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(共40張PPT)
第八章 壓強與浮力
六、物體的浮沉條件
六、物體的浮沉條件
潛艇
下沉
上浮
懸浮
物體的浮與沉是由什么因素決定的呢？
觀察與思考
我們知道，鐵的密度大于水的密度，所以一個實心鐵塊在水中會下沉。那么為什么用鋼鐵制成的輪船卻能漂浮在水面上呢？
知道物體的沉浮與密度的關系。（重點）
02
知道物體的沉浮取決于浮力與重力的大小關系；（重點）
01
知道潛水艇、輪船、密度計等浮沉條件的應用。（重點）
04
知道人類從遠古時候就開始利用浮力。
03
物體的浮沉條件
當物體浸沒在水中時，受到重力G和浮力F浮。這兩個力的合力決定著水中由靜止釋放的物體如何運動。
由靜止釋放的物體，
①當F浮合力的方向豎直向下，物體下沉。
②當F浮=G，
合力為零，即二力平衡，物體懸浮在液體中。
③當F浮>G，
合力的方向豎直向上，物體上浮。
物體的浮沉條件
水面
G物
F浮
F浮
G物
下沉
上浮
G物
F浮
懸浮
物體在液體中的最終情況
①當 F浮②當 F浮=G，
③當 F浮>G，
下沉
懸浮
沉底
漂浮
上浮
F浮=G
F浮=G
F浮+F支=G
懸浮
懸浮
漂浮
沉底
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。
通過改變重力或浮力的大小，可以改變物體的浮沉狀態。
當F浮＞G 時， 物體上浮，最終會漂浮
當F浮＜G 時， 物體下沉，最終沉底
當F浮＝G 時， 物體處于懸浮或者漂浮狀態
懸浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
漂浮
小結
沉底
F浮
G
F支
關于浮力，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.在水中上浮的物體受到的浮力比它本身的重力大
D.沒入水中的物體在水中的位置越深受到的浮力越大
C
例
把重為5N，體積為0.6dm3的物體沒入水中，若不計水的阻力，當物體靜止時，下列說法正確的是（　　）
A.物體懸浮，浮力為6N B.物體漂浮，浮力為5N
C.物體下沉，浮力為6N D.物體上浮，浮力為6N
B
練一練
平時常見到木頭、泡沫等在水中會上浮；
石塊、金屬塊等在水中會下沉。
因為不同物質 不同。猜測物體在液體
中的沉浮跟物體密度與液體密度之間的關系有關。
密度
一個實心物體浸在液體中，你能否根據物體密度與液體密度之間的關系，對物體的浮沉作出判斷嗎？
密度與浮沉的關系
G
F浮>G
F浮
G
F浮F浮
由F浮ρ液 gV排< ρ物 gV物
因為 V排= V物
所以 ρ液 < ρ物
由F浮>G可得：
ρ液 gV排>ρ物 gV物
因為 V排= V物
所以 ρ液 > ρ物
上浮
下沉
G
F浮
F浮=G
G
F浮=G
F浮
由F浮=G可得：
ρ液 gV排=ρ物 gV物
因為 V排< V物
所以 ρ液>ρ物
由F浮=G可得：
ρ液 gV排=ρ物 gV物
因為 V排= V物
所以 ρ液= ρ物
由F浮+ F支 =G可得：
ρ液 gV排＜ρ物 gV物
因為 V排=V物
所以 ρ液＜ρ物
懸浮
漂浮
沉底
G
F浮+ F支 =G
F浮
F支
將新鮮的雞蛋分別浸入盛有水和濃鹽水的容器中，觀察雞蛋在容器中的位置。
演示：鹽水浮雞蛋
做一做
浸在液體中的物體的浮和沉，取決于所受的浮力和重力的合力的情況。還可以通過改變液體和物體密度來改變物體的浮沉狀態。
小結
漂浮 F浮=G V排ρ物
懸浮 F浮=G V排=V物 ρ液=ρ物
上浮 F浮>G V排=V物 ρ液>ρ物
