《研究物體的浮沉條件》浮力與升力PPT課件
溫故知新
1、浮力的大小與哪些因素有關(guān)?
ρ液、V排
2、浮力的大小跟物體排開(kāi)的液重之間的關(guān)系?
F浮=G排
3、物體的重力怎樣計(jì)算?
G=mg=ρgV
4、運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系是怎樣的?
物體受平衡力作用時(shí),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變
物體受非平衡力作用時(shí),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變
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點(diǎn)撥:這些物體都受到了浮力,也都受到重力的作用。
提出問(wèn)題
物體上浮或下沉?xí)r,浮力和重力的大小有什么關(guān)系?
做做想想:演示浮沉子的浮與沉。
一、物體的浮沉條件是什么?
提出問(wèn)題:怎樣可以控制浮沉子的浮沉?
活動(dòng):讓雞蛋像潛艇一樣浮沉
把一個(gè)雞蛋輕輕地放入濃鹽水中
現(xiàn)象①——漂浮
將清水緩緩倒入濃鹽水中,并輕輕地?cái)嚢琛?/p>
現(xiàn)象②——懸浮
繼續(xù)將清水緩緩倒入濃鹽水中,并輕輕地?cái)嚢琛?/p>
現(xiàn)象③——下沉
再加入適量的鹽粒,并輕輕地?cái)嚢琛?/p>
現(xiàn)象④——上浮
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交流與合作
(1)雞蛋在鹽水中受到哪兩個(gè)力的作用?
(2)雞蛋處于不同狀態(tài)是由于哪個(gè)力發(fā)生了變化?
歸納總結(jié)
浸在液體中的物體,其浮或沉取決于它所受到的浮力和重力的大小。
物體的浮沉條件
①當(dāng)F浮>G時(shí),物體上浮;
②當(dāng)F浮<G時(shí),物體下沉;
③當(dāng)F浮=G時(shí),物體處于懸浮或者漂浮的狀態(tài)。
因?yàn)槲矬w處于懸浮或者漂浮的狀態(tài)時(shí),F(xiàn)浮=G
于是得到測(cè)浮力大小的另一種方法——平衡法:F浮=G物
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思維啟發(fā)
雞蛋為什么既可在鹽水中漂浮,又可懸?
雞蛋在漂浮或懸浮時(shí),F(xiàn)浮=G,由于G不變,F(xiàn)浮也不會(huì)改變。
根據(jù)F浮=G排=m排g =ρ液gV排可知
ρ液變大時(shí), V排應(yīng)變。
ρ液變小時(shí), V排應(yīng)變大。
想一想
輪船從河里航行到海里,船會(huì)上浮一些還是下沉一些?為什么?
輪船始終漂浮,F(xiàn)浮不變,ρ液變大, V排應(yīng)變小,船會(huì)上浮一些。
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例1:把重5N、體積為0.6dm3的物體投入水中,當(dāng)物體靜止時(shí),受到的浮力是多少?為什么?
