資源簡介

(共21張PPT)
跨學科實踐：潛艇
5
第10章　流體的力現象
2
了解我國在深潛方面的成就，會制作潛艇模型。
1
了解潛艇的沉浮原理。
1.將下表填寫完整
狀態 運動 靜止 上浮 下沉 漂浮 懸浮 沉底
示意圖
F浮與G關系 F浮____G F浮____G F浮____G F浮____G F浮=G__F支
ρ物與ρ液關系 ρ物_____ρ液 ρ物_____ρ液 ρ物_____ρ液 ρ物_____ρ液 ρ物_____ρ液
>
<
<
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=
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－
>
2.請在圖中畫出潛水艇加速上浮過程中所受重力G和浮力F浮的示意圖。
G
F浮
1.活動1　觀看視頻，思考為什么擠瓶子時，小藥瓶會下沉？而松手后小藥瓶會上浮？
重力
大于
重力
小于
一、潛艇的沉與浮
擠壓瓶子時，水進入小藥瓶，使得小藥瓶整體______變大，此時重力______浮力，小藥瓶下沉，松手后水從小藥瓶流出，小藥瓶整體______變小，使得重力______浮力，小藥瓶上浮。潛水艇就是利用這個原理工作的。
2.閱讀教材第80頁~第81頁，完成下面的填空。
(1)原理：通過改變____________來實現上浮或下潛。
(2)充水：G艇變大，此時F浮___G艇，潛水艇逐漸______。
(3)排水：G艇變小，此時F浮___G艇，潛水艇逐漸______。
自身重力
<
下潛
>
上浮
學以致用
1.潛水艇浸沒在水中，在它下潛的過程中，關于它受到的重力和浮力的說法正確的是(　　)
A.重力不變，浮力不變
B.重力變大，浮力變小
C.重力變大，浮力不變
D.重力變小，浮力變大
C
2.潛水艇能潛入水下航行，進行偵察和襲擊，是一種很重要的軍用艦艇，潛水艇漂浮在水面時，其所受浮力與重力的大小關系為F浮______(選填“>”“<”或“=”)G，當潛水艇水艙充水時，潛水艇將_________(選填“上浮”“下沉”或“懸浮”)；在下沉過程中，浸沒后，浮力將______ (選填“變大”“變小”或“不變”)。
=
下沉
不變
活動2　閱讀教材第81頁，完成以下內容。
1.工作原理
軍用潛艇是國家海軍的戰略性武器。工程師通過調節水艙內水的多少控制潛艇沉浮，依靠動力裝置推動螺旋槳前進。
二、軍用潛艇
2.基本結構
潛艇空間分為人員工作生活區和
水艙。工程師利用聲吶、潛望鏡、
雷達等設備充當潛艇耳目，設置了導彈、魚雷等武器系統。
學以致用
(2024·鄭州期中)海權握，國則興。建設一支強大海軍是實現中國夢的有力保障，潛艇是海軍的戰略重器。如圖所示是我國海軍某艦隊的“強國號”潛艇在海水中懸浮、上浮、漂浮的訓練過程。下列對此潛艇分析正確的是(　　)
A.懸浮和漂浮時受到的浮力不相等
B.潛艇是通過改變浮力大小達到上浮和下沉的
C.上浮過程中所受浮力逐漸變小
D.潛艇完全入水后，下沉越深，所受浮力越大
A
1.制作要求
(1)人員工作生活區和水艙獨立分開。
(2)人員工作生活區大于水艙。
2.比賽任務
(1)完成從水面下潛到指定位置懸浮。
(2)完成從水下上浮到指定位置懸浮。
三、潛艇模型制作比賽
學以致用
(2024·常州期末)如圖所示為小組同學制作的潛艇模型，通過橡膠管從燒瓶中吸氣或向燒瓶中吹氣，可使燒瓶的浮沉情況發生改變，要使“潛艇”從圖示位置下沉(橡膠管在水中的體積忽略不計)，正確的方法是(　　)
A.使用橡膠管向“潛艇”內吹氣，“潛艇”自重變小
B.使用橡膠管向“潛艇”內吹氣，“潛艇”所受的浮力變大
C.使用橡膠管從“潛艇”吸氣，“潛艇”自重變大
D.使用橡膠管從“潛艇”吸氣，“潛艇”所受的浮力變小
C
