1、像“像“泰坦尼克泰坦尼克”号这样的钢铁巨轮为什”号这样的钢铁巨轮为什 么能浮在海面上？么能浮在海面上？ 潜水艇时而浮于水面，时而潜入水底，有时又能停潜水艇时而浮于水面，时而潜入水底，有时又能停 留在水中，其中的奥秘在哪里？留在水中，其中的奥秘在哪里？ 10.3 10.3 物物体的浮沉条件及应用体的浮沉条件及应用 让鸡蛋像潜水艇一样浮沉让鸡蛋像潜水艇一样浮沉 我们可以从鸡蛋的受力情况去分析物体的浮沉条件我们可以从鸡蛋的受力情况去分析物体的浮沉条件. . 一、物体的沉浮条件一、物体的沉浮条件 G F浮 F F浮 浮= G = G 漂浮漂浮 G F浮 悬浮悬浮 F F浮 浮=G =G 1 1浮力与重
2、力的关系浮力与重力的关系 悬浮悬浮 上浮上浮 下沉下沉 F F浮 浮 G G F F浮 浮 G G F F浮 浮 G G 上浮：上浮： F F浮 浮 G G物 物 一、物体的浮沉条件一、物体的浮沉条件 F F浮 浮 G G 漂浮漂浮 漂浮：漂浮：F F浮 浮 = G = G物 物 悬浮：悬浮：F F浮 浮 = G = G物 物 下沉：下沉： F F浮 浮 G G物 物 条件条件: :物体浸没在液体中且只受浮力和重力作用物体浸没在液体中且只受浮力和重力作用 2物体密度与液体密度间的关系物体密度与液体密度间的关系 F浮 浮 G 上浮：上浮： r r液 液 r r物 物 F浮 浮= G 悬浮： 悬浮
3、： r r液 液 = r r物物 F浮 浮 G 下沉：下沉： r r液 液 r r物 物 浮力：浮力：F浮 浮 r r液gV排 排 ； ； 重力：重力：G r r物 物g V物物； ； V排 排 = V物物 一、物体的浮沉条件一、物体的浮沉条件 漂浮：漂浮：F浮 浮= G r r液液 r r物 物 根据浮沉条件进行比较根据浮沉条件进行比较 条件条件: :物体浸没在液体中且只受浮力和重力作用物体浸没在液体中且只受浮力和重力作用 3浮沉条件的讨论浮沉条件的讨论 （1）上浮和）上浮和下沉是不平衡态；下沉是不平衡态； 悬浮和悬浮和漂浮是平衡（静止）态漂浮是平衡（静止）态 （2）上浮、上浮、下沉和悬浮：
4、下沉和悬浮：V排 排=V； ； 漂浮：漂浮：V排 排 V （3）空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平）空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平 均密度均密度物 物与液体密度 与液体密度液 液比较 比较 浮沉条件浮沉条件 (1) (1) 漂浮漂浮 F F浮 浮=G =G物 物 V V排 排V 物 物 (2) (2) 悬浮悬浮 F F浮 浮=G =G物 物 V V排 排=V =V物 物 液 液= =物 物 (3) (3) 上浮上浮 F F浮 浮G G物 物 V V排 排=V =V物 物 液 液 物 物 (4) (4) 下沉下沉 F F浮 浮G G物 物 V V排 排=V =V物 物 液 液 物 物 简
5、单的说简单的说, ,浸在液体中的物体的浮和沉浸在液体中的物体的浮和沉, ,取决于所受的取决于所受的 浮力和重力。还可以通过改变液体和物体密度来改变浮力和重力。还可以通过改变液体和物体密度来改变 物体的浮沉状态。物体的浮沉状态。 悬浮与漂浮有何不同？悬浮与漂浮有何不同？ 悬浮物体全部浸入悬浮物体全部浸入; ;漂浮物体部分浸入。漂浮物体部分浸入。 【总结总结】 计算浮力的四种方法计算浮力的四种方法 1 2 4 3 F浮 浮= F向上向上-F向下向下 揭示了浮力产生的本质揭示了浮力产生的本质 F浮 浮= G F 揭示实验中浮力测量方法揭示实验中浮力测量方法 F浮 浮= G排排= m排排g=液液gV排
