物体浮沉条件的应用
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物体浮沉的条件及其应用一、物体浮沉的条件两个运动过程三个平衡状态注意:①只能说上浮的过程中F 浮>G 物,上浮最终会在液面静止,上浮的最终状态是漂浮,是F 浮=G 物。
②只能说下沉的过程中F 浮<G 物,下沉最终会在容器底部静止,下沉的最终状态是沉底,也是F 浮<G 物。
分析:对浸没在液体中的物体,静止后进行受力分析可能出现三种不同情况: (填“>”、“<”或“=” )(1)当F浮_____G物,物体上浮,当部分体积露出液面时,排开水体积减小,受到浮力减小,最后如A球状态:F浮_____G物,物体处于____状态。
此时ρ物___ρ液(2)当F浮_____G物,物体悬浮,此时物体可以停留在液体内部任一位置,如B球状态,此时ρ物_____ρ液(3)当F浮_____G物,物体下沉,最后物体与容器底接触,物体受浮力、重力和支持力三个力作用静止,如C球状态,即F浮+FN支持____ G物。
此时ρ物_____ρ液例:鸡蛋放入清水中时会下沉,原因是F浮_____G蛋,但在清水逐渐放入食盐并搅拌,使盐溶解,鸡蛋会慢慢上浮,其原因是盐溶解在水中后,盐水的密度逐渐变_____,根据阿基米德原理,V排水不变,受到的浮力也逐渐变________,使F浮_____G蛋,鸡蛋便浮了上来。
最后漂浮在水面时,F浮_____G蛋。
随堂练习1、当一个浸入液体中的物体受到的浮力______重力时,它会处于悬浮状态。
一个质量是50g 的鸡蛋悬浮在盐水中,它受到的浮力是_________N。
(g=10N/kg)2、把重为3N、体积为5×10-4m3的实心球浸没在盛满水的容器内,溢出水的重力为________N,金属球所受浮力的大小为________N.松手后物体将__________(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。
(g取10N/kg)3、用手将重4.9牛的空心金属球浸没在水中,体积是3dm3,它所受的浮力是______牛,此球在水中将______(填“上浮”、“下沉”、“悬浮”),放手后,球在水中静止时的浮力为______牛。
物体的浮沉条件及应用要点一、物体的浮沉条件浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。
而物体的运动状态取决于受力情况,物体的浮沉就取决于它所受的浮力与重力的关系。
要点诠释:1.当F浮>G时,合力方向竖直向上上浮当F浮=G时,合力为零悬浮当F浮<G时,合力方向竖直向下下沉2.对于实心的物体,由,,浸没时,所以当时,F浮>G 物体上浮;当时,F浮=G,物体悬浮;当,F浮<G 物体下沉。
3.物体上浮、下沉是运动过程,在此过程中受非平衡力作用,下沉的最终状态是沉到液体底部;上浮的最终状态是浮出液面,最后漂浮在液面,漂浮和悬浮的共同特点都是浮力等于重力(F浮=G)。
在平衡力作用下静止不动,不同点是排开液体的体积不同,漂浮时物体的体积大于排开液体的体积;悬浮时,物体的体积等于排开液体的体积。
4.物体浮沉各种状态比较表浮沉状况物理现象运动状态条件物液密度关系与的关系浮上浮在液体中向上运动向上运动漂浮浮在液面上静止在液面上悬悬浮停留在液体中任何深度的地方静止在液体中沉下沉在液体中向下运动向下运动沉底停留在容器底部静止在容器底部要点二、物体浮沉条件的应用从浮力利用的角度看,采用“空心”的办法可以增加可利用的浮力。
即使现代化的轮船,也采用的是这种古老的办法。
要点诠释:1.轮船①轮船浮于水面,它们受到的浮力等于船的总重。
②轮船浮力的大小通常用排水量来表示,排水量是指轮船满载时排开的水的质量,根据漂浮条件知,排水量=船自身的质量+满载时货物的质量。
2.潜水艇潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的,体积不变3.气球和飞艇气球和飞艇是漂浮在空中的,内部所充气体的密度必须小于空气的密度,一般充有氢气或氦气,充气时体积增大,浮力增大类型一、物体的浮沉条件1、如图甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙。
将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中,鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为F乙。
物体的浮沉条件及其应用(一)物体的浮沉条件及其应用1. 密度决定物体的浮沉•密度是物体的质量与体积的比值,单位是千克/立方米。
•当物体的密度大于浸泡在其中的液体的密度时,物体会下沉;当物体的密度小于液体的密度时,物体会浮起。
•应用:基于密度差异的物体分离。
比如,金纸可以通过浮在水上的方式,从混合物中分离出来。
2. 浸润性影响物体的浮沉•浸润性是指液体对物体表面的吸附能力,测量为接触角。
•当物体表面不易被液体所吸附时,液体在其表面形成凸起,物体会浮起;当物体表面易被液体吸附时,液体会在其表面形成凹陷,物体会下沉。
•应用:水滴在莲叶上的浸润性很小,所以能够在其表面形成球状,避免下沉。
3. 推力影响物体的浮沉•推力是物体所受到的来自液体的向上的力,大小等于排开液体的重量。
•当物体所受到的推力大于或等于其重力时,物体会浮起;当物体所受到的推力小于重力时,物体会下沉。
•应用:潜水艇的概念中,通过控制潜水艇内的水量来调整推力,从而实现浮起或下沉。