已知:G=5N,V= 0.6dm3
求:F浮
解:假設(shè)物體能浸沒(méi)于水中,則此時(shí)受到的浮力F浮為:
F浮=ρ液gV排=1.0kg/cm3×10N/kg×0.6dm3=6N>5N
因?yàn)椋篎浮>G,物體最終會(huì)漂浮在水面上
所以:F浮=G=5N。
答:物體受到的浮力為5N。
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解決浮力計(jì)算題的方法:
(1)確定研究對(duì)象,認(rèn)準(zhǔn)要研究的物體;
(2)分析物體受力情況并畫(huà)出受力示意圖,判斷物體在液體中所處的狀態(tài)(看是否靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng));
(3)選擇合適的方法列出等式(一般考慮平衡條件)。
(4)根據(jù)具體情況,合理選擇適用公式。在通常情況下,有關(guān)浮力的計(jì)算題,常會(huì)用到多個(gè)計(jì)算公式,有時(shí)同一公式會(huì)多次使用,但有關(guān)的物理量有所不同。
二、浮沉條件在技術(shù)上的應(yīng)用
根據(jù)物體的浮沉條件,可以控制物體在液體中的浮沉。
利用物體浮沉條件的關(guān)鍵是調(diào)節(jié)重力G和浮力F浮的關(guān)系。
(1)若保持浮力不變,可改變自身的重力,實(shí)現(xiàn)沉;
(2)若保持重力不變,可改變排開(kāi)液體(或氣體)的體積或液體(或氣體)密度的大小實(shí)現(xiàn)沉浮。
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1、潛水艇
(1)工作原理:潛水艇的上浮、下潛和懸浮,靠改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
(2)潛水艇自重的改變?nèi)Q于水艙內(nèi)充水或放水的多少。
2、氣象探測(cè)氣球
球內(nèi)充有密度比空氣小得多得氫氣,用于氣象觀察。安裝的探空儀,能把高空的溫度、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等情況傳送給地面觀測(cè)站。
氣象探測(cè)氣球通過(guò)改變自身體積來(lái)改變浮力的大小,從而實(shí)現(xiàn)氣球的上升和下降。
3、熱氣球
噴嘴點(diǎn)火加熱,袋內(nèi)空氣受熱膨脹,熱氣球體積增大,浮力增大,當(dāng)浮力大于重力時(shí),氣球上升。
4、飛艇
利用氦氣、氫氣密度比空氣密度的小,通過(guò)改變自身體積來(lái)改變浮力的大小,從而實(shí)現(xiàn)飛艇的上升和下降。
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課堂練習(xí)
1.物體在液體中的浮沉決定于液體所受的____力和____力的大小。
2.當(dāng)物體所受的重力____ 浮力時(shí),物體下沉;當(dāng)物體所受的重力____ 浮力時(shí),物體上;當(dāng)物體所受的重力____ 浮力時(shí),物體漂浮。當(dāng)物體所受的重力____ 浮力時(shí),物體懸浮。
3.鐵塊在水中下沉是因?yàn)殍F塊受到的浮力____ 重力;鐵制的輪船漂浮在水面上是因?yàn)檩喆艿降母×___ 重力。
4.船只采用“______”的辦法增大可以利用的浮力,漂浮在水面上。潛水艇靠改變______來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉,要使浮在水面的潛水艇潛入水中,應(yīng)當(dāng)向水艙充水
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本 節(jié) 小 結(jié)
一、物體的浮沉條件:
(1)受力比較法
①當(dāng)F。糋物時(shí),合力方向豎直向下,物體下沉;
②當(dāng)F浮=G物時(shí),合力為零,即二力平衡,此時(shí)物體將懸;
③當(dāng)F。綠物時(shí),合力方向豎直向上,物體就上。
④當(dāng)物體漂浮時(shí),F(xiàn)。紾物.
(2)密度比較法
①ρ液﹤ρ物 物體下沉;
②ρ液= ρ物 物體懸浮;
③ρ液﹥ρ物 物體上浮或漂浮
二、浮力計(jì)算的方法:
①稱重法:F浮= G-F
②壓力差法:F浮= F向上 - F向下
③阿基米德原理公式法:F浮=G排=ρ液gV排
④二力平衡法:F浮=G物
三、浮沉條件的應(yīng)用:
(1)潛水艇——利用吸水、排水的方法改變潛水艇自身的重力實(shí)現(xiàn)上浮下潛的 。
(2)氣象探測(cè)氣球——通過(guò)改變自身體積來(lái)改變浮力的大小,從而實(shí)現(xiàn)氣球的上升和下降。
(3)浮筒打撈沉船——利用高壓空氣把浮筒中水排出,從而改變自身重力,沉船就隨著浮筒一起浮出水面。
(4)密度計(jì)——利用密度計(jì)在各種液體中總是漂浮的狀態(tài),F(xiàn)。紾 ,浮力大小不變。
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