資源簡介

(共29張PPT)
物體的浮沉條件
情境導入
思考：
1.一個小小的鐵片在水中要沉入水底，而像“泰坦尼克”號這樣的鋼鐵巨輪為什么能浮在海面上？
2.木塊和石塊都受到重力和浮力，那么為什么一個會上浮？一個會下沉？
到底什么決定了物體的沉浮？
新課探究
一、物體的浮沉條件
1.浮力與重力的關系
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在水中由靜止釋放的物體如何運動。
F浮
G
F浮
G
當F浮>G時，合力向上，物體上浮。
當F浮當F浮=G時，合力為零，物體懸浮在水中。
2.物體密度與液體密度間的關系
浸沒在液體中的實心物體受到的浮力：
F浮
=
ρ液
g
V排
物體受到的重力：
G=
mg
=
ρ物
g
V物
上浮：
F浮>G，
ρ液
g
V排
>ρ物
g
V物，
ρ液>ρ物
下沉：
F浮ρ液
g
V排
<ρ物
g
V物，
ρ液<ρ物
懸浮：
F浮=G，
ρ液
g
V排
=ρ物
g
V物，
ρ液=ρ物
物體上浮、下沉以及懸浮時，物體浸沒在液體中，V排
=
V物。
物體漂浮時，物體部分浸沒在液體中，V排
<
V物。
漂浮：
F浮=G，
ρ液
g
V排
=ρ物
g
V物，
ρ液>ρ物
浸沒在液體中的實心物體受到的浮力：
F浮
=
ρ液
g
V排
物體受到的重力：
G=
mg
=
ρ物
g
V物
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我們知道，鐵的密度_____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？
大于
二、浮沉條件的應用
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
已
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
已
＝
＜
＜
甲
已
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。
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。
輪船
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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
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氣球與飛艇
內部充有小于空氣密度的氣體
工作原理：靠空氣浮力升空
密度計
用途：
測量液體密度的儀器
工作原理：靠當液體的密度越大時，物體排開液體的體積就越小；反之，則排開液體的體積越大。
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課堂小結
一、物體浮沉條件
1.浮力與重力的關系
2.物體密度與液體密度的關系
二、浮力的應用
輪船、潛水艇、氣球與飛艇、密度計
隨堂練習
1.“選種”是提高農作物產量的重要措施之一。在實際生產中有一種利用浮力選種的方法。將備選的糧種浸在濃度適宜的鹽水中，把漂浮在鹽水表面的種子撈出來，剩下的那些沉在鹽水底部的種子便是挑選出來的好糧種。試說明這種浮力選種的道理。
好的種子飽滿，密度大，不好的種子干癟，密度小。當鹽水密度合適時，若把備選的種子倒入鹽水中，好的種子因密度大于鹽水的密度將下沉到鹽水底部，不好的種子因密度小于鹽水的密度而漂浮在鹽水表面，這樣便把好種子選出來了。
2.我國古代曾發明過一種作軍事信號用的燈籠，俗稱孔明燈。它用很輕的竹篾扎成框架，用薄紙糊嚴，只在下面留個口。在燈籠口的下面放一個小碟，碟內盛上松脂。點燃松脂，過一會兒燈籠就能騰空而起，飛上高空。參照右圖試著做一個簡單的孔明燈，松脂也可以用其他物品代替，如用鐵絲繞上一塊蘸有酒精的棉花，或用飯店里常用的“固體酒精”。制作成功后，拿到學校操場去試著放飛(注意防火)。
想一想孔明燈升空的原理是什么。
當將蘸過酒精的棉花點燃后，燈內空氣
受熱后膨脹，燈內的熱空氣的密度將小于燈外空氣的密度，燈所受的浮力將大于重力，所以燈會騰空而起，飛向天空。
3.輪船的大小常用設計滿載時排開水的質量來表示，也就是常說的“排水量”。小型輪船的排水量為幾百噸，遠洋巨輪的排水量可達幾萬噸，油輪的排水量可達幾十萬噸。“青島號”導彈驅逐艦滿載時的排水量是4800t，它行駛在海面上受到的浮力是多大？當它從海洋駛入長江時，是浮起來一些還是沉下去一些，為什么？
解：“青島號”導彈驅逐艦滿載時在海面上所受浮力F浮=G=mg=4.8×106kg×9.8N/kg=4.704×107N。當它從海洋駛入長江時，會沉下去—些，因為驅逐艦從海洋駛入長江時都是漂浮的，故有F浮=G船，所受的浮力是不變的，由F浮=ρ液gV排知，江水的密度小，所以排開的水多—些，因此會沉下去—些。
4.把一個外觀體積為17.8cm3的空心銅球放入水中，它恰好處于懸浮狀態，已知銅的密度是8.9×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）空心銅球的重力；
（2）銅球空心部分的體積。
解：（1）空心銅球的重力G球=F浮=ρ水gV球=1.0×103
kg/m3×10N/kg×17.8×10-6m3=0.178N
解：（2）銅球空心部分體積V空=V球-V銅=
分析：空心銅球恰好懸浮在水中，重力等于浮力。要求空心部分體積需先求出銅的體積V銅=G球/ρ銅g，然后由V空=V球-V銅即可求出。

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