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物体浮沉条件及其应用
在水里,许多东西能浮在水面,比如乒乓球、木块,石蜡等;也有许多东西沉到水底,比如石头、硬币、橡皮等;那么物体的浮沉取决于什么呢?
思考:
受到浮力相同的物体有些能浮在水面,有些却沉入水底,这是为什么?
结论: 物体的浮沉与物体的重力 的大小有关。
思考:
为什么重力相同的物体有些浮在水面,有些却沉入水底?
结论:物体的浮沉还与物体受到的浮力的大小有关;排开的体积越大,所受到的浮力越大。
实验告诉我们,物体 在液体中时,究竟是浮还是沉,是由该物体在液体中所受浮力和重力之间的大小关系决定的。
浸没
当F浮=G时, 即二力平衡,此时物体将静止在液体中任意深度的位置称为悬浮。
悬浮
前提:物体完全浸没 即V排=V物
当F浮<G时,合力方向竖直下,物体在液体中向下运动称为下沉。
下沉
前提:物体完全浸没 即V排=V物
当F浮>G时,合力方向竖直向上,物体在液体中向上运动称为上浮。
上浮
前提:物体完全浸没 即V排=V物
漂浮
物体上浮过程中开始浮出水面这时F浮逐渐减少,到F浮=G时,物体静止在液面上称为漂浮。
此时 V排 < V物
思考:
漂浮与悬浮有什么共同点与不同点?
不同点:漂浮是物体一部分浸入液体中,悬浮是整个物体浸没在液体中。
共同点:
1.在平衡力的作用都处于静止状态(其中悬浮是静止在液面以下的任何位置;漂浮是静止在液面上的任何位置)。
2.物体处于悬浮和漂浮时,浮力等于重力。
物体的浮沉条件
前提:浸没在液体中的物体
当F浮=G时,即二力平衡此时物体将悬浮。
当F浮<G时,合力方向竖直向下,物体就下沉。
当F浮>G时,合力方向竖直向上,物体就上浮。
物体漂浮时,F浮=G, 且V排 < V物
物体在液体中的浮沉
一个实心物体浸没在液体中,你能否根据物体密度与液体密度之间的关系,对物体的浮沉作出判断?
讨论
因为 F浮<G物
即:ρ液gV排<m物g
ρ液gV排<ρ物V物g
所以 ρ液<ρ物
V排 = V物
例:下沉时(物体浸没在液体中)
漂浮:F浮=G物
ρ物 < ρ液
=
<
>
物体的浮沉条件
物体浸没在液体里
思考与讨论
一只盛满水的杯子中有一枚鸡蛋沉在水底,可以用什么方法使这只鸡蛋浮起来?
为什么生汤圆在水中是沉的,熟汤圆在水中是浮的?
?
生汤圆在水中是沉的,熟汤圆在水中是浮的原因:
汤圆刚放入水中时,汤圆受到的浮力小于重力,汤圆沉入锅底;汤圆煮熟时,它的体积增大,浮力也随之增大,汤圆受到的浮力大于重力,汤圆浮出水面。
练 习
1、浸没在液体中的物体,当F>G时,物体将_______;当F上 浮
下 沉
漂浮或悬浮
2、一只实心球恰好能悬浮于酒精中(酒精的密度是0.8g/cm3),把此球浸没于水中,则 ( )
A 一定下沉 B 一定上浮 C 悬浮 D 都有可能
B
3、 将一只漂浮在水面上的咸鸭蛋从水中捞出投入到盐水中,在两种不同的液体中,咸鸭蛋受到的浮力哪一个更大 ( )
A. 水中的大 B.盐水 中的大 C.一样大 D.不能确定
C
物体浮沉条件应用
泰坦尼克号
1、用钢铁制成的船之所以能浮在水面上,是因为它的大部分体积是由空气占据着,使船的平均密度比水的密度小;当船体破裂(或颠覆)时,水进入船舱,船的平均密度比水的密度大,船就沉入水底。
一、轮船
2、轮船在河里和海里都是浮体,都漂浮在上面;因而所受浮力相同,都等于轮船自身的重力(即F浮=G轮船)。根据阿基米德原理(公式为F浮= ρ液gV排 ),则它在海水里比在河水里浸入的体积小。
船总是漂浮在水面上,一艘船从河里驶向大海,它受到的重力大小 (变大、变小、不变);它受到的浮力大小 (变大、变小、不变);都 (大于、等于、小于)船受到的重力;它排开水的体积 (变大、变小、不变);轮船是下沉些还是上浮些?
不变
不变
变小
等于
上浮一些
二、潜水艇
水中蛟龙
潜水艇沉入水中
潜水艇浮出水面
1、潜水艇的上浮、下沉和悬浮,靠改变自身的重力来实现(但它的体积不发生改变)
二、潜水艇
2、潜水艇自身重力的改变取决于水舱内充水或放水的多少。
(改变自重,体积不变)
三、热气球
喷嘴点火加热,袋内空气受热膨胀,排开气体的体积增大,浮力增大,浮力大于重力时,气球上升。
喷嘴火焰熄灭,袋内空气变冷体积减小,排开气体的体积减小,浮力减小, 浮力小于重力,气球下降。
三、热气球
通过改变自身的体积,从而改变浮力大小实现升降
(氢气球、飞艇)
鱼鳔的功能
当鱼鳔充气时,鱼体的平均密度减小,鱼体上浮;
鱼鳔排气时,鱼体的平均密度增大,鱼体下沉。
鱼鳔起着调节鱼体平均密度的功能。
知识拓展
打捞沉船
现代打捞沉船的方法是:将几个充满水的大型浮筒 沉入水底,用钢缆把浮筒与沉船紧紧地拴在一起,然后用高压空气把浮筒中水排出,沉船就随着浮筒一起浮出水面。
答:浮筒中水排出后重力大大减少,浮力却没有减少,即使拴上沉船也是G请解释这样打捞沉船的道理?