8.3浮与沉课件-2024-2025学年鲁科版物理八年级下册

2024鲁科版八下 8.3浮与沉 潜水艇 巨大的潜水艇既可以潜入水下，也可以浮上水面，它是怎样做到的? 一、浮沉条件 浮沉 浸没在液体中静止的物体被释放后受到两个力的作用:竖直向下的重力和竖直向上的浮力。如图8-3-2所示，根据物体所受浮力与重力大小关系的不同，其浮沉存在三种情况。 分情况 当浮力F大于重力G时，二力的合力方向向上，物体由静止开始上浮。 当浮力F-等于重力 G时,二力的合力为0，物体保持悬浮状态。 当浮力F，小于重力 G时，二力的合力方向向下，物体由静止开始下沉 密度 由于浸没在液体中的物体，其排开液体的体积跟物体自身的体积相等。因此物体的浮沉情况也可以用物体的密度跟液体密度的大小关系来描述。 浸没在液体中静止的物体被释放后，如果它的密度小于液体的密度，物体将上浮;如果它的密度等于液体的密度，物体可以悬浮在液体内;如果它的密度大于液体的密度，物体将下沉。正是根据这个原理，人们在用盐水选种时，清除掉漂浮的不饱满的种子，保留下沉的饱满种子。 二、浮力的应用 郑和下西洋 人类从远古时代就开始利用浮力了，最初可能是抱住或骑在一段树干上顺水漂流，这是人类最早的航行方式。后来人们发明了船，它能承载更多的人和物。据记载，1405年郑和下西洋时乘坐的木船长约为147m，是当时世界上最大的木船。 观察与实验 让金属箔浮在水面上 把金属箔卷成一卷放入水中(图8-3-4甲)，再把它做成船状放入水中(图8-3-4乙)，观察金属箔的浮沉情况。 轮船 钢铁的密度远大于水，用钢铁制造的轮船为什么能浮在水面上呢? 金属箔做成船状后，虽然受到的重力没有改变，但是可以排开更多的水，受到的浮力增大，所以能够浮在水面上。钢铁巨轮能浮在水面上，就是利用了这个道理。 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。例如，我国首艘国产航空母舰“山东舰”的排水量约为 6.5x104t，即“山东舰”满载时总质量约为 6.5x104t。 潜水艇 潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮和下潜的。如图 8-3-5 所示，潜水艇的艇身内有水舱，当压缩空气充人水舱，将海水排出一部分时，潜水艇变轻，浮力大于重力，从而上浮。当海水充人水舱，将压缩空气排出时，潜水艇变重，浮力小于重力，逐渐潜人水中。当水舱充水后潜水艇重等于同体积的水重时，它可以悬浮在水中。 热气球 要想让气球飘在空中，需充入密度小于空气的气体。例如，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氦气，体育、娱乐活动用的热气球(图 8-3-6)中充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气。 飞艇 为了能定向航行，人们还制成了飞艇(图8-3-7):在大气囊下面安装了带螺旋桨的发动机。20世纪二三十年代，飞艇曾盛极一时，后来，由于连续发生了几次飞艇气囊内氢气爆炸的事故，加之其飞行速度不及飞机等原因，飞艇逐渐被飞机取代。近年来，许多新技术、新材料的应用，特别是氦气的广泛应用，使现代飞艇更安全、留空时间更长、航程更远、运载能力更强，飞艇迎来了新一轮发展热潮。 三、拓展提升 1 课堂导入 观察与思考 提出问题 学习浮力，是为了利用浮力。如何让“浮力”为我们人类服务呢？ 阿基米德原理：物体在水中受到的浮力大小等于物体排开的水受到的重力。即F浮=G排水=ρgV排。 由公式可以看出，浮力大小与物体排开水的体积有关。要想增大浮力就应该增加物体排开水的体积。 理论依据 1 课堂导入 观察与思考 观察与思考 人类是怎么利用浮力的呢？ 1.曹冲称象：把大象赶到船上，在水到船弦位置做一标记，把大象赶到岸上，然后往船上搬石头，直至船下沉到标记位置，再称量石头的“重”即可。 这是人类利用浮力的典型例子。 1 课堂导入 观察与思考 2.独木舟：木材的密度小于水的密度，木材承载的物重：G物=ρgV排-G木。 开始人们骑在木头上可以漂流，如竹排； 后来人们把木头中间挖空做成独木舟（排开水相同，承载物增大）； 再到轮船、军舰。 2 学习目标 1.认识轮船、潜艇和飞艇的工作原理； 2.理解物态沉浮条件； 3.了解浮力的应用。 3 1.轮船 轮船是由钢铁制成的，钢铁的密度大于水的密度，为什么用钢铁制成的轮船可以在水面上行驶？ 课堂活动（一） 小实验 把金属箔卷成卷，和把金属箔团成一团，放入水中，可以看到金属卷会下沉，但金属团漂浮在水面；如图。 这是因为金属块重大于同体积的水重，金属块下沉；同样重的金属做成中空，其自重没变，但浮力增大。 3 1.轮船 轮船就是根据上述原理制成的。 课堂活动（一） 用排水量表示轮船的吨位，所谓“排水量”指的是轮船满载时排开水的质量。 吃水线或载重线 3 2.潜水艇的沉浮 工作原理 靠改变自身重力上浮和下潜 课堂活动（二） 往潜水艇的水舱冲水，潜水艇自重力增加，当其自重等于潜水艇排开水重时，潜水艇悬浮在水中；继续冲水，潜水艇自重大于其排开水重，潜水艇下沉；当往外排水，潜水艇变轻，潜水艇上浮。 3 3.气球与飞艇 工作原理 通过改变自己体积（V排）来改变所受浮力的大小来实现上升或下降。（气囊） 课堂活动（三） 靠改变浮力或气体密度来实现升降。 内部充有小于空气密度的气体时，上升； 内部充有大于空气密度的气体时，下降。 3 4.课堂练习 课堂活动（四） 1.一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） 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 不变 不变 变小 B 3 4.课堂练习 课堂活动（四） 3.完全潜入水中的潜水艇，再继续下潜，这时它受到的浮力和压强将（ ）。 A.压强变小，浮力变小；B.压强变大，浮力变小； C.压强变大，浮力变大；D.压强变大，浮力不变 D 3 4.课堂练习 课堂活动（四） 4.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 A B 5 课堂小结 浮力利用 轮船 靠改变排水量控制浮力大小 潜水艇 靠控制水舱水量上浮或下沉 气球、飞艇 靠改变内部气体密度控制浮力大小 6 作业 1. 质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮力 铝球受的浮力；若把它们都放在水银中静止时，则铁球受的浮力 铝球受的浮力（选填“＞”、“＜”、“=”） 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 6 作业 3.一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，容器中的水面将如何变化？ 4.一艘轮船装满货物时船货总重100000N，它受到的浮力多大？排开的水多重？排开水的质量是多少？ 5.一量筒内装有60毫升的水，把一个质量为20克的物体放入该量筒后液面升高到75毫升处，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 谢谢 $$