第3节 物体的浮沉条件及应用
一、学习目标
1.知道物体的浮沉条件。
2.知道浮力的应用。
3.通过观察、分析、了解轮船是怎样浮在水面的。
【预习提示】
1.浮沉条件。 2.潜水艇。 3.飞艇(飞船。) 4.密度计。
学习的重点是知道物体的浮沉条件。
学习的难点是物体的浮沉条件的应用。
二、知识点解读
知识点一:物体的浮沉条件
1.物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部,上浮的结果是浮出液面,最后漂浮在液面。如表:
浮力与物重的关系
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液体密度与物体密度
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物体运动状态
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ρ液>ρ物
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物体上浮
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ρ液<ρ物
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物体下沉
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ρ液=ρ物
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物体悬浮在液体中任何深度处
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2.漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力,在平衡力的作用下静止不动。但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。如表:
物 体所处状态
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浮力与物重的关系
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液体密度与物体密度的关系
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F浮=G物
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ρ液>ρ物
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F浮=G物
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ρ液=ρ物
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F浮物
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ρ液<ρ物
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(3)物体下表面与容器底紧密接触,沉底:F浮=0N
知识点二:物体的浮沉条件的应用
(1)轮船:
①原理:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积增大,从而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水面上。
②排水量:轮船满载时排开的水的质量。
(2)潜水艇:
原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水、排水来改变重力,使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。
(3)气球和气艇:
原理:气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气)。
三、深化理解知识点的例题及其解析
【例题1】小关与同学们去游觉桂林两江四湖,登上游船后,船会下沉一些,那么( )
A.船的重力将减小 B.水对船的浮力将减小
C.水对船的浮力将增大 D.水对船的浮力将保持不变
答案:C
【例题2】如图所示,一段粗细、质量均匀的蜡块,重为G1,长为L,与一重为G2的铁块通过轻质细绳相连,整立漂浮在水面上,露出水面的长度为L0,则蜡块和铁块所受水的浮力F浮= ,若多次截掉蜡块露出水面的部分,直到蜡块上表面与水面恰好相平,此时蜡块在水中的长度L1≈ 。(结果用G1、G2、ρ水、ρ蜡、L、L0来表示)
答案:G1+G2;L﹣ L0。