第十章

浮力第3節(jié)

物體的浮沉條件及應(yīng)用1.能根據(jù)二力平衡條件和力與運(yùn)動的關(guān)系描述物體的浮沉條件3.運(yùn)用物體的浮沉條件解釋生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象2.能通過改變物體所受的重力或浮力的大小，使物體在液體或氣體中處于不同的浮沉狀態(tài)學(xué)習(xí)目標(biāo)課堂導(dǎo)入

浸沒在液體中的物體都會受到浮力的作用，但是有的物體上浮，有的物體下沉，有的物體還會懸浮在液體中。這是為什么?視頻要分析物體受到的合力情況新知探究知識點1物體的浮沉條件一、物體的浮沉條件GF浮GF浮vv甲

上浮乙

懸浮丙

下沉1.上浮：F?。綠2.懸?。篎?。紾3.下沉：F浮＜G漂?。篎浮＝GG沉底：F?。獸支＝GF浮=G排=ρ液V排gG

=m物g

=ρ物V物gρ物＜ρ液ρ物＝ρ液ρ物＞ρ液F合向上F合為零F合向下F浮新知探究知識點1物體的浮沉條件視頻飽滿不飽滿鹽水選種上浮→漂浮下沉→沉底不飽滿種子：ρ種＜ρ鹽水飽滿種子：ρ種＞ρ鹽水新知探究知識點1物體的浮沉條件

如圖所示，將新鮮的雞蛋分別浸沒在盛有水和鹽水的容器中，觀察雞蛋在容器中的位置。想想做做水鹽水知識梳理

物體在液體中的沉浮取決于物體所受的浮力和重力的大小，即它們的合力。

通過改變重力或浮力的大小，可以改變物體的浮沉狀態(tài)。

當(dāng)F?。綠

時，物體上浮，最終會漂?。?/p>

當(dāng)F浮＜G

時，物體下沉，最終沉底；

當(dāng)F浮＝G

時，物體處于懸浮或者漂浮狀態(tài)。懸浮與漂浮的區(qū)別與聯(lián)系異同點懸浮漂浮不同點在液體中的位置靜止在液體內(nèi)部任何位置靜止在液體表面體積關(guān)系V排=V物V排＜V物密度關(guān)系ρ物＝ρ液

ρ物＜ρ液

相同點F浮=G知識梳理知識梳理計算浮力的四種方法方法稱重法壓力差法公式法平衡法圖示公式F拉F浮GF?。紾－F拉F浮=F2－F1F浮=G排=m排g=ρ液gV排F浮GF浮=G典型例題解析：（1）將物體浸沒在水中，V排=V物=100cm3=1×10-4m3，F(xiàn)浮

=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg=1N；

（2）G=mg=0.09kg×10N/kg=0.9N，

因為F?。綠，所以松手后物體將上??；

（3）物體靜止時，處于漂浮狀態(tài)，受到的浮力F浮′=G=0.9N，

排開水的重力：G排′=F浮′=0.9N，

排開水的質(zhì)量：

m排===0.09kg=90gG排′g0.9N10N/kg

例1、一物塊的質(zhì)量為90g，體積為100cm3，現(xiàn)將它浸沒在水中，物體所受的浮力為___N，松手后，物體將會____（上浮/下沉/懸?。?，最終靜止時物體排開水的質(zhì)量______g。（g=10N/kg，ρ水=1.0g/cm3）1上浮90新知探究知識點2浮力的應(yīng)用

人類從遠(yuǎn)古時代就開始利用浮力了，最初可能是抱住或騎在一段樹干上順?biāo)鳎@是人類最早的航行方式。后來人們就發(fā)明了船。它能承載更多的人和物。新知探究知識點2浮力的應(yīng)用

據(jù)《明史·鄭和傳》記載，1405年鄭和下西洋時乘坐的木船長約為147m，是當(dāng)時世界上最大的木船。新知探究知識點2浮力的應(yīng)用

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，使它能漂浮在水面上，并能承載重物。想想做做

捏成瓢狀，橡皮泥排開的水的體積變大，因而受到較大的浮力，所以能漂浮在水面上。輪船就是根據(jù)這個道理制造的。新知探究知識點2浮力的應(yīng)用輪船輪船的大小通常用排水量來表示。

遼寧艦的排水量約為6萬噸，表示遼寧艦滿載時，艦載機(jī)和艦身的質(zhì)量之和約為6萬噸。排水量就是輪船裝滿貨物時排開水的質(zhì)量：m排=m船+m貨。吃水線漂?。篎?。紾