4. 浮力是物体浮沉的重要因素•浮力是物体在液体中受到的向上的力,大小等于排开液体的重量。
•当物体受到的浮力大于或等于其重力时,物体会浮起;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉。
•应用:船只的设计中,通过增加底部的凸起,增加船只受到的浮力,提高浮起能力。
5. 气泡影响物体的浮沉•气泡可以附着在物体表面,降低物体的密度,使其浮起。
•当物体表面附着的气泡数量增多,物体浮起的能力增强。
•应用:橡皮艇中的气泡可以增加浮力,提高橡皮艇在水中的浮起能力。
6. 表面张力影响物体的浮沉•表面张力是液体分子间相互作用力形成的液体表面的张力。
•当液体的表面张力大于物体所受到的浸润力时,物体会浮起;当表面张力小于浸润力时,物体会下沉。
•应用:昆虫能够在液体表面行走,正是由于表面张力的存在。
7. 物体形状对浮沉有影响•物体的形状会影响其所受到的浮力和重力的分配。
•当物体上部积聚的液体重力大于下部液体力的重力时,物体会浮起;反之,物体会下沉。
物体的浮沉条件及其应用一、浮沉条件的基本原理物体的浮沉是指物体在液体或气体中的上浮或下沉现象。
根据阿基米德原理,当物体浸泡在液体或气体中时,受到的浮力等于所排开的液体或气体的重力,从而决定了物体的浮沉状态。
浮沉条件可以通过比较物体所受的浮力与重力的大小来判断。
二、浮沉条件的判断1. 原理当物体所受的浮力大于其重力时,物体会浮起;当物体所受的浮力小于其重力时,物体会下沉。
2. 浮沉条件的判断标准浮沉条件的判断标准是比较物体所受的浮力和重力的大小关系:- 若浮力>Fg(物体的重力),则物体浮起;- 若浮力=Fg,则物体悬浮;- 若浮力<Fg,则物体下沉。
三、浮沉条件的应用1. 船舶浮沉原理及应用船舶的浮力是通过船体的形状和空气或水的压力产生的。
船舶的浮力要大于其重力,才能保持浮起的状态。
根据浮沉原理,船舶设计时需要考虑船体的形状和重心位置,以保证船体具有足够的浮力,避免下沉事故的发生。
2. 水下潜艇的浮沉原理及应用潜艇在水下航行时,需要通过调整潜艇内外的水的重力和浮力的平衡来控制潜艇的浮沉状态。
通过控制潜艇内部的水的排放和注入,可以改变潜艇的浮力,从而实现浮起或下沉。
3. 石油钻井平台的浮沉原理及应用石油钻井平台需要在海洋中进行钻井作业,而钻井平台本身的重量较大。
为了保证钻井平台的浮起,可以在平台底部设置空腔,通过控制空腔内的水的排放和注入来调整平台的浮力,从而实现浮起或下沉。
4. 飞机的升降原理及应用飞机在空中飞行时,需要通过调整机翼的升力和重力的平衡来控制飞机的升降状态。
通过改变飞机机翼的角度和速度,可以改变机翼所受的气流压力,从而调整飞机的浮力,实现升降。
5. 气球的浮沉原理及应用气球的浮力是由于气球内部的气体比外部气体轻而产生的。
通过控制气球内部气体的体积和压力,可以调整气球的浮力,实现上升或下降。
四、总结物体的浮沉条件是根据阿基米德原理进行判断的,通过比较物体所受的浮力和重力的大小关系来判断物体的浮沉状态。
物体的浮沉条件及应用知识集结知识元物体的浮沉条件及其应用知识讲解物体在液体中的浮沉条件上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G理解:研究物体的浮沉时,物体应浸没于液体中(V排=V物),然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。
如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮②ρ物=ρ液,悬浮③ρ物>ρ液,下沉浮沉条件的应用潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的;热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的;密度计的工作原理是物体的漂浮条件,其刻度特点是上小下大,上疏下密;用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。
此外,轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。
例题精讲物体的浮沉条件及其应用例1.(2019∙安丘市二模)如图所示,在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的实心小球A、B、C分别放入两个容器中,放入小球后两个容器中的液体深度相同,且A、C两球排开液体体积相同,B球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉。
则下列选项错误的是()A.甲液体比乙液体对容器底的压强大B.三个小球中密度最小的是C球C.如果把A、C两球对调,A球在乙液体中可能下沉D.A、C两球所受的浮力相等例2.(2019∙商丘二模)如图所示,A、B、C体积相同。
将它们放入水中静止后,A漂浮,B悬浮,C沉底。
则下列说法正确的是()A.A所受的浮力大于B、C所受浮力B.B下表面所受的压力小于A下表面所受水的压力C.C所受的浮力一定等于B所受的浮力D.A、B所受的浮力相等且大于C例3.(2019∙开封一模)如图所示,在水平桌面上有甲乙两个相同的烧杯,烧杯内分别装有不同的液体,把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯液体中,鸡蛋在甲杯中漂浮,在乙杯中沉底,两液面相平。
