八年级物理下册《10.3-浮力的应用》课件-(新版)新人教版

浮力应用•回顾浮力(10分钟)•积极探索：•浮力有哪些应用于生活中呢？？设疑自探看过上面几副图片，你知道我们本节要复习什么吗？浮力浮力的概念方向产生原因阿基米德原理内容公式物体浮沉的判定受力分析法密度比较法计算浮力的方法浮力的利用知识结构网络图：一、浮力的概念1、液体(气体）对浸在其中的物体，具有竖直向上的托力，这个托力叫做浮力.2、浮力的施力物体是什么？液体或气体3、浮力的方向是：竖直向上二、阿基米德原理•1、浮力的大小：等于排开液体重力•2、计算公式：F浮=G排液=液gv排•3、适用范围：液体和气体阿基米德原理：浸在液体（气体）中的物体受到的浮力等于被物体排开液体的重力。提示：二、浮力应用1、轮船：采用“空心”的办法能增大可以利用的浮力。2、轮船的大小是按排水量来区分的排水量:轮船满载时的排开水的质量（m排）你们知道为铁船在水中可以不沉呢？（提示：铁的密度大于水的密度）以为在浮力中所求的（所使用的）为平均密度m排阿基米德原理F浮=G排漂浮G船=F浮2、一艘轮船排水量为8×105t。请问它排开水的重力是多少?除此之外我们还可以计算出哪些物理量来？G排=m排gmV=排排液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长江海水三、物体的浮沉（力的条件）浸没在液体中的物体：(1)F浮G物、上浮(2)F浮G物、物体下沉(3)F浮=G物、悬浮最终漂浮(F浮=G物)最终沉底即物体可以停留在任何深度。物体的浮沉（密度条件）(1)ρ物ρ液上浮(2)ρ物ρ液物体下沉(3)ρ物=ρ液悬浮最终漂浮(F浮=G物)最终沉底四、计算浮力的方法：（1）.示重法：F浮=G–G’（2）.原理法：F浮=G排液=ρ液gv排（3）.状态法：F浮=G物悬浮ρ液=ρ物F浮=G物漂浮ρ液ρ物（4）.压差法：F浮=F2–F1浮力的利用轮船潜水艇密度计气球和飞艇（一）轮船工作原理：把密度大于水的钢铁制成能够浮在水面的物体，必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水，即排开水的重力增大了，受到的浮力增大了。•工作条件：漂浮在液面F浮=G物•排水量：①船满载时排开水的质量。•②m排=m船+m货（满载）（二）密度计•作用：用来测液体密度的仪器•工作条件：密度计漂浮在液面。此时浮力等于重力。•由F浮=G排=ρ液gV排，得：液体的密度越大，排开液体的体积越小，密度计露出液面部分越多。分析密度计刻度的特点：A.上面的刻度小，下面的刻度大。B.刻度线的间隔是不均匀的。（三）潜水艇•通过改变自身重力的大小来实现上浮，下沉。•特点：浮力大小不变。潜伏时间核潜艇一般能达到3个月左右，常规的最多只能达到1星期左右。潜艇下潜深度核潜艇潜航深度最深可达600米，常规潜艇的潜航深度可达到300米的水平。潜艇分类核潜艇和常规潜艇，大小都是按排水量来区分（三）气球和飞艇原理•利用里面充的气体的密度小于空气的密度，空气产生的浮力大于自身的重力来升空的。想一想：气球为什么会升入高空呢？用充密度小于空气的气体的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。（充入氢气或是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气）飞艇它们是靠改变浮力（体积）来实现升降的。1、煮饺子时，饺子先沉于锅底，后又漂浮。这是因为饺子的体积变___，从而使浮力变_____了。2、小朋友在节日里所吹肥皂泡，刚吹出来的时候泡泡是上升，过一会下降，为什么？3、热气球升入空中后，如何能降回地面?想想议议•如何让升上空中的氢气球和热气球降下来？•通过减小自己体积来改变所受浮力的大小来实现下降。一、物体的沉浮条件1.轮船A.采用空心的办法能增大可以利用的浮力B.排水量：轮船满载时排开水的质量，单位是吨。2.潜水艇潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身物重来实现的。3.气球和飞艇A.用充密度小于空气的气体的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。B.它们是靠改变浮力（体积）来实现升降的。