⑴知道物体的浮沉条件,会根据浮沉条件判断物体的沉浮;⑵知道通过改变物体受到的浮力或重力的大小可控制物体上浮或下沉;⑶运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象。
一、物体浮沉的条件是什么
1、实验:将泡沫、乒乓球,小石头,硬币等放入盛水的烧杯中,泡沫、乒乓球漂浮,而小石头、硬币却沉入杯底。思考:浸入液体中的物体都会受到浮力,但是有的物体要上浮,有的却要下沉,物体的浮沉由什么决定?
2、浸在液体中物体的三种状态
3、活动:让鸡蛋象潜水艇一样浮沉(在下图中画出鸡蛋在盐水中的受力分析图)
小结:⑴鸡蛋在盐水中受到重力和浮力的作用,鸡蛋处于不同状态是由于浮力发生了变化。
⑵当F浮>G物时,物体上浮,物体上浮过程中:未露出液面时,F浮不变(填不变、变大、变小),露出液面后F浮变小(填不变、变大、变小)直到F浮=G物时,物体漂浮在液面上。
⑶当F浮<G物时,物体下沉,直至沉底。
总结结论:物体的浮沉条件:⑴当物体受到的浮力F浮>物重G时,浸在液体中的物体就会上浮。⑵当物体受到的浮力F浮<物重G时,浸在液体中的物体就会下沉。⑶当物体受到的浮力F浮=物重G时,物体悬浮在液体中或漂浮在液面。
4、物体的浮沉取决于重力与浮力的关系。
3、想一想:鸡蛋在悬浮和漂浮两种状态下,浮力都等于重力,那么,这两种状态的不同之处是什么?
练习:
1、一个重为10N的木块在水中上浮,最后漂浮在水面上,则木块受到的浮力(D)。
A.上浮时小于10N,漂浮时大于10N B.上浮时大于10N,漂浮时小于I0N
C.上浮时等于10N,漂浮时等于10N D.上浮时大于10N,漂浮时等于10N
2、一艘轮船从河里驶入海里,发生变化的物理量是(D)。
A.船受到的重力 B.船受到的浮力 C.船排开液体的重力 D.船排开液体的体积
3、把质量相同的实心木球和实心铁球浸没于水中放手后,木球上浮而铁球下沉。静止后它们受的浮力大小是(A)。
A.F木球>F铁球 B.F木球F铁球 C.F木球=F铁球 D.无法判断
4、把重5N、体积为cm3的物体投入水中,当物体静止时,受到的浮力是多少?为什么?(g取10N/kg)
二、浮沉条件在技术上的应用
1、控制物体浮沉的关键是调节物体重力G物与浮力F浮的关系。
⑴若保持浮力不变,可改变自身的重力,实现沉浮;
⑵若保持重力不变,可改变排开液体(或气体)的体积或液体(或气体)密度的大小实现沉浮。
2、潜水艇工作原理:⑴潜水艇的上浮、下潜和悬浮,是通过改变自身的重力来实现的。⑵潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放水的多少。
3、热气球通过给气体加热和降温,改变自身的重力,达到上浮和下沉的目的。热气球内部的空气经火焰加热后,气体的温度升高,气体的密度减小,当热气球受到的浮力>自身的重力,热气球便上升。当气球上升到一定高度后,当气球里的气体密度=空气的密度时,它自身的重力=它排开的同体积空气的重力时,气球就漂浮在空中。
4、打捞沉船的浮筒用高压空气排出内部的水后,使沉船和浮筒所受的重力<浮力,将沉船打捞出水。
1、小明在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它们分别置于甲、乙两杯液体中,观察到铅笔静止时的情形如图所示,则乙杯液体的密度较大,原因是_____________________________________________。2、如图,同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯不同浓度的盐水中,鸡蛋在甲杯处于悬浮状态;在乙杯处于漂浮状态,以下说法正确的是(A)。
A.甲杯盐水密度比乙杯盐水密度小 B.甲图鸡蛋受到的浮力比乙图鸡蛋受到的浮力小
C.甲杯盐水密度比乙杯盐水密度大 D.甲图鸡蛋受到的浮力比乙图鸡蛋受到的浮力大
3、如图所示,把三个完全相同的实心铝球分别投入三个盛有水、盐水、水银的容器内,则静止后所受浮力最大的铝球应该是(C)。
A.在水中的铝球 B.在盐水中的铝球 C.在水银中的铝球D.无法判断
4、⑴甲、乙、两三个实心小球体积相同,在水中静止时如图9-3-9所示,则三个小球的密度从小到大的顺序是ρ丙<ρ乙<ρ甲,三个小球所受浮力的大小关系为F浮甲=F浮乙>F浮丙。
⑵把一个小球分别放入盛着不同液体的容器中,静止时如图9-3-10所示,则液体的密度从小到大的顺序是ρ甲<ρ乙<ρ丙,三个小球所受浮力的大小关系为F浮甲<F浮乙=F浮丙。
5、将一小石块和小木块抛入水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,这是因为石块的浮力小于其重力,而木块的浮力大于其重力。
6、水饺是大家喜爱的食品,在水中煮一会儿就会漂起。这是因为水饺的体积受热膨胀变大,所受浮力变大,当浮力大于其重力时,水饺上浮。
7、轮船从河里航行到海里,船会上浮(填“上浮”或“下沉”)一些,原因是轮船始终漂浮,F浮=G,即浮力大小不变,轮船从河里到海里,ρ液变大,V排变小,故船会上浮一些。
8、鱼类的沉浮器官-鱼鳔是鱼体内可以涨缩的气囊,鱼鳔主要是通过改变鱼所受的浮力实现沉浮的。
9、给你一个弹簧测力计,一个金属块,一杯水和细线,请你设计一个测量金属块密度的实验,要求:⑴写出实验步骤和记录实验的数据;⑵写出金属块密度的表达式。
实验步骤:⑴用弹簧测力计测出金属块的重G;
⑵把金属块浸没在水中,读出此时弹簧测力计的示数F。