6、排 F浮 浮= G物物 揭示了物体漂浮、悬浮条件揭示了物体漂浮、悬浮条件 揭示浮力的影响因素揭示浮力的影响因素 1、重为15 N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢 出了510-4 m3的水。则此物体是（ ） A浮在水面上 B沉到水底 C悬浮在水中 D以上几种情况都有可能 【解析】 根据阿基米德原理 F浮 = 水 gV排 =1.0 103 kg/m3 9.8 N/kg510-4 m3 =4.9 N15 N F浮G 物体下沉 B 2. 质量相等的甲、乙、丙三个实心球，放入某种液体 中静止时的情况如图所示,它们所受的浮力F甲、F乙、 F丙之间的关系应为：F甲F乙F丙； 它们的密度 甲、乙、丙之间的关
7、系是：甲乙丙。 （均选填“”“”或“”） = 3.如图10（甲）所示，弹簧测力计示数为5N。 如图10（乙）所示，小球一半浸在水中， 测力计示数为2N。则小球受到的浮力为 _N，小球的体积为_cm3。剪断悬吊 小球的细线，小球在水中稳定时受到的浮 力为_N。（g取10N/kg） 答案：答案： 3 600 5 4.如图所示，先将半个西瓜皮轻轻放在水缸 中，发现它漂在水面上，此时它受到的浮 力大小为F浮浮1然后把它按入水面下发 现它沉入水底，此时它受到的浮力大小为F 浮浮2则F浮浮1与 F浮浮2的大小关系是（ ） AF浮浮1F浮浮2 BF浮浮1=F浮浮2 CF浮浮1F浮浮2 D无法比较 A 1.8
8、；2 5、体积均为2003的木块和合金块，放入 水中静止时的情况如图所示，已知木块重 为1.8N，合金块重为6N，则木块受到的浮 力为 N，合金块受到的浮力为 N。 木块 合金块 第15题图 6、在一支平底试管内装入适量铁砂，先后 放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里， 如图所示。下列说法正确的是（ ） A试管在甲液体中受到的浮力较大 B试管在乙液体中受到的浮力较大 C装甲液体的烧杯底部所受液体压强较大 D装乙液体的烧杯底部所受液体压强较大 D 7.如图11所示，体积为V=200cm3的木块在 绳子拉力F=0.8N的作用下完全浸没在水中 （g=10N/kg，水1.0103kg/m3,绳子重力 不
9、计）。求： （1）木块此时受到浮力。 （2）木块的重力。 （3）剪断绳子，木块静止时排开水的体积。 解： （1）F浮=水gV排 =1000310200106=2（N） （2）G=F浮-F=2N-0.8N=1.2N （3）F浮=水V排g=S物 V排 =1.210-4（N） 早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有 深入的观察，到殷商时已由制深入的观察，到殷商时已由制独木船独木船发展到用发展到用 木板组成大的船体，这是我国最早的木船。木板组成大的船体，这是我国最早的木船。 芦湖独木舟芦湖独木舟 我国古代对浮力的应用我国古代对浮力的应用 二、浮力的应用二、浮力的应用
10、周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄 河、长江这样的大河流上也多次架设过河、长江这样的大河流上也多次架设过浮桥浮桥。 浮桥浮桥 我国古代对浮力的应用我国古代对浮力的应用 我国汉代曾发明过一种做军事我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯信号用的灯 笼笼，灯笼能腾空而起，飞向天空。，灯笼能腾空而起，飞向天空。 我国古代对浮力的应用我国古代对浮力的应用 三国时期有三国时期有“曹冲称象”“曹冲称象”。 除了除了以舟称物以舟称物之外，之外，以舟起重以舟起重也是中国人也是中国人 的发明。据史籍记载，真定县僧人怀丙曾的发明。据史籍记载，真定县僧人怀丙曾“打“打 捞铁牛”捞铁