二、浮力的利用有一木块，放入水中时有2\5的体积露出水面，放入某种液体中有3\4体积没入液体中，求木块和液体的密度？热身练习1、完全潜入水中的潜水艇，再继续下潜，这时它受到的浮力和压强将（）A、压强变小，浮力变小。B、压强变大，浮力变小。C、压强变大，浮力变大。D、压强变大，浮力不变。2.体积相等的实心铁块和木块，都浸没在水中时所受的浮力（）A铁块大B木块大C一样大D无法确定3.质量相等的实心铁块和木块，都浸没在水中时所受的浮力（）A、铁块大B、木块大C、一样大D、无法确定CB5、甲、乙是两个体积相同而材料不同的实心球，它们静止在某种液体的情况，如图，那么两球所受的浮力F甲F乙，两球的密度ρ甲ρ乙（填“大于”“小于”或“等于”）大于大于甲乙6、如果有一艘轮船，它的排水量1×104t，在密度1×103kg/m3的河水中它满载时排开的河水的体积是多大？如果它是在密度为1.03×103kg/m3的海水中，它排开的海水的体积是多大？它从河流驶入海里是浮起一些还是沉下一些？7.作战时的浮桥,采用下列什么材料时可使更多的战士同时过桥？A.木头B.铁板C.竹子（三）由例题感受中考例1下列说法中正确的是（）A．物体浸没在水中越深，受的浮力越大B．密度较大的物体在水中受的浮力大C．重的物体受的浮力小D．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大精析阿基米德原理的数学表达式为：F浮＝液gV排，公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关．根据公式分析题目叙述的内容，问题就可以迎刃而解了．►解A选项：物体浸没在水中，无论深度如何，V排不变，水的密度不变，F浮不变．A选项不正确．►B选项：物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系，B选项不正确．►C选项：重力的大小对物体所受的浮力无影响．例如：大铁块比小铁块要重一些，但将两者浸没于水中，大铁块受的浮力反而大些，因为大铁块的V排大．C选项不正确．►D选项：同体积的铁块和木块，浸没于水中，V排相同，水相同，F浮铁＝F浮木，铁块和木块受的浮力一样大．►答案D►注意：物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关．例2质量为79g的铁块，密度是7.9g/cm3，这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中，排开水的质量是多少?所受浮力是多少?（g取10N/kg）精析这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别．计算物体重力：G＝物gV物计算物体在液体中受的浮力：F浮＝液gV排．可以说：从计算的方法上没有本质的区别，但计算的结果却完全不同．已知：m＝79g＝0.079kg铁＝7.9g/cm3求：m铁、G铁、m排、F浮解m铁＝0.079kgG铁＝m铁g＝0.079kg×10N/kg＝0.79NV排＝V铁＝＝＝10cm3m排＝液gV排＝1g/cm3×10cm3＝10g=0.01kgF浮＝m浮g—0.01kg×10N/kg＝0.1N从上面的计算看出，铁块的重力和铁块浸没在水中受的浮力大小完全不同，但计算方法委相似，关键是区别液和物，区别V排和V物，在理解的基础上进行计算，而不是死记硬背，乱套公式．例3（广州市中考试题）用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球，全部浸在水中时，弹簧测力计的示数为33.25N，此铜球的空心部分的体积是________m3．（已知铜的密度为8.9×103kg/m3）已知：G＝43N，浸没水中F＝33.2N求：V空•解可在求得浮力的基础上，得到整个球的体积，进一步求出实心部分体积，最后得到结果．•F浮＝G—F＝43N—33.2N＝9.8N•V排＝＝＝1×10—3m3•浸没：V＝V排＝1×10—3m3•球中所含铜的体积V铜＝V铜＝＝＝＝≈0.49×10—3m3•V空＝V—V铜＝1×10—3m3—0.49×10—3m3•＝0.51×10—3m3•答案0.51×10—3m3例4体积相同的A、B、C三个物体，放入水中静止后，处于图1—5—1所示的状态，试比较三个物体受的重力GA、GB、GC和密度A、B、C．