浮力》第3節(jié)《物體的沉浮條件》.ppt

人教版物理 八年級(下),物理精講精練課件,第3節(jié) 物體的浮沉條件及應(yīng)用,一、物體的浮沉條件 1.比較浮力與重力 （1）F浮G時，物體_。 （2）F浮G時，物體_。 （3）F浮G時，物體_或_。,上浮,下沉,懸浮,漂浮,2.比較物體密度與液體密度 （1）液物，則物體_直至_。 （2）液=物，物體_。 （3）液物，物體_。,上浮,漂浮,懸浮,下沉,二、物體浮沉條件的應(yīng)用 1.輪船 （1）采用空心的辦法，增加_，增大受到的浮力。 （2）排水量：輪船按設(shè)計的要求滿載時_。 2.潛水艇 靠水艙充水、排水改變_來實現(xiàn)上浮和下沉。 3.氣球和飛艇 里面充的氣體密度_空氣密度，靠改變_，來改變浮力的大小，實現(xiàn)升降。,排開水的體積,排開水的質(zhì)量,自身重力,小于,自身的體積,探究物體的浮沉條件 對浸在液體中的物體進行受力分析，思考以下問題:,1.浸在液體中上浮的物體，受到哪幾個力的作用？合力的方向是什么？上浮的最終狀態(tài)是什么？ 提示：對上浮的物體進行受力分析可知，物體受 重力和浮力的作用，如圖所示。因為物體上浮， 所以合力的方向豎直向上；物體浮出液面后， V排減小，F(xiàn)浮減小，當(dāng)F浮G時，合力等于零， 物體最終漂浮。 參考答案：重力和浮力 豎直向上 漂浮,2.浸在液體中下沉的物體，受到哪幾個力的作用？合力的方向是什么？下沉的最終狀態(tài)是什么？ 提示：對下沉的物體受力分析可知，物體受重力 和浮力的作用，如圖所示。因為物體下沉，所以 合力的方向豎直向下；物體下沉到液體底部后， 會受到支持力的作用，合力會等于零，物體最 終沉底。 參考答案：重力和浮力 豎直向下 沉底,3.在液體中懸浮或漂浮的物體，受到哪幾個力的作用？合力的大小是多少？懸浮或漂浮的最終狀態(tài)是什么？,提示：對懸浮或漂浮的物體受力分析可 知，物體受重力和浮力的作用，如圖所 示。因為物體靜止不動，所以合力的大 小為零；懸浮物體可以懸浮在液體內(nèi)部 的任意位置，漂浮物體在液面上。 參考答案：重力和浮力 零 懸浮物體可以懸浮在液體內(nèi)部的任意位置，漂浮物體在液面上,4.對于實心物體，_（選填“能”或“不能”）利用液體密度和物體密度的關(guān)系來判斷物體的浮沉。如果能，怎樣判斷？ 提示：根據(jù)阿基米德原理，物體在液體中受到的浮力F浮=G排= 液gV排，而物體的重力G物=物gV物，當(dāng)物體浸沒在液體中時， V排=V物，因此可以通過比較液體和物體的密度來判斷物體的浮沉條件。 參考答案：能 物體浸沒在液體中，當(dāng)液物時， F浮G物，則物體上?。划?dāng)液=物時，F(xiàn)浮=G物，物體懸浮； 當(dāng)液物時，物體下沉。,【歸納提升】物體的浮沉條件 （1） F浮G，合力向上，上浮，最終漂浮。 （2） F浮G，合力向下，下沉，最終沉底。 （3） F浮G，合力為零，懸浮或漂浮。 判斷物體的浮沉，可以比較物體的重力和物體受到的浮力或者物體密度與液體的密度的大小關(guān)系。,【針對訓(xùn)練】 （2012南京中考）用手將一重為5 N的物體全部壓入水中， 物體排開的水重為8 N，此時物體受到的浮力為_ N。