第八章 7.第七节 物体的浮沉条件及其应用（讲解课件）-【优翼·学练优】2024-2025学年八年级物理下册同步备课（北师大版2024）

第七节 物体的浮沉条件及其应用 第八章 压强和浮力 观察与思考 潜艇 下沉 上浮 悬浮 物体的浮与沉是由什么因素决定的呢？ 学习目标 知道物体的沉浮取决于浮力与重力的大小关系。（重点） 1 知道物体的沉浮与密度的关系。（重点） 2 能用浮沉条件的知识解释相关应用。（难点） 3 物体的浮沉条件 当物体浸没在水中时，受到竖直向上的浮力F浮和竖直向下的重力G。这两个力的合力决定了物体在水中由静止释放后如何运动。 物体的浮沉条件 水面 G物 F浮 F浮 G物 下沉 上浮 G物 F浮 悬浮 由静止释放的物体， ①当F浮<G物， 合力的方向竖直向下，物体下沉。 ②当F浮=G物， 合力为零，即二力平衡，物体悬浮在液体中。 ③当F浮>G物， 合力的方向竖直向上，物体上浮。 物体在液体中的最终情况 物体的浮沉条件 ①当 F浮<G， ②当 F浮=G， ③当 F浮>G， 下沉 悬浮 沉底 漂浮 上浮 F浮=G F浮=G F浮+F支=G 悬浮 小结 物体在液体中的沉浮取决于物体所受的浮力和重力的大小。 通过改变重力或浮力的大小，可以改变物体的浮沉状态。 当F浮＞G 时， 物体上浮，最终会漂浮 当F浮＜G 时， 物体下沉，最终沉底 当F浮＝G 时， 物体处于悬浮或者漂浮状态 例 关于浮力，下列说法中正确的是（ ） A.上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大 B.沉在容器底部的物体一定不受浮力 C.在水中上浮的物体受到的浮力比它本身的重力大 D.没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大 C 练一练 把重为5N，体积为0.6dm3的物体没入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法正确的是（　　） A.物体悬浮，浮力为6N B.物体漂浮，浮力为5N C.物体下沉，浮力为6N D.物体上浮，浮力为6N B 物体的浮沉条件 密度与浮沉的关系 一个实心物体浸在液体中，你能否根据物体密度与液体密度之间的关系，对物体的浮沉作出判断吗？ 平时常见到木头、泡沫等在水中会上浮； 石块、金属块等在水中会下沉。 因为不同物质 不同。猜测物体在液体 中的沉浮跟物体密度与液体密度之间的关系有关。 密度 G F浮>G F浮 G F浮<G F浮 由F浮<G可得： ρ液 gV排< ρ物 gV物 因为 V排= V物 所以 ρ液 < ρ物 由F浮>G可得： ρ液 gV排>ρ物 gV物 因为 V排= V物 所以 ρ液 > ρ物 上浮 下沉 物体的浮沉条件 密度与浮沉的关系 物体的浮沉条件 密度与浮沉的关系 G F浮 F浮=G G F浮=G F浮 由F浮=G可得： ρ液 gV排=ρ物 gV物 因为 V排< V物 所以 ρ液>ρ物 由F浮=G可得： ρ液 gV排=ρ物 gV物 因为 V排= V物 所以 ρ液= ρ物 由F浮+ F支 =G可得： ρ液 gV排＜ρ物 gV物 因为 V排=V物 所以 ρ液＜ρ物 悬浮 漂浮 沉底 G F浮+ F支 =G F浮 F支 做一做 将新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中，观察鸡蛋在容器中的位置。 演示：盐水浮鸡蛋 小结 浸在液体中的物体的浮和沉，取决于所受的浮力和重力的合力的情况。还可以通过改变液体和物体密度来改变物体的浮沉状态。 漂浮 F浮=G V排<V物 ρ液>ρ物 悬浮 F浮=G V排=V物 ρ液=ρ物 上浮 F浮>G V排=V物 ρ液>ρ物 下沉 F浮<G V排=V物 ρ液<ρ物 沉底 F浮<G V排=V物 ρ液<ρ物 例 盐水选种是我国农民常采用的选种方法。将种子放入浓度适当的盐水中，良种会沉入水底，次种会漂浮于水面。