水的浮力

四、物体浮沉的条件
状态 上浮 受力情况 密度关系 F浮＞G F浮 = G F浮 < G 最终状态 漂浮到液面 液体里任何位置 沉到底部
悬浮 下沉
ρ液 ＞ ρ物 ρ液=ρ物 ρ液 ＜ ρ物
五、物体浮沉条件的应用
铁块在水中会下沉， 把一块橡皮泥放在 而轮船的船壳却是用钢 水面上，橡皮泥将 沉 板制造的，为什么能漂 入水底 。将橡皮泥捏成 浮在水面上？
(5) 通过精确实验测得电解水时，产生的氢气和氧气的体积比是 2:1 ____ 氢气 氧气
水 通直流电 氢气 +和 氧气 (6) 电解水的实验说明水在通电条件下，生成 ___ ____，这个过程 的文字表达式为____________________________. 氢 氧 氢和氧_____和氧气中_____的是从水中产生的， (7) 实验结论：氢气中的 所以水是由_________组成的。
例 4：
解法一:在空气中: G = 3.12N 在水中,由力的平衡得: f浮+ F测= G f浮= G - F测= 3.12N -2.5N = 0.62N 由f浮=ρ 液gV排得: V球=V排=f浮/(ρ 液g)=0.62N/(1×103kg/m3×10N/kg) =6.2×10-5m3 3.12N的铁应有的体积: V铁 = m铁/ρ 铁=G/(ρ 铁g) =3.12N/(7.8×103kg/m3×10N/kg)=4×10-5m3
例题：
向上 的浮力，浮力 1.浸在液体里的物体受到______ 排开的液体 受到的重力。 的大小等于它____________
2.弹簧秤的下端吊着一个金属球，弹簧秤的示 数是10牛，当金属球慢慢浸入水中时，弹簧秤 变小 变大 的读数将______ ，金属球受到的浮力将____ 。 （选填“变大”或“变小”）若将金属球的一 半浸在水中时，弹簧秤的示数是8牛顿，这时金 2 牛。 属球受到的浮力是_____
V铁<V球
铁球空心
解法二： f浮= G - F测= 3.12N -2.5N = 0.62N 3.12N的铁应有的体积: V铁 = m铁/ρ 铁=G/(ρ 铁g) =3.12N/(7.8×103kg/m3×10N/kg)=4×10-5m3 全部浸入水中受到的浮力为: F浮= ρ铁g V铁 = 7.8×103kg/m3×10N/kg×4×10-5m3 =0.4N < f浮= 0.62N
气泡 ，两根玻璃管内液面_______. 下降 (2) 可以观察到:两个电极出现_____ 产生气体较多 ）的玻璃 (3) 用点燃的火柴接触液面下降较多（即_____________ 气体能燃烧 淡蓝色 管尖嘴，慢慢打开活塞，观察到 ________（火焰呈 ______，点 氢___气；用带 燃时发出轻微的爆鸣声），这根玻璃管中产生的是 火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖端，慢慢打开活塞，观 带火星的木条复燃 氧 察到 _________________，这是 ____气。 正 极. 负 极，产生氧气的那个电极是___ (4) 产生氢气的那个电极是_____
为什么淹不死 他们？是神在 保护他们吗？
浮力的存在：
共同点：
浮在水面上
将旋紧的空矿泉水瓶压入水中时，手有什么 感觉？ 将瓶释放后，瓶将怎么样？
问题1 以上现象说明什么问题？ 在水中能上浮的物体受到向上的浮力。 问题2 在水中下沉的石块，铁块等物体是否也 受到浮力作用呢？ 如何证明？
F拉 F浮
课前问题： 1、将鸡蛋放入盛水的杯中，鸡蛋状态是？
2.如何使鸡蛋浮起来？
传说大约两千年前，罗马统帅 狄杜进兵耶路撒冷，攻到死海岸边， 下令处决俘虏来的奴隶。奴隶们被 投入死海，并没有沉到水里淹死， 却被波浪送回岸边。狄杜勃然大怒， 再次下令将俘虏扔进海里，但是奴 隶们依旧安然无恙。狄杜大惊失色， 以为奴隶们受神灵保佑，屡淹不死， 只好下令将他们全部释放。
碗状再放在水面上，橡 皮泥将 浮在水面 。
当玻璃球中的水 被排出时，玻璃球将 浮出水面；当水进入 玻璃球时，玻璃球 将 沉入水底 。
可见是铁球空心
6、一个体积为1000厘米3的物体浮在液面上， 受到的浮力大小为3.92牛，画出这个物体的 受力示意图，并求出这个物体的密度。 解: 重力与浮力二力平衡： G=mg=3.92N m=G/g=3.92N/9.8N/kg=0.3kg ρ物=m/V=0.3kg/1000×10-6m3 =0.3×103kg/m3
实验记录：
G物
物体浸 入水中 后，F拉
排开 水的 体积
排水
V
F浮=G- G排 F拉 水
F浮与G排水
关系
实验结论：
即： 浸在水中的物体所受浮力等于物体排开 水的重力。
F浮 = G排水
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 = ρ液 g V排 从公式可看出，物体所受浮力的大 小与液体的密度大小有关，与物体排开 液体的体积多少有关，与物体浸入的深 度无关。
4.9×107N