下沉 F浮沉底 F浮鹽水選種是我國農民常采用的選種方法。將種子放入濃度適當的鹽水中，良種會沉入水底，次種會漂浮于水面。選種時，鹽水濃度的把握很重要，如果鹽水的濃度太低，則可能出現的現 象是　 　，原因是_____________________________　 　
。
只有少量次種漂浮
部分次種受到的浮力小于
自身重力，會下沉
例
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
已知A物體漂浮，B物體懸浮。
而不知GA與GB的關系，故不能根據F浮=G 比較浮力的大小。
又因為不知VA排與VB排的關系， 故不能根據F浮 = ρ水 gV排比較浮力的大小。
練一練
A
B
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
根據懸浮情況判斷密度關系：A漂浮：ρA< ρ水 ； B懸浮：ρB＝ ρ水
故ρB＝ ρ水> ρA ，所以ρB> ρA 。
C
A
B
物體的浮沉條件
上浮
F浮>G物
ρ 液>ρ物
F浮ρ 液<ρ物
F浮=G物
ρ 液=ρ物
F浮=G物
ρ 液>ρ物
下沉
漂浮
懸浮
ρ 液＜ρ物
F浮＜G物
沉底
1．將120g的物體浸沒在盛滿水的溢水杯中時，從杯中溢出了100mL的水。自由釋放后，該物體將（　　）
A．上浮 B．懸浮
C．沉至杯底 D．無法確定
C
2．三個體積相同而材料不同的小球A、B、C在水中靜止時的情況如圖所示，若它們的重力和浮力分別為GA、GB、GC和FA、FB、FC，則下列判斷正確的是（　　）
A．GA＞GB═GC
B．GA＜GB═GC
C．FA＞FB＞FC
D．FA＜FB═FC
D
A
B
C
3．浮在水面上的木塊，它浸沒在水中部分的體積為60cm3，它在水面上的部分是40cm3，求：
（1）木塊受到的浮力多大？
（2）木塊的質量是多少？
（3）木塊的密度多大？
解：（1）木塊受到的浮力為
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×60×10﹣6m3＝0.6N。
3．浮在水面上的木塊，它浸沒在水中部分的體積為60cm3，它在水面上的部分是40cm3，求：
（2）木塊的質量是多少？
（3）木塊的密度多大？
（2）木塊漂浮，則G＝F浮＝0.6N，
木塊的質量：m＝ = =0.06kg。
G
g
0.6N
10N/kg
（3）木塊的密度為：
ρ＝ = =0.6×103kg/m3。
m
V
0.06kg
(60+40)×10-6m3
實驗探究
取一只金屬材質的空鞋油管，先將它擠癟，擰緊蓋后放入水中。將鞋油管從水中取出，將它撐開并擰緊蓋后再放入水中，如圖所示。
甲
乙
兩次鞋油管所受的重力G甲和G乙的大小關系是G甲______G乙；兩次排開水的體積V甲和V乙的大小關系是V甲______V乙；兩次所受的浮力F甲和F乙的大小關系是F甲______F乙。
＝
＜
＜
甲
乙
物體所受重力不變時，通過改變物體排開液體的體積，進而改變物體受到浮力的大小可以實現物體的浮沉。
甲
乙
輪船
原理：把密度比水大的鋼材制成空心狀，使它能排開更多體積的水，增大可利用的浮力。
輪船的大小通常用排水量表示，排水量即輪船裝滿貨物時排開水的質量。
排水量 = 船自身質量 + 滿載時貨物的質量
即 m排 = m船 + m貨。
吃水線
一艘輪船的排水量是10000t，它滿載貨物時的總質量是——————t，該船滿載貨物時受到水的浮力是 ——————N。若該船從大海駛入內河，船的重力大小 —————（選填“變大”“變小”或“不變”，下同），受到的浮力大小——————，由于河水密度比海水密度小，所以它排開水的體積—————，因此輪船要 ————————（選填“上浮一些”或“下沉一些”）。（g取10N/kg）
