10.4 沉与浮（课件）-2024-2025学年教科版八年级物理下册

教科版八年级下册 第10章 流体的力现象 4 沉与浮 1 学习目标 1.理解沉浮条件。 2.利用沉浮条件解释热气球等的原理。 3.能利用沉浮条件解决简单问题。 新课导入 漂浮 悬浮 沉底 浸在水中的物体，有浮有沉，物体的沉浮究竟取决于什么呢？ 推进新课 知识点1 物体的沉浮条件 观察 鸡蛋的沉浮 如图所示，取一枚生鸡蛋，放在清水中，观察它在水中沉浮的情况。向水中慢慢加些盐，并轻轻搅拌，鸡蛋怎样运动？如果再加些清水，又会发生什么现象？ 浸没在水中的鸡蛋，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用。 G物 F浮 F浮＞G物 上浮 G物 F浮 漂浮 G物 F浮 F浮=G物（部分浸没） 受非平衡力作用，运动状态不断改变。 G物 F浮 F浮=G物 悬浮 受平衡力作用，处于静止状态。 G物 F浮 F浮＜G物 下沉 G物 F浮 沉底 G物 F浮+ F支=G物 F支 F浮 受非平衡力作用，运动状态不断改变。 1.重力大小与物体的沉浮 ①当F浮＞G物时，物体上浮（运动过程，受力不平衡），最终漂浮：F浮=G物 ②当F浮=G物时，物体悬浮（静止，受力平衡）。 ③当F浮＜G物时，物体下沉（运动过程，受力不平衡） ，最终沉底： F浮+ F支=G物 2.密度大小与物体的沉浮 V排=V物=V F浮 = ρ液gV排= ρ液gV； G物=ρ物gV物=ρ物gV ①当 ρ物＜ ρ液 ，F浮＞G物 ，物体上浮并最终处于漂浮状态； ②当 ρ物 ＝ ρ液 ，F浮=G物 ，物体悬浮； ③当 ρ物 ＞ ρ液，F浮＜G物 ，物体下沉并最终沉底。 如果实心物体（质量均匀）浸没在液体中： 可根据密度判断物体的状态： 悬浮 漂浮 不同点 位置 体积 密度 相同点 静止在液体内部任何位置 静止在液体表面 ρ液=ρ物 V排 =V物 ρ液＞ρ物 V排 ＜V物 物体都处于平衡状态，F浮=G 3.悬浮和漂浮的异同 物体的浮沉条件： ρ液＞ρ物 物体上浮，F浮＞G物 物体悬浮，F浮=G物 物体下沉，F浮＜G物 ρ液gV排＞ρ物gV排 ρ液gV排=ρ物gV排 ρ液gV排＜ρ物gV排 浸没时 V排=V物 ρ液=ρ物 ρ液＜ρ物 总结 浩瀚的海洋中，许多生物用不同的方式控制沉与浮。 某些鱼类的鳔的大小变化能使鱼在水中的沉浮发生变化 抹香鲸靠加热或冷却脑油来控制沉浮 鹦鹉螺具有螺旋形的外壳，壳内有很大的充气囊 乌贼的骨中有许多小的充气分隔室 例1 把质量是 24g、体积是 30 cm3的物体浸没在水中，松手后该物体将 _______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”) 。当它静止时，所受的浮力是 _____ N。(g取10 N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3) 上浮 0.24 知识点2 控制沉与浮 我国古代很早就将浮力应用于生产、生活中。 独木舟 宝船 孔明灯 盐水选种 借浮力起重，是我国古代的一个创造。900多年前，僧人怀丙让人把两艘很大的木船并排拴在一起，船上游满了泥沙。将铁索一端拴在船上，另一端系在铁牛上。然后把船上的泥沙卸到河里，打捞起沉落江中的万斤大铁牛(如图)。这一打捞方法一直沿用至今。 交流谈论 打捞中山舰 中山舰是中国近现代史上的一代名舰，其排水量为780t，长为62.9m，宽为8.9m，1938年在长江被日军击中，沉入19m深的江底。1997年中山舰被打捞出水(如图)。 假如由你们来组织打捞中山舰，请设计一个打捞方案。 