9.3 研究物体的浮沉条件-【教材解读】2024春八年级下册物理（沪粤版)

９．３　研究物体的浮沉条件 知识点一　物体的浮沉条件是什么 【重点＋难点】 物体的浮沉条件 (１)现象探究:物体的浮与沉 探究过程 实验现象 现象分析 把一个鸡蛋轻 轻地放入浓盐 水中 鸡蛋停留在液面上, 有一部分露出液面 鸡 蛋 受 重 力 和 浮 力 作 用,二 力 平 衡,浮力等于重力 将清水缓缓倒 入浓盐水中 鸡蛋浸没在水中,并 静止在水中 鸡 蛋 受 重 力 和 浮 力 作 用,二 力 平 衡,浮力等于重力 继续倒入清水 鸡蛋下沉 鸡 蛋 受 重 力 和 浮 力作用,浮力小于 重力 再 加 入 适 量 盐粒 鸡蛋缓慢上浮至漂浮 在液面上 鸡 蛋 受 重 力 和 浮 力 作 用,上 浮 时, 浮力大于重力;漂 浮 时,浮 力 等 于 重力 归纳总结:浸在液体中的物体,受到两个力的作用:一 个是竖直向下的重力,一个是竖直向上的浮力.其浮 沉取决于它受的重力和浮力的大小关系. (２)物体的浮沉条件 当物体受到的浮力F浮 大于物重G 时,浸在液体中的 物体就会上浮; 盐水选种 长得很饱满的小麦种子,密 度 超 过 １．２×１０３ kg/m３. 干瘪的或被虫子蛀坏了的 种子的密度都比饱满的种 子密度小得多.用盐 和 水 配成密度在(１．１６~１．２)× １０３kg/m３之间的盐水.把 小麦种子放进去,密度超过 １．２×１０３kg/m３的饱满种子 因为受到的浮力小于它们 受到的重力会沉在水底;密 度小于盐水密度的种子 则 会在盐水中上浮.这样,种 子就能很容易地被分开了. ９９１ 悬浮与漂浮 悬浮:物 体 受 到 的 重 力 和 浮力 大 小 相 等,ρ液gV排 ＝ ρ物gV物 ,即ρ液 ＝ρ物 ,物 体 可以停留在液体中的任何 位置. 漂浮:物 体 受 到 的 重 力 和 浮力 大 小 相 等,ρ液gV排 ＝ ρ物gV物 ,V排 ＜V物 ,则ρ液 ＞ ρ物 ,物 体 只 能 停 留 在 液 体 的表面上. “煮饺子”中的科学 煮饺子时,将包好的饺子下 于沸水之中,由于饺子体积 较小,所受浮力较小,且浮 力小于重力,饺子将会沉在 锅底. 盖上锅盖后,锅内的水温迅 速 上 升,饺 子 内 部 温 度 升 高,内部的气体和馅同时膨 胀,饺子的体积增大,根据 阿基米德原理可知此时饺 子受到的浮力增大,浮力大 于重力,饺子上浮. 　当物体受到的浮力F浮 小于物重G 时,浸在液体中的 物体就会下沉; 当物体受到的浮力F浮 等于物重G 时,物体悬浮在液 体中或漂浮在液面. 物体浮沉条件的分析 状态 图解 条件分析 状态分析 上浮 受力关系 F浮 ＞G 密度关系 ρ液 ＞ρ物 下沉 受力关系 F浮 ＜G 密度关系 ρ液 ＜ρ物 处 于 动 态 (运 动状态不断改 变),物体受到 非平衡力作用 悬浮 受力关系 F浮 ＝G 密度关系 ρ液 ＝ρ物 可停留 在液体 中的任 何位置 漂浮 受力关系 F浮 ＝G 密度关系 ρ液 ＞ρ物 是 “上 浮 ”过 程的最 终状态 沉底 受力关系 F浮 ＋F支 ＝G 密度关系 ρ液 ＜ρ物 是 “下 沉 ”过 程的最 终状态 处 于 静 止 状 态, 受 平 衡 力 作 用 【例１】质量相同的甲、乙、丙、丁４个小球, 分别静止在水中的不同深度处,如图所 示,则这４个小球在水中所受浮力最小的是 (　　) A．甲　　　　B．乙　　　　C．丙　　　　D．丁 解析:由图知,甲、乙小球漂浮,丙小球悬浮,丁小球沉入容 器底部.因为漂浮和悬浮时,F浮 ＝G＝mg,４个小球的质 量相同,所以甲、乙、丙小球受到的浮力F浮甲 ＝F浮乙 ＝ F浮丙 ＝G;而丁小球沉入容器底部,F浮丁 ＜G,则F浮甲＝ F浮乙＝F浮丙＞F浮丁,所以丁小球所受的浮力最小. 答案:D ００２ 知识点二　 浮沉条件在技术上的应用 轮船———采用“空心”的办法增大可以利 用的浮力. (１)工作原理:空心法,即把密度比水大的钢 材制成空心的,能使它排开更多的水,增大可利用的浮 力,从而使其漂浮在水面上.同一只轮船,不论在海 里,还是在河里航行,F浮均等于G,所以F浮不变,由阿 基米德原理知F浮 ＝ρ液gV排,由于海水或河水的密度 不同,所以V排不同,ρ液 大则V排 小,ρ液 小则V排 大.因 此轮船在海水里比在河水里浸入的体积小. (２)轮船的大小通常用排水量来表示,它是指船满载 时排开水的质量,根据上述质量算出的重力也就是船 满载 后 受 到 的 水 的 浮 力,即 船 受 到 的 最 大 浮 力, F最大浮力 ＝G船 ＋G满载时货物 . 潜艇———改变自身重力实现浮沉 潜艇靠改变自身的重力来实现上浮和下 沉.当F浮 ＞G 时,潜艇上浮;当水舱中充 水,自身重力增大,增大到F浮 ＝G 时,可悬浮于某一 位置航行;水舱中再充水至F浮 ＜G 时,潜艇下沉.