水的浮力1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,水的浮力,一、浮力的存在和测量,1,、液体的浮力。,船能浮在水面上，但有时候确会沉入大海。有些人游泳会淹死，而有些人确可以在,死海,上看书。,这是为什么？,死海,-,不会被淹死的海,为什么淹不死他们？是神在保护他们吗？,有浮力的作用，死海的浮力更大。,死海是世界上最咸的湖泊,地处西亚的死海，其北面有约旦河流入，南面有哈萨河流入，但没有水道和海洋通连，湖里的水只进不出。由于死海所在地区炎热干燥，气温高，蒸发强烈，水分蒸发后盐分却留了下来。年深日久，湖中积累的盐分就越来越多了，使死海变成世界上最咸的湖泊，含盐量高达,230-250,。即十斤湖水中含有两斤盐，是一般海水含盐量的七倍。由于含盐量高，湖水比重为,1.172,到,1.227,，超过人体的比重，所以在死海中游泳人平躺在水面上也不会下沉。因为死海中含盐量太大，所以湖水里除了某些细菌外，其它生物都不能生存，沿岸草木稀少，湖泊周围死气沉沉。故称之为“死海”。,空瓶子在水中,【,实验,】P20,，,当将空矿泉水瓶压入水中时，,手会明显感受到瓶子受到水的浮力而向上顶的作用,。当手放开后，由于水的浮力，,瓶子则会向上浮出水面,。,水的浮力是水对浸入其内的物体,向上托的力,。,得出：,在水中会上浮的物体受到水的浮力。,那么，在水中会,下沉,的物体是否也受到水的浮力呢？,【,实验,】p21,，图,1,41,，,先用手托一下悬挂在空气中的物块，使测力计的读数变小。,测力计的读数为什么会变小？,物块受到手对,它向上的托力；,将物块浸没在水下，你发现了什么？,测力计的读数也变小。,测力计的读数也变小说明了什么？,说明水对物块也有,一个向上托的力。,什么是浮力,F,G,F,G,(a),F,G,（,1,）物体未浸入水里时，弹簧秤的示数,F,等于物重,G,，即,F,G,。,（,2,）物体浸在水里时，弹簧秤的示数,F,比物重小，即,F,G,。,(b),G,F,？,？,重物浸入水中后，弹簧秤示数的减少意味着什么？改用其他液体重做这一实验弹簧秤示数也会减少吗？由此，你能得出什么结论呢？,想一想,这个,向上托的力就是浮力,，得出：,在水中会下沉的物体也受到向上的浮力,。,实际上，不仅是水，所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个,向上的浮力。,液体对浸在其中的物体，具有竖直向上的,。这个,叫做浮力。,结论,:,力,力,F,浮,G,F,2,、气体的浮力。,气体对进入其内的物体是否也有浮力呢？有什么事实可以说明气体对物体也有浮力呢？（热气球、烟上升等等）,【,实验,】P21,图,1,42,，我们应该怎么做才能证实气体浮力的存在。,把打气针插入，气会从排球跑到气球里面，可以得出什么？,杠杆左边的质量不变，但由于排球里的气体压强大，传到了气球里面，这样排开大气的体积增加了，浮力也增加了，所以杠杆失去了平衡。,得出：,气体也会产生,向上的浮力。,小结：,在水中会上浮的物体受到水的浮 力。,在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。,气体也会产生向上的浮力。,浮力产生的原因,F,向下,F,向上,正方体前后左右各侧面受到液体对它向后、向前、向右、向左的压力都是大小相等。,即,F,向前,=F,向后,=F,向左,=F,向右,上下表面由于深度不同，受到液体的压强大小也不同，下表面所受向上的压强大于上表面所受向下的压强，下表面所受向上的压力,大于,上表面所,受向下的压力。上下表,面受到的,压力差,就是物,体受到液体对它一个向,上的浮力。