放 手后物體將_（選填“上浮”“下沉”或“懸浮”），待 物體靜止時所受浮力為_ N，排開水的體積是_m3。 （g取10 N/kg）,【教你解題】由題意可知物體所受的浮力 F浮=G排=8 N，物體 的重力G物=5 N，可按照以下思路進行分析：,【精講精析】本題考查了物體的浮沉條件和阿基米德原理。根據(jù)阿基米德原理可知，物體受到的浮力等于物體排開的液體受到的重力，物體排開的水重8 N，所以物體受到的浮力為8 N。物體的重力為5 N，浮力大于重力，所以物體會上浮至漂浮狀態(tài)，物體在漂浮時受到的浮力等于物體的重力，所以物體靜止時受到的浮力為5 N。根據(jù)F浮=水gV排得： 答案：8 上浮 5 510-4,探究浮沉條件的應(yīng)用 在實驗中注意觀察橡皮泥小船的現(xiàn)象，思考以下問題： 1.將橡皮泥直接放入水中會沉入水底，而將其捏成“小船”卻能漂浮在水面上并能承載一定質(zhì)量的重物，這是為什么？這種做法采用了什么方法？,提示：橡皮泥的密度比水大，直接放入水中時，排開的水的體積很小，受到的浮力也很小，浮力小于重力，所以會沉入水底；當(dāng)捏成小船狀時，做成了空心，排開水的體積較大，受到的浮力也變大，等于橡皮泥的重力，所以能漂浮在水面上。 參考答案：直接將橡皮泥放入水中，所受浮力小于重力，所以會沉入水底；捏成“小船”時，將其做成了空心，排開水的體積增大，能使其漂浮 空心法,2.制成輪船的材料的密度大于水,為什么還能漂浮在水面上？ 提示：制造輪船時，有很大一部分是空心的，這樣可以增大排開液體的體積，增加輪船受到的浮力，當(dāng)受到的浮力等于輪船重力時，輪船就漂浮在水面上。 參考答案：輪船是用“空心”的辦法來增大浮力的，使浮力等于船和貨物的總重來實現(xiàn)漂浮。,3.潛水艇采用什么方法實現(xiàn)下潛、懸浮或上浮的？ 提示：潛水艇水艙中的水不斷改變，使?jié)撍У闹亓Σ粩喟l(fā)生變化，當(dāng)浮力和重力滿足不同的關(guān)系時，就會下潛、懸浮或上浮。 參考答案：潛水艇依靠改變自身重力來實現(xiàn)在水中的浮沉。,4.氣球里為什么充密度小于空氣的氣體？ 提示：物體在氣體中也受到浮力的作用，且浮力的大小等于排開氣體的重力，要使氣球上浮，氣球受到的浮力要大于氣球本身的重力，故里面充有的氣體的密度應(yīng)小于空氣的密度。 參考答案：使氣球受到的浮力大于氣球受到的重力。,【歸納提升】改變物體浮沉狀態(tài)的方法 （1）改變物體所受的浮力。 （2）在所受浮力不變的情況下改變物體的重力。,【針對訓(xùn)練】 如圖所示，主要依靠空氣的浮力而升空的物體是（ ）,【教你解題】解答本題的關(guān)鍵在于明確物體是否靠改變自身重力或自身體積來實現(xiàn)上升或下降的。 【精講精析】選D。衛(wèi)星靠的是外界的動力升空，A錯；飛機和風(fēng)箏靠的是流體壓強與流速的關(guān)系，靠空氣升力升空，B、C錯；氫氣球靠改變自身的體積獲得空氣的浮力，D對。,物體浮沉條件的應(yīng)用 1.判斷物體浮沉的兩種方法 （1）比較物體重力（G物）和所受浮力（F?。┑拇笮?。 （2）比較物體密度物和液體密度液的大小。 2.通過物體的浮沉狀態(tài)判斷物體的重力和浮力的大小關(guān)系或 物和液的大小關(guān)系,3.