8.6 物体的浮沉条件 --2023-2024学年 初中物理北师大版八年级下册

第八章 压强与浮力 第6节 物体的浮沉条件 1 物体的浮沉究竟取决于什么呢？ 新知导入 为何重达600公斤的大黄鸭可以漂浮，而很轻的鸡蛋却沉底？ 1. 知道物体的沉浮取决于浮力与重力的大小关系。 2. 知道物体的沉浮与物体密度、液体密度的关系。 3. 知道浮沉条件在技术上的应用。 学习目标 现象： 甲图：乒乓球上浮，最后漂浮在水面上。乙图：乒乓球下沉后，静止在水底。丙图：松手后，乒乓球悬浮不动。这其中是为什么呢？ 甲 乙 丙 如图，将三个外形完全相同的“乒乓球”浸没在同种液体中，松手后，状态会一样吗？ 实验演示 新知学习 物体的浮沉条件 一 三个外形相同（体积相同）的乒乓球自身重力的大小不同：G乙>G丙>G甲； 根据阿基米德原理：F浮＝ρ液g V排 ＝G； 体积相同的三个乒乓球浸没在同种液体中时，所受的浮力相等。 所以，乒乓球的浮沉取决于：物体所受的浮力和重力的大小 甲图中的是一个完好的乒乓球。 乙图中的乒乓球打开蜡封的口，里面灌满了沙子。 丙图中的乒乓球打开蜡封的口，倒出了不少的沙子。 揭秘 甲 乙 丙 分析 悬浮 上浮 下沉 F浮 G F浮 G F浮 G F浮 G 漂浮 ①当 F浮＞G 时， 物体上浮 ②当 F浮＜G 时， 物体下沉 ③当 F浮＝G 时， 物体处于悬浮或者漂浮状态 上浮：物体在液体中向上浮起的过程 下沉：物体在液体中下沉的过程 悬浮：物体停留在液体中的某一深度处 漂浮：上浮的物体最终漂浮在水面上 （一）物体的浮沉与自身重力的关系 观看实验视频，交流总结物体浮沉条件的“两个过程” 和“三个状态” 。 视频演示 水面 G物 F浮 F浮 G物 F浮＜ G物 物体下沉 F浮＞G物 物体上浮 【两个过程】 【交流讨论】 F浮=G物 物体漂浮 F浮= G物 物体悬浮 F浮＜G物 物体下沉到水底 G物 F浮 水面 F浮 G物 G物 F浮 漂浮 悬浮 下沉到水底 【三个状态】 为什么将木头、塑料泡沫等在完全浸入水中它们会上浮；而将等质量甚至更轻的石块、金属块完全浸入水中它们则会下沉呢？ 观察与思考 因为不同物质的密度不同，那么是否可以猜测物体在液体中的浮沉跟物体密度与液体密度之间的关系有关呢？ 下沉： 由 F浮 < G 可得： ρ液 gV排 < ρ物 gV物 因为 V排 = V物 所以 ρ液 < ρ物 上浮： 由 F浮>G 可得： ρ液 gV排 > ρ物 gV物 因为 V排 = V物 所以 ρ液 > ρ物 悬浮： 由 F浮=G 可得： ρ液 gV排 = ρ物 gV物 因为 V排 = V物 所以 ρ液 = ρ物 （二）物体的浮沉与自身密度、液体密度的关系 1.当物体浸没在液体中时 G F浮>G 上浮 F浮 G F浮<G 下沉 F浮 G F浮 F浮=G 悬浮 漂浮：由F浮 = G可得： ρ液 gV排 =ρ物 gV物 因为 V排 < V物 所以 ρ液 >ρ物 F浮 G F浮 = G 漂浮 F浮 2.当物体漂浮在液面时 （1）相同点：都是静止的平衡状态，受力特点相同：F浮＝G物 （2）不同点： ① 悬浮是物体完全浸没在液体中： V排＝V物 ；对于实心物体： ρ物＝ρ液 ② 漂浮是部分浸没：V排<V物；对于实心物体： ρ物<ρ液 漂浮： F浮＝G 悬浮： F浮＝G 悬浮和漂浮的异同 漂浮 F浮=G V排<V物 ∴ρ液>ρ物 悬浮 F浮=G V排=V物 ∴ρ液=ρ物 上浮 F浮>G V排=V物 ∴ρ液>ρ物 下沉 F浮<G V排=V物 ∴ρ液<ρ物 浸在液体中的物体的浮沉状态，既取决于物体所受的浮力和重力的大小关系，还取决于液体和物体的密度的大小关系。 