,F,向下,F,向上,压力之差：,浮力的方向：,总是竖直向上的。,F,向上,F,向下,F,浮,=F,向上,F,向下,二、阿基米德原理,。,既然气体和液体都会对浸入其内的物体产生,向上的浮力,，但浮力的大小究竟和哪些因素有关呢？,【,提出问题,】,阿基米德,当人躺在浴缸的水中时，人会有什么感觉？水发生了什么变化？,（人会有一种变轻了的感觉。浴缸的水面会上升。）,人为什么会变轻？水面为什么会上升？,（人变轻是因为人受到水的浮力。水面上升是因为人浸入水中后，排开了一部分水。）,那么，你认为浮力的大小可能跟什么因素有关？,可能跟物体所排开水的多少有一定的联系。,【,建立假设,】,浮力与物体排开水的关系,F,浮,?,【,实验,】P22,图,1,43,，将物体逐渐浸入水中时，物块排开水的体积逐渐增多，测力计的读数逐渐变小，浮力逐渐增大。,结论：物体受到的浮力跟物体排开水的多少有关，,排开的水越多，浮力越大。,那么，如何定量的证实这个结论呢？,【,设计实验,】,要测量浮力的大小，还要测量物体排开水的多少（体积）。如何测？,利用图,1,44,的实验器材，讨论：如何利用这些器材进行实验？怎么样安排实验的步骤？,应当设计怎样的实验数据记录表？然后交流讨论，给出实验步骤。,【,实验步骤,】,（,1,）在溢杯中盛满水，将小烧杯放在溢杯的出水口下；,（,2,）将物块悬挂在测力计上，用测力计测出物块的重,G,；,（,3,）将物块浸没在溢杯的水中，读出测力计的读数,F,；,（,4,）将溢杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积,V,排水,;,（,5,）将上述数据填入下面的实验数据登记表内。,物块的,重,G,物块浸入水,中后测力计,的读数,F,物块排,开水的,体积,V,排水,物块受到,水的浮力,F,浮,G-F,物块排开的水,受到的重力,G,排液,液,gV,排液,【,得出结论,】F,浮,G,排水,5N,4N,1N,1.0210,-4,m,3,1N,物块的,重,G,物块浸入水中后测力计的读数,F,小桶的重,G,桶,物块受到水的浮力,F,浮,G-F,物块受到的浮力,F,浮,与被排开的水的重,G,水,的关系,小桶和被排开的水的重,G,桶,+,水,被排开的水的重,G,水,1N,4N,2.5N,3.5N,5N,1N,F,浮,G,排液,（,1,）内容：浸在液体里的物体受到,竖直向上的浮力,，浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。,即：,F,浮,G,排液,阿基米德原理：,G,排,m,排,g,（,2,）公式：,F,浮,=G,排液,=,液,gV,排液。,由公式可知浮力的大小决定于液体的密度,液,和排开液体的体积,V,排。,浮力的大小只跟物体浸入的液体的密度和排开液体的体积有关，而跟其他因素无关。,F,浮,液,g V,排液,N,Kg/m,3,N/kg,m,3,单位：,F,浮,=G,排液,=,液,gV,排液。,三、阿基米德原理的理解和运用。,1,、对阿基米德定理,F,浮,G,排液,液,gV,排液,这个公式的理解应注意：,（,1,）公式中,液是液体的密度，而不是浸入液体的物体的密度。,（,2,）公式中,V,排液,是浸入液体时，排开液体的体积。物体完全浸入，,V,排液,V,物,；物体部分浸入，,V,排液,V,物,。,（,3,）浮力只跟物体排开的液体受到的重力有关，而与其他因素无直接关系。,与物体浸入液体的深度无关,：把物体压入水中，感觉浮力变大，这时候是从水面压入水下，当完全浸入后，就不会感觉到更吃力了，用物块挂在测力计下的实验来说明；,与物体的形状无关,：用橡皮泥变形挂在测力计下的实验来补充说明。,四、物体沉浮条件。