11、牛”。他创造了浮力起重法。他创造了浮力起重法。 我国古代对浮力的应用我国古代对浮力的应用 金属锡的密度是金属锡的密度是7.3 g/cm3， 怎样才能让密度比水大的锡怎样才能让密度比水大的锡 漂浮在水中呢？漂浮在水中呢？ 思思 考考 把锡压成薄片，把锡压成薄片， 包成盒状，使之包成盒状，使之 成为能承载重物成为能承载重物 的小船，漂浮在的小船，漂浮在 水面上。水面上。 想想做做想想做做 （1）工作原理：工作原理：在质量不变的情况下，将钢铁做制成在质量不变的情况下，将钢铁做制成 空心空心的轮船，可以排开更多的水，来获得更大的浮力的轮船，可以排开更多的水，来获得更大的浮力 漂浮在水面上。漂浮在水面上
12、。 （2）排水量（m排水）： 轮船满载时排开水的质量： F浮= m排g 而 F浮=G m船+m货= m排水 轮 船 （3）载重线（吃水线） 吃水线 每艘轮船的船身侧面都设每艘轮船的船身侧面都设 计有一条最大吃水线，轮计有一条最大吃水线，轮 船在载物时水面不能超过船在载物时水面不能超过 这条吃线，从而确保了轮这条吃线，从而确保了轮 船的船的安全出航安全出航。 1.如图8所示，中国辽宁号航空母舰是中国人民解 放军海军的第一艘航空母舰，舰长304 m、舰宽 70.5 m，满载时排水量达67500 t。 （1）它满载时所受的浮力为 牛(取g=10N/kg)。 （2）2012年9月25日，该舰正式加入中
13、国海军序 列。2012年11月23日，中国航母舰载机歼-15着舰 成功。 当舰载机着舰后，浮力将 （选填“不 变”、“变小”、“变大”）。 图8 答案：答案： 13 6.75108 变大 2 2、 一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大 小小 ，它受到的浮力，它受到的浮力 ；它排开水；它排开水 的体积的体积 。（填变大，变小或不变）。（填变大，变小或不变） 不变不变 不变不变 变大变大 海水海水 河水河水 工作原理：工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。靠改变自身重力上浮和下潜。 模拟潜水艇：模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶用注射器向密封的瓶 内打起，将瓶内的
14、水排出，瓶向上内打起，将瓶内的水排出，瓶向上 浮起浮起 潜艇潜艇 潜水艇潜水艇 工作原理： 气球、热气球和飞艇 气球采用气球采用充密度比空气小的气体充密度比空气小的气体（氢气、氦气、热空（氢气、氦气、热空 气）的办法，使它受到的气）的办法，使它受到的浮力大于重力浮力大于重力而升空。升空时而升空。升空时 平均 平均 空气空气。气球不能无限制地升入高空，当 。气球不能无限制地升入高空，当F浮 浮=G球球时， 时， 应该应该悬浮悬浮，实际上在没有达到悬浮时，其内部气压大于，实际上在没有达到悬浮时，其内部气压大于 外部气压而破裂。外部气压而破裂。 热气球利用空气受热膨胀，热气球利用空气受热膨胀，热空气
15、的密度小于空气的热空气的密度小于空气的 密度密度，实现在空气中上升（浮力大于自身重力），实现在空气中上升（浮力大于自身重力） 飞艇利用改变自身的体积，实现沉浮（升降）。飞艇利用改变自身的体积，实现沉浮（升降）。 如如减小体积减小体积,则有则有F浮 浮G球球下降 下降。 密度计 0.8 1.0 1.8 2.0 0.8 1.0 1.8 2.0 0.8 1.0 1.8 2.0 硫 酸 水 酒 精 1、密度计是一种什么仪器？ 它的刻度有什么特点？ 测量液体密度的仪器,刻度是 上小下大且不均匀。 2、密度计的工作原理是什么？ 物体漂浮在液面上的条件F浮G 3、密度计浸入不同液体中 所受浮力大小相同吗？
