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第3节物体的浮沉条件及应用【新课导思】小玲在家帮妈妈煮饺子,发现开始时饺子沉入锅底,过一会儿饺子就会上浮,最后煮熟的饺子会漂浮在水面上。怎样解释这种现象呢?【目标导学】1.知道物体的浮沉条件是由浮力和重力决定的,会判断物体的浮沉状态。2.会根据物体密度和液体密度的关系,判断物体的浮沉状态。3.了解轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。4.能应用物体的浮沉条件解决问题。【自主预习】1.物体的浮沉条件:(1)上浮:F浮__G物,ρ物__ρ液。(2)下沉:F浮__G物,ρ物__ρ液。(3)漂浮:F浮__G物,ρ物__ρ液。(4)悬浮:F浮__G物,ρ物__ρ液。===2.浮力的应用:(1)轮船:①原理:采用空心的办法,使排开的水增多,所受的浮力_____。②排水量:轮船满载时排开水的_____。(2)潜水艇:靠改变_________实现浮沉。增大质量自身重力(3)气球和飞艇:充入密度_____空气的气体,使其能飘在空中。小于知识点一物体的浮沉条件1.如图,将不同的物体浸没在液体中,分析物体的受力情况及运动状态,思考以下问题:(1)分析浸没在液体中的物体受到的力并指出方向。①_________,方向:_________。②_________,方向:_________。参考答案:①重力竖直向下②浮力竖直向上(2)根据物体的运动状态,分析各状态下浮力和重力的大小关系:①物体上浮时,向上运动,故浮力_________重力。②物体悬浮时,静止在水中不动,故浮力_________重力。③物体下沉时,向下运动,故浮力_________重力。④当物体上浮到水面时,最终会漂浮在水面上,此时物体处于静止状态,此时浮力_________重力。提示:①当物体上浮时,向上运动,则竖直向上的力大于竖直向下的力,故浮力大于重力。②当物体悬浮时,物体静止不动,处于平衡状态,则竖直向上的力等于竖直向下的力,故浮力等于重力。③当物体下沉时,向下运动,则竖直向上的力小于竖直向下的力,故浮力小于重力。④当物体漂浮在水面上时,物体静止不动,处于平衡状态,则竖直向上的力等于竖直向下的力,故浮力等于重力。参考答案:①大于②等于③小于④等于(3)画出物体在三种状态下受力的示意图。参考答案:如图所示2.将物体完全浸没在液体中,结合图示和物体的浮沉条件,分析当物体上浮、悬浮、漂浮时,物体密度与液体密度的关系。(1)当物体完全浸没在液体中时,V排_________V物。(2)根据F浮=ρ液gV排和G物=ρ物gV物,分析:①物体上浮时,F浮G物,故ρ液_________ρ物,最终物体漂浮在水面。②物体悬浮时,F浮=G物,故ρ液_________ρ物。③物体下沉时,F浮G物,故ρ液_________ρ物。提示:由于浸没在液体中的物体V排=V物,根据公式F浮=ρ液gV排和G物=ρ物gV物可知,物体的浮沉情况可以用物体的密度和液体密度的大小来描述。当浮力大于重力时,ρ液gV排ρ物gV物,则液体密度大于物体密度,物体上浮;当浮力小于重力时,ρ液gV排ρ物gV物,液体密度小于物体密度,物体下沉;当浮力等于重力时,ρ液gV排=ρ物gV物,液体密度等于物体密度,物体悬浮。参考答案:(1)=(2)①大于②等于③小于【示范题1】(2017·齐齐哈尔中考)一个李子的体积约为60cm3,质量约为66g,若把李子放入水中静止时将_________(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)。一个西瓜的体积为6×103cm3,所受重力为55N,若把西瓜浸没在水中后放手,当西瓜静止时所受浮力为______________N。【精讲精析】李子的重力:G=mg=0.066kg×10N/kg=0.66N;李子全部浸没的浮力:F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×60×10-6m3=0.6N因为F浮G,所以松手后李子会下沉。将西瓜浸没在水中时,V排=V物=6×103cm3=6×10-3m3,此时西瓜受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-3m3=60N,西瓜所受重力为55N因F浮G,所以西瓜将上浮,最终处于漂浮状态,此时受到的浮力F浮′=G=55N。答案:沉底55【易错易混警示】漂浮和悬浮是两种不同的平衡状态,都满足F浮=G物,但漂浮时物体部分浸入液体,V排V物,且ρ物ρ液;悬浮时物体全部浸入液体,V排=V物,且ρ物=ρ液。知识点二浮力的应用浮力的应用工作原理轮船把密度大于水的材料做成空心的,使它能排开更多的水,获得更大的浮力,使其漂浮在水面上潜水艇靠改变自身重力实现上浮、下潜和悬浮气球和飞艇充入密度小于空气的气体,靠空气的浮力来工作【示范题2】(2017·玉林中考)如图所示是我国自行制造的第一艘航空母舰静止在海面上,下列分析正确的是()A.航空母舰所受的浮力大于它所受的重力B.航空母舰排开的海水越多受到的浮力越大C.航空母舰受到的浮力大小跟它本身的密度有关D.航空母舰的排水量约为7×104t,表示它空载时排开水的质量约为7×104t【精讲精析】选B。本题考查浮力。航母静止在水面上(漂浮),所以航母受到的浮力等于本身的重力,故A是错误的。根据阿基米德原理可知:浮力等于物体排开液体受到的重力,所以航母排开的海水越多,其重力越大,浮力就越大,故B是正确的。浮力与物体排开液体的体积和液体密度有关,与航母本身的密度无关,故C是错误的。航母的排水量,是指航母满载时排开水的质量,故D是错误的。【易错易混警示】不要认为物体排开液体的体积越大,物体所受的浮力越大。同一物体漂浮在不同的液体中,虽然排开液体的体积不同,但受到的浮力相同。如轮船、密度计等。【教材图片·考点阐释】命题点物体的沉浮条件如图所示,把鸡蛋放入水中,鸡蛋下沉,说明ρ水______ρ鸡蛋。向水中加盐,鸡蛋在盐水中悬浮,直至漂浮在液面,则鸡蛋悬浮在盐水中的浮力F1______鸡蛋漂浮在盐水中的浮力F2。(均选填“”“”或“=”)答案:=命题点影响浮力大小的因素及二力平衡如图所示,人在水中会下沉,却能漂浮在死海上,这说明浮力的大小与_________有关。漂浮在死海中的人,受到的_________和_________是一对平衡力。答案:液体的密度重力浮力