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第八章 浮 力
第三節(jié) 浮與沉
情 境 導(dǎo) 入
第三節(jié)
浮與沉
提出問題
1．浸沒在水中的木塊為什么向上浮起？
2．浸沒在水中的鐵塊沉到容器底部，鋼鐵制成的船為什么 能在海面上航行？
3．物體在液體中都受到浮力，為什么有的上浮、有的下沉、有的懸浮？
新 課 探 究
第三節(jié)
浮與沉
一、浮沉條件
根據(jù)物體的受力情況分析判斷物體的浮沉：以浸在水中的雞蛋為例分析：
把雞蛋浸入水中時，受到重力 G 與浮力 F浮 兩個力的作用。這兩個力的方向相反、作用在同一直線上。
物體的浮沉就取決于重力 G 與浮力 F浮 兩個力的大小。
F浮
G
物體在液體中，為什么有的漂浮、有的懸浮、有的沉底呢？
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課堂小結(jié)
比較力的大小
①若浮力 F浮 大于重力 G，則雞蛋會上浮。
漂浮時，根據(jù)二力
平衡條件可知：F浮=G
F浮
G
F浮
G
向上運動
F浮＞G
最終靜止在水面上，即漂浮狀態(tài)。
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②若浮力 F浮 等于重力 G，則會懸浮，雞蛋靜止在水中。
懸浮時：F浮=G
F浮
G
懸浮
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③若浮力 F浮 小于重力 G，則雞蛋會下沉，最終靜止在底部。
靜止底部時：F浮=G-F支
F支
F浮
G
F浮
G
F浮＜G
向下運動
靜止底部時，受到三個力的作用：重力 G、浮力 F浮、支持力 F支。
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比密度
比較物體密度ρ物 與液體密度ρ液 的大小關(guān)系判斷物體的浮沉
①當(dāng)物體浸沒在水中時，受到重力 G 與浮力 F浮兩個力的作用。
F浮
G
F浮＝ρ液gV排
浮力的大小：
G=m物g＝ρ物gV物
重力的大小：
V排=V物
浸沒在水中時：
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根據(jù)浮力和重力的關(guān)系推導(dǎo)
若F浮＞G ρ液gV排＞ρ物gV物 即 ρ液＞ρ物 物體上浮
若F浮=G ρ液gV排 = ρ物gV物 即 ρ液=ρ物 物體懸浮
若F浮＜G ρ液gV排 < ρ物gV物 即 ρ液＜ρ物 物體下沉
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若F浮＞G，則上浮
若ρ液＞ρ物，則上浮
若F浮=G， 則懸浮
若F浮若ρ液=ρ物， 則懸浮
若ρ液<ρ物， 則下沉
總結(jié)
判斷物體浮沉
的兩種方法
比較浮力和
重力的大小
比較物體密度和液體密度
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浮沉條件的討論
（1）上浮和下沉是不平衡態(tài)；
懸浮和漂浮是平衡（靜止）態(tài)。
（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。
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中國古代就將浮力用于生產(chǎn)、生活中。從獨木舟到鄭和出使西洋用的大型“寶船”船隊，從孔明燈到浮船打撈技術(shù)，從鹽水選種到密度計，都體現(xiàn)出中華民族的智慧。
我國古代對浮力的應(yīng)用
二、浮沉的應(yīng)用
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橡皮泥的密度比水大，它在水中會下沉，根據(jù)阿基米德原理，怎樣把橡皮泥做成一條小船，使它能漂浮在水面，并能承載重物
做一做
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①輪船的漂浮原理
把輪船做成“空心”體后放在水里，雖然它所受的重力沒有改變，但是排開的水較多，因而受到較大的浮力，所以能漂浮在水面上。
輪船的排水量：輪船裝滿貨物時排開水的質(zhì)量，等于輪船和貨物的總質(zhì)量。
②輪船的排水量——表示輪船的大小
1. 輪船
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①潛水艇的沉浮靠改變自身重力實現(xiàn)的。
潛水艇能潛入水下航行，進(jìn)行偵查和襲擊，隱蔽性強，是一種很重要的軍用艦艇。
2. 潛水艇
因為潛水艇浸沒在水里時，排開水的體積不變，根據(jù)阿基米德原理 F浮=ρ液gV排 可知，所受浮力基本不變，所以只能靠改變自身重力實現(xiàn)浮沉的。
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當(dāng)水艙中充入適量的水時，浮力與重力相等，潛水艇就能懸浮在水中任何深度。
②潛水艇的浮沉原理
下潛時，在兩側(cè)的水艙內(nèi)充入水，艇重增大，重力大于浮力，潛水艇就會下沉。
上浮時，用壓縮氣體將水艙里的水排出一部分時，潛水艇變輕，重力小于浮力，潛水艇就會上浮。
潛入水中
若G＞F浮，則下潛
若G＜F浮，則上浮
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氣球升空原理：通過充入密度小于空氣的氣體（氫氣、氦氣、熱空氣等），使氣球受到的浮力大于自身所受的重力而升空。
3. 氣球和飛艇