16、相同 1.在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁 丝，把它放到甲乙丙三种密度不同的液体中，木 棍浸入液体里的情况如图所示，则木棍在三种液 体里受到的浮力F的大小及三种液体密度之间的 关系，正确的是（ ） AF甲甲F乙乙F丙丙 甲甲乙乙丙丙 BF甲甲F乙乙F丙丙 甲甲乙乙丙丙 CF甲甲=F乙乙=F丙丙 甲甲乙乙丙丙 DF甲甲=F乙乙=F丙丙 甲甲乙乙丙丙 C 2潜水艇在水中是靠改变自身重力实现上 浮和下沉的下列分析正确的是( ) A潜水艇上浮未露出水面的过程中，它的 水舱需要吸入水 B潜水艇上浮未露出水面的过程中，它受 到的浮力变小 C潜水艇在水面下继续下沉时，它受到的 浮力会变大 D潜水艇在
17、水面下继续下沉时，它受到的 浮力会不变 D 5104 变大 3.一艘轮船的排水量是50000吨，当它满载 在长江内河航行时，排开水的体积 是 m3，一艘潜水艇从长江内河潜 行（潜行：指）到海洋时，潜水艇受到的 浮力 （选填“变大”、“不变”或 “变小”）（水=1.0103kg/m3，海水 =1.03103kg/m3） 4.某同学制作了如图所示的潜艇模型，下列说法 错误的是( ) A潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的 B向内推注射器活塞，水会被压入试管中，可实 现潜艇下沉 C推拉注射器活塞，试管内水量适当时，可实现 潜艇悬浮 D潜艇模型的试管上绕些铁丝，可保持试管稳定 B 5、如图所示，小明
18、利用量筒巧妙地测出了小茶杯 的密度 A将小茶杯放入量筒内，使其 水面，稳定 后读出水面对应刻度值为Va； B再将小茶杯放入量筒内，使其 水中，稳 定后读出水面对应刻度值为Vb； C向量筒内倒入适量的水，读出水面对应刻度值 为Vc；上述操作的合理顺序为 ； 小茶杯密度的表达式：= .如图所示，小明利用量筒巧妙地测出了小茶杯的 密度 A将小茶杯放入量筒内，使其 漂浮 水面，稳 定后读出水面对应刻度值为Va； B再将小茶杯放入量筒内，使其 沉入 水中， 稳定后读出水面对应刻度值为Vb； C向量筒内倒入适量的水，读出水面对应刻度值 为Vc；上述操作的合理顺序为 CAB ； 小茶杯密度的表达式：= 6、
19、一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，容一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，容 器中的水面将如何变化？器中的水面将如何变化？ GmF V ggrrrrrr 冰冰冰冰浮浮 排排 水水水水水水 当冰化成水后，质量不变，所以，当冰化成水后，质量不变，所以，m水 水= m冰冰 mm V rrrr 水水冰冰 化化水水 水水水水 冰排开水的体积等于冰化成水的体积冰排开水的体积等于冰化成水的体积 液面高度不变液面高度不变 【解析解析】冰漂浮在水面上，冰漂浮在水面上，F浮 浮= G冰冰 当冰放入盐水中时，冰熔化后，液面如何变化？当冰放入盐水中时，冰熔化后，液面如何变化？ Gm V grrrr 冰冰冰冰 排排 盐盐水水盐盐水水 mm V rrrr 水水冰冰 化化水水 水水水水 水 水 V盐水盐水 冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积 液面上升液面上升 【解析解析】冰漂浮在盐水中，冰漂浮在盐水中，F浮 浮 = G