10000
1×108
不變
不變
變大
下沉一些
練一練
潛水艇
1.工作原理：潛水艇的上浮、下潛和懸浮，靠改變自身的重力來實現的。
2.改變自重：向水艙內充水或放水。
排出水，潛艇受到的重力減小，潛艇上浮
注入水，潛艇受到的重力增大，潛艇下沉
潛水艇浸沒在水中，在它要繼續下潛時，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
練一練
工作原理：靠空氣浮力升空
內部充有小于空氣密度的氣體，當F浮 > G物，物體在空氣中上浮
氣球和飛艇
以下有關熱氣球的說法正確的是（ ）
A.為使靜止的熱氣球下降，必須繼續給熱氣球中的空氣加熱
B.為使靜止的熱氣球下降，只需把熱氣球上的物體拋掉一部分
C.正在勻速下降的熱氣球，假如有一物體從熱氣球上掉下，熱氣球將立即上升
D.正在勻速下降的熱氣球，假如有一物體從熱氣球上掉下，熱氣球將先下降后上升
D
練一練
孔明燈
加熱紙盒中的空氣，內部氣體的溫度升高，體積膨脹，密度減小。當內部氣體的密度比其外部氣體的密度小到一定程度時，孔明燈所受重力小于浮力，孔明燈便騰空而起，飛上高空。
密度計
1.原理：
密度計漂浮在液面上
二力平衡：F浮=G G排=G ρ液gV排=G
因為密度計重力不變，所以密度計所受浮力不變，
液體的密度越大時，密度計排開液體的體積越小；
反之，則排開液體的體積越大。
（一種可以直接測量液體密度的儀器）
2.特點：
（1）刻度不均勻，數值上大下小；
（2）密度計靜止時，液面所對的刻度
即為被測液體的密度。
如圖所示，把一個自制的密度計分別放入三種不同的液體中，則下列判斷正確的是（ ）
A.這個密度計在丙液體中受到的浮力較大
B.這個密度計在乙液體中受到的浮力較大
C.甲液體的密度最大
D.丙液體的密度最小
D
練一練
浮力的應用
輪船
潛水艇
氣球和飛艇
密度計
改變自身重力來實現浮沉
充密度小于空氣的氣體
測量液體密度的儀器
制成“空心”增大浮力，使浮力等于船和貨物的總重來實現漂浮
1．如圖所示是曹沖測量大象質量的情景，針對測量，同學們提出的幾點認識中不正確的是（　　）
A．測量時應用到了阿基米德原理和沉浮條件
B．船裝石頭時，水面要與裝大象時做的標記
線重合，是為了使兩次浮力相同
C．船裝石頭，當水面與裝大象時做的標記線重合時，船上石頭的質量減去船的質量即等于大象的質量
D．船裝石頭，當水面與裝大象時做的標記線重合時，船上石頭的質量即等于大象的質量
C
2．半潛船主要作用是承運貨物，它和潛水艇一樣通過壓載水（指為控制船舶縱傾、橫傾、吃水或穩性等而在船上加裝的水）的調整改變重力，調節裝貨甲板的高度，以便于裝卸貨物。下列分析合理的是（　　）
A．半潛船甲板下沉沒入水中過程所受浮力減小
B．半潛船甲板向上浮出水面過程所受浮力增大
C．半潛船從長江駛入東海，所受浮力大小不變
D．半潛船通過改變排開水的體積來改變浮力，從而實現上浮和下沉
C
3．我國第一艘國產航空母艦在海南三亞交付海軍，經中央軍委批準，我國第一艘國產航母命名為“中國人民解放軍海軍山東艦”，舷號為“17”，據悉該航母滿載時的排水量為6.5萬噸，下列有關航母的說法中正確的是（　　）
A．航母在水面漂浮時，所受浮力大于重力
B．航母滿載時，它的總重力為6.5×108N
C．艦載機飛離航母后，航母船身相對于水面會下降一些
D．艦載機飛離航母后，航母船體最底部受到水的壓強增大
B

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