9.4 物体的浮与沉-2024-2025学年八年级物理下学期同步教学资源（沪科版2024）

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 据记载，1405年郑和下西洋时乘坐的木船长约147m，是当时世界上最大的木船。 第四节 物体的浮与沉 第九章 浮力 03 一 物体的浮沉条件是什么 潜艇时而浮于水面，时而潜入水底，有时又能停留在水中，其中的奥秘在哪里？ 2 潜水艇悬浮 在海水中 石块在 水中沉底 轮船漂浮 在海面上 物体在液体中的三种静止状态：漂浮、悬浮、沉底。 漂浮 悬浮 沉底 动手做一做 让鸡蛋像潜艇一样浮沉 如图所示，把一个鸡蛋轻轻地放入浓盐水中，使鸡蛋处于漂浮状态 ( 即停留在液面上，有一部分体积露出液面) ；然后将清水缓缓倒入浓盐水中，并轻轻地搅拌。随着盐水密度的减小，鸡蛋排开液体的体积也随之增大，由漂浮状态慢慢变到悬浮状态 ( 即鸡蛋全部浸没在水中，并可停留在液体里任何深度的地方) ；继续倒入清水，鸡蛋下沉；如再加入适量盐粒，鸡蛋重新又缓慢地上浮。 （a）漂浮 （b）悬浮 （c）下沉 （d）上浮 4 实验序号 上浮 下沉 悬浮 漂浮 浮沉条件 受力图示 ⑴ 浸没在液体中的物体，其浮沉取决于它所受到的 和 的大小。 ⑵ 物体的浮沉条件 F浮 G F浮 F浮 F浮 G G G 浮力 重力 F浮＞G F浮＜G F浮＝G F浮＝G 沉底 F浮＜G F浮 G 两个过程 三个状态 实验结论 状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 受力分析 F浮与G物 的关系 F浮>G物 F浮<G物 F浮＝G物 F浮＝G物 F浮＋FN＝G物 ρ物与ρ液 的关系 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液＝ρ物 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 物体的状态 处于动态(运动状态不断改变)，受到非平衡力的作用 可以停留在液体的任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态 处于静止状态，受平衡力作用 V物与V排 的关系 浸没时， V物＝V排，露出的过程中，V物>V排 V物＝V排 V物＝V排 V物>V排 V物＝V排 基础积累 一、物质的浮沉条件 根据力和运动的关系，可以对上述问题作出回答 ：浸没在液体中的物体，受到重力和浮力。 G F浮 F浮 G 当F浮＝G物时, 合力为零， 即二力平衡， 此时物体将 悬浮。 当F浮＞G物时， 合力方向竖直 向上，物体就上浮, 最终漂浮时F浮＝G物。 当 F浮＜G物时, 合力方向竖直 向下，物体就下沉，最终沉底时 F浮+F支=G物 F浮 G 若F浮＞G，则上浮 若ρ液＞ρ物，则上浮 若F浮=G， 则悬浮 若F浮<G， 则下沉 若ρ液=ρ物， 则悬浮 若ρ液<ρ物， 则下沉 判断物体浮沉 的两种方法 比较浮力和 重力的大小 比较物体密度和液体密度 8 基础积累 二、物体浮沉条件的应用 轮船 潜水艇 密度计 飞艇 （1）工作原理：将钢铁做制成空心的轮船，可以排开更多的水，增大浮力，漂浮在水面上。 （2）排水量（m排）： 轮船满载时排开水的质量： F浮= m排g 而 F浮=G ∴ m船+m货= m排 （3）载重线 1.轮船 轮船 浮沉条件在技术上的应用 10 二 浮沉条件在技术上的应用 根据物体的浮沉条件，可以控制物体在液体中的浮沉。上面的实验就是用改变液体密度的方法来控制物体浮沉的。 潜艇能在水中上浮和下潜，它是通过改变自身重力的方法来控制浮沉的，其基本原理如图所示。 2.潜水艇 11 密度计是测量液体密度的仪器。 工作原理 　　密度计放在液体中都是漂浮的，因此受到的浮力始终等于它受到的重力，F浮=G，且不变。 刻度特点 上小下大,刻度间隔不均匀 浮沉条件在技术上的应用 3.密度计 密度计 气球 原理：内部充有密度小于空气的气体（如氢气、氦气或热空气），使浮力大于重力而升空。 氢气球 飞艇 浮沉条件在技术上的应用 4.气球和汽艇 饱满的种子在盐水中下沉，干瘪的种子则会漂浮在盐水面上。 利用盐水选种就是把漂浮的干瘪种子清除掉，保留下沉的饱满种子。 浮沉条件在技术上的应用 5. 盐水选种 7.飞艇、孔明灯 内部充有小于空气密度的气体（氦气） 内部加热是空气密度减小，重力减小 浮沉条件在技术上的应用 6. 飞艇、孔明灯 你见过煮汤圆或饺子的情景吗？当汤圆或饺子刚放入水中时，会沉入锅底。而当汤圆或饺子煮熟时，则会浮出水面（如图 1-22）。这是为什么？ 当汤圆刚放入水中时，汤圆的重力大于浮力，所以会沉入锅底; 而当汤圆煮熟时，汤圆受热膨胀，排开水的体积变大，根据 F浮= ρ液gV排可知，汤圆受到的浮力变大，大于重力，所以浮出水面。 请分析：古代用船打捞铁牛原理 当堂小结 五 浮力的 应用 轮 船 气球和 飞艇 密度计 潜水艇 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. 是靠改变自身的重力，实现上浮和下潜的. 气球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。为了能定向航行而不随风飘荡，人们还制成了飞艇. 密度计是漂浮的，受到的浮力等于重力且不变. $$