相互關(guān)系,F浮G物,液物,F浮G物,液物,F浮=G物,液=物,F浮=G物,液物,【特別提醒】 （1）物體漂浮時，V排V物；懸浮或沉底時， V排V物。 （2）如果物體是實心的，物是組成物體的物質(zhì)的密度；如 果物體是空心的，物是物體的平均密度。,【典例】（2012襄陽中考）將一個物體放入足夠多的水中靜止時，排開水的體積為90 cm3；再將其放入足夠多的酒精中靜止時，排開了80 g的酒精，那么該物體的密度為_kg/m3（酒精=0.8103 kg/m3）。,【精講精析】本題考查浮力的知識， 酒精=0.8103 kg/m3=0.8 g/cm3，這個物體排開的酒精的體 積為 大于它在水中排開水的體積90 cm3，所以它在水中一定漂浮， F浮=水gV排=1.0103 kg/m39.8 N/kg9010-6 m3 =0.882 N，這個物體重為：G=F浮=0.882 N，質(zhì)量為 它在酒精中受到的浮力為 F浮 =G排=m酒精g=0.08 kg9.8 N/kg=0.784 NG，它在酒精中沉入底部，所以它的體積 V=V酒精=100 cm3，它的密度為：,答案：0.9103,1.如圖所示為體積相同的甲、乙、丙三個物體浸沒在水中的浮 沉情況，此時甲、乙、丙三個物體所受的浮力分別為F甲、F乙、 F丙，則下面關(guān)系正確的是（ ） A.F甲F乙F丙 B.F甲F丙,【解析】選C。由題圖可知，體積相同的甲、乙、丙三個物體浸沒在水中，甲上浮，乙懸浮，丙下沉，三者排開的液體的體積和液體的密度都相同，由阿基米德原理得，F(xiàn)浮=G排=液gV排，所以甲、乙、丙三個物體所受的浮力相等,故選C。,2.（2012泰安中考）小明在“造船 比賽”中用三塊大小相同的橡皮泥做成 小船，把它們放在盛有水的水槽中，然 后往小船內(nèi)放入不同質(zhì)量的物體，它們 均能漂浮在水面上，如圖所示。針對此現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ） A.三只小船受到的浮力相等 B.三只小船底面受到的壓力相等 C.小船所裝物體越重，受到的浮力越大 D.小船所裝物體越輕，受到的浮力越大,【解析】選C。根據(jù)物體浮沉條件，當(dāng)物體漂浮在水面上時，物體所受浮力等于物體的重力。所裝物體越重，小船受到的浮力就越大，故C正確，D錯誤；根據(jù)題意可知，三只小船所裝的物重不同，故所受浮力不同，故A錯誤；由于浮力大小不相等，小船底部受到的壓力也不相等，故B錯誤。,3.（2012成都中考）關(guān)于潛水艇的上浮和下沉，下列說法正確的是（ ） A潛水艇是通過改變自身重力達到上浮和下沉的 B潛水艇是通過改變浮力達到上浮和下沉的 C潛水艇下沉越深，所受浮力越大 D潛水艇浮出水面的過程中，所受浮力不變,【解析】選A。潛水艇兩側(cè)有水艙，通過往水艙中充水或向外放水來改變自身重力，從而實現(xiàn)上浮和下沉，故A正確；當(dāng)潛水艇浸沒在水中時，排開水的體積不變，根據(jù)阿基米德原理可知，它受到的浮力也不變，故B錯誤；潛水艇受到的浮力跟浸沒在水中的深度無關(guān)，故C錯誤；潛水艇浮出水面的過程中，排開水的體積越來越小，受到的浮力越來越小，故D錯誤。,4.（2012南充中考）一個雞蛋漂浮在裝鹽水的燒杯中，在慢慢往燒杯里注入清水的過程中（ ） A.雞蛋在露出部分越來越少的過程中受到的浮力變小 B.