方案一：将几艘很大的木船或铁船并排拴在一起，船上装满泥沙使船尽量浸入江水中深一些。用几根铁链拴在船和中山舰上，再把船上的泥沙卸到河里，在巨大浮力的作用下即可拉起中山舰。 方案二：将几十只浮筒沉入水中，用铁链将浮筒和中山舰连起来，通过气压机将浮筒中的水压出，则空心浮筒受到向上的浮力即可拉起中山舰。 热气球是通过加热空气或某些密度比空气小的气体，以获得较大的浮力来升空的。 在体育、娱乐活动中，经常看到天空中漂浮着色彩绚丽的热气球，你知道它的构造和原理吗? 活动 做一个热气球 ①取一个大的轻纸袋，用细铁丝编一个简单的小筐，再用几条胶带把小筐挂在纸袋下面，筐里放一团用酒精浸湿的棉花。 ②把热气球拿到室外，点燃酒精棉，热气球就能慢慢升起来了。 ③假如由你来设计一个带吊篮的热气球，为了使它能降回地面，你打算采用什么办法？ 家庭实验室 自制密度计 可以用圆珠笔芯自制一个密度计，如图所示，找一根快用完了的圆珠笔芯，金属笔头向下（也可在笔头上缠几圈金属丝），放入水中，笔芯静止时，在笔杆上标出水面的位置，作为水的密度标记。然后放在盐水中，你有什公发现？你知道它的原理吗？ 自制密度计 例2 图甲是“中国天眼”中气球悬吊着维护人员作业的情景。小雯利用气球和重物进行模拟，如图乙。充气前，气球A与重物 B的总质量为 0.109 kg，充入适量氦气过程中，A体积变大，其所受浮力 变大______ (选填“变大”“变小”或“不变”)；当A的体积为_____m3 时，B对地面的压力恰好为零。(B 所受的浮力忽略不计，ρ空气=1.29 kg/m3 ， ρ氦气=0.2 kg/m3 ，g 取 10 N/kg) 变大 0.1 随堂练习 1.选取苹果、大枣、葡萄，将其浸没在水中后松手，观察到的浮沉情况如图所示。请比较各自重力与浮力的大小关系。 由图可知，葡萄沉入水底，苹果和大枣漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件可知，苹果、大枣的重力都与各自的浮力相等，葡萄的重力大于其浮力。 2.小明与小聪发现，实心的铁块在水中下沉，实心的木块全部压入水中松手后上浮，据此他们推测：实心物体的密度大于液体的密度，物体则下沉；实心物体的密度小于液体的密度，物体则上浮。请说明理由。 实心物体的重力G物=m物g=ρ物gV物，根据阿基米德原理可知，实心物体浸没在水中后受到的浮力F浮=ρ液gV排，此时V排=V物，当ρ物＞ρ液时，G物＞F浮，实心物体下沉；当ρ物＜ρ液时，G物＜F浮，实心物体上浮。 3.如图所示是小聪制作的“浮沉子”，它由一个盛水的大塑料瓶和一个开口向下的小玻璃瓶组成，大瓶的瓶盖拧紧密封，两瓶内均有少量空气。挤压大瓶可以控制小瓶的上浮、下沉或悬浮。试说明其中的道理。 挤压大瓶时，大瓶内空气被压缩，空气对水面的压强增大，则水中小瓶瓶口处的压强增大，将水压入小瓶中一部分，小瓶排开水的体积变小，根据F浮=ρ水gV排可知，小瓶所受的浮力变小，当小瓶所受重力大于浮力时，小瓶将下沉；当手松开时，大瓶内空气体积变大，空气对水面的压强减小，则小瓶瓶口处的压强减小，小瓶内的空气的将水压出一部分，根据F浮=ρ水gV排可知，小瓶所受的浮力变大，当所受重力小于浮力时，小瓶将上浮。这样通过控制挤压大瓶的程度，可以控制小瓶的上浮、下沉或悬浮。 课堂小结 物体的 沉浮条件 上浮：F浮>G物 下沉：F浮< G物 悬浮：F浮= G物 控制沉与浮 热气球 浮船打捞 沉与浮 密度计 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 $$nullnullnullnull