选种时，盐水浓度的把握很重要，如果盐水的浓度太低，则可能出现的现 象是　 　，原因是_____________________________　 　 。 只有少量次种漂浮 部分次种受到的浮力小于 自身重力，会下沉 如图所示，A、B两物体静止在水中（ ） A.两物体受到的浮力一定相等 B.两物体受到的浮力不等，A 物体受到的浮力大 C.两物体的密度不等，B物体的密度大 D.两物体的重力不等，B物体的重力大 已知A物体漂浮，B物体悬浮。 而不知GA与GB的关系，故不能根据F浮=G 比较浮力的大小。 又因为不知VA排与VB排的关系， 故不能根据F浮 = ρ水 gV排比较浮力的大小。 练一练 练一练 如图所示，A、B两物体静止在水中（ ） A.两物体受到的浮力一定相等 B.两物体受到的浮力不等，A 物体受到的浮力大 C.两物体的密度不等，B物体的密度大 D.两物体的重力不等，B物体的重力大 根据悬浮情况判断密度关系：A漂浮：ρA< ρ水 ； B悬浮：ρB＝ ρ水 故ρB＝ ρ水> ρA ，所以ρB> ρA 。 C 观察与思考 我们知道，铁的密度大于水的密度，所以一个实心铁块在水中会下沉。那么为什么用钢铁制成的轮船却能漂浮在水面上呢？ 物体浮沉条件的应用 物体浮沉条件的应用 实验探究 取一块橡皮泥，先将它捏成船形放入水中，它可以漂浮在水面上。将船形橡皮泥从水中取出，将它捏成实心球状后再放入水中，它就沉入水底。如图所示。 物体浮沉条件的应用 实验探究 橡皮泥两次所受的重力G甲和G乙的大小关系是G甲______G乙；两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲______F乙；两次排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲______V乙。 ＝ > > 甲 乙 物体浮沉条件的应用 实验探究 物体所受重力不变时，通过改变物体排开液体的体积，进而改变物体受到浮力的大小可以实现物体的浮沉。 甲 乙 物体浮沉条件的应用 轮船 原理：把密度比水大的钢材制成空心状，使它能排开更多体积的水，增大可利用的浮力。 轮船的大小通常用排水量表示，排水量即轮船装满货物时排开水的质量。 排水量 = 船自身质量 + 满载时货物的质量 即 m排 = m船 + m货。 练一练 一艘轮船的排水量是10000t，它满载货物时的总质量是——————t，该船满载货物时受到水的浮力是 ——————N。若该船从大海驶入内河，船的重力大小 —————（选填“变大”“变小”或“不变”，下同），受到的浮力大小——————，由于河水密度比海水密度小，所以它排开水的体积—————，因此轮船要 ————————（选填“上浮一些”或“下沉一些”）。（g取10N/kg） 10000 1×108 不变 不变 变大 下沉一些 物体浮沉条件的应用 潜水艇 1.工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮，靠改变自身的重力来实现的。 2.改变自重：调节水箱中的储水量。 排出水，潜艇受到的重力减小，潜艇上浮 注入水，潜艇受到的重力增大，潜艇下沉 练一练 潜水艇浸没在水中，在它要继续下潜时，关于它受到的重力和浮力的说法正确的是（ ） A.重力不变，浮力不变 B.重力变大，浮力变小 C.重力变大，浮力不变 D.重力变小，浮力变大 C 物体浮沉条件的应用 热气球与飞艇 工作原理：靠空气浮力升空 内部充有小于空气密度的气体，当F浮 > G物，物体在空气中上浮 物体浮沉条件的应用 孔明灯 加热纸盒中的空气，内部气体的温度升高，体积膨胀，密度减小。当内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，孔明灯所受重力小于浮力，孔明灯便腾空而起，飞上高空。 练一练 以下有关热气球的说法正确的是（ ） A.为使静止的热气球下降，必须继续给热气球中的空气加热 B.为使静止的热气球下降，只需把热气球上的物体抛掉一部分 C.正在匀速下降的热气球，假如有一物体从热气球上掉下，热气球将立即上升 D.