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第3节 水的浮力(第四课时)
4.有甲、乙、丙三个物体,其密度分别为: ρ甲=0.85克 /厘米3; ρ乙=1.05克 / 厘米3; ρ丙= 1.25克 / 厘米3。现将它们放在密度为 1.05 克 / 厘米3的液体中。图1-32是这三个物体 在液体中的四个可能的位置。请为这三个物体 选择合适的位置。 甲: 位置1 乙: 位置2、3、4
② 比轻计
比轻计是用来测量密度比水小的液体。 它下端装的铅丸或水银少一些,这种密 度计的最大标度线是“1”,标在最低 处,由下而上顺次是、0.9、0.8、
(四)、航天员在水中处于悬浮状态训练 为了使航天员能够适应太空的特殊环境,人 们设计了在大型水池中对航天员进行太空行 走模拟训练的方法。 为了保证航天员 在水中处于悬浮 状态,应使航天 员自身及所携带 的装备受到的浮 力与重力相等。
B.漂浮在水面
C.下沉到缸底
D.先悬浮,后下沉
2.完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静 止的过程中,其浮力大小变化情况------( D ) A.浮力不断变大,但小于重力。 B.浮力不变,但浮力大于重力。 C.浮力先大于重力,后小于重力。 D.浮力先不变,后变小,且始终大于重力直至 静止时,浮力才等于重力。 3.如图所示两个密度计a、b,a密度计最上部刻 线为1,而b密度计最下部刻线为1.若要测定 酒精的密度,则应该使用密度计( B ) A. a B. b C.任意一个 D.都不好用
轮船船体浸入水越深,表明排开的水量越多。 吃水线(吃水线标志),通常指船舶载重线,表 明船体的吃水深度。商船一边油漆上的标志,表 明船舶载货后可能的各种吃水程度。 轮船的大小常用排水量来表示,所谓排水量就是 轮船装满货物时排开水的质量。
F浮 = G排液 = G自重 ﹢G货物
2. 一艘轮船自重0.7万吨,它的排水量为 1.8万吨,则它最多可运载多少货物?
六、浮力产生的原因
设想有一个立方体的浸没在水中 它的六个表面都受到压力。 左右两侧受到的压力有何关系? 前后两侧受到的压力有何关系?
上下两面受到的压力 有何关系?
上下两个面的压力的差, 就是液体对物体的浮力。
F =F
浮
下表面
- F′
上表面
求浮力大小的方法
方法一、称重法
F浮力 = G - G′
方法二、阿基米德原理法
(二)、潜 艇 潜艇是海军的主要舰种之一,它 既能在水面航行,又能潜入水下进行机动作战。
内装满水,并用橡皮管 把它连到针筒上。 2.用针筒将玻璃球内的水抽出, 观察玻璃球的运动状况。 3.用针筒把水再次压入 玻璃球内,观察玻璃 球的运动状况。
你知道了潜艇在水中如 何实现上浮和下沉的吗? 改变潜艇自身的重力。
2 1.如右图所示,在玻璃球
潜艇原理
当水舱充满水时: 潜艇重力大于浮力
水舱里的水排出: 潜艇重力小于浮力
潜艇下沉
潜艇上浮
水舱里留适量的水:潜艇重力等于浮力 潜艇悬浮
(三)、密度计 构造: 密度计是一根密封的玻璃管, 玻璃管下部的玻璃泡内封装 有小铅丸或水银,玻璃管的 上部标有刻度。 原理:
F浮 = G计 = ρ液 g V排液
第四课时
物体浮沉的条件 小结
沉浮情况 受力情况 密度关系 体 积
①上浮 ②下沉 ③ 悬浮 ④ 漂浮
F浮 > G物 ρ液 > ρ物 V浸 = V物
F浮 < G物 ρ液 < ρ物ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱV浸 = V物
F浮 = G物 ρ液 = ρ物 V浸 = V物 F浮 = G物 ρ液 > ρ物 V浸 < V物
物体浮沉的条件不但可以用来解释许多生活现象, 而且在生产、生活和科研上也有许多重要的应用。
G货物 = G排液 - G自重 = 1.8万吨 - 0.7万吨
= 1.1万吨
3. 一艘轮船从江河驶入大海后,受到的浮力 如何变化?排开水的体积如何变化?
