第3节 水的浮力(第3课时)
第三课时物体浮沉的条件
复习三、浮力的大小方法一、称重法F浮力=-F液体中G=F空气F液体中-方法二、阿基米德原理法F浮=G排液=ρ液gV排液浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。V排液=F浮ρ液gρ液=F浮gV排液
水中会上浮的物体受到水向上的浮力,水中下沉的物体也受到水向上的浮力。为什么有些物体上浮?有些物体下沉?物体在液体中的浮沉状况是由什么条件决定的?四、物体浮沉的条件浸入液体中的物体除了受到向上的浮力外,还存在其他的力吗?物体的重力物体受到向上的浮力和向下的重力,这两个力的大小决定着物体的沉浮状态。
F浮F浮F浮G物G物G物1、物体沉浮受力分析=F浮>G物F浮
G物ρ液gV排液>ρ物gV物即因为V排液V物=所以ρ液>ρ物
沉浮情况受力情况密度关系体积物体浮沉的条件小结①上浮②下沉③悬浮④漂浮F浮>G物F浮=G物F浮ρ物ρ液ρ物<ρ液ρ物=ρ液>ρ物V浸V物=V浸V物=V浸V物=V浸V物<
【例题】一个体积为45分米3、质量为46.35千克的密封铁箱,不慎掉入海里。它将下沉到海底,还是悬浮在海水中,或是上浮到海面?如果这只铁箱掉在河里,又将如何?(已知海水的密度为1.03×103千克/米3)解:铁箱受到的重力G=mg=46.35千克×9.8牛/千克454.23牛=根据阿基米德原理,当铁箱完全浸没在海水中时受到的浮力为:F浮=ρ海水gV排水=1.03×103千克/米3×9.8牛/千克×45×10-3米3=454.23牛先审题。已知什么?求什么?
根据物体浮沉的条件,因为F浮=G,所以铁箱将悬浮在海水中。如果铁箱是掉在河水中,因为河水的密度比海水小,可见铁箱完全浸没在河水中时受到的浮力要小于454.23牛,即小于铁箱受到的重力,所以铁箱将会下沉到河底。答:铁箱将会悬浮在海水中。若是掉在河水中,铁箱将会沉入河底。物体的浮沉是一个常见的现象,生活中有大量的现象都可以用物体浮沉的条件作出解释。
3、常见沉浮现象(1)煮汤团刚放入水中时:F浮G物煮熟时体积增大:则会浮出水面(2)泄漏在海面上的石油ρ石油<ρ海水
(4)配制鸡尾酒密度大的酒在下面,密度小的酒在上面。(3)冰浮在水面上ρ冰<ρ水
学习了物体浮沉的条件后,你能说出求浮力的另一种方法了吗?方法三、悬浮漂浮条件法F浮=G物【例题】一实心冰块漂浮在水缸的水面上,冰的密度为0.9×103千克/米3(1)求露出的体积占冰块总体积的多少?(2)当冰全部融化成水后,水缸的水面是否上升?(通过计算说明)解:F浮=G冰(1)因为冰块漂浮在水缸的水面上所以先审题。已知什么?求什么?
F浮==G冰=m冰g=即ρ水gV浸入ρ水gV浸入=ρ冰V冰gρ冰V冰gV浸入=ρ冰V冰gρ水g=ρ冰V冰ρ水V露出V冰V浸入=—=V冰—ρ冰V冰ρ水=ρ水—ρ冰V冰ρ水=0.9×103千克/米31.0×103千克/米31.0×103千克/米3—V冰=101V冰
(2)当冰漂浮水面时,F浮=G冰阿基米德原理F浮=G排水=m冰g=m排水g当冰全部融化成水m冰=m化水所以m冰g=m排水g所以m冰g=m排水g=m化水gm排水=m化水V排水=V化水因此水缸的水面保持不变答:露出的体积占冰块总体积的1/10,水面不变。
物体浮沉的条件①上浮F浮>G物ρ液>ρ物②下沉F浮ρ物浮力的大小方法三、悬浮漂浮条件法F浮=G物方法一、称重法方法二、阿基米德原理法小结:
1、一物体的重力为20牛,用手按在水中浸没时受到的浮力是30N,则放开手后物体将--()A、上浮B、悬浮C、下沉D、无法判断2、100克物体放在盛满液体的杯子里,溢出液体80克,则----------------------------------()A、物体将沉入杯底 B、物体将浮在液面上C、物体将悬浮在液体中D、无法确定物体的沉浮AA3、体积相同的甲、乙两物体放在液体中静止时,如下图,可见两物体的质量相比较------()A.甲大于乙B.乙大于甲C.甲乙相等D.无法判断B
4、如图所示,将一只玩具青蛙放入水中,它能漂浮于水面;把它放入另一种液体中,它却沉入底部。则在这两种情况下这只玩具青蛙受到的浮力大小相比较----()A.在水中受到的浮力较大B.在另一种液体中受到的浮力较大C.受到的浮力一样大D.无法比较浮力大小A5、一块马铃薯恰好能悬浮在某一浓度的盐水中,如果将它切成大小不等的两块,仍放到这一盐水中,则--------------------------------------------()A.大的下沉,小的漂浮B.两块都下沉C.两块都上浮D.两块都悬浮D
再见