关于这一现象,下列说法中正确的是()A.甲杯中的液体密度小于乙杯中的液体密度B.甲杯中的鸡蛋排开液体的重力大于乙杯中的鸡蛋排开液体的重力C.甲杯中的液体对杯底的压强等于乙杯中的液体对杯底的压强D.甲乙两个烧杯对水平桌面的压强相等例4.(2019春∙利辛县期末)小明同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”,玻璃瓶在饮料瓶中的情况如图所示(玻璃瓶口开着并倒置),玻璃瓶的横截面积为S=1.5cm2,此时玻璃瓶内外水面高度差h1=2cm,饮料瓶内水面到玻璃瓶底部高度差h2=8cm,下列说法中正确的是()(不计饮料瓶和小玻璃瓶中气体的重力,g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)①用力挤压饮料瓶,发现玻璃瓶仍然漂浮在水面,此过程中h1减小、h2不变;②用力挤压饮料瓶,发现玻璃瓶仍然漂浮在水面,此过程中h1不变、h2增大;③空玻璃瓶的质量为3g;④空玻璃瓶的质量为13g。
一、物体浮沉的条件(1)从密度的角度。
浸没在液体中的物体,上浮、下沉时物体的运动状态在改变,物体受到非平衡力作用;悬浮、漂浮、沉底时,物体可以处于静止状态,物体受到平衡力作用。
漂浮:物体一部分浸在液体中,另一部分在液面上方,此时浮力等于重力。
悬浮:物体可以停留在液体的任何深度处,物体全部浸没在液体中,此时浮力也等于重力。
沉底:物体下沉过程的最终状态,物体受到三个力(重力、浮力、支持力)而处于平衡状态。
当ρ物<ρ液时,物体上浮后漂浮;当ρ物=ρ液时,物体悬浮;当ρ物>ρ液时,物体下沉后沉底。
(2)从力的角度。
当F浮>G物时,物体上浮后漂浮(此时F浮=G物);当F浮=G物时,物体悬浮;当F浮<G物时,物体下沉后沉底。
【温馨提示】①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
【微点拨】如何调节浮力的大小:木头漂浮于水面是因为木材的密度小于水的密度。
把树木挖成“空心”就成了独木舟,自身重力变小,可承载较多人,独木舟排开水的体积变大,增大了可利用的浮力。
牙膏卷成一团,沉于水底,而“空心”的牙膏皮可浮在水面上,说明“空心”可调节浮力与重力的关系。
采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上。
二、浮力的应用(1)轮船①因为漂浮时,F浮=G,所以同一艘轮船从大海行驶到江河或从江河行驶到大海,其受到的浮力不变。
②根据F浮=ρ液gV排,同一艘轮船从大海行驶到江河,因为F浮不变,ρ液减小,所以V排必增大,即船身稍下沉。
③排水量:船满载货物时排开水的质量。
(2)潜水艇因浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变,所以,潜水艇受到的浮力不变。
它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水来改变自身的重力而实现的。
物体浮沉应用及条件物体浮沉是指物体在液体中的浮力与物体的重力之间的平衡状态。
根据阿基米德原理,当一个物体浸泡在液体中时,所受浮力等于物体排开的液体的重量,即F 浮= ρ液体V物体g,其中F浮为浮力,ρ液体为液体的密度,V物体为物体的体积,g为重力加速度。
物体浮沉的应用范围非常广泛,涉及到水域工程、航海、船舶设计、水下工程、矿山开采、气候变化等领域。
下面将详细介绍几个常见的应用及其条件。
1. 船舶设计:船舶的浮力与重力的平衡是船舶能够漂浮在水面上的基本原理。
船舶的设计需要考虑到船身的浮力和稳定性,根据船舶的用途和负载量来确定船体的形状和尺寸。
船舶设计中的关键因素包括船体的几何形状、质量分布、重心位置、船舶的排水量等。
通过调整船体的设计参数,可以实现船舶在不同载荷条件下的稳定浮行。
2. 潜水艇设计:潜水艇是一种具有浮沉能力的船舶,可以在水面上浮行,也可以潜入水下。
潜水艇的设计需要考虑到浮力和重力的平衡,通过控制潜艇内外的水的流动来实现浮沉。
在潜艇设计中,浮力是通过操纵潜水厂把控制潜艇的浮沉状态。
通过调节潜水厂把的气体进出,可以改变潜艇的浮沉状态,从而实现在水下的潜行和浮出水面。
3. 水下工程:在水下进行各种工程作业,如海底油气管道的铺设、海底电缆的安装、水下隧道的建设等,都需要考虑到物体的浮沉问题。
通过控制物体的重力和浮力之间的平衡,可以实现物体在水下的稳定位置。
在水下工程中,需要进行浮力计算和物体稳定性分析,确保工程设施的安全和可靠。
4. 气象学研究:气象学研究中常用气球等测控设备进行大气探测。
气球的浮力与重力的平衡决定了气球的上升和下降。
通过调节气球内外的气压差,可以控制气球的浮沉状态,使之停留在指定的高度上进行观测。
气球的浮力和稳定性分析是气象学研究中重要的问题,可以帮助科学家更好地了解大气的变化。
需要注意的是,物体在液体中浮沉的条件取决于物体的密度和液体的密度。
当物体的密度小于液体的密度时,物体将浮在液体表面;当物体的密度大于液体的密度时,物体会沉入液体中。
物体的浮沉条件及其应用以物体的浮沉条件及其应用为题,我们将探讨物体浮沉的原理、条件以及其在实际生活中的应用。
一、物体的浮沉原理物体的浮沉是由于物体所受到的浮力与物体的重力之间的平衡关系。
浮力是指物体在液体或气体中所受到的向上的力,其大小等于所排开的液体或气体的重量。
而物体的重力是指物体本身的重量。
根据阿基米德原理,当物体在液体中时,它所受到的浮力等于所排开的液体的重量,即浮力等于物体的重力。
如果物体的重力大于浮力,则物体会下沉;如果物体的重力小于浮力,则物体会浮起。
二、物体的浮沉条件物体能够浮起的条件是物体所受到的浮力大于物体的重力。
