浮力的应用
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浮力的应用领域归类浮力是物体在液体或气体中所受到的向上的力。
它是由于压强的差异而产生的。
浮力在许多领域都有应用,以下是一些常见的应用领域的归类:工程领域1. 船舶设计:浮力在船舶设计中起到重要的作用。
通过控制船舶的形状和净重,可以实现船体的浮起和稳定性。
船舶设计:浮力在船舶设计中起到重要的作用。
通过控制船舶的形状和净重,可以实现船体的浮起和稳定性。
2. 建筑结构:浮力也在建筑结构领域中有应用。
例如,在建造桥梁和大楼时,需要考虑浮力以确保结构的稳定性。
建筑结构:浮力也在建筑结构领域中有应用。
例如,在建造桥梁和大楼时,需要考虑浮力以确保结构的稳定性。
3. 水坝设计:在水坝设计中,浮力是一个重要的因素。
通过计算浮力,可以确定水坝的稳定性和安全性。
水坝设计:在水坝设计中,浮力是一个重要的因素。
通过计算浮力,可以确定水坝的稳定性和安全性。
生物学领域1. 潜水动物:浮力对于水中动物的生存至关重要。
一些潜水动物可以调整自己的体积和密度,以控制浮力并在水中保持平衡。
潜水动物:浮力对于水中动物的生存至关重要。
一些潜水动物可以调整自己的体积和密度,以控制浮力并在水中保持平衡。
2. 植物生长:在水中生长的植物利用浮力来支撑和维持生长。
它们通过气囊或根部结构来控制浮力,并使植物能够浮在水面上或在水中生长。
植物生长:在水中生长的植物利用浮力来支撑和维持生长。
它们通过气囊或根部结构来控制浮力,并使植物能够浮在水面上或在水中生长。
科学研究领域1. 浮力测量:科学研究中的一项重要任务是测量物体或液体的浮力。
这种测量在物理学、化学学、材料科学等领域都有应用。
浮力测量:科学研究中的一项重要任务是测量物体或液体的浮力。
这种测量在物理学、化学学、材料科学等领域都有应用。
2. 气象研究:浮力在气象学研究中也起到关键作用。
例如,通过浮力原理可以解释大气中的气流和气旋现象。
气象研究:浮力在气象学研究中也起到关键作用。
例如,通过浮力原理可以解释大气中的气流和气旋现象。
浮力的应用实例引言浮力是物理学中的一个重要概念,它是指物体在液体中所受到的向上的力的大小,也是物体能够浮在液体表面的原因。
浮力的应用十分广泛,不仅存在于日常生活中的一些实际问题中,还在工程设计、航空航天等领域得到了广泛的应用。
本文将介绍10个与浮力相关的实际应用例子。
1. 船只的浮力船只的设计要充分利用浮力,以使其能够在水中浮起。
船只的船体通常采用空心结构,其中的空间能够填充空气或其他轻质物质,使得整个船只的平均密度小于水的密度,从而产生浮力,使船只浮在水面上。
2. 飞机的升力飞机在飞行时也利用了浮力的原理。
当飞机起飞时,飞机的机翼产生升力,可以理解为它在空气中受到的浮力。
机翼的上表面比下表面更加凸起,让空气在飞过机翼时上下分流,产生一个向上的压力,从而产生升力,使飞机能够离开地面。
3. 水上漂浮的气球气球是利用浮力的原理制成的,最常见的例子是热气球。
热气球内部加热空气,形成比外部空气密度小的气体,从而产生向上的浮力,使得热气球能够在空中浮动。
类似地,许多水上游乐设施中也用气球来提供浮力,让人们可以在水上玩乐。
4. 浮标的应用浮标是一种用来指示航道或标记水深的装置,它通常由一个浮筒和一个锚链组成。
浮筒中充满了空气或泡沫塑料等材料,使得浮标具有足够的浮力,能够在水上漂浮。
浮标可以在水中垂直浮动,通过不同的颜色、形状等进行标记,以便给航行的船只提供导航和警示信息。
