物体的沉浮条件及应用(202304174204)
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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。
沉浮条件的判定及浮力应用一、浮沉条件⑴当F浮>G时,物体上浮;平衡时(漂浮):F′浮=G⑵当F浮=G时,物体悬浮。
⑶当F浮<G时,物体下沉;平衡时(沉底):F浮+F支=G物⑴当ρ液gV排>ρ物gV物时,物体上浮;平衡时(漂浮):F′浮=G⑵当ρ液gV排=ρ物gV物时,物体悬浮。
⑶当ρ液gV排<ρ物gV物时,物体下沉;平衡时(沉底):F浮+F支=G物⑴当ρ液>ρ物时,物体上浮;平衡时(漂浮):F′浮=G⑵当ρ液=ρ物时,物体悬浮。
⑶当ρ液<ρ物时,物体下沉;平衡时(沉底):F浮+F支=G物总结:【例1】将质量为200g的物体缓缓浸没在原盛满水的杯子中后,溢出160g的水,放手后,物体最终会()。
A.沉入水底B.漂浮在水面上C.悬浮在水中D.无法判断其沉浮情况【例2】把质量为6千克,体积为5×10-3米3的物块放入水中后,关于物块在最终位置所受的合力,下列判断正确的是( )(取g=10牛/千克)A.大小为10牛,方向竖直向上B.大小为10牛,方向竖直向下C.大小为零D.大小为50牛,方向竖直向上二、比较大小问题:1.浮力大小比较方法:⑴F浮=ρ液gV排公式法⑵浮沉条件:漂浮、悬浮:F浮=G物;沉底:F浮<G物【例3】若将甲、乙、丙三个体积相等的球,投入水中后,则:所受浮力大小排序__________。
若将甲、乙、丙三个质量相等的球,投入水中后,则:所受浮力大小排序__________。
2.密度、体积的比较方法:⑴浮沉条件⑵=m V【例4】若将甲、乙、丙三个质量相等的球,投入水中后,状态如下图所示。
则:甲、乙、丙三个球密度大小排序_____________________________。
若将甲、乙、丙三个体积相等的球,投入水中后,状态如下图所示。
则:甲、乙、丙三个球密度大小排序_____________________________。
三、浮力的应用1.轮船:原理:做成空心的,增大V排,漂浮问题1:从长江驶向大海浮力如何变化?问题2:V排如何变化?2.潜水艇:3.密度计:用来测定液体密度的仪器【例5】将同一支密度计分别放入两种不同的液体中,静止后如图所示,若两种液体的密度分别为ρ甲、 ρ乙,静止时密度计所受的浮力分别为F 甲、F 乙,则( )。
物体的沉浮条件及其应用
教学目标
物体的沉浮条件及应用;
1. 通过收集关于浮力应用的资料,了解浮力应用的社会价值
2. 知道物体的浮沉条件,并能分析解决相应的物理问题
3. 了解轮船潜水艇、气球、飞艇是怎样工作的,从而明确浮力应用的社会价值
教学重点
浮沉条件及其应用
教学难点
浮沉条件及其应用
教学过程
一、创设情况
2014年4月16日,一艘载有450余名乘客的“岁月(SEWOL)号”客轮在全罗南道珍岛郡屏风岛以北20公里海上发生沉没事故。
①同一个物体有时上浮,有时下沉;②不同物
体,有的上浮,有的下沉;为什么,物体的浮沉条件是什么?
二、知识讲解
(一)物体的浮沉条件及判断方法
浸没在液体中的物体的浮沉决定于物体受到的浮力和重力的大小
1.浮沉条件
注意:漂浮时V排<V物;悬浮或沉底时V排=V物
2.物体浮沉的判断方法
注意:判断物体浮沉时,不局限于用某种方法,应根据题目所给条件选择最恰当的方法。
上表中的物体应是实心的。
3.漂浮与悬浮的异同点
(1)相同的地方
物体在“漂浮”或“悬浮”时,都是静止状态,都受平衡力作用:F浮=G;即使
物体悬浮于跟容器相接触处,这时物体的底跟容器的底没有挤压作用。
(2)不同的地方
①在液体中的位置不同。
漂浮体总有一部分体积露出液面,它的上表面一定高于液
面;但悬浮体上表面一般低于液面,最高也只能跟液面相平。
②V排与V物的大小关系不同。
漂浮体有V漂〈V物;悬浮体有V悬排=V物。
三者关系为V漂排〈V物=V悬排。
③ρ物与ρ液的大小关系不同。
漂浮体有ρ物〈ρ漂液;悬浮体有ρ物=ρ悬液。
三者
关系为:ρ悬液=ρ物< ρ漂液。
综上分析可知,浸在液体里的物体,不论是在“上浮”或“下沉”的过程中还是在
“漂浮”或“悬浮”的静止状态下,都受到重力和液体竖直向上的浮力作用,都遵守阿
基米德原理。
(二)浮沉条件的应用
1.密度计:物体漂浮条件的应用
注意:密度计是用来测量液体的密度,密度计在不同的液体中所受浮力相同,因此在密度大的液体中排开的液体的体积小,所以密度计刻度上小下大。
2.轮船:物体漂浮条件的应用。
(1)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;
(2)轮船排水量是指轮船排开水的质量。
根据物体漂浮条件可知:F浮=G物+G船;G排=G物+G船;m排=m物+m船3.潜水艇:靠改变自身重力实现浮与沉
注意:潜水艇在水下时浮力不变,充水时,重力增大,当重力大于浮力则下沉;排水
时,重力减小,当重力小于浮力则上浮。
4.气球:升空时气球里充密度小于空气的气体;返回时放掉一部分气体,使气球的体积
变小,浮力减小且小于重力。
比较:探测气球和热气球浮沉原理
上升下降
气球充入密度小于
空气的气体
放掉球内部分气体,使球的
体积减小
热气球充入加热后的
热空气
停止加热,热空气冷却,热
气球内空气密度增大
盐水选种:配置盐水,使其密度小于优质种子的密度而大于劣质种子的密度。