4 沉与浮（教学课件）物理新教材教科版八年级下册

第4节 沉与浮 八年级物理下册 •教科版 第十章—流体的力现象 教学引入 1 重的物体一定下沉吗? 重的物体不一定下沉 浮力大的物体一定上浮吗? 浮力大的物体也不一定上浮 物体的浮沉条件 2 　　取一枚生鸡蛋，放在清水中，观察它在水中沉浮的情况。向水中慢慢加些盐会并轻轻搅拌，鸡蛋怎样运动？ 活动 如果再加些清水，又会发生什么现象? 加盐 加水 【视频欣赏】 【视频欣赏】 物体的浮沉条件 2 F支 F浮 G 鸡蛋放入水中...... 鸡蛋受到重力G、浮力F浮 与支持力F支 的作用，这三个力平衡，即F浮=G-F支 鸡蛋沉底 F浮＜G 当F浮＜G时，两力的合力方向为竖直向下，物体就会下沉。 物体的浮沉条件 2 F浮 G 往水中加入清水...... 鸡蛋受到重力G、浮力F浮 的作用 F浮＞G 当F浮＞G时，两力的合力方向为竖直向上，物体就会上浮。 鸡蛋上浮 鸡蛋漂浮 F浮＝G 物体的浮沉条件 2 再加些清水...... F浮 G 鸡蛋受到重力G、浮力F浮 的作用，这两个力平衡，即 鸡蛋悬浮 F浮＝G 当F浮=G时，两力的合力为零，即二力平衡，物体悬浮在水中。 物体的浮沉条件 2 物体的浮沉条件 1.浮力与重力的关系（物体浸没） F浮>G 二力的合力方向向上 物体上浮 F浮＜G 二力的合力方向向下 物体下沉 F浮＝G 二力的合力为0 物体悬浮 物体漂浮 F浮＝G 二力的合力为0 物体部分浸没 物体的浮沉条件 2 2.物体密度与液体密度间的关系 实心物体浸没液体中，其排开液体体积V排跟物体自身的体积V物相等，即 V排＝V物 ①当F浮>G时，物体上浮 F浮>G ρ液gV排>ρ物gV物 ρ液>ρ物 ②当F浮＜G时，物体上浮 F浮＜G ρ液gV排＜ρ物gV物 ρ液＜ρ物 ③当F浮＝G时，物体上浮 F浮＝G ρ液gV排＝ρ物gV物 ρ液＝ρ物 物体的浮沉条件 2 实心物体部分浸没液体中，其排开液体体积V排跟小于自身的体积V物，即 V排＜V物 物体漂浮 F浮=G ρ液gV排=ρ物gV物 ρ液＞ρ物 物体的浮沉条件 2 3.物体浮沉条件汇总 【视频欣赏】 物体的浮沉条件 2 4.物体悬浮和漂浮的比较 相同点 类型 不同点 示意图 都是静止的平衡状态，受力特点相同，即 F浮=G物。 漂浮 ①漂浮是物体部分浸没在液体中，V排＜V物 对于实心物体：ρ物＜ρ液。 悬浮 ②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。 控制沉与浮 3 　　对海洋生物来说，浮力非常重要。浩瀚的海洋中，许多生物用不同的方式控制沉与浮，这是一个精彩的世界...... 乌贼的骨中有许多小的充气分隔室。 鹦鹉螺具有螺旋形的外壳，壳内有很大的充气囊。 某些鱼类的鳔的大小变化能使鱼在水中沉浮发生变化。 抹香鲸靠加热或冷却脑油来控制沉浮。 控制沉与浮 控制沉与浮 3 　　我国古代很早就将浮力应用于生产、生活中。从独木舟到郑和下西洋所用的大型“宝船”船队，从孔明灯到浮船打捞技术，从盐水选种到密度计，都体现出中华民族的智慧。 芦湖独木舟 孔明灯 郑和下西洋600周年纪念邮票 怀丙曾“打捞铁牛“ 控制沉与浮 3 潜水艇 　　潜水艇浸没在水里时，排开水的体积不变，根据F浮=ρ液gV排可知，所受浮力基本不变，此时可通过改变自身重力实现浮沉的。 【视频欣赏】 控制沉与浮 3 　　利用浮船浮力大于重力，会上浮，对水底物体会产生一个向上的拉力，从而达到利用浮力起重的目的。 　　中山舰是中国近现代史上的一代名舰，其排水量为780 t，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。 假如由你们来组织打捞中山舰，请设计一个打捞方案。 浮船打捞 打捞中山舰 　　利用热空气密度小，空气受热膨胀，热气球体积增大，也就是增大V排达到增大浮力的作用，调节气囊中的空气的温度，控制气球的升降。 