5. 浮遮球阀的工作原理浮遮球阀是一种常用的控制阀门,它的工作原理也与浮力有关。
浮遮球阀的内部装有一个浮球,当管道中的液体流过时,浮球会随着液体的上升或下降而移动。
当液体上升到一定高度时,浮球会被提升到阀门的关闭位置,阻止液体流动。
这种阀门常用于水池、沉箱等地方,以防止液体溢出。
6. 浮力在潜水艇中的应用潜水艇是一种能够在水下航行的交通工具,它的设计充分利用了浮力的原理。
潜水艇的船体被设计成中空结构,内部充满了高压气体,使得潜水艇整体的平均密度小于水的密度,从而产生浮力。
浮力原理的应用
浮力原理是关于物体在液体中受到的向上的浮力的基本原理。
根据浮力原理,当一个物体完全或部分地浸没在液体中时,液体对该物体会产生一个向上的浮力,大小等于所排开液体的重量。
浮力原理在实际生活中有许多应用。
以下是几个例子:
1. 水上运输:浮力原理是船只能在水上漂浮的基础。
船的体积大而重量相对较轻,从而排开的水的体积也增加,产生的浮力能够支撑船只浮在水面上。
2. 潜水装置:潜水装置是通过利用浮力原理来帮助人们在水下工作。
潜水员穿上带有存气器材的潜水服,潜水服内的气体会增加身体体积,从而提供一个向上的浮力,使潜水员能够在水中浮起来。
3. 潜水艇:潜水艇是一种能够在水下运行的船只。
它由重而密封的船体、存储气体的球形舱室和配重装置组成。
当潜水艇需要下潜时,它会向球形舱室注入水,增加潜水艇的总重量,从而产生向下的浮力。
当需要上浮时,潜水艇会释放球形舱室中的水,减小重量,使潜水艇能够上浮。
4. 游泳和潜水运动:在游泳和潜水运动中,人们利用浮力原理来保持浮在水面上或下潜。
游泳时,人体通过腿蹬和手划来改变体积,从而调整浮力。
而在潜水运动中,潜水员可以通过调整潜水服中的气体来改变浮力,从而上浮或下潜。
浮力原理的应用不仅限于上述几个例子,实际上在很多领域中都有它的身影。
它在物理学、工程学和生活中都有着广泛的应用价值。
利用浮力原理的应用浮力原理是指在液体或气体中,一个物体所受到的浮力等于其体积所排开的液体或气体的重量,这个原理被广泛应用于各个领域。
以下是一些利用浮力原理的应用:1.潜水活动:潜水员利用浮力原理来控制自己在水中的位置。
他们通过控制浮力装置中充满的空气量来改变自身的浮力,从而上浮或下潜。
2.潜艇:潜艇通过调整船体中的水量和气压来改变浮力,从而上浮或下沉。
当潜艇想要上浮时,船体内的水会被排出并用空气代替,增加浮力。
3.热气球:热气球利用浮力原理来升空。
当空气被加热时,它的密度变小,从而使得气球的浮力大于其自身重量,使得气球上升。
4.浮标:海上的浮标常常用来标记航道或海上障碍物。
浮标通过调整内部的浮子来改变浮力,使得浮标的位置可以根据需要上下移动。
5.浮动桥梁:在一些湖泊或河流中,为了简化交通运输,人们常常会建造浮动桥梁。
这种桥梁可以通过控制浮筒中的浮力来调节桥面的高度,从而适应水位的变化。
6.离心机:离心机是一种用来分离液体混合物中不同成分的设备。
离心机通过旋转来产生离心力,使得重的成分沉淀下来,而轻的成分则浮在上面。
7.气垫船:气垫船通过在船体底部喷射高压空气来产生气垫,从而减小与水面的摩擦力,使得船体浮在上面。
这种设计使得气垫船在水面上具有很高的速度和敏捷性。
8.船舶和造船:造船工程中常常需要考虑船只的浮力问题。
通过合理设计船体的造型和改变船舶的重心位置,可以使得船只具有合适的浮力,从而保证其在水中的稳定性。
9.潜水艇同位素定年:同位素定年是一种用来确定物质年代的方法。
潜水艇上的测量设备可以通过测量海水中特定同位素的比例,从而确定一些时期海水中的同位素含量,帮助科学家进行地球历史的研究。