【小结】 1.殷商之前，我国古代人民对浮力就有深入的观察，到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体，这是我国最早的木船。 芦湖独木舟 2.周朝以后不仅在小河流上能架设浮桥，在黄河、长江这样的大河流上也多次架设过浮桥。 浮桥 （一）古时浮力的应用 浮力的应用 二 中国古代就将浮力用于生产、生活中。从独木舟到郑和出使西洋用的大型“宝船”船队，从孔明灯到浮船打捞技术，从盐水选种到密度计，都体现出中华民族的智慧。 3.三国时期有“曹冲称象”。除了以舟称物之外，以舟起重也是中国人的发明。据史籍记载，僧人怀丙曾“打捞铁牛”。他创造了浮力起重法。 4.我国汉代曾发明过一种军事信号用的灯笼，灯笼能腾空而起，飞向天空。 （1）工作原理： 利用空心的方法，增大可以利用的浮力，漂浮在水面上。F浮=G （2）排水量（m排）：轮船满载时排开水的质量. 所以：m排= m船+m货 因为轮船漂浮： F浮=G ， F浮= m排g 轮 船 （二）浮力在现代技术上的应用 （1）原理：靠改变自身重力上浮和下潜。 （2）方法：潜水艇体积不变，浸没在水中时浮力也不变。通过水箱的充水或排水来改变自身的重力，实现上浮和下沉。 潜水艇 工作原理：热气球是通过加热空气或某些密度比空气小的气体（如氦气），以获得较大的浮力来升空的，其自带的加热器可以调节气囊中气体的温度，从而达到控制气球升降的目的。 热气球 工作原理：利用物体漂浮在液面上时浮力等于重力的原理制成的。 刻度特点：刻度分布不均匀，上疏下密。数值排列上小下大。 用途：一种可以直接测量液体密度的仪器。 密度计 课堂总结 物体的 浮沉条件 比较浮力 和重力 比较物体密度 和液体密度 若F浮＞G，则上浮 若ρ物＜ρ液，则上浮或漂浮 若F浮=G， 则 悬浮或漂浮 若F浮<G， 则下沉 若ρ物=ρ液， 则悬浮 若ρ物＞ρ液，则下沉 浮力的 应用 轮 船 物体的浮沉条件 热气球 潜水艇 密度计 课堂练习 1.将小铁块和小木块放入水中，结果发现木块浮在水面上，铁块沉入水底，下列分析正确的是（ ） A．木块受到浮力，铁块不受浮力 B．铁块沉入水底，所受浮力一定小于自身的重力 C．木块受到的浮力一定大于铁块所受的浮力 D．木块浮在水面上，所受浮力大于自身的重力 B 2.关于浸在液体里的物体所受的浮力，下列说法中不正确的是（ ） B A、浮力的方向竖直向上 B、浮力的施力物体一定是水 C、浮力的大小与排开液体的质量成正比 D、实心的铁球也能浮在液面上 3.质量均匀的物体，悬浮在某种液体中，如果把此物体分成大小不同的两部分，则（ ） D A、大块的下沉，小块的上浮 B、大小两块都下沉 C、大小两块都上浮 D、大小两块都仍悬浮在液体中 4. (1)轮船：轮船始终漂浮在水面上，所受浮力等于________,轮船的大 小通常用排水量来表示(排水量就是轮船满载时排开水的质量)。 (2)潜水艇：通过改变____________的办法实现上浮和下潜。 自身重力 (3)飞艇：利用空气的浮力升空，气球里充 的是密度________空气的气体。 小于 重力 Lavf57.41.100 $$