根据浮力的计算公式,浮力与液体的密度、物体在液体中的体积以及重力加速度有关。
因此,物体的浮沉条件可以总结为以下几点:1. 物体的密度:物体的密度越小,浮力越大,物体浮起的可能性就越大。
2. 液体的密度:液体的密度越大,浮力越大,物体浮起的可能性就越大。
3. 物体的体积:物体的体积越大,浮力越大,物体浮起的可能性就越大。
4. 重力加速度:重力加速度越小,浮力越大,物体浮起的可能性就越大。
三、物体浮沉的应用物体浮沉的原理和条件在日常生活中有许多应用,下面我们将介绍其中几个常见的应用:1. 船只的浮沉:船只的设计和建造需要考虑到浮沉的原理和条件。
船只的结构和形状要能够确保船体的密度小于水的密度,从而使得船只能够浮起在水面上。
同时,船只的体积要足够大,以增加浮力,使得船只能够承载更多的货物和乘客。
2. 潜水艇的浮沉:潜水艇可以通过控制舱内的浮力和重力来实现浮沉的控制。
当潜水艇想要浮起时,可以向外排放部分舱内的水,减小潜水艇的密度,使其受到的浮力增大,从而浮起;当潜水艇想要下潜时,可以向舱内注入水,增加潜水艇的密度,使其受到的浮力减小,从而下沉。
3. 气球的浮沉:气球是利用气体的浮力原理制作而成的。
气球内充满了比空气轻的气体,使得气球的密度小于空气的密度,从而使得气球能够浮起。
物理物体的浮沉条件及应用
一、物理物体的浮沉条件及其应用
物理物体的浮沉条件是物体在流体中浮力和沉力的平衡状态所
决定的,也就是当物体在流体中的浮力等于沉力的时候,物体就不再偏移,呈现出一种恒定状态。
这种恒定状态就像一颗不浮不沉的宝石,形成了一种浮沉平衡状态。
1、浮力的大小
物体在流体中浮起的浮力与物体的体积大小以及流体的密度有关。
一般情况下,当物体的体积越大,而流体的密度越小时,物体就会越容易浮起。
反之,当物体的体积越小,而流体的密度越大时,物体就会越容易沉下去。
2、沉力的大小
物体沉下去的沉力与物体的体积大小以及流体的重力有关。
一般情况下,当物体的体积越大,而流体的重力越大时,物体就会越容易沉下去。
反之,当物体的体积越小,而流体的重力越小时,物体就会越容易浮起。
3、应用
物理物体的浮沉条件可以用于潜水、水上竞赛及海洋生物的研究等方面。
潜水:浮力和沉力的平衡确定了物体在海洋活动的深度,可以帮助潜水者了解何时浮起,并可以使潜水者更安全、更轻松地完成潜水任务。
水上竞赛:物体浮沉的平衡状态可以帮助水上运动员更好地控制自己的体重,以赢得水上竞赛。
海洋生物研究:物体浮沉的平衡状态可以帮助研究人员了解海洋生物的浮沉习性,从而为改善海洋环境提供参考。
物体浮沉的条件及其应用工作原理1. 条件物体浮沉指的是物体在流体中上浮或下沉的现象。
在介绍物体浮沉的应用工作原理前,我们首先来了解一下物体浮沉的条件。
以下是物体浮沉的条件:•浮力大于物体重力:物体浮沉的基本条件是浮力必须大于物体的重力。
浮力是物体在液体中所受的向上的浸入力,其大小与物体在液体中所占的体积以及液体的密度有关。
而物体的重力取决于其质量和重力加速度。
当浮力大于物体的重力时,物体就会浮起来。
•物体密度小于液体密度:物体浮沉还需要满足物体的密度小于液体的密度。
密度是物体的质量和体积的比值,而液体的密度可以看作是单位体积液体的质量。
如果物体的密度小于液体的密度,那么物体就会浮起来。
•浮力方向与重力方向相反:浮力是指物体在液体中所受的向上的浸入力,其方向与重力方向相反。
当浮力的方向与重力的方向相反时,物体就会浮起来。
2. 应用工作原理物体浮沉的应用广泛而又重要。
下面将介绍几个常见的应用工作原理。
2.1 船只浮沉船只能够浮在水面上,是因为船只的密度小于水的密度,并且船只内部的结构使得浮力大于船只的重力。
船只的下部通常为空腔,其中充满了空气或轻质物质,使得船只整体的密度减小。
这样,在船只下部受到浸入力向上的浮力,而上部受到的重力相对较小,使得船只能够在水面上浮起来。
2.2 潜水艇上浮下沉潜水艇在海底潜水时,需要控制自己的浮沉状态。
潜水艇上浮下沉的原理是通过控制船体内的水的进出来实现的。
当潜水艇需要上浮时,船体内的水被排出,减小了潜水艇整体的密度,使得浮力大于潜水艇的重力,从而使潜水艇上浮。
相反,当潜水艇需要下沉时,船体内的水被灌入,增加了潜水艇整体的密度,使得潜水艇的重力大于浮力,从而使潜水艇下沉。
2.3 水上飞机起降水上飞机是一种可以在水面上起降的飞机。
其起降的原理是通过使用浮筒来提供浮力。
浮筒是一种轻质且密封的结构,可以在水面上浮起来。
水上飞机在起降时,利用浮筒提供的浮力支撑起机身,使得飞机可以在水面上起飞和降落。
物体浮沉条件及应用实例物体浮沉是指物体在液体中的浮力与重力之间的平衡状态。
当物体的浮力大于或等于重力时,物体浮起;当物体的浮力小于重力时,物体下沉。
物体浮沉的条件主要取决于物体的密度和形状。
以下是物体浮沉的一些条件:1. 液体的密度:物体在液体中的浮沉与液体的密度有关。
如果物体的密度大于液体的密度,物体将下沉;如果物体的密度小于液体的密度,物体将浮起;如果物体的密度等于液体的密度,物体将处于浸泡状态。
2. 物体的密度:物体的密度也是影响浮沉的重要因素。
比如,一个坚果浮在水上是因为坚果的密度小于水的密度,而同样是坚果,但如果浸泡在重质液体中,由于液体的密度大于坚果的密度,坚果将下沉。
3. 物体的形状:物体的形状也会影响其浮沉状态。
当物体的形状不规则时,例如一块石头,其浮沉将受到挤压和液体的阻力的影响。
相比之下,规则形状的物体,如球体或圆柱体,更容易测量其浮沉状态。
物体浮沉的应用非常广泛,以下是一些应用实例:1. 力学原理验证:物体的浮沉状态是力学原理的基础。
