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第十章 第３節(jié)
物體的浮沉條件及應(yīng)用
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
為什么沉到容器底部？
3．浸沒在水銀中的鐵塊為什么向上浮起？
4．鋼鐵制成的船為什么能在海面上航行？
5．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？
提出問題
懸浮
上浮
下沉
新課導(dǎo)入
1．浮力與重力的關(guān)系
懸浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
上浮： F浮＞G
F浮
G
漂浮
漂浮：F浮 = G
懸浮：F浮 = G
下沉： F浮＜G
推進新課
一、物體的浮沉條件
2．物體密度與液體密度間的關(guān)系
浮力：F浮＝r液gV排 ； 重力：G ＝r物g V物； V排 = V物
研究條件：實心物體浸沒在液體中，受重力和浮力。
G
F浮>G 上浮
F浮
G
F浮F浮
下沉：由F浮ρ液g V排<ρ物g V物
因為 V排= V物
所以 ρ液>ρ物
上浮：由F浮>G可得：
ρ液g V排>ρ物g V物
因為 V排= V物
所以 ρ液>ρ物
根據(jù)浮沉條件進行比較
G
F浮
F浮=G懸浮
F浮
G
F浮=G漂浮
漂浮：由F浮=G可得：
ρ液g V排=ρ物g V物
因為 V排< V物
所以 ρ液>ρ物
懸浮：由F浮=G可得：
ρ液g V排=ρ物g V物
因為 V排= V物
所以 ρ液= ρ物
F浮＞ G 上浮： r液＞ r物
F浮 = G 懸浮： r液 = r物
F浮＜ G 下沉： r液＜ r物
漂浮： r液＞r物
根據(jù)浮沉條件進行比較
想想做做
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。
圖10.3-2（水）
圖10.3-2（濃鹽水）
3．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
實驗2：把橡皮泥放在水面上，觀察橡皮泥能否浮在水面上。將橡皮泥捏成碗狀，再放在水面上，觀察橡皮泥能否浮在水面上。
知識一 輪船和潛水艇
二、浮力的應(yīng)用
知識一 輪船和潛水艇
1、輪船：
工作原理：空心法，即把密度大于水的鋼材制成空心的，使它能排開更多的水，增大可利用的浮力，從而漂浮在水面上。同一艘輪船，不論是在河里，還是在海里，F(xiàn)浮均等于G，因為河水密度比海水小，所以船在海里比在河里浸入的體積小。
輪船的大小通常用排水量來表示，排水量即輪船滿載時排開水的質(zhì)量，公式有：m排=m船+m貨。
二、浮力的應(yīng)用
知識一 輪船和潛水艇
1、輪船：
思考題：
1、輪船從河里駛?cè)牒＠铮闹亓ψ儾蛔儯克母×ψ兇蟆⒆冃∵€是不變？
2、它排開水的質(zhì)量變不變？
3、它排開水的體積變不變？
4、它是下沉一些，
還是上浮一些？
知識一 輪船和潛水艇
2、潛水艇：
小實驗：潛水艇能在水下和水上航行，它是怎樣做的，觀察下面實驗：
模擬潛水艇：用注射器潛水艇內(nèi)打氣，將潛水艇內(nèi)的水排出，潛水艇向上浮起。
知識一 輪船和潛水艇
2、潛水艇：
真實的潛水艇的工作原理如下圖
潛艇
知識一 輪船和潛水艇
2、潛水艇：
工作原理：
（1）潛水艇依靠改變自身的重力來實現(xiàn)在水中的沉浮。
（2）潛水艇浸沒在水中不同深度所受的浮力相等，因為排開水的體積不變，始終等于潛水艇的體積。
知識二 氣球和飛艇
為什么熱氣球和飛艇能飛起來？
氣球和飛艇的原理：熱氣球或飛艇的ρ平均< ρ空氣，使它受到的F浮>G物而升空。
知識三 密度計
密度計
用途：測定液體密度的儀器。
構(gòu)造：如右圖
原理：它是根據(jù)物體漂浮時受力平衡和阿基米德原理制成。密度計在所測液體中受到的浮力不變，都等于重力。根據(jù)阿基米德原理，待測液體密度大時，密度計露出部分多，反之，露出部分少，密度計上面的刻度小而下面較大。
鹽水選種
——利用浸沒在液體中的物體受到的浮力跟液體的密度ρ液有關(guān)，ρ液越大， F浮越大。
ρ物< ρ液，物體上浮；
ρ物> ρ液，物體下沉。
干癟、蟲蛀的種子會上浮直至漂浮，而飽滿的種子下沉到容器底部。
鹽水選種的道理：飽滿種子的密度要大于鹽水的密度而下沉。
課堂小結(jié)
一、物體浮沉的條件
力的關(guān)系
密度關(guān)系
這節(jié)課你學(xué)到了什么？
二、浮力的應(yīng)用
輪船
潛水艇
氣球和飛艇
例1　關(guān)于浮力，下列說法中正確的是（ ）。
A. 上浮的物體一定比下沉的物體受到的浮力大
B. 沉在容器底部的物體一定不受浮力
C. 在水中上浮的物體在煤油中可能懸浮
D. 沒入水中的物體在水中的位置越深受到的浮力越大
C
典例精析
例2　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(jù)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
【解析】
A漂浮：ρA< ρ水 ； B懸浮：ρB＝ ρ水
∴　 ρB＝ ρ水> ρA ，
　　　　　ρB> ρA 。
A
B
例3　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，B物體的重力大
C
例4　一冰塊漂浮在水面上，當(dāng)冰完全熔化后，容器中的水面將如何變化？
當(dāng)冰化成水后，質(zhì)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(xiàn)浮= G冰
當(dāng)冰放入鹽水中時，冰熔化后，液面如何變化？
∵ ρ水< ρ鹽水，∴ V化水>V排
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(xiàn)浮 = G

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