正在匀速下降的热气球，假如有一物体从热气球上掉下，热气球将先下降后上升 D 物体浮沉条件的应用 密度计 （一种可以直接测量液体密度的仪器） 1.原理： 密度计漂浮在液面上 二力平衡：F浮=G G排=G ρ液gV排=G 因为密度计重力不变，所以密度计所受浮力不变， 液体的密度越大时，密度计排开液体的体积越小； 反之，则排开液体的体积越大。 V排= 物体浮沉条件的应用 密度计 （一种可以直接测量液体密度的仪器） 2.特点： （1）刻度不均匀，数值上大下小； （2）密度计静止时，液面所对的刻度 即为被测液体的密度。 练一练 如图所示，把一个自制的密度计分别放入三种不同的液体中，则下列判断正确的是（ ） A.这个密度计在丙液体中受到的浮力较大 B.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大 C.甲液体的密度最大 D.丙液体的密度最小 D 课堂小结 课堂小结 浮力的应用 轮船 潜水艇 热气球和飞艇 密度计 改变自身重力来实现浮沉 充密度小于空气的气体 测量液体密度的仪器 制成“空心”增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮 课堂小结 随堂训练 1．将120g的物体浸没在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出了100mL的水。自由释放后，该物体将（　　） A．上浮 B．悬浮 C．沉至杯底 D．无法确定 C 随堂训练 2．三个体积相同而材料不同的小球A、B、C在水中静止时的情况如图所示，若它们的重力和浮力分别为GA、GB、GC和FA、FB、FC，则下列判断正确的是（　　） A．GA＞GB═GC B．GA＜GB═GC C．FA＞FB＞FC D．FA＜FB═FC D 随堂训练 3．浮在水面上的木块，它浸没在水中部分的体积为60cm3，它在水面上的部分是40cm3，求： （1）木块受到的浮力多大？ （2）木块的质量是多少？ （3）木块的密度多大？ 解：（1）木块受到的浮力为 F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×60×10﹣6m3＝0.6N。 随堂训练 3．浮在水面上的木块，它浸没在水中部分的体积为60cm3，它在水面上的部分是40cm3，求： （2）木块的质量是多少？ （3）木块的密度多大？ （2）木块漂浮，则G＝F浮＝0.6N， 木块的质量：m= = =0.06kg。 （3）木块的密度为： ρ= = =0.6×103kg/m3。 随堂训练 4．如图所示是曹冲测量大象质量的情景，针对测量，同学们提出的几点认识中不正确的是（　　） A．测量时应用到了阿基米德原理和沉浮条件 B．船装石头时，水面要与装大象时做的标记 线重合，是为了使两次浮力相同 C．船装石头，当水面与装大象时做的标记线重合时，船上石头的质量减去船的质量即等于大象的质量 D．船装石头，当水面与装大象时做的标记线重合时，船上石头的质量即等于大象的质量 C 随堂训练 5．半潜船主要作用是承运货物，它和潜水艇一样通过压载水（指为控制船舶纵倾、横倾、吃水或稳性等而在船上加装的水）的调整改变重力，调节装货甲板的高度，以便于装卸货物。下列分析合理的是（　　） A．半潜船甲板下沉没入水中过程所受浮力减小 B．半潜船甲板向上浮出水面过程所受浮力增大 C．半潜船从长江驶入东海，所受浮力大小不变 D．半潜船通过改变排开水的体积来改变浮力，从而实现上浮和下沉 C 随堂训练 6．我国第一艘国产航空母舰在海南三亚交付海军，经中央军委批准，我国第一艘国产航母命名为“中国人民解放军海军山东舰”，舷号为“17”，据悉该航母满载时的排水量为6.5万吨，下列有关航母的说法中正确的是（　　） A．航母在水面漂浮时，所受浮力大于重力 B．航母满载时，它的总重力为6.5×108N C．舰载机飞离航母后，航母船身相对于水面会下降一些 D．舰载机飞离航母后，航母船体最底部受到水的压强增大 B Lavf55.34.100 $$