通过设计实验,例如将不同密度的物体浸泡在不同液体中观察其浮沉状态,可以验证阿基米德原理的有效性。
2. 潜水设备设计:潜水设备的设计需要考虑到水中物体的浮沉状态。
例如,潜水艇的浮沉设备可以通过控制压水室内的水的压力来调整潜水艇的浮力,从而实现潜水或浮起的目的。
3. 船舶设计与航行:物体浮沉的理论也应用于船舶的设计与航行。
通过合理设计船体的结构和重心位置,可以使得船只在不同的荷载条件下保持平衡和稳定的浮沉状态,确保安全航行。
4. 水下工程:在水下工程中,需要对物体的浮沉状态进行精确的控制。
例如,海上油井的装置可以通过调整装置的浮力来进行水下钻井操作。
另外,在水下工程中,需要对物体的浮力进行精确计算,设计符合工程要求的浮力系统。
5. 水上娱乐:浮力的应用也常见于水上娱乐项目中。
例如,浮力驱动的游乐设备,如游泳圈、充气床等,使得人们可以在水面上舒适地休闲娱乐。
物体的浮沉条件及其应用一、引言浮沉是指物体在液体或气体中的上浮或下沉的现象。
物体的浮沉条件及其应用在工程、科学研究和日常生活中都具有重要意义。
本文将从浮沉的原理、条件和应用方面进行阐述。
二、浮沉的原理物体浮沉的原理可以通过阿基米德定律来解释。
阿基米德定律指出,当一个物体浸没在液体或气体中时,它所受到的浮力等于它排开的液体或气体的重量。
如果物体的重力大于浮力,物体就会下沉;如果物体的重力小于浮力,物体就会上浮。
三、浮沉的条件1. 密度差异:物体浮沉的关键是物体的密度与液体或气体的密度之间的差异。
如果物体的密度大于液体或气体的密度,物体会下沉;如果物体的密度小于液体或气体的密度,物体会上浮。
2. 形状和体积:物体的形状和体积也会影响其浮沉的条件。
相同质量的物体,体积越大、形状越扁平,浮沉的概率越大。
3. 浸没深度:物体浸没的深度也会影响其浮沉的条件。
当物体浸没的深度增加时,浮沉的力量也会增加,可能会导致物体下沉。
四、浮沉的应用1. 船舶设计:浮沉原理在船舶设计中起着重要作用。
船体的形状和体积设计需要考虑到船只的浮沉条件,以确保船只能在水中保持平衡和稳定。
2. 潜水艇:潜水艇利用浮沉原理实现下潜和浮出水面。
通过控制潜水艇内部的浮力调节装置,可以改变潜水艇的密度,从而实现上浮或下沉。
3. 水上乐园设备:水上乐园的滑道、浮床等设备都利用浮沉原理来提供乐趣和安全保障。
例如,滑道上的水泵会产生水流,使滑道湿滑,减少摩擦力,增加乘客的滑行速度。
4. 水中救生设备:浮沉原理也应用于水中救生设备,如救生衣、救生圈等。
这些设备的设计要考虑到水中的密度,以确保在紧急情况下能提供足够的浮力,支撑人体浮在水面上。
5. 水下探测器:水下探测器利用浮沉原理来探测水下的物体。
通过控制探测器的浮力,可以调整探测器的深度,以便进行水下勘探、地质调查等工作。
五、结论物体的浮沉条件及其应用在工程、科学研究和日常生活中具有广泛的应用。
了解浮沉原理和条件,可以帮助我们更好地设计和利用物体,以满足不同的需求。
第3节 物体的浮沉条件及应用第1课时 物体的浮沉条件物体的浮沉条件三种状态:(1)浮力大于重力时,物体上浮,并最终漂浮在水面上,浮力等于重力; (2)浮力等于重力时,物体受力平衡,可以悬浮在液体内任何地方;(3)浮力小于重力时,物体下沉,直至到达液体底部,受到容器的支持力作用,停留在容器底.拓 展:假设将物体浸没在液体中,若物体的密度小于液体的密度,物体上浮;若物体的密度等于液体的密度,物体可以悬浮在液体内任何地方;若物体的密度大于液体的密度,物体下沉.注 意:(1)在讨论或计算浮力时,往往忽略物体的浮沉情况,而直接根据阿基米德原理求浮力,实际上,应先根据物体的浮沉条件判断浮沉情况,确定物体排开液体的体积,再根据阿基米德原理求解;(2)“漂浮”是指物体静止在水面上,一部分体积浸在液体中,一部分体积露出液面,在浮力和重力的作用下处于平衡状态;而“上浮”是指物体在液体中加速向上运动,此时物体所受的浮力大于自身重力,物体受的浮力与重力是非平衡力,上浮的最终结果是“漂浮”在液面上.1.将质量相同的铁块和木块放入一盆水中,发现木块漂浮在水面上,铁块沉到水底,则下列说法正确的是( B )A .木块受浮力,铁块不受浮力B .铁块受到的浮力小于自身重力C .木块受到的浮力大于自身重力D .木块所受浮力等于铁块所受浮力2.(巴中中考)一物体漂浮在水中,有14体积露出水面,则物体的密度为( B ) A .1 g/cm 3 B .0.75 g/cm 3 C .0.5 g/cm 3 D .0.25 g/cm 33.(来宾中考)把体积为2×10-3 m 3、重为12 N 的物块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g 取10 N/kg)( B )A .漂浮,F 浮=20 NB .漂浮,F 浮=12 NC .沉底,F 浮=20 ND .沉底,F 浮=12 N4.(汕尾中考)用手将一重为5 N 的物体全部压入水中,物体排开的水重8 N ,此时物体受到的浮力为8N ,放手后物体将上浮(填“上浮”或“下沉”),待物体静止时所受浮力为5N.5.(阜新中考)如图所示,将一个鸡蛋放入水中,鸡蛋下沉,则鸡蛋的密度大于(填“大于”“小于”或“等于”)水的密度.在鸡蛋完全浸没水中后的下沉过程中,鸡蛋受到的压强变大,所受浮力的大小不变(填“变大”“变小”或“不变”).6.(菏泽中考)新旧两只鸡蛋放入水中的状态如图所示.两只鸡蛋的体积分别是V A 、V B ,质量分别是m A 、m B ,两只鸡蛋受到的浮力分别为:F A =m A g ,F B =ρgV B (已知水的密度为ρ).7.(茂名中考)一个鸡蛋悬浮在盐水中处于静止状态,请在图中画出鸡蛋受力的示意图.