雞蛋在露出部分越來越少的過程中受到的浮力變大 C.雞蛋從懸浮到沉入燒杯底的過程中受到的浮力變小 D.雞蛋從懸浮到沉入燒杯底的過程中受到的浮力不變,【解析】選C。本題考查浮力與液體密度的關(guān)系。當(dāng)雞蛋在鹽水中漂浮或懸浮時，雞蛋受到的浮力始終等于雞蛋的重力，所以雞蛋從漂浮到懸浮的過程中，注入的清水越多，鹽水的密度越小，雞蛋露出的體積會越小，即雞蛋排開水的體積越大，所以其浮力始終保持不變，故A、B都是錯誤的。雞蛋從懸浮到沉入水底的過程中，排開水的體積不變（始終等于雞蛋的體積），鹽水的密度不斷減小，雞蛋受到的浮力不斷減小，故C是正確的，D是錯誤的。,5.園園煮湯圓時發(fā)現(xiàn)，生湯圓放入鍋內(nèi)，由于浮力_（選填“大于”或“小于”）重力而下沉；煮熟的湯圓因其內(nèi)部受熱膨脹，浮力_（選填“增大”或“減小”），湯圓上浮。若一個湯圓的體積約為20 cm3,那么它在上浮過程中（未露出水面）所受浮力約為_N。（g取10 Nkg）,【解析】生湯圓下沉是由于它受到的浮力小于它所受的重力；煮熟的湯圓因其內(nèi)部受熱膨脹，體積增大，排開水的體積增大，所受浮力增大，故湯圓上浮。湯圓上浮過程中所受浮力約為F浮G排水gV排1.0103 kg/m310 N/kg2010-6 m30.2 N。 答案：小于 增大 0.2,6.（2012德州中考）在寓言故事烏鴉喝水中，烏鴉把小石塊投入瓶中而喝到了水。如圖所示，水中石塊受到的浮力_（選填“大于”“小于”或“等于”）它受到的重力；水面上升過程中，水對瓶底的壓強_（選填“增大”“減小”或“不變”）。,【解析】本題考查物體的浮沉條件及液體壓強的相關(guān)知識。由題圖可知，投入瓶中的小石塊沉底，根據(jù)物體的浮沉條件可知，小石塊受到的浮力小于其重力；由公式p=gh可知，水面上升過程中h增大，故水對瓶底的壓強增大。 答案：小于 增大,7.小華用牙膏探究物體的沉與浮。如圖所示，牙膏懸浮在水中，牙膏所受浮力_（選填“小于”“等于”或“大于”）重力。向水中加入食鹽并使其溶解，牙膏將_（選填“上浮”或“下沉”）。如果不加食鹽，將牙膏內(nèi)部空氣排出，再次放入水中后，牙膏將_（選填“上浮”或“下沉”）。,【解析】牙膏在水中處于懸浮狀態(tài)時，浮力等于重力，此時牙膏的平均密度和水的密度相等，向水中加食鹽，液體的密度增大，牙膏將上浮。如果把牙膏內(nèi)部的空氣排出后，牙膏排開水的體積減小，從而浮力變小，牙膏在水中將下沉。 答案：等于 上浮 下沉,8.（2012煙臺中考）在實現(xiàn)登月“訪吳剛、會嫦娥”千年夙愿的同時，我們一直在追尋著下海“闖龍宮、見龍王”的夢想。2011年7月，我國首臺自主設(shè)計、自主集成的載人潛水器“蛟龍”號（如圖所示，其主要技術(shù)參數(shù)如表），在經(jīng)過布放、下潛、上浮、回收等一系列操作后，順利完成5 000 m級海試任務(wù)。2012年6月3日赴馬里亞納海溝向7 000 m級發(fā)起沖擊，“上九天攬月、下五洋捉鱉”成為現(xiàn)實。,“蛟龍”號采用“深潛器無動力下潛上浮技術(shù)”，其兩側(cè)配備4塊相同的壓載塊，當(dāng)其到達設(shè)定深度時，可拋卸其中2塊壓載塊，使其處于懸浮狀態(tài)，從而實現(xiàn)各種實驗作業(yè)。粗略計算壓載塊的體積為多大時，才