10.3 物体的沉浮条件及应用---- -2024-2025学年人教版物理八年级下册

第3节 物体的浮沉条件及应用 第十章 浮力 八年级物理（RJ） 教学课件 1 物体的浮与沉是由什么因素决定的呢？ 潜水艇悬浮在海水中 石头沉在水底 鸭子漂浮在水面上 物体在液体静止时的三种状态：漂浮、悬浮、沉底 2 一、物体的浮沉条件 F浮 G 浸没在液体中的物体，受到两个力： 竖直向下的重力和竖直向上的浮力。 根据物体所受浮力和重力大小的不同，物体的浮沉存在三种情况。 物体在液体中的沉浮取决于物体所受的浮力和重力的大小。 3 一、物体的浮沉条件 F浮 G F浮>G物 上浮 完全浸入液体内的物体的受力分析 上升到液面呈漂浮状态， V排逐渐变小，F浮逐渐减小到 F浮=G物 F浮 G 4 一、物体的浮沉条件 F浮 G F浮=G物 悬浮 完全浸入液体内的物体的受力分析 悬浮 5 一、物体的浮沉条件 F浮 G F浮<G物 下沉 完全浸入液体内的物体的受力分析 下沉至容器底部， F浮不变，F浮+F支=G物 F支 6 一、物体的浮沉条件 F浮 G F浮 G F浮 G F浮>G物 上浮 F浮=G物 F浮<G物 下沉 悬浮 完全浸入液体内的物体的受力分析 悬浮 F浮 G F支 上升到液面呈漂浮状态， V排逐渐变小，F浮逐渐减小到 F浮=G物 下沉至容器底部， F浮不变，F浮+F支=G物 漂浮 7 一、物体的浮沉条件 F浮 G F浮 G F浮 G F浮>G物 上浮 F浮=G物 F浮<G物 下沉 悬浮 完全浸入液体内的物体的受力分析 悬浮 F浮 G F支 上升到液面呈漂浮状态， V排逐渐变小，F浮逐渐减小到 F浮=G物 下沉至容器底部， F浮不变，F浮+F支=G物 漂浮 8 一、物体的浮沉条件 比较物体密度ρ物与液体密度ρ液的大小关系 判断物体的浮沉 根据浮力和重力关系推导 F浮＝ρ液gV排 浮力的大小： G物=m物g＝ρ物gV物 重力的大小： V排=V物 浸没在水中时： F浮 G F浮>G 上浮 F浮=G F浮<G 下沉 悬浮 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物 ρ液 gV排＞ρ物 gV物 ρ液 gV排 = ρ物 gV物 ρ液 gV排 < ρ物 gV物 9 状 态 上 浮 下 沉 悬 浮 漂 浮 物体受力分析 浮沉条件 浮力和重力 比较 液体密度和物体密度比较 特 点 F浮 ＞G物 F浮 ＜G物 F浮 =G物 F浮 =G物 F浮 G物 G物 F浮 F浮 G物 处于动态，运动状态不断改变，受非平衡力 处于平衡状态，受平衡力作用。 F浮 G物 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液=ρ物 ρ液＞ρ物 一、物体的浮沉条件 10 一、物体的浮沉条件 C A B 质量相等的A、B、C三球，放于同一液体中静止后如图，可知密度最小的是_____球，受浮力最小的是________球。 C A B A、B、C为体积相同的实心球，放入盛有某种液体的容器中，从图可知：______球的密度最大，______球所受的浮力最小。 m相等，看状态 V相等，看V排 密度比较，看状态 C A C A 11 F F浮 G F浮＝G物 - F示 （1）称重法 计算浮力的四种方法 F浮= F向上 - F向下 （2）压力差法 （3）公式法 F浮= G排= m排g=ρ液gV排 （4）平衡力法 漂浮、悬浮时F浮= G物 二、浮力的应用 早在殷商之前，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 周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄河、长江这样的大河流上也多次架设过浮桥。　 浮桥 14 轮船是用钢铁制造的，钢铁的密度远大于水，钢铁在水中是下沉的，但是用钢铁制成的轮船为什么能漂浮在海面上呢？ 下面我们一起学习轮船漂浮的知识。 思考：橡皮泥的密度比水大，它在水中会下沉，怎样使它能漂浮在水面上，并能承载重物呢？ 二、浮力的应用 工作原理：把轮船做成“空心”体后放在水里，虽然它所受的重力没有改变，但是排开的水较多，因而受到较大的浮力，所以能漂浮在水面上。 排水量（m排）： m船+m货= m排 轮 船 二、浮力的应用 舷号17的国产第一艘航空母舰“山东舰”，满载排水量为6.5万吨。 表示航空母舰满载时，航空母舰的质量和全部其他舰载物体（例如舰载机、武器、弹药、物资等等）的质量之和是6.5万吨。 　一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小 ，它受到的浮力 ；它排开水的体积 。（填变大，变小或不变）轮船将 一些。（填“上浮”或“下沉”） 不变 不变 变大 下沉 轮 船 二、浮力的应用 潜水艇 二、浮力的应用 工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。 模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶内打气，将瓶内的水排出，瓶向上浮起 1.潜水艇在水面下100m深处下潜至300m深处时，它受到水的压强________，受到水的浮力_________。(选填“变大”、“变小”、“不变”） 2.潜水艇在水面下由长江潜至大海时，它受到的浮力_________，(选填“变大”、“变小”、“不变”）这个过程需要向水仓中_______。(选填“充水”、“排水”） 变大 不变 变大 充水 潜水艇 二、浮力的应用 内部充有小于空气密度的气体 气球和飞艇 二、浮力的应用 3、液体的密度越大，排开液体的体积越小，密度计浸入液体中越浅，密度计的位置越高。 1、刻度的特点：刻度是上小下大，上疏下密。 