10.3《物体的浮沉条件及应用》导学案 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

人教版八年级第十章浮力 第3节《物体的浮沉条件及应用》导学案 【学习目标】 1．知道物体的沉浮条件，会根据沉浮条件判断物体的浮沉. 2．能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件. 3．能应用沉浮条件解释简单的物理现象. 【学习重点】 根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件. 【学习难点】 根据阿基米德原理比较物体密度与液体密度的关系；利用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象. 【自主预习】 1.物体的沉浮取决于物体所受的______和______的大小.浸没在液体中的物体： (1)当F浮＞G时：物体______,最后物体______（部分浸没）. (2)当F浮 =G时：物体______； 可停在液体内部任意位置. (3)当F浮＜G时：物体______； 最终沉在水底. 2. 轮船是利用“______”的方法,增大V排,从而增大可以利用的____；轮船的大小用______表示,排水量是指轮船按照设计要求满载货物时排开液体的______. 3.潜水艇是通过水舱吸水和排水的方式改变______来实施下沉和上浮(浸没时浮力不变). 4. 气球和飞艇内部充有密度______空气的气体（如氢气、氦气或热空气），使浮力______重力而升空. 【探究新知】 探究点一 物体的浮沉条件 1.实验――“水”中的鸡蛋. 将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里，逐渐将食盐溶解在水中，观察鸡蛋在水中的不同状态. 现象：鸡蛋在清水中下沉，最后沉入杯底；逐渐将食盐溶解在水中，慢慢上浮，然后鸡蛋悬浮；继续溶解食盐最终鸡蛋漂浮. 结论：鸡蛋在水、盐水中处于________________________这五种浮沉状态. 点拨：总结易混淆的几个词语： 浸没：物体完全没入了液体中，整个物体在液面以下. 浸入：也就是“浸在”，包括完全浸没和部分浸没. 漂浮：物体在液面处，部分体积浸没. 悬浮：物体在液面以下，完全浸没，可以存在于液面下任何位置. 上浮：物体正在向上加速运动，可能完全浸没，也可能部分浸没，最终状态是漂浮. 下沉：物体正在向下加速运动，可能完全浸没，也可能部分浸没，最终状态是沉在液体底部. 2.小组合作学习： ①上述五种状态，哪些状态是平衡状态，哪些是非平衡状态？ 平衡状态：____________；非平衡状态：____________. ②分析上述五种状态下鸡蛋受到的浮力与重力的关系，分别画出上述五种状态下鸡蛋受力示意图. 上浮：F浮______G物 漂浮：F浮______G物 悬浮：F浮______G物 下沉：F浮______G物 沉底：F浮______G物 沉底时，受到重力G、浮力F浮与支持力的作用，这三个力平衡：F浮=______. 3.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 当物体浸没在水中时，受到重力G与浮力F浮两个力的作用. 物体浸没在水中时：V排=V物=V； 浮力的大小：F浮＝ρ液gV排＝______； 重力的大小：G＝ρ物gV物＝______； ①当F浮＞G时，得出ρ液______ρ物，物体上浮（最终漂浮）； ②当F浮=G时，得出ρ液______ρ物，物体悬浮； ③当F浮＜G时，得出ρ液______ρ物，物体下沉（最终沉底）. 探究点二浮沉条件的应用 （一）轮船 1.想想做做：制作橡皮泥小船 橡皮泥的密度比水的密度大，橡皮泥放入水中会下沉.怎么使它漂浮在水面？ 将这块橡皮泥做成小船形再次放在水中，看到什么现象？怎样能让橡皮泥载更多物体？ 同一块橡皮泥做成船状能漂浮的原因是它变成了______的，增大了______的体积，因而增大了______，所以能飘起来. （1）工作原理： 采用“______”的办法，增大可以利用的______.具体方法是把密度比水大的钢材做成______的，使轮船能排开更多的水，根据阿基米德原理可知，浮力增大，从而______在水面上. （2）排水量（m排） 轮船的大小通常用排水量表示，排水量是轮船满载时排开的水的______. 当轮船满载航行时处于______状态，所受浮力等于船所受到的总重力，即F浮＝G船总，而F浮＝m排g、G船总＝(m船＋m货)g，因此m排＝______，即轮船排水量等于船自身的质量与满载时货物的质量之和. 2.讨论：轮船在河水中航行，当该轮船驶入海洋中时，船一直漂浮在水面上.设轮船的总质量不变，轮船在甲、乙两海洋中所受到的浮力分别为F1和F2，河水密度为ρ1和海水密度为ρ2.则F1____F2，ρ1____ρ2.所以，V排海水____V排河水(均选填“＞”“＜”或“＝”).轮船驶入海洋中时，______一些. 3.为什么生汤圆沉底，煮熟后会浮起来？ 汤圆煮熟后变成______，______增大了，从而增大了______，使其浮起来. 4.例题 一艘轮船的排水量是104t，在密度是1.0×103kg/m3的河水中航行，它满载时排开水的体积是多大？如果该轮船从长江驶入大海（海水密度为1.03×103kg/m3）中航行，它排开海水的体积是多大？它从江河驶入海中是上浮一些还是下沉一些？ （二）潜水艇 1.演示实验：按图用注射器、试管、软管、短玻璃管等器材提前制作好的潜水艇模型，把模型浸在水中，从管中抽气，模型将怎样运动？