图1—5—1精析不同物体的重力可借助浮力的知识来比较．解法1由图来判断物体的状态：A、B漂浮，C悬浮．由状态对物体进行受力分析：GA＝F浮A，GB＝F浮B，GC＝F浮C．比较A、B、C三个物体受的浮力∵VA排＜VB排＜VC排，液相同．根据F浮＝液gV排，可知：F浮A＜F浮B＜F浮C，∵GA＜GB＜GC．比较物体密度＝＝A＜B＜C•解法2由物体的浮沉条件可知：•A、B漂浮∴A＜水，B＜水，C＝水，•A、B漂浮于水面：F浮A＝GA水gVA排＝AgV•F浮B＝GB水GvB排＝BGv•由图：VB排＞VＡ排∴B＜A•比较密度：C＞B＞A•比较出密度后，由G＝mg＝Vg，就可比较出物体重力：GC＞GB＞GA．•上述分析看出：由物体的状态，作出正确的受力分析与阿基米德原理相结合是解决问题的关键．•答案C的重力和密度最大，B居中，A最小．•例5将一个蜡块（蜡＝0.9×103kg/m3）分别放入酒精、水和盐水中静止后，试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小．（盐水＞水＞蜡＞酒精）•精析确定状态→受力分析→比较浮力→比较V排．•此题考查学生能否在判断状态的基础上，对问题进行分析，而不是急于用阿基米德原理去解题．•解蜡块放入不同液体中，先判断蜡块处于静止时的状态．•∵盐水＞水＞蜡＞酒精•∴蜡块在酒精中下沉，最后沉底；在水和盐水中最后处于漂浮状态．•设蜡块在酒精、水、盐水中受的浮力分别为F1、F2和F3，蜡块重力为G．•对蜡块进行受力分析：F1＜G，F2＝G，F3＝G．同一物体，重力G不变，所以F1＜F2＝F3•根据阿基米德原理：V排＝酒精中：V排酒精＝V物•水中：V排水＝盐水中：V排排水＝酒精水盐水•（a）（b）（c）•图1—5—2酒精水盐水而V排酒精＞V排水＞V排盐水•把状态用图1—5—2大致表示出来．•答案蜡块在酒精中受的浮力最小，排液体积最大；在水和盐水中受的浮力相等，排水体积大于排开盐水体积．•例6（广州市中考试题）将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手，铜球静止后所受的浮力是________N．••精析此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”，即铜球静止时是漂浮于水面，还是沉于水中．有的学生拿到题后，就认定V排＝0.5dm3，然后根据F浮＝液gV排，求出浮力F浮＝4.9N．•【分析】当题目未说明铜球静止时处于什么状态，可以用下面两种方法判定物体的状态．解法1求出铜球的密度：球＝＝（g取10N/kg）球＝＝0.9kg/dm3＝0.9kg/dm3×103kg/m3这是一个空心铜球，且球＜水，所以球静止后，将漂浮于水面，得F浮＝G＝4.5N．解法2求出铜球浸没在水中时受的浮力F浮＝液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.5×10－3m3＝5N．答案4.5N例7（广州市中考试题）把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后，溢出酒精8g（酒精＝0.8×103kg/m3），若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后，从杯中溢出水的质量是（）A．15gB．12.5gC．10gD．8g精析分析出金属块在酒精和水中的状态，是解决问题的关键．解∵金属＞酒精，金属＞水∴金属块在酒精和水中均下沉，完全浸没．V金属＝V排水＝V排酒精由m排酒精＝8g得V排酒精＝＝＝10cm3•金属块在水中：V排水＝V金属块＝10cm3m排水＝水V排水＝1g/cm3×10cm3＝10g•答案C•在上面的解题中，好像我们并没有用阿基米德原理的公式F浮＝G排．但实际上，因为G排＝m排液g，而其中m排液＝液V排，所以实质上还是利用了阿基米德原理分析了问题．•例8体积是50cm3，质量是45g的物体，将其缓缓放入装满水的烧杯中，物体静止后，溢出水的质量是________g．将其缓缓放入装满酒精的烧杯中，溢出酒精的质量是________g．（酒＝0.8×103kg/m3）•解判断此物体在水中和酒精中的状态•求出物体密度：物＝＝＝0.9g/cm3•∵物＜水，物体在水中漂浮．•F水浮＝G•m排水g＝m物g•∴m排水＝m物＝4