1.(2024·德州德城區開學考)某潛水艇在海面下隱蔽跟蹤某個目標，有時要上浮或下潛，但都未露出水面。若下潛時所受重力為G1，浮力為F1；上浮時所受重力為G2，浮力為F2，則(　　)
A.F1F2，G1=G2
C.F1=F2，G1>G2 D.F1=G1，F2>G2
C
解析　在海水中，潛水艇所受浮力F浮=ρ海水gV排，始終沒有露出水面，所以所受浮力不變；
潛水艇可以通過“讓海水進入壓力艙”增大自重下潛、“將海水排出壓力艙”減小自重上浮，即F浮>G2，F浮G2，故選C。
2.如圖所示，物理小組利用潛艇模型(忽略進氣排氣管的體積)，探究潛艇在水中如何實現上浮或下沉，下列說法不正確的是(　　)
A.模型浸沒后繼續下沉的過程中受到的浮力大小不變
B.若要讓懸浮的模型上浮，應使模型中進水
C.潛艇能上浮或下沉是通過改變自重實現的
D.用打氣筒向模型中打氣，模型上浮
B
3.中國海軍裝備最先進的戰略核潛艇(如圖)，它有先進可靠的新型核反應堆，具有高航速、低噪音的性能，它作為中國海軍戰略核威懾力量的重要組成部分，為保障國家安全，會不定期進行戰略巡航，如表是核潛艇的部分性能參數(設海水與水的密度相同)。
水下排水量/噸 11 500 水下最大航速/節 36
水面排水量/噸 9 000 水下巡航速度/節 20
艇長/米 135 最大潛深/米 350
艇寬/米 13 1節≈0.5米/秒
請回答：
(1)核潛艇在水下下潛過程中浮力_______，受到水的壓強______。(均選填“增大”“減小”或“不變”)
水下排水量/噸 11 500 水下最大航速/節 36
水面排水量/噸 9 000 水下巡航速度/節 20
艇長/米 135 最大潛深/米 350
艇寬/米 13 1節≈0.5米/秒
不變
增大
水下排水量/噸 11 500 水下最大航速/節 36
水面排水量/噸 9 000 水下巡航速度/節 20
艇長/米 135 最大潛深/米 350
艇寬/米 13 1節≈0.5米/秒
解析　潛艇在水下下潛過程中，排開水的體積不變，由F浮=ρ液gV排可知，核潛艇受到的浮力大小不變；
核潛艇在水下下潛過程中，核潛艇在水中的深度增大，由p=ρgh可知，核潛艇受到的水的壓強增大；
(2)核潛艇在水下航行時，所受浮力是_______________。(g取10 N/kg)
水下排水量/噸 11 500 水下最大航速/節 36
水面排水量/噸 9 000 水下巡航速度/節 20
艇長/米 135 最大潛深/米 350
艇寬/米 13 1節≈0.5米/秒
1.15×108 N
解析　由表格中的數據可知，核潛艇在水下航行時，水下排水量為11 500噸，由阿基米德原理可知，核潛艇受到的浮力等于排開水的重力，所以核潛艇在水下航行時，所受浮力：
F浮=G排=m排g=11 500×103 kg×10 N/kg=1.15×108 N；
(3)當核潛艇以表中的排水量在水面航行時，露出水面的體積是_________。(ρ海水=1.0×103 kg/m3)
水下排水量/噸 11 500 水下最大航速/節 36
水面排水量/噸 9 000 水下巡航速度/節 20
艇長/米 135 最大潛深/米 350
艇寬/米 13 1節≈0.5米/秒
2 500 m3
水下排水量/噸 11 500 水下最大航速/節 36
水面排水量/噸 9 000 水下巡航速度/節 20
艇長/米 135 最大潛深/米 350
艇寬/米 13 1節≈0.5米/秒
解析　核潛艇在水下航行時，排開水的體積等于核潛艇的體積：
V潛=V排===1.15×104 m3；
核潛艇在水面航行時，水面下的體積：
V潛'=V排'===9 000 m3，
露出水面的體積：V露=V潛-V潛'=1.15×104 m3-9 000 m3=2 500 m3。

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