例2、排水量為1000

t

的輪船在河水中航行，滿載時船及所裝貨物的重力為多少?所受河水的浮力是多少?如果河水的密度為1.0×103

kg/m3，船排開河水的體積是多少?

g取10N/kg。（1）m總=m排=1000t=1×106kg，G總=m總g=1×106kg×10N/kg=1×107N典型例題解：（2）輪船漂浮，F(xiàn)浮=G總=1×107NV排===1×103m3m排ρ水1×106kg1.0×103

kg/m3（3）輪船排開河水體積：練習(xí)鞏固練習(xí)1.一艘輪船從海里駛?cè)牒永铮艿降闹亓Υ笮____，浮力大小_____，排開水的體積_____（均選填“變大”“變小”或“不變”），船身_____一些。不變不變變大下沉解析：輪船浮在海面和河面上，F(xiàn)浮海

=G，F(xiàn)浮河=G?！咻喆珿不變，∴F浮不變，即：F浮海

=F浮河

由阿基米德原理有：

ρ海水

g

V排海=ρ河水

g

V排河，

而∵ρ海水>ρ河水，∴V排海

＜V排河新知探究知識點2浮力的應(yīng)用潛水艇

潛水艇的艇身裝有水艙，向水艙充水時，潛水艇變重，逐漸潛入水中。當(dāng)水艙充水后潛水艇重等于同體積的水重時，它可以懸浮在水中。當(dāng)用壓縮空氣將水艙里的水排出一部分時，潛水艇變輕，從而上浮?？扛淖冏陨碇亓崿F(xiàn)浮沉新知探究知識點2浮力的應(yīng)用氣球和飛艇視頻充入或排出密度較小的氣體來實現(xiàn)升降練習(xí)鞏固練習(xí)2.一個飛艇充入氣體后的質(zhì)量是1.5

t，體積為1500

m3。當(dāng)飛艇懸浮在空中時，它裝了多少貨物?空氣的密度取1.29kg/m3。g取10N/kg。解析：由阿基米德原理知飛艇受到的浮力：

F浮=ρ空氣

g

V排

=

1.29kg/m3×10N/kg×1500m3=1.935×104N

飛艇懸浮有：F浮=G艇+G貨，

而G艇=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N

∴G貨=F?。璆艇=1.935×104N－1.5×104N=4.35×103N新知探究知識點2浮力的應(yīng)用密度計

視頻

漂浮F?。紾

測量時可以根據(jù)液面所處的位置直接讀出液體的密度值例3、如圖所示的自制簡易密度計是把吸管的下端密閉并纏繞一段銅絲做成的。將其放入盛有不同液體的兩個燒杯中，它會豎直立在液體中。由觀察到的現(xiàn)象判斷甲、乙哪杯液體的密度大，說出你的理由。甲

乙

解析：密度計在不同液體中都漂?。篎?。紾。同一支密度計的重力不變，所以有

ρ甲

g

V排甲=ρ乙

g

V排乙由圖知，V排甲

＞V排乙∴ρ甲＜

ρ乙。典型例題物體的浮沉條件及應(yīng)用物體的浮沉條件課堂小結(jié)上?。篎浮＞G物，ρ液＞ρ物應(yīng)用輪船（漂浮）、潛水艇（改變自身重力來浮沉）、氣球和飛艇（充入密度小的氣體升空）、密度計（漂浮）懸浮：F?。紾物，ρ液＝ρ物下沉：F?。糋物，ρ液＜ρ物漂?。篎?。紾物沉底：F?。紾物－F支隨堂練習(xí)1.重為15N的物體，浸沒于裝滿水的容器中后，溢出了5×10﹣4m3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B解析：根據(jù)阿基米德原理

F浮

=ρ水

gV排

=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3

=5N＜15N

∵F?。糋

∴物體下沉

2.一個木塊的體積為200cm3，密度為0.8×103kg/m3。把它浸沒在水中后由靜止釋放，這個木塊為什么不能懸浮在水中？木塊最終漂浮在水面上時，浸在水中的體積是多少？g取10N/kg。隨堂練習(xí)解析：這塊固體浸沒在鹽水中受到的浮力為隨堂練習(xí)∵F浮＜G固

∴它會下沉至沉底。3.體積為120cm3、重1.8N的一塊固體，