10.液位计:液位计是一种用来测量容器中液体高度的设备。
液位计利用液体与气体之间的压强差,通过浮子或者波纹管等测量元件的上升或下降来测量液体的高度。
综上所述,浮力原理在生活和工程领域有着广泛的应用。
从水中活动到船舶设计,再到科学研究和测量设备,浮力原理使人们能够更好地理解和利用液体和气体的性质,为人类的生活和工作提供了许多便利。
浮力原理在生活中的应用1. 介绍浮力原理是物理学中的一条基本定律,它说明了物体在液体或气体中受到的向上的浮力与所排开液体或气体的体积成正比。
这一原理在我们的日常生活中有着广泛的应用。
本文将介绍浮力原理在生活中的几个常见应用。
2. 水上游泳游泳是一项流行的水上活动,也是人们常用来锻炼身体的方式。
游泳运动中,浮力起到了关键的作用。
浮力使得人体能够在水中浮起,减轻了身体所承受的重力,使身体能够更轻松地移动。
此外,通过改变身体的姿势,可以进一步调整浮力的作用,使得游泳者能够保持水平面或垂直面的姿势,提高游泳的效率和速度。
以下是一些提高浮力的游泳技巧: - 保持身体放松:身体放松能帮助游泳者更好地浮起来。
- 吸气技巧:通过正确的吸气技巧,可以让游泳者在水中保持更好的浮力。
- 利用蛙泳动作:蛙泳可以帮助游泳者更好地利用浮力。
3. 潜水潜水是一项充满魅力的运动,它使人们能够在水下探索美丽的海底世界。
然而,在潜水过程中,需要面临的一个重要问题就是水的压力。
幸运的是,浮力原理可以帮助潜水者有效地应对这个问题。
在潜水过程中,潜水者通过穿着救生衣或潜水服等装备来增加浮力,使自己能够在水中浮起来。
通过充气救生衣,潜水者可以调整浮力的大小,以适应不同的水深和环境。
同时,潜水者还可以通过调整呼吸的方式来平衡体内外的压力,使自己更加舒适地潜水。
4. 水上运动浮力原理在许多水上运动中起到了至关重要的作用。
例如,冲浪、划船和帆船等运动都利用了浮力原理来保持稳定和平衡。
在冲浪中,冲浪板的形状和材料选择能够产生足够的浮力,使冲浪者能够站立在冲浪板上。
同时,冲浪者还需要通过调整身体的重心和姿势来平衡浮力,以保持稳定。
在划船和帆船运动中,船体的形状和结构设计能够产生浮力,使船只能够在水上平稳航行。
通过调整船帆的角度,船只能够利用风力来增加浮力,提高速度。
5. 水池游戏和水上娱乐设施浮力原理也在各种水池游戏和水上娱乐设施中得到了应用。
浮力的四种计算方法的应用浮力是物体在液体中所受到的向上的力,是由于液体对物体的压力不均匀分布而产生的。
浮力的计算是应用物理学的一个重要方面,主要用于解决与浮力相关的问题,例如物体在水中的浮沉问题、设计浮标和潜艇的浮力控制等。
下面将介绍浮力的四种计算方法及其应用。
1.阿基米德原理计算浮力阿基米德原理又称阿基米德定律,是关于浮力的最常用计算方法。
根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力等于其排开的液体体积乘以液体的密度和地球的重力加速度。
使用这个方法,可以确定一个物体是否会浮起来,或者下沉到什么深度。
以木块在水中的浮力计算为例,假设一个木块的体积为V,密度为ρ,液体的密度为ρ0,重力加速度为g,则木块所受到的浮力Fb可以计算为Fb=V(ρ0-ρ)g。
如果所受到的浮力大于木块的重力,则木块会浮起来;如果浮力小于重力,则木块会下沉;如果浮力等于重力,则木块处于浮沉平衡状态。
2.浮力的等效原理计算浮力浮力的等效原理是另一种常用的计算浮力的方法。
根据这个原理,浮力可以等效为所排开液体的重力。
这个原理在解决浮体浮沉问题时特别有用,可以将浮体直接等效为一个立方体,以便于计算。
