科学课件《浮与沉》

《浮与沉》引言浮沉现象的重要性了解浮沉现象对船舶设计至关重要，鱼类通过控制身体密度实现自由沉浮确保安全航行，适应水生环境气球的浮沉取决于内部气体密度，应用于航空航天领域什么是浮力？物体在液体或气体中浮力是浮力方向受到向上托力的作用液体或气体对物体向上托的力总是竖直向上浮力的定义浮力方向物体浸入液体或气体中时，受到向上托力的现象被称为浮力浮力的方向始终垂直向上，与重力的方向相反浮力的产生原理123液体压强上下压强差向上浮力液体对浸入其中的物体有压强，并且由于液体压强随深度增加，浸入液体上下表面压强差产生的合力方向向上随着深度的增加而增大中的物体，其下表面受到的液体压强，这就是浮力，它的大小等于物体排大于上表面受到的液体压强开液体的重力浮力的测量物体受浮力大小的计算公式公式浮液排F=ρg V含义物体受到的浮力等于物体排开液体的重力符号浮浮力，液液体的密度，Fρg重力加速度，排物体排开液V体的体积实验测量浮力大小准备材料1弹簧测力计、溢水杯、烧杯、水、物体等步骤一2用弹簧测力计测出物体的重力步骤二3将物体浸没在溢水杯中，测出溢出水的重量步骤三4溢出水的重量即为物体受到的浮力浮力与密度的关系密度影响浮力密度决定浮沉密度差异决定浮沉物体密度越小，更容易浮起物体密度大于液体密度时，就会沉入液体物体密度小于液体密度时，就会漂浮在液中体表面密度的概念物质的质量物质的体积物质的质量是指物质所含物质的物质的体积是指物质所占的空间多少，通常用克（）或千克（大小，通常用立方厘米（）g cm³）来表示或立方米（）来表示kg m³密度定义密度的定义是单位体积物质的质量，用公式表示为密度质量体积=/密度与浮力的相互作用密度是物体单位体积的质量，反映了浮力是液体或气体对浸入其中的物体物体的紧密程度它决定了物体在液向上托的力，其大小与物体排开液体体中是否会浮起或沉下去的体积和液体的密度有关物体浮沉的条件浮力大于重力浮力小于重力当物体受到的浮力大于自身的重力时，物体就会浮在液面上当物体受到的浮力小于自身的重力时，物体就会沉入水中密度决定物体浮沉密度浮力浮沉物体的密度决定了它是否会浮在液体表当物体浸入液体中时，液体对物体向上当物体密度小于液体密度时，物体就会面或沉入液体中托的力称为浮力浮起来；反之，物体密度大于液体密度时，物体就会沉下去物体自身密度与液体密度的比较物体自身密度和液体密度的比较是决定物体是否会浮沉的关键如果物体的密度小于液体的密度，物体就会浮在液面上；如果物体的密度大于液体的密度，物体就会沉入液体中影响浮力的因素物体体积大小液体密度12物体体积越大，受到的浮力越大液体密度越大，物体受到的浮力越大物体体积大小体积与浮力示例物体浸入液体中的体积越大，受例如，一艘大型货船比一艘小船到的浮力也越大浸入水中的体积更大，因此受到的浮力也更大，能够承载更多的货物液体密度的变化盐水热气球盐水的密度比淡水高，所以更容易浮起来热空气密度比冷空气低，所以热气球可以升空浮力在生活中的应用船只潜艇气球船只利用浮力原理，可以承载货物和人潜艇可以通过改变自身重量，控制浮沉气球充入热空气或氦气，利用浮力升空员在水上航行，在水下航行，用于观光和科研船只浮沉的原理排水量1船的重量等于它排开水的重量浮力2船受到的浮力等于它排开水的重量密度3船的平均密度小于水的密度观察动物的浮沉特点不同的动物在水中的浮沉特点各不相同，这与它们的体型、身体构造、密度等因素有关例如，鱼类通过调节鱼鳔中的气体来控制浮沉，而海豹等海洋哺乳动物则依靠厚厚的脂肪层来保持浮力观察这些动物的浮沉现象可以帮助我们更好地理解浮力的作用原理密度与浮力的相互关系密度决定浮沉密度大的物体物体的密度与它所处的液体密度密度大于液体的物体，会沉入液决定了物体是否会浮起来体中密度小的物体密度小于液体的物体，会浮在液体的表面物体密度与浮力大小12密度浮力物体密度越大，物体所受浮力越小物体密度越小，物体所受浮力越大密度差异决定浮沉密度大密度小12物体密度大于液体密度，物体物体密度小于液体密度，物体下沉上浮密度相等3物体密度等于液体密度，物体悬浮实验演示探究浮力材料准备准备一个装满水的透明容器、一个弹簧测力计、一个形状规则的物体、一根细线步骤一用弹簧测力计测量物体在空气中的重量，记录数据步骤二将物体用细线系住，轻轻放入水中，让物体完全浸没步骤三此时弹簧测力计的示数将减小，记录减小的数值，这个数值就是物体受到的浮力步骤四重复以上步骤，测量不同形状和大小的物体在水中受到的浮力观察记录观察物体在水中受到的浮力大小与物体体积、形状、浸没深度之间的关系，并记录实验数据不同物体的浮沉状态不同的物体在水中会呈现出不同的浮沉状态例如，石头会沉入水中，而木块会浮在水面上这是因为物体自身的密度与水的密度不同当物体的密度大于水的密度时，物体就会沉入水中；当物体的密度小于水的密度时，物体就会浮在水面上测量物体受到的浮力测量物体浸没前后的重量变化用弹簧秤测量物体在空气中的重量和浸没在水中后的重量，两者之差即为物体受到的1浮力使用排水法测量浮力2将物体放入装满水的量筒中，溢出的水的体积即为物体排开水的体积，然后根据水的密度计算浮力利用公式计算浮力3根据浮力公式，已知物体浸没在液体中的体积和液体的密度，即可计算出浮力的大小浮力在科学技术中的应用船舶设计潜艇设计船舶利用浮力原理，通过调节排水量潜艇通过改变自身密度，控制浮沉，，实现稳定航行实现水下航行船舶与潜艇的设计船舶潜艇船舶的设计需要考虑浮力，以确保船潜艇的设计则需要考虑浮力和沉浮的只能够在水中漂浮船体需要足够大控制潜艇可以通过调节内部水的流，以提供足够的浮力，同时需要考虑量来改变自身重量，从而控制潜艇的船体的形状和材料，以减少水阻力和浮沉潜艇还需设计排水系统和压载提高稳定性水系统，以确保在不同深度下都能安全运行气球与飞船的原理热气球飞船热气球通过加热空气，使空气膨胀，密度降低，从而产生浮力，飞船利用喷射原理，向后喷射气体，产生反作用力，从而克服地使气球升空球引力，升入太空本课小结浮力定义物体浮沉12液体或气体对浸入其中的物体物体浮沉取决于物体自身的密产生的向上托力叫做浮力度和液体或气体的密度浮力应用3浮力在生活中有着广泛的应用，比如船舶、潜艇、气球等浮力的定义和特点定义方向物体浸没在液体或气体中时，受浮力的方向总是竖直向上，与重到液体或气体向上托的力叫做浮力的方向相反力大小浮力的大小等于物体排开液体的重力浮力的应用和重要性航海与船舶潜水与潜艇气球与飞艇浮力原理是船舶设计的基础，使船只能利用浮力变化，潜艇可以自由地潜入水气球和飞艇利用空气浮力升空，应用于够在水面上航行中或浮出水面航空领域。