向管中打气，模型又会怎样？ 现象：抽气时，水逐渐进入“潜水艇”中，“潜水艇”______.打气时，“潜水艇”内的水被排出，“潜水艇”______. 2.归纳：潜水艇是靠______上浮和下潜的. （三）气球和飞艇 1.气球：内部充有密度______空气的气体（如氢气、氦气或热空气），使浮力______重力而升空. 2.飞艇：通过充气或放气改变______，从而改变______实现上升和下降. 3.热气球： 用塑料袋、铁架台和酒精灯演示热气球升空的实验.分析为什么加热后塑料袋能升空？ 分析：在加热过程中，气囊中气体受热膨胀，密度______，则自身重力减小，当重力______浮力时开始上升；当气囊中气体温度降低，密度______，则自身重力______，当重力______浮力时下沉. 归纳：热气球通过改变______实现浮沉. 【当堂练习】 1.将一个新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中，鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示.则下列说法正确的是（　　） A．鸡蛋在水中受到的浮力大 B．鸡蛋在水和浓盐水中受到的浮力一样大 C．鸡蛋的密度大于水的密度 D．鸡蛋的密度小于浓盐水的密度 2.下列关于浮力的说法正确的是（　　） A．质量大的物体在液体中所受浮力一定大 B．码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小 C．物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态 D．潜水艇在水面下从大海潜行进入长江，所受浮力不变 3. 2019年12月17日，我国第一艘国产航母山东舰（如图）在海南三亚某军港交付海军，下列说法正确的是（　　） A. 停在静止航母上的舰载机受力平衡 B. 相对航母，起飞的舰载机是静止的 C. 舰载机起飞时，空气浮力大于重力 D. 舰载机起飞后，航母所受浮力增大 4. 如图所示，我国万吨级055型导弹驱逐舰满载排水量达12500t，有关该型驱逐舰在海上航行过程中，下列说法正确的是（　　） A．驱逐舰所受浮力的方向是竖直向下 B．满载时的排水量指的是驱逐舰所受的重力 C．发射导弹后，驱逐舰所受浮力变小 D．发射导弹后，驱逐舰会下沉一些 5.如图所示，将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中，待小球静止后，两个烧杯内液面高度相同.下列说法正确的是（　　） A．甲烧杯中小球受到的浮力大 B．乙烧杯中小球排开液体的质量大 C．甲烧杯中液体的密度大 D．乙烧杯底部受到液体压强大 6.将一盛满水的烧杯置于水平桌面上，缓慢放入一质量为200g的木块，木块最终在杯中处于漂浮状态，此时木块所受浮力大小是______N，从杯中排出水的体积是______cm3，上述过程中水对杯底的压强______（选填“变大”、“变小”或“不变”）.（水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 7.我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器，填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白.当潜水器下潜到1.0×104m深度静止时，水的压强约为________Pa（ρ海水取1×103kg/m3，g取10N/kg）；在预定深度完成任务后，潜水器抛掉配重物，潜水器受到的浮力________（选填“大于”“等于”或“小于”）自重，从而上浮. 8.如图所示，一座质量为10t的冰山漂浮在水面上.求： （1）冰山受到的重力； （2）冰山受到的浮力； （3）冰山浸入水中的体积. 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会. 参考答案 【自主预习】 1.浮力 重力 (1)上浮 漂浮 (2)悬浮 (3)下沉 2. 空心 浮力 排水量 质量3.自身重力4.小于 大于 【探究新知】 探究点一 物体的浮沉条件 1.下沉、沉底、悬浮、上浮、漂浮 2.①漂浮、悬浮、沉底 上浮、下沉 ②＞ = = ＜ ＜ G－F支 如图所示 3.ρ液gV ρ物gV ①＞ ②= ③＜ 探究点二浮沉条件的应用 （一）轮船 1.空心 排开水 浮力 （1）空心 浮力 空心 漂浮 （2）质量 漂浮 m船＋m货 2.＝ ＜ ＜ 上浮 3.空心 V排 浮力 4.例题 解：满载时排开水的质量是m=104t= 107kg 排开水的体积 轮船从长江到大海都是漂浮，根据二力平衡条件可知：浮力等于船与货物的总重力，F浮=G船+G物，是不变的； 根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，浮力不变，海水的密度大，因此轮船排开海水的体积小，所以从江河驶入海中是上浮一些. （二）1.下沉 上浮 2.改变自身的重力 （三）1.小于 大于2.自身体积 3.变小 小于 增大 变大 大于 自身重力 【当堂练习】 1.C 2.B 3.A 4.C 5.C 6. 2 200 不变 7.1.03×108大于 8.（1）105N（2）105N（3）10m3 解：（1）冰山的重力为G=mg＝10×103kg×10N/kg=105N （2）因为冰山漂浮，所以冰山受到的浮力等于重力，即F浮=G=105N （3）由F浮=ρ水gV排可知，冰山浸入水中的体积为 V浸=V排===10m3 学科网（北京）股份有限公司 $$