以船舶的浮力计算为例,假设一个船舶的形状为立方体,其边长为a,浸没的高度为h,液体密度为ρ0,则船舶所受到的浮力Fb可以计算为Fb = ρ0gah。
如果所受到的浮力大于船舶的重力,则船舶会浮起来;如果浮力小于重力,则船舶会下沉;如果浮力等于重力,则船舶处于浮沉平衡状态。
3.浮力的压力差计算浮力这种计算方法基于浮力是由于液体对物体的压力不均匀分布而产生的事实。
根据公式Fb = ∫pdA,其中p是液体的压力,dA是物体外表面上的微小面积元素。
通过对物体的表面积分,可以计算出所受到的浮力。
以一个球体在液体中的浮力计算为例,假设球体的半径为R,液体的密度为ρ0,则球体所受到的浮力Fb可以计算为Fb = ∫ρ0gdA。
对球体的表面积进行积分,可以得到Fb = ρ0g(4πR²)。
浮力的应用实例10个浮力是物理学中一个非常重要的概念,它指的是液体或气体对浸入其中的物体所产生的向上的力。
浮力在日常生活中有着广泛的应用,下面将介绍10个浮力的应用实例。
一、潜水潜水是一项需要利用浮力的运动。
当人进入水中时,由于人体密度大于水,因此会受到向下的重力作用。
但是,如果穿着潜水服或者使用救生衣等具有浮力的装备,则可以减轻这种重力作用,并且更容易在水中游泳和呼吸。
二、船只船只可以漂浮在水面上,这得益于其结构设计和利用了水对船只所产生的浮力。
船只通常采用空心结构,并且底部比较宽阔,以便能够更好地分散重量并且增加浮力。
三、飞机虽然飞机不是直接利用水来产生浮力,但是它们却利用了空气对机翼所产生的升力来实现飞行。
机翼下凸起形状使得来自下方流过来的空气速度加快,并且压力变小,从而产生了向上的浮力。
四、潜水艇潜水艇是一种能够在水下行驶的船只,它利用了浮力和重力的平衡来保持稳定。
潜水艇内部有一个大型的空气室,使得其整体密度小于水,从而产生向上的浮力。
五、气球气球是一种利用氦气或氢气等轻质气体产生浮力的物品。
由于这些气体比空气轻,所以充满了这些气体的气球可以漂浮在空中。
六、热气球热气球是一种利用加热空气来产生浮力的物品。
当热空气被充满到热气球内部时,由于密度变小,从而产生向上的浮力。
七、游泳圈游泳圈是一种具有浮力的装备,可以帮助不会游泳或者不太擅长游泳的人们在水中保持平衡和漂浮。
游泳圈通常采用充满空气或者泡沫材料来实现其浮力功能。
八、救生衣救生衣是一种具有浮力的装备,可以帮助人们在水中保持平衡和漂浮,并且避免溺水事故的发生。
救生衣通常采用充满空气或者泡沫材料来实现其浮力功能。
九、潜水眼镜潜水眼镜是一种可以帮助人们在水中观察周围环境的装备,它利用了空气对眼镜所产生的浮力来保持眼镜不下沉。
十、船锚船锚是一种可以帮助船只保持稳定的装备,它利用了重量和摩擦力来阻止船只漂移。
当船锚下沉到海底时,由于其重量大于水,从而产生向下的力,并且与海底形成摩擦力,从而阻止船只漂移。
浮力应用及浮沉条件浮力是指由于流体的压力作用在浸入其中的物体上产生的一个向上的力。
浮力是物体浸入流体中所受到的压力差的结果,其大小等于物体所排开的流体的体积乘以流体单位体积的压强,方向则与重力相反。
浮力的应用非常广泛,以下是几个常见的浮力应用:1. 鱼类游泳:鱼类通过调整体态和腹鳍、胸鳍等的运动来控制浮力和重力的平衡,实现在水中的游泳。
鱼类通过改变胸鳍的形状和角度,可以改变浮力的大小,在上下移动时保持平衡。
2. 潜水装备设计:在设计潜水装备时,需要考虑浮力的大小以及人体重力的平衡。
通常情况下,潜水装备会给予潜水员一定的正浮力,以帮助他们在水中浮起。
同时,通过调整装备的气囊、重物位置等,可以使潜水员在需要时增加或减少浮力,从而控制下潜或上浮。
