原理：
上面讀數小，下面讀數大；
刻度不均勻，上疏下密。
（2）刻度值的特點:
1060
1160
1100
1000
1100
4.浮力的應用——密度計
二、控制沉與浮
ρ1 ____ ρ2 _____ ρ3
＞
＞
圖為同一只密度計在三種不同液體中的情況，比較三種液體密度的大小關系。
4.浮力的應用——密度計
二、控制沉與浮
知識遷移
1.密度知識與生活聯系非常緊密，下列關于密度的說法中正確的是（　　）
A．“油比水輕”漂在水面上，是由于油的密度小于水的密度
B．乒乓球不慎被擠癟但無破損，球內氣體密度變小
C．為減輕質量，比賽用自行車用強度高、密度大的材料制造
D．鐵的密度大于棉花的密度，因此鐵的質量大于棉花的質量
A.由于油的密度比水的密度小，所以油和水混合在一起時，水沉在下面，油漂在水面，故A正確；
B.乒乓球不慎被擠癟但無破損，球內氣體質量不變，體積變小，密度變大，故B錯誤；
C.為減輕質量，比賽用自行車采用強度高、密度小的材料制造，故C錯誤；
D.鐵的密度大于棉花的密度，由于鐵和棉花的體積不知道，因此無法比較鐵和棉花質量的大小，故D錯誤。
A
知識遷移
2. 小明在洗水果時發現，丟入水中的蘋果有這樣的運動過程：蘋果進入水中全部浸沒后，在水中后會繼續向下運動一段距離，然后向上運動，最終漂浮在水面上。關于蘋果的受力情況，下列說法正確的是（ ）
A．蘋果向上運動是因為受到的浮力變大
B．蘋果向下運動的過程中，受到的重力小于浮力
C．蘋果受到的浮力先變大，再變小，后變大
D．蘋果受到的浮力先不變，再變大，最后變小
A.蘋果向上運動的過程中，液體的密度不變，排開液體的體積不變，則浮力不變，故A錯誤；
B.蘋果向下運動的過程中，在水中后會繼續向下運動一段距離，然后向上運動，即蘋果先做減速運動，而后向上做加速運動，說明蘋果進入水中全部浸沒后，向下運動的過程中，受到的重力小于浮力，故B正確；
CD.由題意可知V排先變大，再不變，后變小，由浮力公式可知，蘋果受到的浮力先變大，再不變，最后變小，故CD錯誤。
B
知識小結
物體的沉浮條件
控制沉與浮
知識點1相交線
沉與浮
鹽水選種：飽滿種子的密度大于鹽水的密度而下沉。
F浮＞G物
F浮＝ G物
F浮＜ G物
上浮
懸浮
下沉
輪船：采用“空心”法增大可利用的浮力。
熱氣球、氣球、飛艇：內部充有密度小于空氣的氣體（熱空氣、氫氣、氦氣）。
密度計：漂浮在液體中。刻度不均勻，上疏下密，上小下大。
知識拓展
潛海追夢
我國自20世紀90年代開始研制載人潛水器，目前我國的載人深潛技術已經達到世界領先水平。“蛟龍”號載人潛水器實現了我國大深度載人潛水器從無到有的突破，“深海勇士”號載人潛水器實現了我國載人深潛
技術自主可控，“奮斗者”號載人潛水器實現了我國載人潛 水器全海深的作業能力。

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