物体的沉浮及浮力(学生用)

结论：在空气中的物体，也会受到空气对它 的浮力，而且可以根据实验得出，浮力的 大小仍与物体排开空气的体积成正比，与 空气的密度成正比，满足阿基米德原理。 因此，在空气中的物体所受浮力的大 小为 F浮=（ ）。
■热气球(balloon)
hot air balloon 用热空气作为浮升气体的气球。在气囊 底部有供热空气加热用的大开口和吊篮。 空气加热后密度减小，温度达100°时 密度约为0.95kg/m3，是空气的1/1.3,因 此升空不高。现代热气球在吊篮中安装 有简单的飞行仪表 、燃料罐和喷灯等设 备。从地面升空时，点燃喷灯，将空气 加热后从气囊底部开口处充入气囊。升 空飞行后，控制喷灯的喷油量操纵气球 的上升或下降。热气球出现得最早，现 今乘热气球飞行已成为人们喜爱的一种 航空体育运动。此外，热气球还常用于 航空摄影和航空旅游。
3、走近潜水艇
潜水艇也能在水中随意的上浮和下沉， 它和鱼类的工作原理是否一样？
1.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 G＜F浮，球将上浮.
2.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 , G＞F浮，球将 下沉.
F浮
2.当F浮＝G，由于物体受平衡力作用，
物体将处于＿＿＿＿状态，此时物 体可以停留在液体内任何位置。 G
3.当F浮＜G时，物体将＿＿＿，最后
与容器底接触，物体受浮力、重力 和支持力三个力作用。
F浮 F支持力
G ＝？
G
物体浸没在液体中时：
1. F浮 2. F浮 3. F浮 G物，物体下沉，最后沉底． G物，物体在液体中悬浮． G物，物体上浮，最后漂浮．
（1）下沉原因：F浮 G
（2）空心的，G不变，V排（ ）， 所以F浮（ ）， 当漂浮在水面时， G＝ F浮
F浮＝（
），
１、两次橡皮泥所受的重力G甲和G乙的大小关 系是： G甲_____ G乙。 ２、两次排开水的体积V甲和V乙的大小关系是： V甲_ ____V乙。
３、两次所受浮力F甲浮和F乙浮的大小关系是： F甲浮_____F乙浮。
）
）
（3）当F浮＝G物时，物体可以（
中的任何位置
）在水
（二）密度条件：
（1）当ρ （2）当ρ （3）当ρ
液 浮 浮
＞ ρ ＜ρ ＝ ρ
物时，物体上浮 物时，物体下沉 物时，物体可以悬浮在
水中的任何位置
捏成一团的橡皮泥
做成空心的
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？
浮力
【 实 验 】
• 将旋紧瓶盖的空矿泉水瓶压入水中时，手会明 显感受到 。 • 将瓶释放后，瓶将 。 • 结论：水中会上浮的物体受到 。
• 问题：在水中下沉的石块，铁 块等物体是否也受到浮力作用 呢？
■实验
F1=G
F2
<
F1
F浮= F1 -F2
■结论 1.在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。 2.所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个 向上的浮力。 3.浮力大小：F浮 ＝F1 - F2 = G - F2 浮力方向： 竖直向上
2.同一只轮船从河里开到海里，轮船所受到的 浮力＿＿＿，船排开河水的体积＿＿＿排开 海水的体积。（填“大于”、“小于”或“等于
载重线 （吃水线）
为什么将吸管放入不同的液体中，液面所对 的位置会不同？
A
B
C
G＝ F浮， G不变， F浮也不变， F浮＝ρ液ｇV排， ρ液变大，V排变小。
A、B、C三种液体密度关系是怎样的？
物体浮沉条件及应用
物体在液体中的几种状态： （1）静止态： 漂浮（例如 ）；
悬浮（悬在水里，既没沉底，又 没浮上来，例如 ）；
沉底（例如 ） （2）运动态：上浮、下沉
F浮 1.当F浮＞G时，物体将＿＿＿。
G
F浮
G
当部份体积露出液面时，排开液体 的体积减小，受到的浮力减小，最 后F浮＝G，物体处于＿＿＿状态。
■练习
1.将两个金属块分别挂在两个弹簧秤下， 都将金属块浸没在不同的液体中，发现 弹簧秤减小的示数相同，说明（ ） • A.排开水的重力相同 B.两金属块 物重相同 • C.排开水的体积相同 D.以上说法 都不对
• 2．如图所示，a、b、c为三个体积都是 50厘米3的木块，b有一半露出水面，这 三个物体所受浮力的大小分别为 Fa=______牛、Fb=______牛、Fc=______ 牛．
•实验器材：
弹簧秤
物块
量筒
溢水杯
• 【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、重力)。请利用这些器材设 计实验步骤和实验数据记录表格，然后交流讨论。
实验步骤和实验记录
①在溢水杯中盛满水，将小烧杯放在溢水杯的出水 口下； ②将物块挂在弹簧测力计上，测出物块的重G物； ③将物块浸没在溢水杯的水中，读出测力计的读数 F拉，并计算出物块所受的浮力F浮=G物－F拉 ④将溢水杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排液， 并算出物块所排出的水的重力G排液=ρ 液gV排液
物块 重G物 物块在水 中测力计 的读数F拉
物块受到水的浮 力F浮= G物- F拉
物块排开水 的体积V排液
排开水受到的重 力 G排液=ρ液g V排液
4N
2.04N
0.2m3
5. 实验结论：
阿基米德原理实验
阿基米德原理
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。
公式： F浮= G排液 = ρ液 g V排液 = m排液 g
对于实心物体，当物体全部浸没在液体内部时， V物＝V排，由于F浮＝ρ液ｇV排液， G物= ρ物ｇV物 V排液= V物 所以： 1. ρ液 2. ρ液 ρ物时，上浮，最后漂浮。 ρ物时，悬浮。
3. ρ液
ρ物时，下沉。
一.物体的浮沉条件
（一）力的条件：
（1）当F浮＞G物时，物体（
（2）当F浮＜ G物时，物体（
■发散思维 液体能产生浮力，气体也能产生浮力吗？
把打足了气的篮球和附有气球的打气针头 挂在天平杠杆的一边，另一边挂上适量砝码， 使天平杠杆处于水平位置［图a］。
■发散思维 将打气针头插进篮球 的打气眼，篮球里的 空气通过打气针头进 入气球。可以看到， 在气球逐渐胀大的同 时，天平失去了平衡， 挂篮球的一边往上抬 起（篮球一端变轻了 还是重了？为什么这 样变？）［图b］。
.