3. 飞行器设计:飞行器的设计也需要考虑浮力的作用。
例如,气球飞行器就是通过充气气球里的气体使其比周围空气轻,由于浮力大于重力,所以可以在空中飞行。
而飞机则利用机翼的形状和空气动力学原理产生升力,实现飞行。
浮力的大小由浸入流体中物体的体积和流体密度决定,同时也受到物体形状、几何尺寸以及流体流动状态等因素的影响。
对于一般的物体来说,只有当物体的平均密度小于流体时,才会产生浮力。
根据浮力和重力之间的比较,可以确定物体在流体中的浮沉条件。
根据阿基米德原理,如果物体的浮力大于其自身的重力,那么物体将会浮起;如果物体的浮力小于其自身的重力,那么物体将会沉下。
当物体的浮力等于重力时,物体将保持在流体中的悬浮状态,即物体将会浮在流体中,但不会上浮,也不会下沉。
浮沉的条件还可以通过物体的密度与流体密度的比较来确定。
如果物体的密度小于流体密度,物体将会浮起;如果物体的密度大于流体密度,物体将会沉下;如果物体的密度等于流体密度,物体将会悬浮在流体中。
需要注意的是,虽然密度是决定浮沉的一个重要因素,但物体的形状和体积也会对浮力产生影响。
例如,对于一个密度大于水的物体来说,如果它的形状足够空洞,可以容纳更多的水,从而减小物体的平均密度,这样就可能会在水中浮起。
浮力的计算公式及应用
引言
浮力是物体在液体中受到的向上的力,它是由于物体在液体中排开一定体积的液体而引起的。
本文将介绍浮力的计算公式及其应用。
浮力的计算公式
根据阿基米德定律,浮力的大小等于物体排开的液体的重量。
根据物理学原理,浮力可以用以下公式进行计算:
浮力(F)= 密度(ρ) * 体积(V) * 重力加速度(g)
其中,密度是液体的密度,体积是物体排开的液体体积,重力加速度是地球上的重力加速度。
浮力的应用
浮力是许多实际应用中重要的概念。
以下是几个浮力的应用示例:
1. 漂浮物体:根据浮力原理,密度比液体小的物体将会浮在液体表面上。
例如,船只和游泳用具可以浮在水中。
2. 水密封:浮力也可以用于实现水密封。
当一个物体被浸泡在液体中时,液体将会填充物体上的空间,阻止空气进入。
例如,潜水衣可利用浮力来形成水密封,使潜水员保持干燥。
3. 气球:气球是使用浮力的另一个常见例子。
当气球中充满气体时,气球的平均密度会小于周围空气的密度,从而产生浮力,使气球能够飘浮在空中。
结论
浮力是液体中物体所受的向上的力,可以通过密度、体积和重力加速度进行计算。
浮力在许多实际应用中起着重要的作用,包括漂浮物体、水密封和气球。
了解和应用浮力的原理可以帮助我们更好地理解液体中的物体行为和设计各种工程应用。
参考文献:
- 网址1
- 网址2
- 网址3。
浮力的四个应用及原理引言浮力是物体在液体中受到的向上的力,其大小等于所排开的液体的重量。
浮力在日常生活中有着广泛的应用,以下将介绍浮力的四个应用及其原理。
1. 船只浮力原理及应用浮力原理是船只能浮在水中的重要原理之一。
当船只在水中时,船的体积会排开一定重量的水,而这个排开的水的重量就相当于船只受到的浮力。
根据阿基米德定律,浮力的大小等于排开的水的重量。
船只浮力的应用非常广泛,主要体现在以下几个方面: - 船只运输:船只能依靠浮力在水中浮起来,从而可以用于海洋运输和河流运输。
- 钓鱼和娱乐:人们可以利用浮力原理设计钓鱼船和游艇等娱乐设施。
- 科学研究:科学家可以利用船只来进行海洋科学研究和勘探工作。
2. 气球浮力原理及应用气球也是利用浮力原理飞行的一种工具。
气球中充满的气体比周围空气的密度小,所以气球受到向上的浮力,从而能够升空。
这是因为气球和周围空气之间形成了一个密度差,而根据浮力原理,密度差越大,浮力越大。
