【学习目标】
1、知道物体的浮沉条件;
2、了解轮船的漂浮原理、潜水艇的浮沉原理、气球飞艇的升降、密度计等原理。
要点一、物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F。而物体的运动状态取决于受力情况,物体的浮沉就取决于它所受的浮力与重力的关系。
1、当F>G时,合力方向竖直向上,物体上浮,最后漂浮在液体表面
当F=G时,合力为零,物体悬浮,可悬浮在液体中任意深度
当F<G时,合力方向竖直向下,物体下沉,最后沉底
2.对于实心的物体(空心物体在大型考试中出现得比较少)
当ρ液>ρ物时, F浮>G, 物体上浮;最后漂浮在液体表面
当ρ液=ρ物时, F浮=G, 物体悬浮;可悬浮在液体中任意深度
当ρ液<ρ物时,F浮<G, 物体下沉。最后沉底
3.物体上浮、下沉是运动过程,此过程中受非平衡力作用。沉底、漂浮、悬浮都是状态。
漂浮和悬浮的共同特点:浮力等于重力(F浮=G)。在平衡力作用下静止不动(合力为零)
漂浮和悬浮的不同点:排开液体的体积不同,漂浮时物体的体积大于排开液体的体积;悬浮时,物体的体积等于排开液体的体积。
4.物体浮沉各种状态比较表(表格内容是本节核心,必须全部理解并分析)
要点二、物体浮沉条件的应用
从浮力利用的角度看,采用“空心”的办法可以增加可利用的浮力。即使现代化的轮船,也采用的是这种古老的办法。
1.轮船
①轮船浮于水面,它们受到的浮力等于船的总重。(漂浮)
②轮船的大小通常用排水量来表示,排水量是指轮船满载时排开的水的质量,根据漂浮条件知,排水量=船自身的质量+满载时货物的质量。
2.潜水艇
潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的,潜水艇为了实现升降,必须使浮力大小不等于重力,潜水艇在水下时,由于艇壳不能任意改变,因此浮力是不变的(V排不变),要想控制上浮、下沉就只有改变自重,潜水艇两侧都有水舱,与高压气舱相连,高压气体能将水从水舱内排出,减小潜水艇重力,当其小于浮力时潜水艇就上浮;当浮力大小等于重力,潜水艇可在水中任一位置保持静止,即悬浮;关闭高压气舱使进水口打开,在水压作用下水舱进水,自重增大到大于浮力时,潜水艇开始下沉。
浮沉条件及其应用,你都理解了吗?
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