答：
二、阿基米德原理
1、探究实验 • 当你躺在浴缸的水中时，会有一种 了 的感觉，同时浴缸的水面会 。 • 人变轻是因为人受到ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。水面上升是因 为人浸入水中后， 。 • 【提出问题】液体会对浸入其内的物体产生竖 直向上的浮力，那么浮力的大小究竟和哪些因 素有关呢？
【建立假设】浮力可能与物体所排 开水的多少有关。 【实验验证】将物体逐渐浸入水中 时，物块排开水的体积逐渐增多， 弹簧秤的读数逐渐 ，浮 力逐渐 。 • 结论(定性)：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 。
关于轮船
排水量：轮船满载时排开水的质量
满载时的货物重为G货，船身重为G船， 根据漂浮条件得：G货 +G船 F浮 =水V排 g m排 g , 排开水的质量为m排 G货 +G船 g
1.同一物体分别漂浮在水面和酒精液面时，它受 到的浮力（ ） A A 一样大 B漂浮在水面时大 C 漂浮在酒精液面时大 D 无从比较
二、浮沉条件的应用
1.轮船
说说看！
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？
物体做成空心的，以使它排开更多 的水，从而增大可以利用的浮力。
结论：要用密度大于水的材料制成能 够漂浮在水面上的物体，可以把它做 成________的，以使它排开更多的水， 从而＿＿＿＿＿＿ (增大、减小）可以利 用的浮力。
• 潜水艇简易模型
潜水艇的沉浮
二.潜水艇原理
2.潜水艇体积________，如浸没在 水中时浮力也 ，靠改 变_______________来实现浮沉。
潜水艇
1.工作原理：潜水艇的上浮、下潜 和悬浮， 来实现的。 2.改变自重方式：
。
4.气球和飞艇
（1） 气球和飞艇内充有密度小于空气的气体 （氢气、氦气、热空气等） （2）原理：利用空气的浮力，通过改变自身体积 来实现上升和下降。
从公式可看出浮力的大小与________有
关，与物体___________多少有关，与物体
浸入的深度_______。
F浮= G排=ρ液g V排
(1)ρ 液是 ，不是浸入液体的物体密度。 (2)V排液是 ，不是液体总体积， 也不一定是物体的总体积(V物)。 ①物体完全浸入液体中(浸没):V排液= ； ②物体部分浸入液体中，V排液<V物，V排液＝ 。(用V露代表物体露出液面的体积) ρ (3)浮力只跟 液 和 V排液 ,即只跟 . 有关，而与物体浸入液体的深度 、 物体的 形状、质量 、 密度、 重力等无关。
2、密度计
用途： 测量液体密度的仪器 读数方法：静止时液面所对
刻度乘以水的密度
刻度特点： （1）上面读数小，下面读数大
（2）刻度不均匀，上疏下密
工作原理：漂浮原理即G＝ F浮
大多数鱼类在水中游动时，能向上游动， 也能向下沉，甚至能在水中不动。鱼类 为什么能随意地上浮和下沉呢？
鱼在水中如何浮沉
鱼用一个气囊来控制上浮下沉，这个气囊就 是 ，它隐藏在鱼身体的中央部位，当鱼要 下沉时，便使肌肉收缩，压迫鱼鳔，使鱼鳔体 积 ，浮力 ，浮力 重力，鱼便下潜。 当鱼想浮出水面时，便使肌肉松驰，则鱼鳔 体积 ，鱼的浮力 ，浮力 重力， 鱼就上浮． 死掉或眩晕了的鱼，因肌肉无法控制鱼鳔， 任其膨胀扩大，故会浮在水面．