从江海驶入大海,都是处在漂浮状态,故受到的 浮力都等于重力,并保持不变。 但由于海水的密度要大于江河水的密度,所以, 根据阿基米德原理F浮=ρ液 g V排液可知,轮船排 开水的体积将减少。
(五)、热气球和气艇
人类早就幻想着像鸟儿一样在蓝天自由飞翔,正是热气 球使人类第一次实现了这一愿望。1783年11月的一天, 法国的蒙戈尔费埃兄弟用纸和布制造了一个大袋子,用 火加热袋里的空气,制成了最早的热气球。由于球内热 空气的密度比球外冷空气小,使得热气球受到空气的浮 力大于重力,从而能在空气中上升,如图所示。 1783年12月,法国学者查理用 密度小于空气的氢气代替热空气。 他制造的氢气球升到2000多米 的高空。后来,载人的氢气球能 到达20000米的高空。现在,观 测高空气象的气球大多数是氢气 球。
丙: 位置4
所测液体的密度不同,密度计 排开液体的体积就不同,液面 对应密度计的位置也就不同。
密度计的刻度是如何标示的? 密度计的刻度是: 下大上小 种类:① 比重计
比重计是用来测量密度大于1的液体, 即密度比水大,它的下端装的铅丸或水 银多一些。这种密度计的最小刻度线是 “1”,标在最高处,由上而下,顺次 是、1.1、1.2、1.3……
五、物体浮沉的应用
(一)、轮 船 轮船漂浮在水面上
F浮 = G排液
= G自重 ﹢G货物
1.一块钢板放在水里会下沉,但为什么用 钢板制造的轮船却能够漂浮在水面上呢?
1
1.把一块橡皮泥放在水面 上,观察橡皮泥的浮沉? 橡皮泥将沉入水底
2.将橡皮泥捏成碗状,再 把它放在水面上,观察 橡皮泥的浮沉? 橡皮泥将能浮在水面上 钢板制成的轮船,由于船体中间很大部分是空 的,能够排开比自身体积大得多的水,获得更 大的浮力,所以能够漂浮在水面上。
F浮= G排液 = ρ液 g V排液
方法三、悬浮漂浮条件法
F浮 = G物
方法四、压力差法
F浮 = F下表面 - F′上表面
1.小科和妈妈一起上街到夜市买了一袋观 赏鱼(如图 1-31),袋内约有1/3的体 积是封闭的空气。小科回到家后将没有打开塑料
袋的观赏鱼直接放入家里的鱼缸中。若不计塑料
袋的自重,那么这个装着水和鱼的塑料袋在鱼缸 的水中所处的状态是 -------------------------( B ) A.悬浮在水中
为了克服气球没有动力的缺点,人们制造了气艇, 在大气囊下安装了带螺旋桨的发动机,如图所示。 气艇曾被用于军事侦察、轰炸和作为空中交通工 具。早期的气艇充的都是易燃的氢气,后来发生 了几次氢气爆炸事故,使人们改用了氦气。
1.医生给病人体检,有时需要测量病人血液 的密度。如果用密度计进行血液测量,需要血液 量较多。分析人员采用了一个巧妙的方法:先在 几个试管内分别装入密度不同的、呈淡蓝色的硫 酸铜溶液,然后分别在每个试管中滴进一滴血液。 只要看到哪一个试管中的血滴悬在硫酸铜溶液中, 就能判断出血液的密度。说说这一做法的依据。 根据物体浮沉条件,血滴悬浮在某种密度的硫酸 铜溶液中,则它受到硫酸铜溶液的浮力等于自身 受到的重力。根据阿基米德原理,它的密度与该 硫酸铜溶液的密度相同。
2.人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,它的做法 是:把几个浮筒灌满水,将它们沉到水底,潜水员用钢 索把它们拴在沉船的两侧。然后,打捞船上的机器开动 起来,把空气压进浮筒,将筒内的水排出去,沉船就可 以浮起来(如图1-33)。这样做的原理是什么? 将沉船与浮筒看作一个整体,当浮筒内的水未排出时, 整体所受的重力大于浮力, 所以船不会浮起。而当 筒内的水排出后,整体 所受的重力变小,以至 小于浮力,这样,轮船 与浮筒都将浮出水面。