,【,实验,】,观察结果发现：,一只,漂浮,出水面，一只,沉在,水底，一只,悬浮,在水中,问：既然浸入液体中的物体都会受到液体向上的浮力，为什么有的物体在液体中会上浮，有的物体在液体中会下沉，有的能够静止在液体内部呢？,D,漂浮,B,悬浮,A,下沉,C,上浮,G,F,浮,物体浸没在液体中时受到,两个力,：一是,重力,G,，方向,竖直向下,；二是,浮力,F,浮,，方向,竖直向上,。这两个力的大小，决定了物体的浮沉。,D,漂浮,B,悬浮,A,下沉,C,上浮,实验与思考,:,原因：三只球所受到的重力不同，如果全部浸入受到水的浮力相同。根据力和运动关系,:,F,浮,G,上浮,F,浮,=,G,悬浮或漂浮,注意：上浮和下沉都是,不稳定状态,，上浮的物体最终会浮出液面，而处于漂浮状态；下沉的物体最终则会沉到液底处于静止状态。漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而,处于平衡状态,。（沉到水底：,F,浮,F,支持力,=,G,）,知道了物体沉浮的条件，那你平时常见到哪些物体在水中会上浮？下沉？,（,木头上浮，石块在水中下沉,）,你能不能根据木头、石头和水的密度大小关系，猜测物体在液体中的沉浮跟物质密度之间的关系呢？,（密度比液体小的上浮，密度比液体大的下沉）,那一样的呢？,（悬浮或漂浮）,当,物,液,时，,G,F,，物体将在液体中下沉。,当,物,液,时，,G,F,，物体将在液体中上浮。,当,物,液,时，,G,F,，物体将悬浮在液体中。,物体悬浮或漂浮,物体下沉,F,浮,G,物,F,浮,G,物,F,浮,G,物,物体上浮,举例生活中大量的例子并相互作出解释：如：煮汤圆和泄漏的石油,汤圆刚放入水中,汤圆煮熟时,1,、密度计,把模拟密度计分别放入水中和盐水中，为什么将吸管放入不同的液体中，液面所对的位置会不同？,（因为密度计受到浮力相同，而液体的密度不同，液体密度越大，排开该液体的体积越小，密度计浸入液体越浅。）,五、物体浮沉条件的应用。,注意：密度计的下端装有,小铅丸,或,水银,；密度计上所标的数值是纯数，这个纯数代表被测液体的密度与水的密度的比值。（下大上小，刻度不均匀）,密度计,我们知道铁块在水中会下沉，而轮船的船壳都是用钢板制造的，为什么能漂浮在水面上？,1,、,木块按进水中，木快将如何？,下沉。因为橡皮泥密度比水大。,上浮。因为木块密度比水小。,2,、,橡皮泥放入水中，它将如何？,2,、关于轮船,【,实验,】,捏成一团的橡皮泥会,沉入水底,，而做成,空心,的橡皮泥却,为什么会漂浮在水面,？,轮船模拟实验,做成,空心,的目的是调节,浮力,和,重力,的关系，即把橡皮泥做成空心，它受到的重力没有改变，而因为空心的橡皮泥可以,排开更多的液,体,，获得更大,的浮力，从而,使橡皮泥漂在,液面。,轮船模拟实验,集装箱船,与橡皮泥类似，用钢板制成的轮船，可以,排开更多的水,，获得更大的浮力，从而能够漂浮在水面。,哈尔滨号驱逐舰,轮船也是采用“空心”的办法增大可,以利用的浮力,轮船的大小用,排水量,来表示,排水量：船满载时排开水的质量。,这艘轮船的排水量是,100,吨，当它满载时受的浮力是多大？,F,浮,=G,排,=m,排,g,=100t9.8N/Kg,=100000Kg 9.8N/Kg,=980000N,考考你,3,、关于潜水艇,【,实验,】,注意观察：当注射器将气体压入玻璃球时，或将球内的气体吸出时，玻璃球内的水量和玻璃球沉浮的状态。,潜水艇,潜水艇能潜入水下，也能浮出水面。你知道它在水中是怎样实现,上浮,和,下沉,的吗？,1,。,提出问题,：,轮船从河里到海里，船会上浮些还是,下沉些？,实验探究：,把木块放入装有水的烧杯中，在齐水面处画一道线，然后把木块放入盐水中，观察此时线的位置，进行比较。