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20世紀(jì)二三十年代，飛艇曾盛極一時，后來連續(xù)發(fā)生了幾次飛艇氣囊內(nèi)氫氣爆炸的事故加之其飛行速度有不及飛機等原因，便逐漸被飛機取代。近年來，許多新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，特別是氦氣的廣泛應(yīng)用，飛艇迎來新一輪的發(fā)展熱潮。
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課堂小結(jié)
①密度計是測量液體密度的儀器。
②構(gòu)造：密度計是一根粗細(xì)不均勻的密封玻璃管，管的下部裝有少量密度較大的鉛丸。
③原理：密度計放在液體中都是漂浮的，因此受到的浮力始終等于它受到的重力，F(xiàn)浮=G，且不變。
根據(jù) F浮=ρ液gV排 可知， F浮 不變，把它放在密度較大的液體里，它浸入液體的體積小，上浮一些；把它放在密度較小的液體里，浸入液體的體積就大，下沉一些。
所以密度計的刻度從下往上的示數(shù)是越來越小的。
4. 密度計
當(dāng)堂達(dá)標(biāo)
第三節(jié)
浮與沉
1. 重 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（ ）
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
B　
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當(dāng)堂達(dá)標(biāo)
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課堂小結(jié)
2. 如圖所示，同一潛水艇浮在水面時受到的浮力為 F1，底部受到水的壓強為 P1。潛入水中時受到的浮力為 F2，底部受到水的壓強為 P2。下列說法正確的是（　　）
A．F1=F2 P1B．F1=F2 P1>P2
C．F1>F2 P1>P2
D．F1D　
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當(dāng)堂達(dá)標(biāo)
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3．潛水艇是靠改變___________實現(xiàn)浮沉的。一艘潛水艇排水量為 3 090 t，在海面下某一深度巡航時，它所受到的浮力大小為____________N；當(dāng)它在海面下繼續(xù)下潛的過程中，它所受到的浮力大小將_______（選填“變大”“變小”或“不變”）。（g 取 10 N/kg，ρ海水＝1.03×103 kg/m3）
自身重力　
3.09×107　
不變　
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當(dāng)堂達(dá)標(biāo)
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4．如圖所示，木頭、魚、水底的石頭均處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是（ ）
A．水對石頭的壓強比對木頭的小　　　　
B．木頭受到的浮力大于它自身所受的重力
C．魚受到的浮力等于它自身所受的重力　　　　
D．石頭受到的浮力等于它自身所受的重力
C　
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當(dāng)堂達(dá)標(biāo)
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課堂小結(jié)
5. 如圖所示，A、B 兩物體靜止在水中，則（ ）
A．兩物體受到的浮力一定相等
B．兩物體受到的浮力不相等，A 物體受到的浮力大
C．兩物體的密度不相等，B 物體的密度大
D．兩物體受到的重力不相等，B 物體所受的重力大
C 　
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當(dāng)堂達(dá)標(biāo)
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6．把一塊實心金屬放入盛滿酒精的杯中，從杯子中溢出8 g酒精；若將該金屬放入盛滿水的同樣的杯子中，從杯中溢出水的質(zhì)量是（ ）
A．大于 8 g B．等于 8 g C．小于 8 g D．無法確定
A
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當(dāng)堂達(dá)標(biāo)
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7．如圖所示，質(zhì)量相等的物體 A、B 分別漂浮在水、酒精中，已知 ρ水＞ρ酒精 ，兩物體所受浮力分別為 FA、FB，則 FA FB；兩物體所排開液體的體積分別為 V水、V酒精，則 V水______V酒精。（均選填“>”“=”或“<”）
<
=
課 堂 小 結(jié)
第三節(jié)
浮與沉
物體的
浮沉條件
比較浮力
和重力
比較物體
和液體密度
若F浮＞G，則上浮（漂浮時F浮=G）
若ρ物＜ρ液，則上浮
若F浮=G， 則懸浮
若F浮若ρ物=ρ液， 則懸浮
若ρ物＞ρ液，則下沉
①輪船靠挖“空心”的方法增大浮力。
②排水量：輪船滿載時，排開水的質(zhì)量。
浮力的
應(yīng)用
是靠改變自身的重力，實現(xiàn)上浮和下潛的。
充入密度小于空氣的氣體，使受到空氣的浮力大于自身的重力。
輪 船
浮與沉
氣球和
飛艇
潛水艇
密度計是漂浮的，受到的浮力等于所受重力且不變。
密度計

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