2、工作条件： 漂浮：F浮＝G 密度计 二、浮力的应用 如图所示，把两只完全相同的密度计分别放入A、B两种液体中，所受到的浮力分别为FA、FB , A、B两种液体的密度ρA、ρB FA_____FB ρA ρB ____ = > 密度计 二、浮力的应用 三、课堂小结 物体的 浮沉条件 比较浮力和 重力的大小 比较物体密度 和液体密度 若F浮＞G，则上浮（漂浮时F浮=G ） 若ρ物＜ρ液，则上浮 若F浮=G， 则悬浮 若F浮<G， 则下沉 若ρ物=ρ液， 则悬浮 若ρ物＞ρ液， 则下沉 ①轮船靠挖“空心”的方法增大浮力。 ②排水量：轮船满载时，排开水的质量。 浮力的 应用 潜水艇：是靠改变自身的重力，实现上浮和下潜的。 充入密度小于空气的气体，使受到空气的浮力大于自身的重力。 轮 船 物体的浮沉 条件及应用 气球和飞艇： 1、利用如图中的量筒和水，测量小酒杯的密度（指图中小酒杯材料的密度）。实验步骤如下： (1)向量筒中倒入适量的水，测出水的体积V1。（水的密度为ρ0） (2)将小酒杯放入量筒中，让其漂浮，读出水面所对的刻度值V2。 (3)将小酒杯浸没在水中，读出此时量筒中水面所对的刻度值V3。 (4)小酒杯的质量m=______________。 (5)小酒杯的体积V=______________。 (6)小酒杯的密度为ρ=__________________ （用所测得的物理量和已知量来表示）。 ρ0（V2-V1） V3-V1 四、巩固练习 四、巩固练习 量杯 小杯 (1)向量杯中倒入适量的水，将小杯漂浮在水面，记下量杯的示数V1。 (2)将石块放入小杯中，记下量杯的示数V2。 (3)将石块从小杯中取出，放入量杯中的水中，记下量杯的示数V3。 石块的密度ρ= 2、重为15 N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10-4 m3的水。则此物体是（ ） A．浮在水面上 B．沉到水底 C．悬浮在水中 D．以上几种情况都有可能 B 四、巩固练习 A B 3、如图所示，A、B两物体静止在水中（ ） A．两物体受到的浮力一定相等 B．两物体受到的浮力不等，A 物体受到的浮力大 C．两物体的密度不等，B物体的密度大 D．两物体的重力不等，B物体的重力大 C 四、巩固练习 4、密度均匀的实心物体悬浮在水中，将物体 截成大小不等的两块后，仍放入水中，则 （ ） A、大块下沉，小块悬浮 B、大块下沉，小块上浮 C、两块都上浮 D、两块都悬浮 D 四、巩固练习 5、量筒内装有60mL的水，把一个质量为20g的物体放入该量筒后液面升高到75mL处，则该物体最后在水中的状态是（ ） A．一定漂浮 B．一定下沉 C．可能漂浮 D．可能悬浮 B 四、巩固练习 6、一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，容器中的水面将如何变化？ 当冰化成水后，质量不变，所以，m水= m冰 冰排开水的体积等于冰化成水的体积 ∴液面高度不变 【解】冰漂浮在水面上，F浮= G冰 四、巩固练习 当冰放入盐水中时，冰熔化后，液面如何变化？ ∵ ρ水< ρ盐水，∴V排> V盐水 冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积 ∴液面上升 【解析】冰漂浮在盐水中，F浮 = G 四、巩固练习 7、“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 B 四、巩固练习 四、巩固练习 8. 在远洋轮船的船舷上，都漆着五条“吃水线”，又称“载重线”，如图所示。其中标有W的是北大西洋载重线，标有S的是印度洋载重线。当船从北大西洋驶向印度洋时，轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系，有（ ） A．浮力增大，ρ1＝ρ2 B．浮力减小，ρ1＝ρ2 C．浮力不变，ρ1>ρ2 D．浮力不变，ρ1<ρ2 C 四、巩固练习 9. 将盛有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力，木块开始上浮，如图所示，最后漂浮，且有五分之二体积露出水面。下列叙述中，错误的是 （　　） A．在露出水面之前，木块所受浮力不变 B．在露出水面之前，木块所受浮力大于木块 的重力 C．木块在浸没和漂浮两种情况下，水对烧杯底 的压强相等 D．木块的密度为0.6g/cm3 C 四、巩固练习 10. 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）。 ＜ = ＜ ② 四、巩固练习 11、小明制作了一个可测量物体质量的装置，如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200g，小筒底面积50cm2，高12cm，大筒中装有适量的水，托盘上不放物体时，小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，将小筒竖直压入水中，当水面距小筒底10cm时，在小筒和大筒上与水面相平位置的刻度均为最大测量值， 小筒和大筒的分度值相同。把 被测物体放入托盘中，读出小 筒或大筒上与水面相平位置对 应的刻度值，即为被测物体的 质量。 四、巩固练习 （1）该装置所能测量物体的最大质量为________g； （2）小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离_______（选填“大”或“小”）； （3）他想利用此装置测算出石块的密度，操作如下，如图乙所示，将石块放入托盘中，读出大筒上的示数为m1；如图丙所示，将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为m2，该石块密度的表达式为ρ石=_____________（水的密度用ρ水表示）。 300 大 $$