7.3 浮沉的条件及应用（课件）-【上好课】2024-2025学年八年级物理下册同步精品课堂（沪科版（五四学制）2024)

沪科版（五·四学制） 八年级下册 第7章 浮力 7.3 浮沉的条件及应用 情景引入 人类日益关注深海资源的开发与利用。1986 年，我国第一艘载人潜水器研制成功；2020 年11 月，“奋斗者号”（图 7-3-1 ）全海深载人潜水器坐底马里亚纳海沟。从百米浅海到万米深海，我国的载人深潜事业先后突破了多项核心 技术，海洋探测能力和研究水平得到稳步提升。 “奋斗者号”是如何在水中实现浮潜的呢？ 01 02 03 04 05 CONTENTS 物体的浮沉条件 浮沉条件的应用 PART ONE 物体的浮沉条件 观察下面图片，看它们有哪些不同？ 氢气球怎么上升的 远洋客轮、气球、石块它们为什么有的漂浮、有的上升、有的下沉？ 上面的现象，都和“浮力”有关。浮力的大小决定了远洋客轮能漂浮在海面上自由航行；气球才能缓缓上升；石块才能慢慢地沉入水底。 远洋客轮为何能漂浮在海上 石块沉入水底 演示 三个外形完全相同的“乒乓球”浸没在同种液体中，松手后，状态会一样吗？ 现象：三只乒乓球发生了不同的运动。甲图：乒乓球上浮，最后漂浮在水面上。乙图：乒乓球下沉后，静止在水底。丙图：松手后，乒乓球悬浮不动。为什么呢？ 甲 乙 丙 上浮：物体在液体中向上浮起的过程； 漂浮：上浮的物体最终漂浮在水面上； 悬浮：物体停留在液体中的某一深度处 下沉：物体在液体中下沉的过程； 分析：三个外形相同的乒乓球 （体积 相同）受到重力的大小不同：G甲>G乙>G丙;根据阿基米德原理F浮＝ρ液g V排 ＝ρ液g V ；体积相同的三个乒乓球所受浮力相等。所以，乒乓球的沉浮取决于： 物体所受的浮力和重力的大小 原因：甲图中的乒乓球掉在地上能弹起来，是一只完好的乒乓球。乙图中的乒乓球打开蜡封的口，倒出不少沙子。丙图中的乒乓球打开蜡封的口，倒出的沙子比乙少。 F浮 G 上浮 上浮：F浮＞G 悬浮：F浮= G 下沉：F浮＜G 漂浮是上浮的最终状态：F浮=G 沉底是下沉的最终状态： F浮+N支=G F浮 G 沉底 N支 F浮 G 悬浮 F浮 G 漂浮 F浮 G 下沉 最终 最终 1、浮力与重力的关系 大量实验表明： 浸没在液体中的物体受到重力和浮力作用： 如果浮力大小大于重力大小，物体上浮； 如果浮力和重力大小相等，二力平衡，物体悬浮在液体中； 如果浮力大小小于重力大小，物体下沉。 漂浮于液面的物体，处于平衡状态，其浮力和重力大小相等。 取一枚新鲜鸡蛋,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,观察到鸡蛋怎样运动？如果再加些清水,又会发生什么现象？ 演示 盐水浮鸡蛋 浓盐水 水 现象：鸡蛋放在清水中先是沉底；加盐后，鸡蛋上浮直至漂浮在水面上；再加清水后，鸡蛋又下沉直至沉底。 分析：鸡蛋受到的重力不变。根据阿基米德原理ρ液变大，浮力变大了，鸡蛋的状态会发生变化。 F浮＞G 2、物体密度与液体密度间的关系 浮力：F浮= ρ液gV排 重力：G = ρ物gV物 根据浮沉条件进行比较： 上浮：ρ液＞ρ物 悬浮：ρ液= ρ物 下沉：ρ液＜ρ物 F浮＜G F浮= G 漂浮：Ρ液＞ ρ物 沉底：Ρ液＜ ρ物 浸没： V排= V物 (1)相同点：都是静止的平衡状态，受力特点相同：F浮＝G物． (2)不同点： ①悬浮是物体完全浸没在液体中。 V排＝V物；对于实心物体： ρ物＝ρ液。 ②漂浮是部分浸没，V排<V物。 对于实心物体： ρ物<ρ液。 漂浮：F浮＝G 悬浮：F浮＝G 3.悬浮和漂浮的比较： PART TWO 浮沉条件的应用 装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，漂浮在矿泉水瓶内的水中，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封。小玻璃瓶（含瓶内的水和空气）称为浮沉子 （图 7-3-3 ）。 自由活动 挤压矿泉水瓶，观察浮沉子的浮沉情况。 