5×106kg
不变 轮船水下部分减小
一只 上浮 ，最终 漂浮在水面 ； 一只 静止 ，最终 悬浮在水中 ； 一只 下沉 ，最终 沉入水底 。
F浮
上浮的物体是否 把外观相同的3只乒乓球（里面分别装 浮力较大，而下沉的物 入不同质量的沙）放在水中，结果发现； 体是否浮力就较小呢？
漂浮
1.在电解水的实验中，可以直接观察到的现象是（ ）
A.水是由氢和氧组成的。 B. 有氢气和氧气产生，且体积比为2:1。 C.在电极上均有气泡产生，两个试管内气体的体积之比约为2:1。 D.每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。 2.能从电解水实验中得出的结论是（ ）
①水是由氢和氧组成的； ②水中含有氧气和氢气；③水 是由氢原子和氧原子构成；④在化学反应中分子可分，原 子不可分。
结论： F浮 + F拉= G 即： F浮= G － F拉
G
结论:
在水中会下沉的物体 也受到向上的浮力。
小结：
所有的液体都会对浸入其内 的物体产生一个向上的浮力。
思考：气体也能产生浮力吗？
结论
所有的液体和气体都会对浸入其 中的物体产生一个向上托起的力,这 个力叫浮力。
1、浮力方向： 竖直向上 2、施力物体: 3、作用点： 液体(或气体) 在物体的重心上
5、一个不规则的实心物体，质量为55克，放入装满 纯水的烧杯中，沉入底部排开0.5牛的水。然后向烧 杯中加盐并搅拌，直到物体悬浮为止。求： （1）物体在纯水中所受的浮力； （2）物体的体积； （3）物体悬浮时盐水的密度。
0.5N
50cm3 1.1×103kg/m3
6、质量为270g的铝球悬浮于水中，求 (1)球受到的浮力应是多少？ (2)球的体积应是多少？ (3)球中间空心部分的体积是多少？ （ρ铝=2.7×103kg/m3 ｇ＝9.8N/kg） 7、如下图，一量筒内盛有某种液体，底部沉入一附 有细线的铁块，此时液面的示数为Vl，现将一密度为 ρ的球体用细线系在铁块上，使球体完全浸没在液体中， 这时量筒中液面上升到V2，若断开细线，则球体上浮 露出液面，稳定后量筒中液面至V3，求该液体的密度。
答：竖直向上。
2.一个金属块挂在弹簧秤上，在空气中 称时，示数为 27牛 ，把它浸没在水中 称时，示数为17牛，它受到的浮力是多 少牛？ F
解：F浮= G- F
=27牛 - 17牛=10牛 答：它受到的浮力是10牛。
F浮
G
探究：浮力与物体排开水的关系
提出问题：
浮力的大小与哪些因素有关？ 作出假设： 浮力的大小可能与物体的质量有关； 浮力的大小可能与物体的体积有关； 浮力的大小可能与液体的密度有关； 浮力的大小可能与物体浸入液体的深度 有关； P12 ……
浮力产生的原因
设想有一个立方体的 浸没在水中它的六个表 面都受到压力。 左右两侧受到的压力 有何关系？ 前后两侧受到的压力 有何关系？
上下两面受到的压力 有何关系？
上下两个面的 压力的差就是液体 对物体的浮力。
F浮＝F向上－F向下 浮力的实质：是液体（或气体）对物体向
上和向下的压力差，方向总是竖直向上。
注意：
1. 对阿基米德原理理解应注意： （ 1 ）公式中是液体的密度，而不是浸入 液体的物体的密度。 （ 2 ）公式中 V 排 是物体浸入液体时排开液 体的体积。物体可以完全浸入，也可以是部分 浸入。 （ 3 ）阿基米德原理也适用于气体，此时 公式中的ρ 液应该为ρ 气 2. 用阿基米德原理进行计算时，注意计 算过程中的单位要统一 。
浮力的计算方法
（衡
F浮＋ T= G （下沉的物体） （2）二力平衡 F浮 = G （漂浮和悬浮的物体） （二）阿基米德原理：
F浮 = G排 = m排g =ρ液V排 g（任何情况）
课堂练习：比比谁厉害？
1、一木块的质量是500g，漂浮于水面。求： （1）木块受到的浮力； （2）木块浸入水中的体积。 2、弹簧秤下吊着重为14.7N的金属块，当金属块浸没 在水中时，弹簧秤的示数为9.8N，求 （1）水对金属块的浮力； （2）金属块排开水的体积（g 取9.8N/kg） 3、浮在水面上的木块，浸入水中部分是80厘米3， 露出水面部分是40厘米3，根据已有的条件，至少求 出4个有关的科学量．
当F浮＜G物 时，物体下沉 即： ρ液gV排＜ V物ρ物g
看图尝试运用所学知识解释潜水 艇的工作原理
将冰 块投入到 酒精中， 会上浮还 是下沉, 或者是悬 浮呢?
当油轮发生漏油事件时,往往在海面 上形成 “海上沙漠”。你知道它是怎么 形成的吗？
刚放入水中的汤圆
煮熟的汤圆
你知道哪是煮熟的汤圆呢？ 你是怎么判断的？为什么？
8.轮船的排水量是指轮船满载时所排开水的质量，而 事实上通常用轮船与轮船装满的货物质量的总和来 表示。现有一艘轮船，其质量为1000t，装4×103t货 物时为满载。 （1）满载时这艘轮船受到得浮力是多少？ （2）这艘轮船的排水量是多少？（g取9.8N/kg） （3）这艘轮船从淡水海域驶向咸水海域时，轮船受到 得浮力会改变吗？轮船浸没在水中部分有无变化？