八年级物理浮力的利用悬浮.docx
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八年级物理浮力的利用悬浮
八年级:
浮力的利用(悬浮)
浸没在液体中的物体受到浮力和重力作用,浮力与重力大小关系决定物体的浮沉,通常把二力大小关系称之为物体的浮沉条件。
如果判断匀质实心物体浮沉,还可以直接比较液体、物体密度的大小关系判断浮沉。
1.若浮力大于重力F浮>G,上浮;实心物体ρ液>ρ物,上浮。
2.若浮力等于重力F浮=G,悬浮;实心物体ρ液=ρ物,悬浮。
3.若浮力小于重力F浮 【举手提问】 1.潜水艇是如何实现上浮、悬浮和下沉的? 2.气球为什么会起飞? 3.飞艇的浮沉原理是什么? 【新课学习】 一、潜水艇的浮沉原理 在青岛海洋军事博物馆可看到一个黑色的庞然大物,它是我国退役的长征1号核潜艇。 潜水艇既能潜入水中航行,也能浮出水面,又能潜入海底,是一种很重要的舰艇。 潜水艇两侧有水箱,向水舱中充水时,潜水艇逐渐加重,就逐渐潜入水中。 水舱充水图潜艇入水 当水舱充水到潜水艇重等于同体积的水重,即: F浮=G时,潜水艇可以悬在水中。 小球悬浮潜艇悬浮 当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时,潜水艇变轻,即: F浮>G,潜艇上浮。 水舱排水图潜艇上浮 潜水艇浮、沉原理: 潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮、下沉的。 二、气球的应用 平时我们玩的气球不会飞掉,是因为吹入气球的是CO₂、水蒸气等密度比空气密度大的气体。 (CO₂气体密度1.98kg/m³,空气密度1.29kg/m³) 浮力小于重力,所以浮不起来。 吹气球玩具气球 节日里放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球中充的是氢气,(空气密度1.29kg/m³,氢气密度0.09kg/m³)浮力大于重力,所以迅速飞起来。 庆典气球气象气球 体育、娱乐活动用的热气球中充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气,空气受热膨胀密度减小,浮力大于重力而升空。 空气加热升空 气球浮、沉原理: 气球是靠改变自身体积或重力来实现上浮、下沉的。 三、飞艇的应用 根据阿基米德原理F浮=ρ空气gV排可知,要增大气球的浮力需要增大气球的体积,或在气球中充密度较小的气体,减小气球自身重力,所以人们发明了飞艇。 为了能定向航行而不随风飘荡,人们在庞大的气囊下面安装了带螺旋奖的发动机。 飞艇可以载人、运货。 飞艇 20世纪20~30年代,飞艇的使用曾盛极一时,用来进行军事侦察、轰炸或为空中交通工具。 后来,连续发生了几次飞艇内氢气爆炸的事故,加之飞行速度又不及飞机,飞艇便逐渐被飞机取代。 飞艇爆炸飞机 近年来,由于能源短缺,加上人们使用不易爆炸的氦气代替了氢气(氦气密度0.18kg/m³),造价低廉、消耗燃料少、装载量大的飞艇又重新受到重视。 现代飞艇 飞艇的浮、沉原理: 飞艇是靠改变自身体积或重力来实现上浮、下沉的。 【想想议议】 假如由你来设计一个可以载人的带吊篮的气球,气球里充的是氦气,为了使乘客能降回地面,你打算采用什么办法? 载人氦气球 如果气球里充的不是氦气而是热空气,你又打算采用什么办法? 载人热气球 (知道请留言) 【中考真题训练】 1.(2019江西) “远征号”潜水艇在南海执行任务.根据任务的要求,潜水艇需要在不同深度处悬浮,若海水密度保持不变,则下列说法错误的是() A.潜水艇排开海水的体积相等 B.潜水艇所受的重力大小不相等 C.潜水艇所受的浮力大小相等 D.潜水艇所受的浮力与重力大小相等 2.(2018临沂14题) 2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”(如图所示)成功首潜.潜水器在水面下匀速下潜过程中() A.受到的重力小于浮力 B.上、下表面受到的压力差变大 C.受到的压强变大,浮力变大 D.受到的压强变大,浮力不变 3.(2018淮安13题3分) 如图所示为我国某新型战略核潜艇,它在水面航行时排水量为9000t,受到的浮力为 N.它在水下下潜过程中,受到的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”),受到水的压强 (选填“增大”“减小”或“不变”).(g取10N/kg) 4.(2019苏州) 2019年4月23日,中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行. (1)两并排行驶的舰艇编队间距较远(如图所示),这是因为若靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很 ,压力差会使舰艇发生碰撞; (2)在仪式上,我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅,它是通过减小所受 (选填“重力”或“浮力”)实现上浮的; (3)901综合补给舰也一起亮相,该舰的满载排水量约为40000t,它满载时所受的浮力约为 N.(g=10N/kg) 5.(2019南京) 两个相同的圆柱形容器中分别装有体积相等的甲、乙两种液体,图示是同一只鸡蛋在两种液体中静止时的情景。 图中两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,鸡蛋所受浮力分别为F甲和F乙,容器底部所受液体压强分别为P甲和P乙,则它们的大小关系是: ρ甲 ρ乙、F甲 F乙,P甲 P乙, 以下三种方案: ①在鸡蛋上开小孔,用注射器抽取鸡蛋内蛋清,再用胶带封好小孔; ②在鸡蛋上开小孔塞入大头针,用胶带封好小孔; ③在容器中加入比原液体密度更大的液体; 若想使鸡蛋在乙液体中下沉,可行的方案有 (填序号). 6.(2018杭州35题6分) “蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器.“蚊龙号”体积约为30米³,空载时质量约22吨,最大荷载240千克. (1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大? (2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水? (海水密度取1.0×10³千克/米³,g取10牛/千克) 参考答案: 1.B2.D 3.9×107不变增大 4.<=<② 5. (1)2.2×105N(27.76m3
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- 年级 物理 浮力 利用 悬浮
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