控制沉与浮 3 活动 做一个热气球 　　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纸袋下，筐里面放一团酒精浸湿的棉花。到室外点燃酒精棉，热气球就能慢慢升起来了。 　　由你来设计一个带吊篮的热气球，为使它能降回地面，你打算采用什么办法？ 做一个热气球 材料： 轻纸袋，铁丝， 胶带， 酒精， 棉花， 火柴。 控制沉与浮 3 　　热气球通过加热球内的空气以减小热气球整体所受的重力。当热气球所受的重力小于受到的浮力时，热气球就可以升空了。其自带的加热器可以调节气囊中气体的温度，而控制气球升降。 调大火焰上升：空气温度升高，热胀，部分气体被排出，重力小于浮力。 调小火焰下降：空气温度降低，冷缩，外面的空气进入球体，重力大于浮力。 热气球 控制沉与浮 3 密度计 ①一种测量液体密度的仪器。 ②结构：密闭的玻璃管，上部粗细均匀， 下部较粗且下端装有铅丸或水银，标度上疏下密上小下大。 ③工作原理：利用物体浮沉条件(漂浮时F浮=G)，以及阿基米德原理(F浮=ρ液gV排)。 【视频欣赏】 1. 把重为5N，体积为600cm3的物体投入水中，若不计水的阻力。当物体静止时，下列说法正确的是（　　） A．物体漂浮F浮＝6N B．物体悬浮F浮＝5N C．物体漂浮F浮＝5N D．物体沉在水底F浮＝5N 课堂练习 4 C 课堂练习 4 2. 如图所示是小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作的“浮沉子”。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封，用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是（　　） A．“浮沉子”上浮时，小瓶内上方气压减小，大瓶内上方气压增大 B．适当用力挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”可能悬浮在水中 C．“浮沉子”下沉时，所受重力大于它受到的浮力 D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同 A 课堂练习 4 3．用细绳连在一起的气球和铁块，恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内如图所示位置，若用力向下轻轻拨动一下铁块，则气球和铁块的沉浮情况及水对容器底部的压强将（　　） A．下沉，变小 B．下沉，变大 C．上浮，变小 D．悬浮，不变 A 课堂练习 4 4．一物体（长方体）漂浮在液面上，如图（甲）所示，对物体施加力的作用，使物体下降至图中的虚线位置，已知物体的下表面到水面的高度为h，水对物体下表面的压强为p，物体受到的浮力为F浮，浮力对物体做功大小为W浮，p、F浮与W浮的关系如图（乙）所示。其中正确的是（　　） A．①③⑤ B．②③ C．①④⑤ D．①③ D 课堂小结 5 浮与沉 物体的浮沉条件 浮力与重力的关系 物体密度与液体密度间的关系 控制沉与浮 发展空间 6 家庭实验室 　　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。然后把笔芯放在盐水中，你有什么发现？ 你知道它的原理吗？ 自制密度计 　　 　　圆珠笔芯在水中是漂浮的，受到的浮力与它的重力相等，与它排开水的重力相等；圆珠笔芯在盐水中仍然漂浮，浮力等于重力，液体密度增大，木块排开液体的体积减小。由于圆珠笔芯在水中和盐水中均是处于漂浮状态所以圆珠笔芯在两种液体中所受的浮力大小相等根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知，在浮力相等时，液体的密度越大，物体排开液体的体积就越小，所以圆珠笔芯在盐水中露出液面的长度较大。 $$