解:8.(桂林中考)如图所示,质量相等的甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,下列说法正确的是( D )A.甲球受到的浮力大B.乙球受到的浮力大C.甲球浸在水中的体积大D.两球浸在水中的体积一样大9.(郴州中考)如图所示,a、b是两种物质质量与体积的关系图象,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中.松手稳定后( A )A.乙漂浮,乙受到的浮力小B.甲漂浮,甲受到的浮力大C.乙下沉,甲受到的浮力大D.甲下沉,乙受到的浮力大10.(福州中考)将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中,鸡蛋漂浮,然后逐渐向杯中加入清水,当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水,如图所示,图中的图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是( C )11.(多选)(莱芜中考)如图所示,把一小球先后放入盛有不同液体的甲、乙两个容器中,在甲容器中小球漂浮在液面上,在乙容器中小球加速下沉到容器底部.已知:小球在甲容器中受到的浮力为F1,小球在乙容器中受到的浮力为F2,甲容器中的液体密度为ρ1,乙容器中的液体密度为ρ2,则下列判断正确的是(AC)A.F1>F2B.F1<F2 C.ρ1>ρ2 D.ρ1<ρ212.(盐城中考)小明探究怎样使物体上浮或下沉,用手将质量为150 g,体积为1.6×10-4m3的苹果浸没水中,苹果受到的浮力为1.6N.松手后苹果将上浮(填“上浮”“下沉”或“悬浮”),最后静止时,苹果受到的浮力是1.5N.(g取10 N/kg)13.(德州中考)用弹簧测力计在空气中称一实心正方体重力,测力计的示数为5 N;把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数如图所示,此时物体所受浮力为3N,当把物体从弹簧测力计上取下,放入水中静止时,物体所处的状态是漂浮(填“漂浮”“悬浮”或“下沉”).14.(哈尔滨中考)小明用手将小球浸没在水中,小球排开水的质量是0.1 kg,此时小球受到的浮力是1N.若小球的质量为0.3 kg,松手后小球会下沉(填“上浮”“悬浮”或“下沉”).(g取10 N/kg) 15.(杭州中考)三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与三个体积相同的实心球相连,向容器内倒入某种液体,待液体和球都稳定后,观察到如图所示的情况,乙球下方弹簧长度等于原长.(1)这三个球受到浮力的大小关系是C(填字母);A .F 甲<F 乙<F 丙B .F 甲>F 乙>F 丙C .F 甲=F 乙=F 丙(2)这三个球的密度大小关系是A(填字母);A .ρ甲<ρ乙<ρ丙B .ρ甲>ρ乙>ρ丙C .ρ甲=ρ乙=ρ丙(3)其中乙球(填“甲”“乙”或“丙”)的密度与液体密度相同.16.(绍兴中考)将重10 N 的长方体木块A 放入水平放置的盛水容器中静止时,有13的体积露出水面,木块受到的浮力是10N ,若在木块上放另一物块B ,使木块刚好全部压入水中,如图,若所加物块B 的体积是木块A 的13,则物块B 密度与木块A 密度之比是3∶2.第2课时浮沉条件的应用1.轮船原理:用密度大于水的钢铁材料制造轮船,采用“空心”的办法增大可以利用的浮力.大小:轮船的大小用排水量表示,即满载货物时排开水的质量.注意:轮船漂浮在水面上,F浮=G,当它从内陆河中驶入海中,受到的浮力是不变的,由于海水的密度大于河水的密度,它排开海水的体积小于排开河水的体积,所以它要上浮一些.2.潜水艇原理:潜水艇是通过调节两个水舱中的水量来改变自身的重力,从而实现上浮和下潜的.注意:当潜水艇在水面下潜行时,由于艇壳不能任意变大或变小,因此浸没在水中的潜水艇排开水的体积不变,它受到的浮力也不变.但若是从一种液体进入另一种液体,所受浮力是变化的.3.气球和飞艇原理:热气球、氢气球、飞艇内的气体密度小于外部空气的密度,它们所受的浮力大于它们的自身重力,所以它们能升空.4.密度计原理:密度计是用来测定液体密度的仪器,类似于轮船,它利用漂浮原理:G密度计=F浮=ρ液gV排,即ρ液大,V排就小,密度计露出部分大,所以大的刻度值在下面,小的刻度值在上面.1.(泉州中考)一艘轮船从长江驶入东海,船受到的浮力( C )A.变大B.变小C.不变D.条件不足,无法判断2.(厦门中考)某些鱼的浮沉靠鳔的膨缩实现.原来静止在水中的鱼( B )A.鳔膨胀时浮力小于重力会下沉B.鳔膨胀时浮力大于重力会上浮C.鳔收缩时浮力等于重力仍悬浮D.鳔收缩时浮力大于重力会上浮3.(舟山中考)人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁,把空气压进浮筒将浮筒里的水排出,沉船随着浮筒一起浮起,下列说法正确的是( B ) A.沉船在河底时,受到的浮力等于其重力B.浮筒充满气后,受到的浮力大于其重力C.沉船在水下上浮时,受到的浮力逐渐变小D.船和浮筒浮在水面时,受到的浮力大于其重力4.(内江中考)许多轮船都有排水量的标记,“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4 800 t,表示它浮在海面上排开的海水质量是4 800 t,此时舰船所受的浮力是4.8×107N(g取10 N/kg).当舰船从海洋驶入长江时,吃水深度变大(填“变大”“变小”或“不变”).5.