气球浮力的应用主要包括: - 气球表演:人们可以利用气球的浮力来进行表演和庆典,例如热气球节等。
- 气象观测:气象科学家可以利用气球的浮力来搭载气象观测设备进行上空的气象观测。
3. 潜水和救生衣浮力原理及应用潜水和救生衣也是利用浮力原理来实现其功能的。
在潜水中,潜水员会穿上专业的潜水装备,这些装备中含有大量的气体,这样可以生成足够的浮力,使潜水员能够在水中浮起来,从而进行水下探险。
救生衣同样也利用浮力原理来帮助人们在水中漂浮,从而保证人的安全。
救生衣内部充满气体,增加了救生衣的浮力,使人能够在水中时刻保持漂浮的状态。
4. 鱼类浮力原理及应用鱼类体内有一种称为鳔的器官,鳔的状况会影响鱼的浮力和下沉能力。
当鳔膨胀时,鱼的浮力增加,可以在水中浮起来。
当鳔放空时,鱼的浮力减小,从而能够下沉到更深的水域。
鱼类浮力的应用: - 游泳和翻转:鱼利用自身浮力可以在水中游泳和翻转。
- 寻找食物:鱼可以利用浮力上升和下沉来寻找食物。
《浮力的应用》教学设计
一、教材分析
本节《浮力的应用》是在学习了上节《浮力》,知道浮力的产生及其大小的基础上,进一步学习物体浮沉的条件,知道物体浮沉条件在实际生活中的应用,理解轮船、潜水艇、气球和飞艇是如何改变浮力或重力,来实现浮沉的,通过本节课的学习使学生体会物理就在我身边,初步学会用浮力知识解决生活中的实际问题。
二、学情分析
本节课学生已经掌握基础知识较扎实,已经学习了系统的力学基础知识,刚学过浮力产生的原因及阿基米德原理,有强烈的好奇心和求知欲望,知识面广,学习习惯较好,自学能力较强。
本节课主要指导学生应用实验归纳总结本课的教学重点、难点,随着实验的总结、拓展,真正发挥了学生的正常思维潜能,激发了学生对自然科学的探究,搜集整理浮力在生产、生活中的应用,培养了学生实验操作能力和团结协作的精神。
三、设计思路
根据浮力知识的教学分解,本节教学的知识要点:一是物体的浮沉条件;二是浮沉条件的应用。
知识本身的难度并不算大,但贯穿在从如何调节浮力与重力的大小关系去理解浮力的应用事例这个分析过程要求较高,是进行本节教学的关键,为此,本节教学的策略设计是:从观察、分析、比较物体的浮沉情况→认识物体的浮沉条件(受力条件和密度条件)→调节浮力与重力的大小关系→理解浮力的应用(轮船、潜水艇、气球和飞艇、选种诸方面的应用)。
四、教学目标
1.知识与技能
·知道物体的浮沉条件;
·知道浮力的应用
2.过程与方法:
·通过观察、分析、了解轮船是怎样浮在水面的;
·通过收集、交流关于浮力应用的资料,了解浮力应用的社会价值。
3.情感态度与价值观
·初步认识科学技术对社会发展的影响。
·初步建立应用科学知识的意识。
五、教学重点:知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。
六、教学难点:理解改变物体所受的重力与浮力的关系,能增大可利用的浮力。
七、教学仪器:烧杯、水、体积相同的蜡块和铁块、两个铁罐子、沙子、潜水艇模型、热气球模型、多媒体课件。
八、教学流程:
(一)新课引入
[演示]:1.出示铁块和蜡块让学生观察发现它们体积相等。
2.将体积相同的铁块和蜡块同时浸没在水中后松手。
[现象]:铁块沉入杯底而蜡块上浮最终浮在水面。
[提问]:1.浸没在水中的铁块、蜡块(松手后)各受到什么力?
(浮力、重力)
2.铁块和蜡块受到的浮力相等吗?
(相等。
因为V排相等,根据阿基米德原理可知浮力相等。
)
3.既然铁块和蜡块受到的F浮相同,为什么松手后铁块沉底而蜡块上浮?
液体中,物体的浮沉取决于什么呢?