挤压矿泉水瓶，水进入小玻璃瓶，浮沉子下 沉；松手后，水排出小玻璃瓶，浮沉子上浮。 潜水艇的浮潜原理与浮沉子类似。 图7-3-4 是潜水艇的横截面示意图，潜水艇的内舱与外壳之间有一个水舱，水舱通过阀门与外界相连。阀门打开，海水进 入水舱，潜水艇所受重力增大，当重力大小大于浮力大小时，潜水艇下沉；用压缩空气把水舱内的水排出，潜水艇所受重力减小，当重力大小小于浮力大小时，潜水艇上浮。潜水艇通过这个方法改变自身所受的重力，实现在水中的浮潜。 载人潜水器“奋斗者号”（图 7-3-1 ）配有 4 块压载铁，总质量约 2 t。入水时，由于重力大小大于浮力大小，“奋斗者号”下沉。当“奋斗 者号”完成作业时，它会释放压载铁开始上浮。 万一“奋斗者号”失去动力，压载铁会自动脱离，使“奋斗者号”上浮以避免危险。 热气球和飞艇等在空气中也会受到很大的浮力。热气球内由燃烧器加热的空气和飞艇中充的氦气的密度都比外面空气的密度小，内外气体的密度差导致浮力大小大于重力大小而使热气球和飞艇得以升空。 热气球 工作原理： F浮= ρ冷空气gV排 G总=ρ热空气gV球＋G球面 F浮＞G总 热气球上浮 加热内部空气密度减小，重力减小，使得浮力大于重力而上浮 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 港珠澳大桥是目前世界上最长的跨海大桥，采用了“桥岛隧”相结合的建设方式。其中，大桥的海底隧道部分由 33 节巨型沉管（图 7-3-5） 组成，每节沉管长 180 m，重达8 万吨。巨型沉管的搬运和安装都利用 了浮力。沉管在干船坞中完成作业后，通过向干船坞中灌水使沉管恰好 浮起，珠江口涨潮带来的推力可使沉管漂移至安装地点。往空心的沉管 中灌水，使其下沉，而后在水下完成沉管的对接安装。 STSE 1 ．有一木块漂浮在水面上，若在水中加一些食盐，溶解后，测它受到浮力将 ( ) A ．变大 B ．变小 C ．不变 D ．不能确定 C 课堂练习 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 2. 3 ．如图所示，同一鸡蛋在甲、乙两杯浓度不同盐水中静止时的状态。关于鸡蛋所受浮力F甲与F乙 的关系正确的是 ( ) A ． F甲 > F乙 B ． F甲 < F乙 C ． F甲 = F乙 D ．盐水密度不同，无法比较 B 如图所示，A、B两物体静止在水中，下列说法正确的是(　　) A．两物体受到的浮力一定相等 B．两物体受到的浮力不相等，A物体受到的浮力大 C．两物体的密度不相等，B物体的密度大 D．两物体的重力不相等，B物体的重力大 C 4. A ．潜水艇主要是利用了空心的办法实现“浮沉”的 B ．潜水艇通过将水仓中的水排出，以实现下潜 C ．潜水艇从漂浮到悬浮时，其受到的浮力变小 D ．潜水艇下潜时，下表面受到的水的压强变大 5 ．建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障，潜水艇是海军的战略重器。如图所示是潜水艇在海中漂浮、下潜、悬浮的过程，下列分析正确的是 ( ) D A ．热气球上升时，受到的浮力小于自身重力 B ．热气球上升时，受到的浮力等于排开空气的重力 C ．大小不同的热气球悬停在同一高度时，受到的浮力相同 D ．热气球上升过程中，受到的大气压强逐渐增大 6．2024 年 1 月 20 日，第 44 届国际热气球节吸引了全球各地的爱好者前来观赏。如图是热气球在空中飞行的场景。下列说法正确的是 ( ) B 7.质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球，分别静止在水中的不同深度处，如图所示，则这4个小球在水中所受浮力最小的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 D 课堂小结 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$