(永州中考)潜水艇能潜入水下航行,进行侦察和袭击,是一种很重要的军用舰艇.潜水艇漂浮在水面时,其所受浮力与重力的大小关系为F浮=G(填“>”“<”或“=”);当潜水艇水舱充水时,潜水艇将下沉(填“上浮”“下沉”或“悬浮”).6.(成都中考)关于物体沉浮条件及应用实例,下列分析合理的是( A )A.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同B.轮船从长江驶入东海,吃水深度变大C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现的D.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉7.(滨州中考)测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(图甲).图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,由图中现象可以判断( D )A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大B.密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大C.乙烧杯中液体的密度较大D.丙烧杯中液体的密度较大8.(山西中考)海权握,国则兴,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器.如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中的悬浮、上浮、漂浮训练过程.下列对此潜艇分析正确的是( C )A.上浮过程中所受浮力逐渐变大B.悬浮和漂浮时所受的浮力相等C.漂浮时排开的海水所受的重力最小D.漂浮时潜艇底部所受海水压强最大9.中国的“辽宁号”航空母舰出海试航,当航母在平静的水面航行时,它所受的浮力等于(填“大于”“等于”或“小于”)它的总重力.当航空母舰上舰载飞机起飞后,它排开水的体积减小(填“增大”“减小”或“不变”).10.(莆田中考)重60 N的空心金属球,悬浮于4 ℃的水中,受到的浮力是60N,水温从4 ℃降低到1 ℃的过程中,金属球下沉(填“上浮”或“下沉”).11.(丹东中考)取一只空牙膏皮,一次将它挤瘪,一次将它撑开,两次都拧紧盖后,先后放入同一杯水中,如图所示.两次牙膏皮的质量m甲和m乙的大小关系为m甲等于m乙;两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系为F甲小于F乙;两次杯底受到水的压强p甲和p乙的大小关系为p甲小于p乙.(填“大于”“小于”或“等于”)12.(沈阳中考)“彩球温度计”是一种家居装饰品.如图所示,在圆柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体,将一些体积相同的小球,按照密度大小排序,依次沉入液体中,球上标有设定好的温度用来读数.当外界气温降低时,容器内液体的体积变小、密度变大(填“变大”“变小”或“不变”),小球受到的浮力变大,使沉在容器底部的一些小球依次浮起,我们就用最后浮起的小球上标记的温度来表示外界的气温.根据图中小球的位置可以判断,浮起的三个小球中C (填字母)球的密度最大.13.(连云港中考)现有一形状不规则的木块,小明同学用图甲、乙、丙所示的方法测出了木块的密度,实验步骤如下:(1)向容器内倒入适量的水,水的体积记为V 1;(2)将木块轻轻放入容器中,液面上升至V 2;(3)用细针将木块按压,使木块浸没于水中,液面上升至V 3.请写出下列物理量的表达式:木块的质量m =ρ水(V 2-V 1),木块的体积V =V 3-V 1,木块密度ρ=ρ水(V 2-V 1)V 3-V 1(已知水的密度ρ水).。
物体的浮沉条件及其应用
物体的浮沉条件是相对于其所处的介质而言的。
一个物体能够浮起来,就必须满足以下两个条件:
1.物体的密度小于介质的密度。
这个条件是浮力原理的基础,介质的密度相对于物体的密度越大,物体浮出介质表面的难度就越大。
2.物体所受的浮力要大于等于其所受到的重力。
这个条件决定了物体能够在介质中升起的深度和高度。
应用方面,物体的浮沉条件在我们日常生活和工业生产中有广泛的应用,比如:
1.船只的设计就要考虑船体的密度,以保证船只在水中能够浮起来,并且在荷载合适的情况下能够稳定航行。
2.在水中工作或进行水下探测的设备必须满足浮沉条件,以保证其能够在水中自由移动,并且能够承受所受到的水压。
3.工业生产过程中,需要进行密度测量的情况很多,比如测量油水混合物中油的含量等。
4.在建筑设计中,人们需要考虑建筑物结构的重量和所在地区的地质条件,以保证建筑物能够安全稳定地立在地面上。
总之,物体的浮沉条件对于我们日常生活和工作中的很多方面都有着非常重要的影响。
一、物体的浮沉条件判断物体浮沉的条件:通常情况下,判断物体的浮沉有两种方法:一是根据力的关系来判断,即根据浮力和重力的大小关系,结合浮沉条件来判断;二是根据物体密度与液体密度的关系来判断。
判断方法比较F浮和G物比较ρ液和ρ物上浮F浮>G物ρ液>ρ物悬浮F浮=G物ρ液=ρ物下沉F浮<G物ρ液<ρ物解读:总有同学认为“上浮的物体受到的浮力大,下沉的物体受到的浮力小”,这种说法是不正确的。
事实上物体的沉浮决定于物体受到的浮力和物体重力的大小关系,而不是只决定于物体受到的浮力大小。
大石块受到的浮力再大,只要还小于自身的重力,就不会上浮;小木块受到的浮力再小,只要还大于自身的重力,就不会下沉。