[讲解]:物体的浮沉条件:
分析蜡块:松手后,浸没在水中的蜡块所受到的F浮>G蜡,所以蜡块上浮。
当蜡块逐渐露出水面,V排减小,浮力减小,当F浮= G物时,蜡块最终漂浮在水面。
即:F浮>G物上浮,最终漂浮。
分析铁块:松手后,浸没在水中的铁块所受到的F浮<G铁,铁块下沉。
到达容器底部后,铁块受到F浮、G铁和F支,三力平衡,静止在容器底,我们说铁块沉底。
即:F浮<G物下沉,最终沉底。
若一个物体浸没在水中,松手后F浮=G物,受力平衡,物体的运动状态不变,我们说物体悬浮在液体中。
即:F浮=G物,最终悬浮。
总结:通过上述分析,我们知道浸在液体中物体的浮沉取决于物体所受F浮与G物的关系。
(二)进行新课
1.讨论:
(1)木材能漂浮在水面,其原因是什么?
(2)把一根木头挖成空心,做成独木舟后,其重力怎么变化?它可载货物的多少怎么变化?重力变小,可以装载的货物变多。
[指出]:从浮力的角度看,把物体做成空心的办法,增大了可利用的浮力,而且这种古老的“空心”办法,可以增大漂浮物体可利用的浮力。
[质疑]:密度比水大的下沉的物体有没有办法让它上浮或漂浮呢?
2.实验:
两个外形相同的铁罐子,一个空心,一个装满沙;同时按入水中,松手后实心的下沉,空心的上浮最终漂浮。
[质疑]:(1)铁的密度大于水的密度,空心的铁罐子为什么能漂浮呢?可能是因为什么呢?
(因为它是空心的,F浮>G物,所以能上浮,最终能漂浮。
)
(2)要想让实心的铁罐子也漂浮,可以怎么办呢?
(把沙取出来,变成空心的。
)
(3)大家的想法是如何调节的铁罐子的浮沉的呢?
(F浮不变,挖空使G物变小,当F浮>G物,铁罐子自然就浮起来了。
)
[指出]:上述实验告诉我们采用“空心”的办法,不仅可以增大漂浮物体可利用的浮力,还可以使下沉的物体变得上浮或漂浮。
3.应用
·轮船
(1)原理:采用把物体做成“空心”的办法来增大浮力,使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。
(2)排水量:满载时,船排开的水的质量。
即:排水量=m船+m货
[质疑]:1.轮船从河水驶入海里,它的重力变不变?它受到的浮力变大、变小还是不变?(不变,始终漂浮)
2.它排开的液体的质量变不变?(不变)
3.它排开的液体的体积变不变?
(变,ρ海水>ρ水,所以V排海水<V排水)
4.它是沉下一些,还是浮起一些?(V排变小了,所以上浮一些)
[强调]:同一条船在河里和海里时,所受浮力相同,但它排开的河水和海水的体积不同。
因此,它的吃水深度不同。
·潜水艇
[学生实验]:
潜水艇能潜入水下航行,进行侦查和袭击,是一种很重要的军事舰艇。
它是怎么工作的呢?我们用打吊瓶用的小塑料管来模拟潜水艇。
请同学们利用和塑料管连接的细管给塑料管吹气或吸气。
现象:吸气时,水逐渐进入管中,管子下沉;吹气时,管中的水被排出,管子上浮;
[质疑]:(1)小塑料管浸没在水中所受F浮是否变化?
(塑料管形变很小,V排基本不变,所以可以认为F浮不变)。
(2)那它是怎样上浮或下沉的呢?
(吹气时,水从管子中排出,重力变小,F浮>G物,所以上浮;吸气时,水进入管子,重力变大,F浮<G物,所以下沉)
[讲解]:潜水艇两侧有水舱,当水舱中充水时,潜水艇加重,就逐渐潜入水中;当水舱充水使艇重等于同体积水重时,潜水艇就可悬浮在水中;当压缩空气使水舱中的水排出一部分时,潜水艇变轻,就可上浮了。
潜水艇:
原理:靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。
[强调]:潜水艇在浸没在水下不同深度所受浮力相同。
·气球和飞艇
[演示]:“热气球”的实验。
[质疑]:酒精燃烧后袋内空气密度怎样变化?
原理:ρ气<ρ空气,使它受到的F浮>G物而升空。
[讨论]:要使充了氦气、升到空中的气球落回地面,你们能想出什么办法?要使热气球落回地面,有什么办法?(放气或停止加热)
·其他应用
密度计、盐水选种等。
附:。