,两次都是漂浮状态，它受到的浮力都等于它的自重，它两次受到的浮力不变，由于海水的密度比河水大了，所以它排开海水体积就小了，因此轮船要上浮一些,2,设计实验,3,请你动手,4,我的结论：,上浮 一些,分析,当玻璃球中的水被排出时，玻璃球将,。,当水进入玻璃球时，玻璃球将,。,上浮,潜水艇浮沉的模拟实验,下沉,当注射器将气体压入玻璃球时，球内的水量减少，球（和球内的水）受到的重力变小，,一旦重力小于浮力，球将上浮,；反之，当注射器将球内的气体吸出时，球内的水量增多，球（和球内的水）受到的重力变大，,一旦重力大于浮力，球将下沉,。,潜水艇的结构和沉浮原理,六、浮力小结,课堂练习：,关于浸在液体里的物体所受的浮力，下列说法中,不正确,的是,(,),A,浮力的方向竖直向上；,B,浮力的施力物一定是水；,C,浮力的大小与排开液体的质量成正比；,D,实心的铁球也能浮在液面上。,B,用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中,正确,的是,()A,木球所受的重力、浮力都不变；,B,木球所受的重力不变，浮力变大；,C,木球所受的重力、浮力都变小；,D,木球所受的重力不变、浮力逐渐变小,A,三个体积相同的立方体,a,、,b,、,c,分别浮在同种液体的液面上，如图所示，若它们所受的浮力分别为,F,a,、,F,b,、,F,c,，则这三个力由小到大的顺序是,_,_,_,；物体的质量是,m,a,、,m,b,、,m,c,；则这三个质量由小到大的顺序是,_,_,_,。,F,b,F,a,F,c,m,c,m,a,m,a,酒精的密度是,0.8,10,3,千克,/,米,3,，把体积为,500,厘米,3,的铁块浸没在酒精中，它受到的浮力是,_,牛,0.4N,一个体积为,1000,厘米,3,的物体浮在液面上，受到的浮力大小为,4.9,牛，画出这个物体的受力示意图，并求出这个物体的密度，这个物体是什么材料做的？,F,G,解,:,m,V,G/g,V,G,Vg,4.9N,0.001m,3,9.8N/kg,0.510,3,kg/m,3,一、填空：,1,、浸没在液体中的物体，当,FG,时，物体将,；当,FG,时，物体将,；当,F=G,时，物体将,。,2,、一物体在空气中称重为,37,牛，浸没到水中称重为,12,牛，则物体受的浮力是,。,3,、潜水艇是靠改变,来实现浮沉的。气球是靠改变,来实现升降的。,上浮,下沉,漂浮或悬浮,25,牛,自身重力,自身体积,4,、一木块漂浮在水面上，没入水中的体积为总体积的,3/5,，则该木块密度为,。,5,、轮船从河里驶入海里，重力,，浮力,，排开水的体积,。,6,、密度计是测定,的仪器，它浮在不同液体中受的浮力是,的，在密度较大的液体中排开液体体积,，玻璃管浸入液面下的深度越,。,600,千克,/,米,3,不变,不变,减小,液体密度,一定,较小,小,二、选择题：,1,、一实心铁球分别放入水、酒精、水银中，受到浮力最大的是（）,A,、水,B,、酒精,C,、水银,D,、无法确定,2,、密度均匀的实心物体悬浮在水中，将物体截成大小不等的两块后，仍放入水中，（）,A,、大块下沉，小块悬浮,B,、大块下沉，小块上浮,C,、两块都上浮,D,、两块都悬浮,C,D,3,、水面上漂浮着一块冰，当冰完全熔化后，水面刻度将（）,A,、上升,B,、下降,C,、不变,D,、无法确定,4,、水池中有一木船，装有石块，将石块投入池水中后，水面将（）,A,、上升,B,、下降,C,、不变,D,、无法确定,C,B,一艘轮船从河里驶,向海里，船要（）一,些。（上浮，下沉）,上浮,河水,海水,河水,海水,河水,海水,河水,海水,河水,海水,河水,海水,河水,海水,河水,海水,河水,海水,河水,海水,河水,海水,