悬浮与漂浮有相似之处,也有重要区别。
相似之处是:物体都处于平衡状态,各自所受重力和浮力是大小相等的一对平衡力。
重要区别是:(1)它们在液体中的位置不同,悬浮是物体可以静止在液体内部任一地方,而漂浮则是物体静止在液体表面上;(2)处于悬浮状态的物体,其密度与液体密度相等,处于漂浮状态的物体,其密度小于液体的密度,其体积大于物体排开液体的体积。
二、浮力的应用(1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。
轮船的排水量:轮船满载时排开水的质量。
轮船从河里驶入海里,由于水的密度变大,轮船浸入水的体积会变小,所以会上浮一些,但是受到的浮力不变(始终等于轮船所受的重力)。
(2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。
(3)气球和飞艇是靠充入密度小于空气的气体来实现升空的;靠改变自身体积的大小来改变浮力的。
(4)密度计是漂浮在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。
注意:轮船在不同的水中(如江水、海水)都处在漂浮状态所受浮力相等;潜艇靠改变自身重力实现浮与沉,在没有露出水面之前潜水艇受到的浮力不变。
气球升空时气球里充密度小于空气的气体。
(2018·山东省济宁市市中区中考物理二模试题)如图,小玲同学在做鸡蛋浮沉的实验时,在清水中鸡蛋下沉,此时鸡蛋所受浮力大小为F浮1,用适当的盐水使鸡蛋正好悬浮,此时鸡蛋所受浮力大小为F浮2,则F浮1与F浮2的大小关系是A.F浮1>F浮2B.F浮1<F浮2C.F浮1=F浮2D.不能确定【参考答案】B1.五一小长假,小红一家去遂宁市大英县的“中国死海”游玩。
1.保持物体所受浮力大小不变,减小物体自身重力使物体上浮,增大物体自身重力使
物体下沉。
探究过程三:探究物体在什么情况下会下沉、上浮或悬浮,即探究物体的沉浮条件
1.研究物体的悬浮条件。
将鸡蛋放入浓盐水中,逐渐加入清水,使鸡蛋悬浮在盐水中。
改变鸡蛋放入浓盐水中的位置,观察鸡蛋悬浮时的状态。
分析鸡蛋悬浮在盐水中的受力情况
结论:物体悬浮在液体中时,满足:f浮g物
1.研究物体的下沉、上浮条件
在盐水中加入,可使鸡蛋上浮。
分析鸡蛋在盐水中上浮时受力情况
结论:物体在液体中上浮时,满足:f浮g物
在盐水中加入,可使鸡蛋下沉。
分析鸡蛋在盐水中下沉时受力情况
结论:物体在液体中下沉时,满足:f浮g物
1.分析讨论得出物体漂浮时的条件:
1.密度计(利用铅笔和一小段铁丝),要求:使自制密度计能竖直地漂浮在液体中
2.自制的密度计放入清水中,盐水中、酒精中,观察自制密度计浸入液体中的深度,
你有什么发现?
结论:密度计是用来测量液体密度的仪器,它是利用漂浮条件工作的。
当密度计漂浮在不同的液体中时,若液体密度小,则密度计浸入液体的体积大;若液体密度大,则密度计浸入液体的体积小。
应用二、潜水艇
1.介绍潜水艇:潜水艇能潜入水下航行,进行侦察和袭击,是一种很重要的军用舰艇。
问:采用什么方法可以使潜水艇下潜、悬浮在水中或浮出水面?
2、演示:潜水艇小实验,简介装置,进行演示,使模型上浮和下沉。
多媒体演示,重点观察潜水艇的水舱及水舱中水的多少对潜水艇浮沉的影响。
学生回答、教师小结:
“下潜”:向潜水艇水舱中充水,潜水艇逐渐加重,潜水艇重大于它受到的浮力,就逐渐潜
入水中。
“悬浮”:当水舱中保留一定量的水时,潜水艇重等于浮力,潜水艇可以悬浮在水中。
“浮出水面”:用压缩空气将水舱中的水排出一部分,潜水艇变轻,潜水艇重小于它受到
的浮力,从而浮出水面。
潜水艇在实际航行时,上浮和下沉过程还要开动推进器,用以加速。
结论:潜水艇——潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。
应用三:气球和气艇:
阅读课文思考。
问:,其体内充的是什么气体?这种气体的密度比空气的密度大还是小?它为什么能够升空?
问:节日气球、热气球、飞艇能不能无限制升空?
问:若要它下降,可采取什么方法?
答:节日气球或携带气象仪器的高空探测气球里充的是氢气或氦气;热气球充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气;飞艇中充的是氢气或氦气。
这些气体的密度比空气的密度小。
由于气球或飞艇的总重小于气囊排开的空气重,即重力小于浮力,气球和飞艇就能上升。
当上升到一定高度,由于越高空气密度越小,它受到的浮力变小,浮力等于重力时,它就不再上升,停留在这个高度。
请你想一想,如果这是个载人的带吊篮的气球,为了使乘客返回地面,你打算采用什么办法?(改变气囊中的气体量(放气或充气)、结论:气球和气艇是靠通过改变自身的体积,从而改变浮力来实现升降的。
应用四:盐水选种。
通过改变液体的密度来改变浮力的大小,从而使不良种子上浮,最终漂浮。
应用五:测定人体血液的密度。
通过改变液体密度来改变浮力的大小,使血液在同密度相等的硫酸铜溶液中悬浮。
应用六:打捞沉船
在沉船下部用结实的钢带将其托住,在钢带的两端固定浮筒,现在浮筒中注满水,使筒沉到船附近与钢带结合,然后排出筒中水,水的浮力就把筒和船一起推向水面。
布置作业
(1)课外小实验:浮沉子的制作
(2)课外小调查:就我国在长江中打捞中山舰的故事写出一个综合报告,并就俄罗斯“库尔斯克号”核潜艇和“泰坦尼克号”沉船打捞问题写出建议,要求从报刊、杂志、网络、电视台的科学频道和时事频收集信息,从科学书刊、科学杂志了解浮力的知识,沉船打捞技术,过去的打捞案例等。